物理波的描述精品达标测试

这是一份物理波的描述精品达标测试，文件包含17专题5人船模型练习原卷版docx、17专题5人船模型练习解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共15页， 欢迎下载使用。
1．当一列声波从一种介质（如空气）进入另一种介质（如水）时，则（ ）
A．波长保持不变B．频率保持不变C．波速保持不变D．以上均不变
【答案】B
【详解】波的频率由振源的频率决定，与介质无关，当机械波从一种介质进入另一种介质时，频率应保持不变，机械波在介质中的传播速度由介质的性质决定，介质发生了变化，传播速度也应发生变化，再由，频率不变，波速改变时，波长也随之改变，振幅与介质的弹性等性质有关，振幅不能保持不变。
故选B。
2．（多选）关于机械波的频率、波速、波长，下列说法正确的是（ ）
A．均处于波峰位置的质点间的距离为一个波长
B．波的频率等于波源的振动频率
C．波速等于波源的振动速度
D．波由空气进入水时，波长要改变
【答案】BD
【详解】A．两相邻波峰位置的质点间的距离为一个波长，故A错误；
B．波的频率与波源的振动频率相等。故B正确；
C．波源振动的速度与波的传播速度是两个不同的速度。故C错误；
D．波由空气进入水时，波的频率不变，波速改变，根据公式可得，波长也同时改变。故D正确。
故选BD。
3．如图甲为一列简谐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．该波的波长大小为2mB．该波沿x轴负方向传播
C．该波的周期大小为2sD．该波的波速大小为10m/s
【答案】B
【详解】A C D．由图甲可知，该波的波长为
由图乙可知，该波的周期为
该波的波速为
故A、C、D错误；
B．由图乙可知，质点P在时的振动方向沿轴负方向，结合图甲，可判断出该波沿轴负方向传播，故B正确。
故选B。
4．（多选）一歌手在湖边唱歌，歌声通过空气和水传到距其2km的湖对岸，空气中的声速为340m/s，水中声速为1450m/s，歌声可视为频率为400Hz的声波，则下列说法正确的是（ ）
A．在水中传播频率会改变
B．由空气和水传到湖对岸的时间差约为4.5s
C．在空气中波长为0.85m
D．在水中的波长为5m
【答案】BC
【详解】A．频率只与波源有关，故在水中传播频率不会改变，故A错误；
B．由空气传到湖对岸的时间为
由水传到湖对岸的时间为
故由空气和水传到湖对岸的时间差约为
故B正确；
C．在空气中的波长为
故C正确；
D．在水中的波长为
故D错误。
故选BC。
5．老师在课堂上演示绳上波的传播过程，他用手握住绳上的A点上下振动，某时刻波传播到B点（B点开始振动），绳上波形如图，下列说法正确的是（ ）
A．手抖动越快，波在绳上传播越快
B．手抖动越快，绳上波的波长越短
C．A点最初起振时由平衡位置向上运动
D．B点此时速度为零
【答案】B
【详解】A．波在绳上传播速度与介质有关，与手抖动快慢无关，故A错误；
B．手抖动越快，周期越小，根据可知，绳上波的波长越短，故B正确；
C．根据平移法结合波的传播方向可知，B点的起振方向向下，所以A点最初起振时由平衡位置向下运动，故C错误；
D．B点此时处于平衡位置，速度最大，故D错误。
故选B。
6．某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8m/s的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近。该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15s。下列说法正确的是（ ）
A．水面波是一种纵波
B．该水面波的频率为6Hz
C．该水面波的波长为3m
D．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去
【答案】C
【详解】A．水面波的振动方向和传播方向垂直，所以水面波是横波，故A错误；
B．由于第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15s，可知振动的周期
频率
故B错误；
C．结合上述，水面波的波长
故C正确；
D．参与振动的质点只是在自己的平衡位置附近做往复运动，并不会“随波逐流”，但振动的能量和振动形式会不断地向外传递和传播，故D错误。
故选C。
7．2023年艺术体操亚锦赛，中国选手赵雅婷以31.450分摘得带操金牌。带操选手伴随着欢快的音乐，完成了各项专业动作，产生各种优美的波形。如图为带操某一时刻的情形，下列说法正确的是（ ）
A．带上质点的速度就是波传播的速度
B．带上质点运动的方向就是波传播的方向
C．图示时刻，质点P的速度大于质点Q的速度
D．图示时刻，质点P的加速度大于质点Q的加速度
【答案】D
【详解】A．机械能的传播速度由介质决定，与质点的振动速度无关，故A错误；
B．图示为横波，质点的振动方向与波的传播方向相互垂直，故B错误；
CD．图示时刻，质点P在波谷，质点Q在平衡位置附近，质点P偏离平衡位置的位移较大，则质点P的速度小于质点Q的速度，质点P的加速度大于质点Q的加速度，故C错误，D正确。
故选D。
8．我国的YLC-2E型反隐形米波雷达能探测到450公里外超音速飞行的各类隐形战斗机，堪称隐形战斗机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑，米波雷达发射无线电波的波长在范围内，一列米波在时刻的波形图如图所示，P、Q是波上的两个质点，接下来一小段时间内质点P的加速度减小，质点Q在时刻（时刻后）第一次到达波峰，下列说法正确的是（ ）
A．该波沿x轴负方向传播B．质点P比质点Q更早到达波峰
C．该波的波速为D．该波的频率为
【答案】D
【详解】A．接下来一小段时间内质点P的加速度减小，可知质点P向下运动，根据同侧法，该波沿x轴正方向传播，故A错误；
B．该波沿x轴正方向传播，接下来一小段时间内质点P向下运动，质点Q振动方向向上，质点Q比质点P更早到达波峰，故B错误；
C．波长
质点Q在时刻（时刻后）第一次到达波峰，可知周期
T=4
该波的波速为
故C错误；
D．该波的频率为
故D正确。
故选D。
9．位于坐标原点O的波源在t=0时开始振动，振动图像如图所示，所形成的简谐横波沿x轴正方向传播。平衡位置在x=3.5m处的质点P开始振动时，波源恰好第2次处于波谷位置，则（ ）
A．波的周期是 0.1s
B．波的振幅是0.4m
C．波的传播速度是10m/s
D．平衡位置在x=4.5m处的质点Q开始振动时，质点P处于波峰位置
【答案】C
【详解】AB．波的周期和振幅与波源相同，故可知波的周期为
T=0.2s
振幅为
A=0.2m
故AB错误；
C．P开始振动时，波源第2次到达波谷，故可知此时经过的时间为
故可得波速为
故C正确；
D．波从P传到Q点需要的时间为
故可知质点P处于平衡位置，故D错误。
故选C。
10．2024年4月3日7时58分（北京时间），中国台湾海域发生7.5级地震。自然资源部海啸预警中心根据初步地震参数判断，地震可能会在震源周围引发局地海啸。海啸波是波长很长的浅水波，其传播速度，其中g为重力加速度，h为海洋的深度。一般在深而广阔的海洋，其传播速度约500km/h至1000km/h，且传播过程中能量损失很少。同一海啸波在深海区和浅海区传播时，下列说法正确的是（ ）
A．波速和波长均不同B．频率和波速均不同
C．波长和周期均不同D．周期和频率均不同
【答案】A
【详解】由于海啸波传播速度
同一海啸波在深海区和浅海区传播时，由于深度不同，可知波速不同，波的频率由波源决定，则频率相同，即周期相同，根据
结合上述波速不同，则波长也不同。综合上述可知，同一海啸波在深海区和浅海区传播时，周期与频率相同，波速与波长不同。
故选A。
11．水袖是中国古典舞中用于情感表达和抒发的常用技巧，舞者的手的规律振动会传导至袖子上，给人一种“行云流水”的美感。如图（a）所示，一列简谐横波沿轴传播，实线和虚线分别为时刻和时刻的波形图，其中，、分别是平衡位置为和的两质点。图（b）为质点的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A．
B．时刻的速度达到最大
C．简谐横波沿轴传播的速度大小为
D．到内，、运动的路程相等
【答案】C
【详解】A．由题图可知波长，周期。因为没有说明时刻是哪个时刻，假设，根据题图（b）可知，质点在时刻正在沿轴正方向振动，则波向轴正方向传播，可得
假设，根据题图（b）可知，质点在时刻正在沿轴负方向振动，则波向轴负方向传播，同理可得
故A错误；
B．由A选项分析可知，无论是哪种情况，时刻质点都在波峰，振动速度等于零，最小，故B错误；
C．波速
故C正确；
D．到内，运动的路程
或
如果，在第一个时间内，沿轴负方向运动到与轴对称的位置，路程
则到内的路程
同理如果，在第一个时间内，沿轴正方向运动到波峰，又沿轴负方向回到原位置，路程
则到内的路程
可知、运动的路程不相等，故D错误。
故选C。
12．如图，图甲为一列简谐横波在时刻的波形图，图乙为质点P的振动图像，Q是平衡位置在处的质点，下列说法正确的是（ ）
A．时刻，质点Q沿轴正方向振动
B．这列波的波速为23m/s
C．质点Q的振动方程为
D．从到，质点Q通过的路程为60cm
【答案】B
【详解】A．根据图乙可知，时刻，质点P随后位移为正值，大小增大，可知，此时质点P沿y轴正方向振动，根据同侧法，结合图甲可知，波沿x轴负方向传播，在图甲中，再一次根据同侧法可知时刻，质点Q沿轴负方向振动，故A错误；
B．一个完整的最简振动的方程为
若位移为振幅的一半，则该方程对应的最短时间解得为，根据图乙有
s
解得
s
则波速为
故B正确；
C．根据上述，时刻，质点Q位于平衡位置沿轴负方向振动，则质点的振动方程为
故C错误；
D．由于
可知，从到，质点Q通过的路程满足
即到，质点Q通过的路程大于60cm，故D错误。
故选B。
13．（多选）如图甲，战绳训练是当下一种火热的健身方式，健身员晃动战绳一端，使战绳的一端上下振动（可视为简谐振动）。如图乙所示是某次训练中t＝0.2s时战绳的波形图，绳上质点 P 的振动图像如图丙所示。下列说法正确的是（ ）
A．该波沿x轴正方向传播
B．若增大抖动的幅度，波速会增大
C．从t＝0.2s到t＝0.6s，质点P通过的路程为 300cm
D．P点的振动方程为
【答案】AD
【详解】A．由图丙可知，t＝0.2s时刻质点P沿轴负方向振动，根据上下坡法可知，该波沿x轴正方向传播，故A正确；
B．机械波的传播速度只由介质决定，若增大抖动的幅度，波速保持不变，故B错误；
C．由图丙可知，周期为0.4s，从t＝0.2s到t＝0.6s，间隔一个周期，质点P通过的路程为
s＝4A＝200cm
故C错误；
D．根据丙图可知质点P的振动方程为
50sin5(cm)
故D正确。
故选AD。
14．如图所示，某一宽阔水域由浅水区和深水区组成。浅水区水面S处有一波源由平衡位置开始沿竖直方向做简谐振动，起振方向向下，频率f = 2 Hz，其向四周传播的水面波可近似看作简谐横波。波源产生的其中一列水面波沿直线SOS′传播，O点在浅水区和深水区的分界线上，，，水面波在浅水区和深水区的传播速度之比为3∶4。某时刻，该水面波正好传到S′处，且此时O、S均在波峰位置。已知该深水区的水面波波长在0.4 m ~ 0.5 m范围内，则（ ）
A．S′的起振方向向上
B．该水面波在浅水区和深水区的波长之比为4∶3
C．该浅水区的水面波波长为0.4 m
D．该深水区的水面波波速为0.8 m/s
【答案】D
【详解】AD．由题意及深水区的波长范围可知，水面波正好传到S′处时，作波形图
由图可得，S′的起振方向向下。
深水区的波长
深水区的传播速度
故A错误，D正确。
BC．由波长计算式及题意可得，水面波在浅水区和深水区的波长与传播速度成正比，即波长之比为3∶4，深水区的波长等于0.4 m，所以浅水区的水面波波长为0.3 m。故BC错误。
故选D。
15．（多选）长软绳与材质不同，从时刻开始，用手握住较长软绳的一端连续上下抖动，手每秒钟做一次振幅为的全振动，以点为原点向轴正方向形成一列简谐横波，时的部分波形图如图所示。已知，。下列说法正确的是（ ）
A．手刚开始抖动的方向向下
B．至内，处质点经过的路程为
C．时，质点第二次到达波峰位置
D．若手上下抖动加快，段绳波的波长将变大
【答案】BC
【详解】A．t=4s内，手完成4次全振动，形成4个完整波形，图中质点B右侧仍有半个波形，可判断波源的起振方向向上，故A错误；
B．AB段波速为
由图可知t=2s时，波传播到质点A处，再经
波传播到x=28cm处，则t=2.5s时，波传播到28cm处，0~3s内x=28cm处质点振动的时间为
经过的路程为
故B正确；
C．t=4s时，质点B已经到达过一次波峰，此时经过平衡位置向下运动，再经，即
又一次达到波峰位置，故C正确；
D．若手抖动加快，频率增大，波速不变，根据
可知波长减小，故D错误。
故选BC。
16．（多选）一列简谐横波沿轴的正向传播，振幅为，周期为。已知在时刻波上相距的两质点、的位移都是，但运动方向相反，其中质点沿轴负向运动，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．在时刻质点速度最大
B．该列简谐横波波长可能为
C．质点、质点的速度在某一时刻可以相同
D．当质点的位移为时，质点的位移为负
【答案】ABC
【详解】A．质点的振动方程为
代入，可得
结合沿轴正向运动，解得
在时，质点的位移为
可知质点刚好位于平衡位置，速度最大，A正确；
B．质点的振动方程为
同理可得质点的振动方程为
则、两个质点的振动时间差为
、两个质点的距离为
可得波长为
当时，可得，B正确；
C．因为、两个质点的振动时间差为
可知当两质点分别位于平衡位置的上、下方且离平衡位置距离相等时，两质点的速度相同，C正确；
D．因为、两个质点的振动时间差为
当质点的位移为时，即质点位于波峰时，质点的位移为正，D错误。
故选ABC。
17．某波源S位于坐标原点，从时刻开始沿竖直方向做简谐振动，形成振幅均为4cm的简谐横波分别沿x轴正负方向传播。坐标轴y轴两侧是两种不同的介质，波在介质2中的传播速度是在介质1中的两倍。时，y轴右侧的全部波形图如图所示，y轴左侧的波形图未画出，其中质点A坐标为（12，0），质点B坐标为，质点C坐标为。下列说法正确的是（ ）
A．波源S的起振方向沿y轴正方向B．波在介质1中的传播速度为2m/s
C．时，质点B位于平衡位置D．0~6s内，质点C通过的路程为8cm
【答案】D
【详解】A．由波形平移法可知，A点的起振方向沿y轴负方向，则波源S在时刻的起振方向沿y轴负方向，故A错误；
B．根据题意可知波在介质1中的传播速度为
故B错误；
C．波的周期为
波在介质2中的传播速度为
波传播到质点B时间为
s
根据平移法可知，时，质点B位于波谷位置，故C错误；
D．波传播到质点C时间为
s
0~6s内，质点C运动的时间为
运动的路程为
cm
故D正确；
故选D。
18．（多选）一列简谐横波沿x轴正方向传播，图1是波传播到的M点时的波形图，图2是质点N（）从此时刻开始计时的振动图像，Q是位于处的质点。下列说法正确的是（ ）
A．这列波的传播速度是
B．时质点Q首次到达波峰位置
C．当Q点第一次出现波峰时，P点通过的路程为
D．该简谐横波的起振方向为y轴正方向
【答案】BC
【详解】A．这列波的波长为4m，周期为4s，则传播速度是
选项A错误；
B．当x=2m处的波峰传到Q点时，Q点首次到达波峰位置，用时间
选项B正确；
C．当Q点第一次出现波峰时，P点振动时间为2T，则P点通过的路程为
选项C正确；
D．由此时的波形图可知，因此时M点刚起振且振动方向向下，可知该简谐横波的起振方向为y轴负方向，选项D错误。
故选BC。
19．图中的实线是一列正弦波在某一时刻的波形图。经过0.5s后，其波形如图中虚线所示。设该波的周期T大于0.5s。求：
（1）该波的速度是多大？
（2）该波的周期是多大？
【答案】（1）波向左传播时，；波向右传播时，（2）波向左传播时，；波向右传播时，
【详解】（1）由于该波的周期T大于0.5s，可知经过0.5s后，波传播的距离小于一个波长；如果波是向左传播的，从图可以看出，经过0.5s波传播的距离为（个波长），则波速为
如果波是向右传播的，从图可以看出，经过0.5s波传播的距离为（个波长），则波速为
（2）由图可知波长为
如果波是向左传播的，则周期为
如果波是向右传播的，则周期为
20．如图（a）、（b）分别表示一列横波上相距的两个质点A和B的振动图像。已知波长为，求：
(1)求这列波的周期和波长；
(2)这列波通过A、B两点经历的时间；
(3)设点距点，且在的中间，则从开始，点经过通过的路程是多少
【答案】(1)，
(2)
(3)
【详解】（1）由图可知，这列波的周期为
若波由A向B传播，由波的周期性知
由于，此时无解；
若波由B向A传播，由波的周期性知
由于，可知，当时
综上所述，波由B向A传播，周期为，波长为。
（2）结合上述分析可知，该波的波速为
则这列波通过A、B两点经历的时间
（3）结合上述分析可知，由于
可知，点经过
振动到平衡位置，结合数学三角函数的知识可以求得，P点的振动方程为
可知，点在时间内的路程为
再继续运动
通过的路程为
则点经过通过的路程
21．如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t = 0时刻0 ~ 25 m部分的波形图如图中实线，经过Δt = 0.3 s该部分波形图如图中虚线，已知虚线上波峰对应的平衡位置到原点O的距离为12.5 m，质点A平衡位置的横坐标为xA = 7.5 m。
(1)写出振幅A和波长λ；
(2)求该简谐横波的波速v；
(3)当波速取最小值时，求质点A的振动方程。
【答案】(1)，
(2)
(3)
【详解】（1）由题图可直接读出该列波的振幅A和波长λ
，
（2）由波形图可知，波长λ = 20 m，波沿x轴正方向传播，由题意可知图中实线波峰传播到虚线波峰时，有
则可知
解得
根据波速，可得该列波的波速
（3）当n = 0时，波速最小，此时
则
质点A的振动方程
由波形图知，质点A在零时刻向上振动，经到达波峰，可知
可得质点A的振动方程
22．坐标原点处有一振源，时刻开始持续振动，产生的简谐横波沿轴方向传播，时正半轴上形成的波形如图所示。为平衡位置位于处的质点。
(1)画出时负半轴上形成的波形；
(2)求该波的传播速度大小；
(3)从时刻开始，求质点在内运动的路程并写出其振动方程。
【答案】(1)图见解析
(2)
(3)；
【详解】（1）根据对称性可得时负半轴上形成的波形如图
（2）波的传播的速度
解得
（3）由题意得
则波的周期为
设波传播到点的时间为，则
解得
则点的振动方程为
此后点振动了，即振动了，则点在内通过对路程为
23．（2024·天津·高考真题）一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，图1是时该波的波形图，图2是处质点的振动图像。则时该波的波形图为（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【详解】波的周期T=4s，因时，即在t=1s后再经过10s=2.5T，此时原点处的质点振动到波谷位置，即该波的波形图为C。
故选C。
24．（2024·广东·高考真题）一列简谐横波沿x轴正方向传播。波速为，时的波形如图所示。时，处的质点相对平衡位置的位移为（ ）
A．0B．C．D．
【答案】B
【详解】由图可知简谐波的波长为，所以周期为
当t=1s时，x=1.5m处的质点运动半个周期到达波峰处，故相对平衡位置的位移为0.1m。
故选B。
25．（2024·湖南·高考真题）如图，健身者在公园以每分钟60次的频率上下抖动长绳的一端，长绳自右向左呈现波浪状起伏，可近似为单向传播的简谐横波。长绳上A、B两点平衡位置相距，时刻A点位于波谷，B点位于波峰，两者之间还有一个波谷。下列说法正确的是（ ）
A．波长为B．波速为
C．时刻，B点速度为0D．时刻，A点速度为0
【答案】D
【详解】A．如图根据题意可知
解得
故A错误；
B．波源的振动频率为
故波速为
故B错误；
C．质点的振动周期为，因为，故B点在运动到平衡位置，位移为0，速度最大，故C错误；
D．，故A点在运动到波峰，位移最大，速度为0，故D正确。
故选D。
26．（2024·重庆·高考真题）（多选）一列沿x轴传播的简谐波，在某时刻的波形图如图甲所示，一平衡位置与坐标原点距离为3米的质点从该时刻开始的振动图像如图乙所示，若该波的波长大于3米。则（ ）
A．最小波长
B．频率
C．最大波速
D．从该时刻开始2s内该质点运动的路程为
【答案】BD
【详解】B．根据乙图写出平衡位置与坐标原点距离为3m米的质点的振动方程
y = sin（ωt＋φ）
带入点（0，）和（2，0）解得
，
可得
T = 2.4s，
故B正确；
A．在题图甲中标出位移为的质点
若波沿x轴正方向传播则为Q点，沿x轴负方向传播则为P点，则波长可能为
，即λ = 18m
或，即λ′ = 9m
故A错误；
C．根据，可得
v = 7.5m/s，v′ = 3.75m/s
故C错误；
D．根据题图乙计算该质点在2s内运动的路程为
故D正确。
故选BD。