物理选择性必修 第一册波的描述练习题

这是一份物理选择性必修 第一册波的描述练习题，文件包含人教版选择性必修第一册高二物理同步学案32波的描述解析版docx、人教版选择性必修第一册高二物理同步学案32波的描述原卷版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共32页， 欢迎下载使用。
基础导学
要点一、波的图象的画法
1.建立坐标系：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表示某时刻各质点偏离平衡位置的 位移 .
2.描点：把平衡位置位于x1，x2，x3，…的质点的位移y1，y2，y3，…画在xOy坐标平面内，得到一系列坐标为(x1，y1)，(x2，y2)，(x3，y3)，…的点.
3.连线：用一条平滑的线把各点连接起来就是这时波的图象，有时也称 波形图 ，简称波形.
要点二、正弦波
如果波形是 正弦 曲线，这样的波叫做正弦波，也叫 简谐 波.
要点三、波形图与振动图象
1.波形图表示介质中的“各个质点”在某一时刻的 位移 .
2.振动图象表示介质中“某一质点”在各个时刻的 位移 .
要点四、波长、周期和频率
1.波长λ
(1)定义：在波动中，振动 相位 总是相同的两个 相邻 质点间的距离.
(2)特征
①在横波中，两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的 距离 等于波长.
②在纵波中，两个相邻密部或两个相邻 疏部 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，各个质点的 振动 周期(或频率)叫波的周期(或频率).
(2)周期T和频率f的关系：互为 倒数 ，即f＝ eq \f(1,T) .
(3)波长与周期的关系：经过一个周期T，振动在介质中传播的距离等于一个 波长 .
要点五、波速
1.定义：机械波在介质中的传播 速度 .
2.决定因素：由介质本身的性质决定，在不同的介质中，波速是 不同 的.
3.波长、周期、频率和波速的关系：v＝eq \f(λ,T)＝ λf .
要点突破
突破一：质点的振动方向和起振方向的判定
1．质点的起振方向
质点的起振方向是指质点刚开始振动的方向，由于介质中的质点都重复波源的振动，所以介质中的所有质点的起振方向都与波源开始振动的方向相同．
2．质点的振动方向
质点的振动方向是指某时刻质点的运动方向，可利用“带动法”判定：
(1)原理：先振动的质点带动邻近的后振动的质点．
(2)方法：在质点P靠近波源一方附近的图像上另找一点P′，P′为先振动的质点，若P′在P上方，则P向上运动，若P′在P下方，则P向下运动，如图5所示．
突破二：质点振动方向与波传播方向的关系
已知质点的运动方向来判断波的传播方向或已知波的传播方向来判断质点的运动方向时，判断依据的基本规律是横波的形成与传播的特点，常用方法有：
1．带动法：后面质点依次重复前面质点的振动．
2．上下坡法：沿波的传播方向看，“上坡”的点向下运动，“下坡”的点向上运动，简称“上坡下，下坡上”(如图3所示)．
图3
3．同侧法：在波的图像上的某一点，沿y轴方向画出一个箭头表示质点运动方向，并设想在同一点沿x轴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4所示)．
图4
4．微平移法：如图5所示，实线为t时刻的波形图，作出微小时间Δteq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(Δt＜\f(T,4)))后的波形如虚线所示，由图可见t时刻的质点P1(P2)经Δt后运动到P1′(P2′)处，这样就可以判断质点的运动方向了．
图5
突破三：振动图像和波的图像的比较
典例精析
题型一：波长、频率和波速的关系
例一．一列简谐横波沿x轴负方向传播，周期为0.2s，时刻的波形图如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．平衡位置在处的质点的振幅为5.0m
B．该波的波速为10m/s
C．该简谐横波的波长为2m
D．在0~0.2s内，平衡位置在处的质点位移为零
变式迁移1：坐标原点有一波源沿y轴振动，形成沿x轴正方向传播的简谐横波，如图所示。已知波速为10m/s，下列说法正确的是（ ）
A．这列波的波长是4mB．这列波的振幅是20cm
C．波源振动的频率为25HzD．波源振动的频率为10Hz
题型二：波图像问题
例二．如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，t=1s时质点P恰好第二次回到图中所示位置。下列说法正确的是（ ）
A．质点P在t=0时刻沿y轴负方向振动
B．该简谐横波的波速大小为2m/s
C．质点P在t=1.25s时刻沿y轴正方向振动
D．t=1.5s时刻，质点P的速度正在减小，加速度正在减小
变式迁移2：图甲为一列横波在时的波动图像，图乙为该波中处质点P的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A．若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则所遇到的波的频率为
B．若该波能发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物尺寸一定比大很多
C．再过，P点的动能为零
D．波沿x轴正方向传播
题型三：波的多解问题
例三．一列水平传播的简谐横波在t=0时的波形如图所示，图中A、B两质点间距为8m，B、C两质点平衡位置的间距为3m，当t=1s时，质点C恰好通过平衡位置，则该简谐波波速的值不可能为（ ）
A．24m/sB．23m/sC．21m/sD．19m/s
变式迁移3：某一列简谐横波在均匀介质中沿直线传播，、是传播方向上相距的两质点，波先传到，当波传到开始计时，、两质点的振动图像如图所示。则（ ）
A．质点开始振动的方向沿轴负方向B．该波从传到的时间可能为
C．该波的传播速度可能为D．该波的波长可能为
强化训练
选择题
1．如图所示，用手握住较长轻质细绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横波。某一时刻的波形图如图所示，绳上a、b两质点均处于波峰位置。下列说法正确的是（ ）
A．a、b两质点之间的距离为一个波长
B．波从a质点传播到b质点需要半个周期
C．a质点会向右运动到b质点
D．a、b两质点此时速度最大
2．关于简谐波，下面说法中错误的是（ ）
A．波动的产生需要两个条件，即波源和传播波的介质
B．波动过程是质点由近向远传递的过程
C．波动过程是能量传递的过程
D．波动过程中质点本身不随波发生迁移
3．下列关于机械波的说法正确的是（ ）
A．质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上的波叫作横波
B．虽然在真空中质点间没有相互作用力，但是机械波还是能在真空中传播
C．波在传播振动这种运动形式的同时，也可将信息传播出去
D．波传播的过程就是介质中的质点随波迁移的过程
4．一列简谐横波a，某时刻的波形如图甲所示．从该时刻开始计时，波上质点A的振动图像如图乙所示．波a与另一列简谐横波b相遇能发生稳定干涉现象，则下列判断正确的是（ ）
A．波a沿x轴负方向传播
B．波b的频率为0.4Hz
C．从该时刻起，再经过0.4s，质点通过的路程为40cm
D．若波遇到障碍物能发生明显衍射现象，则障碍物的尺寸一定比0.4m大很多
5．一列简谐横波在t=1s时的波形图如图所示，a、b、c分别为介质中的三个质点，其平衡位置分别为xa=0.5m、xb=2.0m、xc=3.5m。此时质点b正沿y轴负方向运动，且在t=1.5s时第一次运动到波谷。则下列说法正确的是（ ）
A．该波沿x轴正方向传播
B．该波的传播速度大小为2m/s
C．每经过2s，质点a通过的路程都为1.6m
D．质点c的振动方程为
6.图甲为某一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0.5s 时的波形图，图乙为波上某一质点的振动图像，则下列说法正确的是（ ）
A．该简谐横波的传播速度为2m/s
B．图乙可能是图甲中P质点的振动图像
C．从此时刻起，P质点比Q质点先回到平衡位置
D．从此时刻起，经过4s，P质点运动了1.6m 的路程
7．如图甲为一列简谐横波在t＝2s时的波形图，图乙为这列波上质点P的振动图像，则下列说法正确的是（ ）
A．该横波向右传播，波速为0.8m/s
B．t＝2s时，质点Q的振动方向为y轴负方向
C．在2～4s时间内，质点P沿x轴向右平移2.0m
D．在2～4s时间内，质点Q通过的路程为10cm
8.如图所示为一列简谐波在t=0时刻的图象,已知质点P将比质点Q后回到平衡位置,则下列说法中正确的是( )
A.波一定沿x轴正方向传播
B.质点Q与质点R的运动方向相反
C.质点P的速度正在增大
D.质点R的加速度正在减小
9.一列简谐横波沿x轴传播,t=0时的波形如图所示,质点A与质点B相距1 m,A点速度沿y轴正方向;t=0.02 s时,质点A第一次到达正向最大位移处,由此可知( )
A.此波沿x轴正方向传播
B.此波沿x轴负方向传播
C.从t=0时起,经过0.04 s,质点A沿波传播方向迁移了1 m
D.在t=0.04 s时,质点B在平衡位置处,速度沿y轴负方向
10．一列波的波源S在O点做竖直方向、频率为10Hz的简谐运动，t0时刻，向右传播的波形如图所示，向左传播的波形未画出。下列说法正确的是（ ）
A．t0时刻，x＝1m处的质点运动方向向下
B．t0时刻，x＝－2m处的质点运动方向向上
C．t0＋0.175s时刻，x＝－1m处的质点处在波谷位置
D．t0－0.025s时刻，x＝1m处的质点处在波峰位置
二、解答题
11．一列简谐横波沿轴正方向传播，传播的速度大小为，时刻的波形图如图所示。则时刻，处的质点沿轴________（填“正方向”或“负方向”）振动，处的质点比处的质点振动滞后________，处质点的振动方程为________。
12．如图，波源在的P点，其振动引起的简谐横波沿x轴正方向传播，振幅，实线是时刻的波形曲线，此时波刚好传播到处；虚线是时刻的波形曲线，此时波刚好传播到处。则：①该列波的波速为___________，周期为___________；②波源的起振方向沿轴___________（填“正”或“负”）方向；③从波源起振到时刻，原点O处的质点通过的路程为___________。
13．将一弹性绳沿x轴放置，左端位于坐标原点，用手握住绳的左端，当t=0时，使其开始沿y轴作简谐振动，在t=0.75s时形成如图所示的波形，M点是位于x=10cm处的质点，N点是位于x=50cm处的质点。
（1）绳波的传播速度__________。
（2）从t=0时刻开始到N点第一次到达波峰时，M点经过的路程__________。
14．一列简谐横波沿着x轴正方向传播，t=0时刻波刚好传播到x=4m处；t=0.05s时刻，平衡位置x=4m处的质点第一次到达波峰。求：
（1）这列波的周期和传播速度；
（2）经过0.55s，平衡位置为x=2m处质点的位移与路程。
15.如图所示，实线是一列简谐横波在t1＝0时刻的波形，虚线是这列波在t2＝1 s时刻的波形．
(1)若这列波的周期T满足T