人教版 (2019)选择性必修 第一册2 波的描述课后作业题

第2节 波的描述

1.（多选）如图所示为一列简谐横波在某时刻的波形图，该波传播方向向左，则此时刻有(      )

A.各质点的位移都为

B. 处的质点速度方向沿 轴正方向

C. 处的质点加速度方向为 轴正方向

D. 处的质点速度为正的最大值

答案：1. ;

解析：1.从波的图像可以看出，选项 错误；根据波的传播方向和波的图像可以得出，此时刻 处的质点速度方向沿 轴负方向，选项 错误； 处的质点此时处于负向最大位移处，加速度方向为 轴正方向，选项 正确； 处的质点位于平衡位置，速度方向沿 轴正方向，所以速度为正的最大值，选项 正确。

2.一简谐横波沿 轴正方向传播，波长为 ，周期为 ， 时刻的波形如图甲所示， 、 是波上的两个质点。图乙是波上某一质点的振动图像。下列说法中正确的是(      )

A. 时刻，质点 的速度比质点 的速度大

B. 时刻，质点 的加速度比质点 的加速度小

C.图乙可以表示质点 的振动

D.图乙可以表示质点b的振动

答案：2.

解析：2.质点在平衡位置处的振动速度是最大的，所以在 时刻， 的速度小于 的速度， 错误；而质点偏离平衡位置越远,加速度越大， 的加速度大于 的加速度， 错误；根据波的图像“同侧法”可以判断在 时刻， 在平衡位置且向下振动， 在正向最大位移处向下振动， 正确， 错误。

3.机械波在给定的介质中传播时，下列说法正确的是(      )

A.振幅越大，则波传播的速度越快

B.振幅越大，则波传播的速度越慢

C.在一个周期内，振动质点走过的路程等于一个波长

D.振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越短

答案：3.

解析：3.波的传播速度与振幅无关， 、 错误；质点振动一个周期，波传播的距离等于一个波长， 错误；频率越高，即周期越小，因而波传播一个波长所用时间就越短， 正确。

4.（多选）对机械波，下列关于公式 的说法正确的是(      )

A. 适用于一切波

B.由 知， 增大，则波速 也增大

C. 、 、 三个量中，对同一列波来说，在不同介质中传播时保持不变的只有

D.由 知，波长是 的声波传播速度为波长是 的声波传播速度的2倍

答案：4. ;

解析：4.公式 适用于一切波，无论是机械波还是电磁波， 正确；机械波的波速仅由介质决定，与 、 无关， 、 错误；对同一列波，其频率由振源决定，与介质无关， 正确。

5.一列简谐横波在两个时刻的波形如图中实线和虚线所示，由图可确定这列波的(      )

A.周期B.波速C.波长D.频率

答案：5.

解析：5.由简谐波的波形图可知简谐波的波长为 。虽然知道两不同时刻的波形图，但不知道时间差，无法确定周期和频率，也无法确定波速。故选 。

6.（多选）（2021山东招远第一中学高二期末）声波在空气中的传播速度为 ，在钢铁中的传播速度为 。一平直桥由钢铁制成，某同学用锤子敲击铁桥的一端而发出声音，分别经空气和桥传到另一端的时间之差为 ，若该波在空气中的波长为 ，则下列说法中正确的是(      )

A.桥的长度约为

B.桥的长度约为

C.该波在钢铁中的波长为

D.该波在钢铁中的波长为

答案：6. ;

解析：6.设桥的长度为 ，则有 ，代入数据，得 ，故 错误， 正确；声音在不同介质中的频率是不变的，则有 ，解得 ，故 正确， 错误。

7.（2021辽宁抚顺高二期末）图为一列简谐横波在 时刻的波形图，此时质点 正处于加速运动过程中，且质点 在 时第一次到达波峰。则下列判断正确的是(      )

A.此时质点 也处于加速运动过程

B.该波沿 轴负方向传播

C.从 时刻起，质点 比质点 晚回到平衡位置

D.在 时刻，质点 的速度大小为

答案：7.

解析：7.由于 点正在加速，说明 点正向平衡位置运动，该波沿 轴正方向传播， 错误；由于波沿 轴正方向传播， 点正在远离平衡位置，因此 点处于减速运动过程， 错误；从 时刻起，由于 点正向平衡位置运动，而 点正向最大位移处运动，因此，质点 比质点 晚回到平衡位置， 正确；在 时刻， 点处于负的最大位移处，因此速度为零， 错误。

8.（多选）一列简谐横波沿 轴正方向传播，设 时刻传播到 轴上的 质点，波形如图所示。从图示位置开始， 质点在 时第三次通过平衡位置，则下列说法正确的是(      )

A.该简谐横波的波速等于

B.经 ，该波传播到 轴上的质点

C. 时，质点 在平衡位置处且向上运动

D.当质点 第一次出现在波峰位置时，质点 恰好出现在平衡位置且向下运动

答案：8. ;

解析：8.图示时刻质点 在负的最大位移处，第一次回到平衡位置的时间为 ，第三次回到平衡位置的时间为 ，所以该简谐横波的周期为 ，由题图可知，该波波长是 ，所以波速为 ，故 错误；该波传播到 的时间为 ，故 错误；质点 与 之间的距离是一个波长， 时，波传播到 点并开始向上运动，所以 时刻质点 在平衡位置处且向上运动，故 正确； 点第一次到达波峰的时间 ， 时刻 点在负向最大位移处，经过 后，质点 恰好出现在平衡位置且向下运动，故 正确。

素养提升练

9.（2021浙江嘉兴高二期中）如图所示是一列简谐横波在 时的波形图，该波沿 轴负方向传播，传播的速度为 ，则质点 的振动图像是下列图中的(      )

A.   B.

C. D.

答案：9.

解析：9.波沿 轴负方向传播，由波的图像可知，波长 ，波的周期 ，则质点 在 时，由平衡位置向负的最大位移处运动，由图可知 、 、 错误， 正确。

10.（2021山东淄川高二检测）在某一均匀介质中由 处的波源发出的简谐横波在 轴上传播，某时刻的波形如图所示，其波速为 ，则下列说法正确的是(      )

A.此时 、 两质点运动方向相反

B.再经过 ，质点 刚好在 位置

C.波的频率与波源的振动频率无关

D.波速由波源和介质的性质共同决定

答案：10.

解析：波同时向两侧传播，根据对称性可知，此时 、 两点运动方向相同，故 错误；由题图可知， 到波的前沿的距离为 ，波传播到 的时间 ，由题图知波长 ，周期为 ，则经过 质点 刚好到达波峰位置，其坐标为 ，故 正确；波在传播过程中质点做受迫振动，波的频率和波源的频率一致，故 错误；波速只与介质有关，同种介质中波速相同，故 错误。

11.（多选）（2021山东泰安高二期末）在一均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点间的距离均为 ，如图 所示，一列横波沿该直线向右传播， 时到达质点1，质点1开始向下运动，振幅为 ，经过 第一次出现如图 所示的波形。则(      )

A.该波的周期为

B.该波的波速为

C.第9个质点开始振动的方向向上

D.质点1在 内运动的路程为

答案：11. ;

解析：11.因为波沿直线向右传播， 时到达质点1，质点1开始向下运动，则 时刻波传播到第13个质点处，向右传播了 个波长，质点1振动了 个周期，所以 ，解得 ，该波的周期为 ， 错误；该波的波速为 ， 正确；因为 时到达质点1，质点1开始向下运动，所以第9个质点开始振动的方向向下， 错误；质点1在 内运动的路程为 ， 正确。

12.（多选）如图甲所示， 点为振源， 距离为 。 时， 点从平衡位置开始向下（负方向）振动，产生向右沿直线传播的简谐横波，图乙为 点的振动图像（从 时刻开始振动）。则(      )

A.该波的频率为

B. 时刻 点的速度最大，方向沿 轴正方向

C.这列波的波长为

D.若 时刻 点处于负向最大位移处，则s可能是波长的

答案：12. ;

解析：12.由题图乙知 ，而 ，故 ， 正确；由题图乙知， 时刻 点处于平衡位置，速度最大，方向沿 轴负方向， 错误；由题图甲知，波由 传到 距离是s，由题图乙知波由 传到 所用时间为 ，故波速 ，则 ， 正确；若 时刻 点处于负最大位移处，则波形可能如图所示，可见 间的距离为 ， 错误。

创新拓展练

13.一列简谐横波沿 轴负方向传播，图甲是 时的波形图，图乙是波的某振动质点位移随时间变化的振动图像（两图用同一时间起点），则图乙可能是图甲中哪个质点的振动图像(      )

A. 处的质点B. 处的质点

C. 处的质点D. 处的质点

答案：13.

解析：13.当 时，由题图乙振动图像可知，质点在平衡位置，沿 轴负方向运动，由题图甲波的图像可知，波沿 轴负方向传播，此时 处的质点在平衡位置正沿 轴负方向运动，所以 正确。

思路导引 由图乙（振动图像）读出 时质点的运动状态，然后在图甲（波形图）中找到对应的质点。

方法探究 解决波的图像与振动图像综合问题的方法

（1）分清图像类型，明确是振动图像，还是波的图像。

（2）结合题意看清是哪一时刻的波形图，然后再看振动图像中这一时刻质点正在向哪一个方向振动，再由振动方向与波的传播方向的关系来确定是哪一质点的振动图像。反之亦可根据振动图像，画出某一时刻的波形图。

（3）波的传播具有双向性，对于波的传播方向不明确的，应分情况讨论。