高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册2 波的描述当堂达标检测题

第三章　2

一、选择题(本题共7小题，每题6分，共42分)

1．简谐机械波在给定的介质中传播时，下列说法中正确的是(　D　)

A．振幅越大，则波传播的速度越快

B．频率越大，则波传播的速度越快

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

解析：波速与振幅和频率没有直接的因果关系，所以A、B错误；质点在一个周期内的运动路程只与振幅有关，与波速无关，并不一定等于波长，故C错误；质点振动频率与波的频率相同，又f＝，故D正确。

2．一列简谐横波沿x轴正向传播，某时刻的图像如图所示，坐标为(3,0)的质点经过周期后的坐标是(　A　)

A．(3,2) B．(4,2)

C．(4，－2) D．(3,0)

解析：波向右传播，则质点(3,0)向上运动，周期后到达波峰处，坐标为(3,2)，故A正确。

3．(多选)如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线为t＝0时的波形图，虚线为t＝0.5 s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.5 s。关于该简谐波，下列说法正确的是(　BC　)

A．波长为2 m

B．波速为6 m/s

C．频率为1.5 Hz

D．t＝1 s时，x＝1 m处的质点处于波峰

解析：由波形图可知，波长为4 m，故A错误；横波沿x轴正方向传播，实线为t＝0时的波形图，虚线为t＝0.5 s时的波形图，又该简谐波的周期大于0.5 s，波传播的距离Δx＝λ，T＝0.5 s，故周期T＝ s，频率为1.5 Hz，波速v＝λf＝6 m/s，故B、C正确；t＝0时，x＝1 m处的质点处于波峰位置，t＝1 s＝T时，该质点处于波谷，故D错误。

4. (2021·湖北省潜江高二下学期检测)在图中所示为一简谐横波在某一时刻的波形图，已知此时质点A正向上运动，如图中箭头所示，由此可判断此横波(　C　)

A．向右传播，且此时质点B正减速运动

B．向右传播，且此时质点C位移正增大

C．向左传播，且此时质点D加速度正减小

D．向左传播，且此时质点E势能正减小

解析：由题意，此时质点A正向上运动，波形将向左平移，所以此横波向左传播。此时质点B、C的振动方向向下，D、E方向向上，B向平衡位置运动，速度增大，C向波谷运动，位移增大，D向平衡位置运动，加速度减小，E向波峰运动，位移增大，势能增大，故C正确，A、B、D错误。

5．如图所示是某一时刻的波形图像，波沿x轴正方向传播，波速是12 m/s，则波长和频率分别是(　B　)

A．3 cm；200 Hz B．6 cm；200 Hz

C．2 cm；400 Hz D．12 cm；50 Hz

解析：由波形图可知，波长λ＝6 cm，则周期为：T＝＝ s，所以频率为：f＝＝200 Hz，故B正确。

6．一列简谐波沿x轴传播，t＝0时刻的波形如图甲所示，此时质点P正沿y轴负方向运动，其振动图像如图乙所示，则该波的传播方向和波速分别是(　A　)

A．沿x轴负方向，60 m/s B．沿x轴正方向，60 m/s

C．沿x轴负方向，30 m/s D．沿x轴正方向，30 m/s

解析：由P点此时的运动方向向下，得出此波沿x轴负方向传播，由乙图可知：T＝0.4 s，由甲图可知：λ＝24 m，所以v＝＝m/s＝60 m/s，故选A。

7．(多选)一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T。t＝0时刻的波形如图1所示，a、b是波上的两个质点。图2是波上某一质点的振动图像。下列说法中正确的是(　BD　)

A．t＝0时质点a的速度比质点b的大

B．t＝0时质点a的加速度比质点b的大

C．图2可以表示质点a的振动

D．图2可以表示质点b的振动

解析：t＝0时刻a在波峰，速度为零，加速度最大，b在平衡位置，加速度为零，速度最大，A错、B对；根据“上下坡”法可以判断，t＝0时刻b点在平衡位置且向下运动，C错D对。

二、非选择题(共18分)

8．(18分)一列简谐波向右传播，沿波的传播方向上有相隔一定距离的P、Q两点，当P点经过平衡位置时，Q点也恰好经过平衡位置，如图所示，已知P、Q间只有一个波峰，试画出P、Q间可能的波形。

答案：

解析：简谐波的波形是正弦波，根据P、Q两点均在平衡位置，且P、Q间只有一个波峰，故可画出4种波形，见答案。

一、选择题(本题共4小题，每题7分，共28分)

1．(多选)处于坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v＝200 m/s。已知t＝0时，波刚传播到x＝40 m处，波形如图所示。则下列说法正确的是(　AC　)

A．波源开始振动时方向沿y轴负方向

B．x＝10 m处质点每秒向右移动200 m

C．波上的点只在平衡位置上下振动，不随波迁移

D．当t＝0.1 s时，x＝40 m处的质点恰好到达波谷的位置

解析：所有质点的起振方向和波源起振方向一致，根据上下坡法，可知图中x＝40 m处质点的起振方向沿y轴负方向，则波源开始振动时方向沿y轴负方向，故A正确；波上的质点只在平衡位置上下振动，不随波迁移，故B错误，C正确；当t＝0.1 s时，即经过了一个周期，x＝40 m处的质点回到了平衡位置，故D错误。故选AC。

2. (单选)一列简谐波在t＝0时刻的全部波形如图所示，质点A、B、C、D对应x坐标分别为1 m、1.5 m、3 m、4 m。从此时开始，质点D比质点B先到达波谷。下列说法正确的是(　B　)

A．波源的起振方向沿y轴向上

B．振动过程中质点A、C动能始终相同

C．波沿x轴负方向传播

D．此时B点加速度沿y轴正方向

解析：　从此时开始，质点D比质点B先到达波谷，说明波沿x轴正方向传播，所以C错；先振动的质点带动后振动质点的振动，波前质点的振动重复了波源质点的振动，由质点振动方向与波的传播方向关系知，此时波前质点D向下振动，从而确定波源的起振方向沿y轴向下，所以A错；由于A、D两质点相差了半个波长，所以振动步调始终相反，速度总是大小相等，方向相反，故动能始终相等，B正确；质点所受恢复力的方向始终指向平衡位置，所以此时B质点加速度方向沿y轴负方向。

3．(多选)(2020·浙江省嘉兴市高三上学期期末)如图所示，一列简谐波在x轴上传播，实线和虚线分别表示前后间隔1 s的两个时刻的波形图，则这列简谐波的波速可能是(　BC　)

A．0.60 m/s B．0.75 m/s

C．1.05 m/s D．1.15 m/s

解析：由图可知波长为：λ＝60 cm。若波沿x轴正方向，传播的距离为：x1＝λ　n＝0,1,2，…，波速为：v1＝＝ m/s＝(0.6n＋0.15)m/s　n＝0,1，2，…，当n＝1时，v1＝0.75 m/s，故B正确；若波沿x轴负方向，传播的距离为：x2＝λ　n＝0,1，2，…，波速为：v2＝＝ m/s＝(0.6n＋0.45) m/s，n＝0，1,2，…，当n＝1时，v2＝1.05 m/s，故C正确。

4．(多选)(2020·辽宁省铁路实验中学高二下学期期中)在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点的距离均为L，如图甲所示。一列横波沿该直线向右传播，t＝0时到达质点1，质点1开始向下运动，经过时间Δt第一次出现如图乙所示的波形，则该波的(　BC　)

A．周期为Δt，波长为8L

B．周期为Δt，波长为8L

C．周期为Δt，波速为

D．周期为Δt，波速为

解析：因质点开始振动方向向下，故经Δt时间第一次出现图示波形时，质点1和质点9之间恰好是一个波长，说明波由质点1传播到质点9需要一个周期的时间，但质点9刚开始振动的方向是向下振动，而波形图中质点9是向上振动的，说明波传播到质点9后又振动了半个周期，故有T＝Δt，T＝Δt，由图知，λ＝8L，由v＝得，v＝，故B、C正确。

二、非选择题(共12分)

5．(12分)如图所示，实线是一列简谐横波在某时刻的波形图像，经过Δt＝0.2 s后这列波的图像如图中虚线所示。求：

(1)这列波波长及振幅；

(2)若波沿x轴负方向传播，该波的波速的最小值；

(3)若波速等于45 m/s，则波沿哪个方向传播？

答案：(1)4 m　2 cm　(2)15 m/s

(3)波沿x轴正向传播

解析：(1)由某时刻的波形图像知，这列波波长λ＝4 m，振幅为A＝2 cm；

(2)若这列波沿x轴负向传播，

有Δt＝T

当n＝0时，周期T有最大值

Tm＝Δt＝ s

对应波速最小，即v＝＝15 m/s

(3)若波速等于45 m/s，经过Δt＝0.2 s对应的传播距离s＝vΔt＝9 m

满足s＝λ

由波形移动可知，波沿x轴正向传播。