（2021新人教版）高中物理选修性必修第一册课时分层作业 12 波的描述练习.doc

1、1/7 课时分层作业课时分层作业(十二十二)波的描述波的描述 (建议用时：建议用时：25 分钟分钟) 考点一考点一波的图像波的图像 1下列选项为一列横波在某介质中传播时某一时刻的波形图下列选项为一列横波在某介质中传播时某一时刻的波形图，已知波的传已知波的传 播方向向右播方向向右，能正确描述各质点继续振动时运动方向的是能正确描述各质点继续振动时运动方向的是() C处在位移最大处的质点一定向平衡位置运动处在位移最大处的质点一定向平衡位置运动，因此因此，A、D 两项错误两项错误， 利用利用“上下坡上下坡”法可判断法可判断 C 项正确项正确，B 项错误项错误 2(多选多选)如图所示如图所示，实线为某时

2、刻一横波的图像实线为某时刻一横波的图像， ，虚线是短暂时间间隔虚线是短暂时间间隔t 后的波的图像后的波的图像，且已知波传播得很慢且已知波传播得很慢，则由图像可判断出则由图像可判断出() A波传播速度的大小波传播速度的大小B波的传播方向波的传播方向 C各质点的速度各质点的速度D各质点的振动方向各质点的振动方向 BD据题意据题意， 由于由于t 很小很小， 而且波传播得很慢而且波传播得很慢， 因而波传播了很小的距离因而波传播了很小的距离， 即波向右传播即波向右传播，只要确定了传播方向只要确定了传播方向，那么各质点的振动方向就完全确定那么各质点的振动方向就完全确定，但但 由于由于s、t 未知未知，因而

3、因而 vs t不确定 不确定，B、D 两项正确两项正确，A、C 两项错误两项错误 3如图所示为一列简谐横波在某一时刻的波形图如图所示为一列简谐横波在某一时刻的波形图，已知质点已知质点 A 在此时刻的在此时刻的 振动方向如图中箭头所示振动方向如图中箭头所示，则以下说法中正确的是则以下说法中正确的是() 2/7 A波向左传播波向左传播，质点质点 B 向下振动向下振动，质点质点 C 向上振动向上振动 B波向右传播波向右传播，质点质点 B 向上振动向上振动，质点质点 C 向下振动 向下振动 C波向左传播波向左传播，质点质点 B 向上振动向上振动，质点质点 C 向上振动向上振动 D波向右传播波向右传播，

4、质点质点 B 向下振动向下振动，质点质点 C 向下振动 向下振动 C解决该题有许多方法解决该题有许多方法，现用现用“上下坡法上下坡法”判断判断，若波向右传播若波向右传播，则则 A 质点处于下坡质点处于下坡，应向上振动应向上振动由此可知波向左传播由此可知波向左传播同理可判断同理可判断 C 向上振动向上振动，B 向上振动向上振动，故故 C 项正确项正确 考点二考点二波长波长、频率和波速频率和波速 4.一列简谐横波沿一列简谐横波沿 x 轴正方向传播轴正方向传播，频率为频率为 5 Hz，图中图中 A、B 两质点的横坐两质点的横坐 标分别为标分别为 x2 cm 和和 x16 cm.某时刻的波形如图所示某

5、时刻的波形如图所示，从该时刻算起从该时刻算起，当质当质点点 B 的位移和速度与图示时刻质点的位移和速度与图示时刻质点 A 的运动状态相同时的运动状态相同时， 所需的最短时间为所需的最短时间为() A0.08 sB0.12 s C0.14 sD0.16 s C由题图可知由题图可知，波长波长20 cm，速度速度 vf0.25 m/s1 m/s.质点质点 A 的的 运动状态传播运动状态传播 16 cm2 cm14 cm 所需的最短时间为所需的最短时间为 t0.14 s，选项选项 C 正确正确 5平静湖面传播着一列水面波平静湖面传播着一列水面波(横波横波)，在波的传播方向上有相距在波的传播方向上有相距

6、 3 m 的甲的甲、 乙两个小木块随波上下运动乙两个小木块随波上下运动， 测得两个小木块每分钟都上下测得两个小木块每分钟都上下 30 次次， 甲在波谷时甲在波谷时， 乙在波峰乙在波峰，且两木块之间有一个波峰且两木块之间有一个波峰这列水面波这列水面波() A频率是频率是 30 HzB波长是波长是 3 m C波速是波速是 1 m/sD周期是周期是 0.1 s C据题意据题意，甲在波谷时甲在波谷时，乙在波峰乙在波峰，且两木块之间有一个波峰且两木块之间有一个波峰，则则 1.5 3 m，得得2 m由小木块每分钟振动由小木块每分钟振动 30 次得小木块振动的频率次得小木块振动的频率 f30 60 Hz 0

7、.5 Hz，周期为周期为 T1 f 2 s，故波速故波速 vf20.5 m/s1 m/s.由以上分析可知由以上分析可知 C 项正确项正确 6小明将不同规格的橡皮筋小明将不同规格的橡皮筋 A、B 系在一起系在一起，连接点为连接点为 O，请两个同学抓请两个同学抓 3/7 住橡皮筋的两端住橡皮筋的两端，并将橡皮筋靠近瓷砖墙面水平拉直并将橡皮筋靠近瓷砖墙面水平拉直小明用手抓住小明用手抓住 O 点点，上上 下快速抖动下快速抖动某时刻橡皮筋形状如图所示某时刻橡皮筋形状如图所示，下列判断正确的是下列判断正确的是() A两种橡皮筋中的波长相同两种橡皮筋中的波长相同 B两种橡皮筋中波的频率相同两种橡皮筋中波的频

8、率相同 C两种橡皮筋中的波速相同两种橡皮筋中的波速相同 D此时两种橡皮筋中此时两种橡皮筋中 a、b 两质点的运动方向相反两质点的运动方向相反 B由题图可知由题图可知， 橡皮筋橡皮筋 A 的波长为橡皮筋的波长为橡皮筋 B 的波长的两倍的波长的两倍， 选项选项 A 错误错误； 两橡皮筋的振动为受迫振动两橡皮筋的振动为受迫振动，橡皮筋中波的频率相同橡皮筋中波的频率相同，都为小明抖动的频率都为小明抖动的频率， 选项选项 B 正确；由正确；由 vf 知知，橡皮筋橡皮筋 A 的波速为橡皮筋的波速为橡皮筋 B 的波速的两倍的波速的两倍，选项选项 C 错误错误；由同侧法可判断由同侧法可判断，此时两种橡皮筋中此

9、时两种橡皮筋中 a、b 两质点的运动方向相同两质点的运动方向相同，选选项项 D 错误错误 7一列简谐横波沿直线由一列简谐横波沿直线由 a 向向 b 传播传播， ，相距相距 10.5 m 的的 a、b 两处的质点振两处的质点振 动图像如图中动图像如图中 a、b 所示所示，则则() A该波的振幅可能是该波的振幅可能是 20 cm B该波的波长可能是该波的波长可能是 8.4 m C该波的波速可能是该波的波速可能是 10.5 m/s D该波由该波由 a 传播到传播到 b 可能历时可能历时 7 s D题中给出了两个质点的振动图像题中给出了两个质点的振动图像，从图中直接可以看出振动的振幅从图中直接可以看出

10、振动的振幅为为 10 cm，周期为周期为 4 s，选项选项 A 错误；因为波是沿着错误；因为波是沿着 a 向向 b 传播传播，所以从振动图像所以从振动图像 可以看出可以看出，T4 s，b 比比 a 至少晚振动至少晚振动3 4个周期 个周期，则则 a、b 间距离与波长的关系间距离与波长的关系为为 s n3 4 ，(n0,1,2，)，波由波由 a 传播到 传播到 b 历时历时 tnT3 4T(n 0,1,2，)，再再 利用利用 v T， ，可得选项可得选项 B、C 错误错误，D 正确正确 4/7 考点三考点三机械波的多解问题机械波的多解问题 8(多选多选)一列简谐波在某一时刻的波形如图所示一列简谐

11、波在某一时刻的波形如图所示， ，经过一段时间经过一段时间，波形变波形变 成如图中虚线所示成如图中虚线所示，已知波速大小为已知波速大小为 1 m/s.则这段时间可能是则这段时间可能是() A1 sB2 s C3 sD4 s AC如果这列波向右传播如果这列波向右传播，则传播的距离为则传播的距离为 n1 4(n 0,1,2，)，4 m则这段时间可能为则这段时间可能为 1 s、5 s、9 s、，故选项故选项 A 正确正确；如果这列波向左传播如果这列波向左传播， 则传播的距离为则传播的距离为 n3 4(n 0,1,2，)，则这段时间可能为则这段时间可能为 3 s、7 s、11 s、， 故选项故选项 C

12、正确正确 9(多选多选)一列横波在一列横波在 t0 时刻的波形如图实线所示时刻的波形如图实线所示，在在 t1 s 时的波形如时的波形如 图中虚线所示图中虚线所示由此可以判定此波的由此可以判定此波的() A波长一定是波长一定是 4 cm B周期一定是周期一定是 4 s C振幅一定是振幅一定是 2 cm D传播速度一定是传播速度一定是 1 cm/s AC解有关波动图像的题目解有关波动图像的题目，一般可分为两类一般可分为两类：一类是读图一类是读图，可以直接从可以直接从 图上读出振幅和波长图上读出振幅和波长，此题便可读出波长是此题便可读出波长是 4 cm，振幅是振幅是 2 cm，故故 A、C 选项选项

13、 正确正确；另一类是根据图像给定的条件另一类是根据图像给定的条件，去计算波速去计算波速、周期周期，判定波传播的方向判定波传播的方向， 判定某一质点的运动情况及判定某一时刻的波形图判定某一质点的运动情况及判定某一时刻的波形图这类问题的解决这类问题的解决，是建立是建立 在正确读图和对波动的正确理解上的在正确读图和对波动的正确理解上的，是较深层次的考查是较深层次的考查此题表示出在此题表示出在 1 s 时时 间内图像的变化间内图像的变化，这这 1 s 时间与周期的关系是时间与周期的关系是 nT1 4T 1 s(n0,1,2,3，)是不是不 5/7 确定解确定解因此因此 B 选项错误选项错误同理传播速度

14、同理传播速度 v T也不确定 也不确定，D 选项也错误选项也错误 (建议用时：建议用时：15 分钟分钟) 10(多选多选)一列简谐波在某时刻的波形如图所示一列简谐波在某时刻的波形如图所示，则下列说法中正确的是则下列说法中正确的是 () A此列波的振幅是此列波的振幅是 0.1 m Bx15 m 处质点的位移是处质点的位移是 0.1 m C若若 A 质点的速度沿质点的速度沿 y 轴正方向轴正方向，则则 B 质点的速度也沿质点的速度也沿 y 轴正方向轴正方向 DA 质点的加速度沿质点的加速度沿 y 轴负方向轴负方向，B、C 两质点的加速度沿两质点的加速度沿 y 轴正方向 轴正方向 ACD从波形图中可

15、以直接读出振幅从波形图中可以直接读出振幅、某质点的位移某质点的位移，并判断某质点运动并判断某质点运动 的方向的方向故选项故选项 A、C、D 正确正确 11(多选多选)一列简谐横波在某时刻的波形如图所示一列简谐横波在某时刻的波形如图所示， ，此时刻质点此时刻质点 P 的速度的速度为为 v，经过经过 0.2 s 后它的速度大小后它的速度大小、方向第一次与方向第一次与 v 相同相同，再经过再经过 1.0 s 它的速度大它的速度大 小小、方向第二次与方向第二次与 v 相同相同，则下列判断中正确的是则下列判断中正确的是() A波沿波沿 x 轴负方向传播轴负方向传播，且波速为且波速为 10 m/s B若某

16、时刻若某时刻 N 质点到达波谷处质点到达波谷处，则则 Q 质点一定到达波峰处质点一定到达波峰处 C质点质点 M 与质点与质点 Q 的位移大小总是相等的位移大小总是相等、方向总是相反方向总是相反 D从图示位置开始计时从图示位置开始计时，在在 3 s 时刻时刻，质点质点 M 偏离平衡位置的位移偏离平衡位置的位移 y 10 cm BD假设假设 P 点向下振动点向下振动， 则第一次速度与则第一次速度与 v 相同需要经过大于半个周期的相同需要经过大于半个周期的 时间时间，第二次速度与第二次速度与 v 相同需要经过小于半个周期的时间相同需要经过小于半个周期的时间，与题目中给的时间与题目中给的时间 不符合不

17、符合，所以所以 P 点应向上振动点应向上振动，根据同侧法判断该机械波应该向右传播根据同侧法判断该机械波应该向右传播，选项选项 A 错误；根据题意得错误；根据题意得，两次速度与两次速度与 v 相同时间加在一起共一个周期即质点相同时间加在一起共一个周期即质点 P 的振的振 6/7 动周期为动周期为 0.2 s1.0 s1.2 s，所以波的传播周期也为所以波的传播周期也为 1.2 s，波长为波长为 12 m，所以所以 波的传播速度为波的传播速度为 10 m/s.N、Q 相距相距 2， ，由于对称性由于对称性，N、Q 速度大小相等速度大小相等，方向方向 相反相反，所以所以 N 到波谷到波谷，Q 到波峰

18、到波峰，选项选项 B 正确正确；经过经过 3 4T 波向右平移 波向右平移3 4， ，可以发可以发 现现 M、Q 均为正位移均为正位移，选项选项 C 错误错误；3 s 21 2 T，所以图形正好与本题图关所以图形正好与本题图关于 于 x 轴对称轴对称，所以此时刻质点所以此时刻质点 M 偏离平衡位置的位移偏离平衡位置的位移 y10 cm，选项选项 D 正确正确 12如图所示是一列横波在某一时刻的波形图如图所示是一列横波在某一时刻的波形图，若波沿若波沿 x 轴正方向传播 轴正方向传播， 则：则： (1)质质点点 A 的振动方向的振动方向、 质质点点 C 的振动方向的振动方向、 质质点点 D 的振动

19、方同各是怎样的？的振动方同各是怎样的？ (2)再经过再经过 3 4T， ，质点质点 A 通过的路程是多少？质点通过的路程是多少？质点 C 的位移是多少？的位移是多少？ 解析解析(1)由由“带动看齐法带动看齐法”(或或“上下坡法上下坡法”)知知， 波沿波沿 x 轴正方向传播时轴正方向传播时， ， 质点质点 A 向上振动向上振动，质点质点 C 向下振动向下振动，质点质点 D 在正方向最大位移处在正方向最大位移处，速度为零速度为零 (2)再经过再经过 3 4T， ，质点质点 A 通过的路程为通过的路程为 3A32 cm6 cm；质点质点 C 到达正向到达正向 最大位移处最大位移处，即即 C 的位移是

20、的位移是 2 cm，方向沿方向沿 y 轴正方向轴正方向 答案答案见解析见解析 13一列简谐横波在一列简谐横波在 x 轴上传播轴上传播，a、b 是是 x 轴上相距轴上相距 sab 6 m 的两质点的两质点t 0 时时，b 点正好到达最高点点正好到达最高点，且且 b 点到点到 x 轴的距离为轴的距离为 4 cm，而此时而此时 a 点恰好经过平衡位置向上运动点恰好经过平衡位置向上运动，已知这列波的已知这列波的 频率为频率为 25 Hz. (1)求经过时间求经过时间 1 s，a 质点运动的路程；质点运动的路程； (2)设设 a、b 在在 x 轴上的距离大于一个波长轴上的距离大于一个波长，求该波的波速求该波的波速 解析解析(1)质点质点 a 一个周期运动的路程一个周期运动的路程 s04A0.16 m,1 s 内的周期数内的周期数 n ft25，则则 1 s 内运动的路程内运动的路程 sns04 m. (2)若波由若波由 a 传向传向 b，则则 sab n3 4 ，vf 600 4n3 m/s(n1,2，)；若波若波 7/7 由由 b 传向传向 a，则则 sab n1 4 ，vf 600 4n1 m/s(n1,2，) 答案答案(1)4 m(2)见解析见解析