人教版 (2019)选择性必修 第一册第三章 机械波2 波的描述课后练习题

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册第三章 机械波2 波的描述课后练习题，文件包含人教版高中物理选择性必修一同步讲与练32波的描述原卷版doc、人教版高中物理选择性必修一同步讲与练32波的描述解析版doc等2份试卷配套教学资源，其中试卷共34页， 欢迎下载使用。

02
思维导图
03
知识梳理
（一）课前研读课本，梳理基础知识
一、波的图像
1．波的图像的画法
(1)建立坐标系，描点：用横坐标x表示在波的传播方向上各质点的平衡位置，纵坐标y表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移。得到一系列坐标为(x1，y1)，(x2，y2)，(x3，y3)，…的点。
(2)连线：用一条平滑的曲线把各点连接起来就是这一时刻波的图像，有时也称波形图。
2．简谐波(正弦波)
(1)如果波的图像是____________，这样的波叫作正弦波，也叫简谐波。
(2)简谐波中各质点的________________________，各质点振动的____________。
3．波形图与振动图像
(1)简谐波的波形图与质点的振动图像都是正弦曲线。
(2)波形图表示介质中的“____________质点”在“____________时刻”的位移。
(3)振动图像表示介质中“____________质点”在“____________时刻”的位移。
二、波长、频率和波速
1．波长λ
(1)定义：在波的传播方向上，________________________的两个____________质点间的距离。
(2)特征
①在横波中，两个________________________之间的距离等于波长。
②在纵波中，两个________________________之间的距离等于波长。
2．周期T、频率f
(1)周期(频率)：在波动中，各个________________________叫作波的周期(或频率)。
(2)周期T和频率f的关系：f＝eq \f(1,T)。
(3)决定因素：由波源决定。
(4)波长与周期的关系：经过一个周期T，振动在介质中________________________等于一个波长λ。
3．波速
(1)定义：机械波在介质中的传播速度。
(2)决定因素：由____________的性质决定，在不同的介质中，波速是____________ (选填“相同”或“不同”)的。
(3)波长、周期、频率和波速的关系：v＝eq \f(λ,T)＝λf。
（二）辨析
1.简述波的图像的建立过程。
2.为什么不同时刻波的图像的形状不同?
3.波中各质点做简谐运动,是一种变加速运动,能否说明波的传播也是变加速运动?
4.某时刻,两个相邻的、位移相等的质点间的距离等于波长吗?
5.在一个周期的时间内,振动在介质中传播的距离是什么?
6.波的传播速度取决于什么?不同频率的横波在同一种介质中的传播速度是否相同?
04
题型精讲
【题型一】波的图像
【点拨】
由波的图像可获取的信息
如果已知一列波某时刻波形如图所示,那么我们从波的图像中可以获取的信息有以下几点:
1.可以直接看出在该时刻沿传播方向上各质点的位移。
2.可以直接看出在波的传播过程中各质点的振幅A,即图线上纵坐标最大值的绝对值
3.若已知波的传播方向,可确定各质点在该时刻的振动方向,并判断位移、加速度、速度、动能的变化。若已知质点的运动方向,也可判断出波的传播方向。
Δt后波形图的画法
1．特殊点法：找出波形图一个波形中相邻的几个特殊点(如波峰、波谷、平衡位置等点)，画出这些特殊点在Δt时刻的位置，然后用正、余弦曲线连起来画出波形图，如果Δt较长，可先表示为Δt＝nT＋Δt′。由于时间的周期性，可以去整留零，只需画出特殊点在Δt′时刻的波形图。特殊点法适用于特殊时间，Δt或Δt′必须为eq \f(1,4)T的整数倍才好确定特殊点的位置来画波形。特殊点法画波形图较为简单易行。
2．平移法：算出波在Δt时间内传播的距离Δx＝vΔt，把波形沿波的传播方向平移Δx。如果Δx较大，可化为Δx＝nλ＋Δx′，由于波的空间周期性，可以去整留零，只需平移Δx′即可，平移波形后一定要注意把图像补画完整。
【典型例题1】（23-24高二下·北京顺义·期中）如图是某绳波形成过程的示意图。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动质点2，3，4，……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端，相邻编号的质点间距离为2cm。已知时，质点1开始向上运动；时，质点1到达上方最大位移处，质点5开始向上运动。则（ ）
A．这列波传播的周期为0.8s
B．这列波传播的速度为0.4m/s
C．时，质点8刚要起振
D．时，质点12的运动方向向上
【对点训练1】（2024·北京海淀·二模）位于坐标原点的质点从t=0时开始沿y轴振动，形成一列沿x轴传播的简谐波，t=0.5s时的波形如图所示，此时x=0处的质点位于波峰位置。图中能正确描述x=2m处质点振动的图像是（ ）
A．B．
C．D．
【题型二】波长、频率和波速
【点拨】
波长的三种确定方法
(1)定义法：在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离等于一个波长。
注意：两个关键词：“振动相位总是相同”、“两个相邻质点”。“振动相位总是相同”的两质点，在波的图像上振动位移总是相同，振动速度总是相同。
(2)图像法
①在波的图像上，无论从什么位置开始，一个完整的正(余)弦曲线对应的水平距离为一个波长。
②在波的图像上，振动位移总是相同的两个相邻质点间的距离为一个波长。
(3)公式法：根据公式λ＝vT来确定。
【典型例题1】（2024高二下·安徽·竞赛）取一根较长的轻质软绳，用手握住一端O，在竖直平面内连续上下抖动，形成如图所示向右传播的简谐横波，手抖动的周期为T，时，O位于最高点，P恰好在平衡位置，O、P的平衡位置间距为L，下列判断正确的是（ ）
A．P的振动周期为4T
B．该波的波速为
C．时，P的运动方向水平向右
D．若手上下抖动加快，该简谐波的波长将变小
【对点训练1】（2024·浙江·三模）如图所示，一只小蜜蜂不幸掉入水中，小蜜蜂拼命振动双翅，想脱离困境，结果在水面上形成水波的干涉图样。测得水波经4s向外传播1m，蜜蜂体长约为1cm，则该蜜蜂振翅的频率约为（ ）
A．5HzB．20HzC．50HzD．150Hz
【题型三】波的传播方向与振动方向互判
【点拨】
1．带动法：后面质点依次重复前面质点的振动。
2．同侧法：在水平传播的波的图像上的某一点，沿竖直方向画出一个箭头表示质点振动方向，并设想在同一点沿水平方向画一个箭头表示波的传播方向，那么这两个箭头总是在曲线的同侧，如图所示
3．上下坡法：如图所示，沿波的传播方向，“上坡”的质点向下振动，如D、E、F；“下坡”的质点向上振动，如A、B、C。
4．微平移法：如图所示，实线为t时刻的波形图，作出微小时间Δt(Δt