3.2波的描述 课时作业（Word解析版）

2021-2022学年人教版（2019）选择性必修第一册
3.1波的描述
课时作业（解析版）
1．一个人手拿着长绳的一端，绳子另一端固定在墙上。当手上下振动，绳子上产生了波（如图所示）。当人的手频率加快，则（　　）
A．波速不变
B．波速变大
C．波长不变
D．波长变大
2．如图所示，为一列沿x轴正向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，已知波的传播速度。则以下说法正确的是（　　）
A．该波的频率为
B．t=0时刻A点振动方向向上
C．时间内，质点A通过的路程大于8cm
D．时间内，质点A通过的路程等于8cm
3．一列横波沿x轴负方向传播，某时刻的波形如图所示，则（　　）
A．质点F此时向x轴负方向运动
B．质点C此时向y轴正方向运动
C．质点C将比质点B先回到平衡位置
D．质点E的振幅为零
4．一简谐机械波沿x轴正方向传播，波长为λ，周期为T。t=0时刻的波形如图1所示，a、b、c是波上的三个质点。图2是波上某一质点的振动图像。下列说法正确的是（　　）
A．t=0时，质点a的加速度比质点b的小
B．质点b和质点c的速度方向总是相同的
C．图2可以表示质点b的振动
D．图2可以表示质点c的振动
5．如下图为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时的波形图。当Q点在t=0的振动状态传至P点时，下列说法正确的是（　　）
A．Q处的质点此时正在波峰位置
B．Q处的质点此时的加速度沿y轴的正方向
C．Q处的质点此时的振动速度比P处的大
D．1cm＜x＜3cm范围内的质点正在向y轴的负方向运动
6．空间中有一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0s时位于O点的波源开始振动。0.4s时的波形如图所示，波源的位移y＝2cm，下列说法正确的是（　　）
A．波源起振方向是沿y轴负方向
B．波源的振动周期是0.8s
C．简谐波的波长4.2m
D．再经过0.64s时，x＝4m处的质点到达波峰
7．一列简谐波沿x轴正方向传播，某时刻波形图如图甲所示，a、b、c、d是波传播方向上的四个振动质点的平衡位置．如再过个周期，其中某质点继续振动的图象如图乙所示，则该质点是（
）
A．a处质点
B．b处质点
C．c处质点
D．d处质点
8．如图所示，图甲为某一列简谐横波在t=0.5
s时的波形图，图乙为P处质点的振动图象，则下列关于该波的说法正确的（　　）
A．传播方向沿x轴负方向
B．波速为16
m/s
C．在P处质点在5
s末的位移是0.5
m
D．在P处质点在5
s内通过的路程为10
m
9．如图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置为x=4m处的质点，图乙为质点P的振动图像，则（　　）
A．该波向方向传播，速度是40m/s
B．质点P的振动方程为y=20sin（50πt）（cm）
C．从t=0.10s到t=0.25s，质点P通过的路程为30cm
D．t=0.10s时，质点P的速度达到正向最大
10．一列沿x轴方向传播的简谐横波，在t=0时波形如图甲所示，a、b、c、d为介质中的四个质点，图乙为质点b的振动图像，下述说法中正确的是（　　）
A．该波的波速为8m/s
B．该波沿x轴正方向传播
C．t
=
0.5s时，质点a具有最大加速度
D．质点c在t
=
1s时处于平衡位置，并沿y轴负方向运动
11．一列简谐横波某时刻的波形图如图所示。此后K质点比L质点先回到平衡位置。下列判断正确的是（
）
A．该简谐横波沿x轴负方向传播
B．此时K质点沿y轴正方向运动
C．此时K质点的速度比L质点的小
D．此时K质点的加速度比L质点的小
12．一列沿x轴正向传播的横波在某时刻的波形图如图甲所示．a、b、c、d为介质中沿波的传播方向上四个质点的平衡位置，若从该时刻开始计时，则图乙是下面哪个质点经过
个周期后的振动图象
（
）
A．a处质点
B．b处质点
C．c处质点
D．d处质点
13．关于波的频率，下列说法正确的是（　　）
A．波的频率由波源决定，与介质无关
B．波的频率与波速无直接关系
C．波由一种介质传到另一种介质时，频率要发生变化
D．由公式
f=
可知，频率与波速成正比，与波长成反比
14．一列简谐横波沿x轴正方向传播，图甲是波刚传播到x=5m处的M点时的波形图，图乙是质点N（x=3m）从此时刻开始计时的振动图象，Q是位于x=10m处的质点，下列说法正确的是（　　）
A．这列波的波长是5m
B．M点以后的各质点开始振动时的方向都沿x轴负方向
C．由甲图对应时刻开始计时，经过6s，质点Q第一次到达波谷
D．这列波由M点传播到Q点需要5s
15．一列简谐横波在介质中沿x轴传播。其中x=
12cm和x=
18cm处的质点的振动图像分别如图（a）
、图（b）所示。根据这两条振动图线，可获得关于这列简谐横波的确定的和可能的信息是（　　）
A．此波的周期是12s
B．此波的振幅是8cm
C．此波的波长可能是4.8cm
D．此波的波长可能是6cm
E.此波的传播速度可能是2cm/s
16．一列简谐横波沿轴正方向传播，在时刻与两个时刻，轴上区间的波形完全相同，如图所示。图中、两质点在时刻位移均为振幅的一半，下列说法中正确的是（　　）
A．该波的波速可能为
B．时刻，处的质点位移一定是
C．从时刻起，处的质点比处的质点先回到平衡位置
D．从时刻起，在质点第一次到达平衡位置时，质点恰好到达波峰
17．如图，一列简谐横波平行于x轴传播，图中的实线和虚线分别为和时的波形图。已知平衡位置在处的质点，在0到时间内运动方向不变。这列简谐波的周期为______s，波速为______m/s。
18．如图所示为一列机械波在时的图像，已知波速为，此时，点向上振动。则该波的振幅为___________，经过后，点的位移为______________。
19．图甲为某波源的振动图像，图乙是该波源产生的横波在t=0时刻的图像，波的图像中坐标原点O点表示波源．问：
(1)这列波的波速为多大？
(2)若波向右传播，从t=0时刻起，到波的图像中质点Q第一次到达波峰时，需要多长时间？
20．如图所示为一列简谐横波沿-x方向传播在t=0时刻的波形图，M、N两点的坐标分别为（-2，0）和（-7，0），已知t=0.5s时，M点第二次出现波峰．
①这列波的传播速度多大
②从t=0时刻起，经过多长时间N点第一次出现波峰
③当N点第一次出现波峰时，M点通过的路程为多少
参考答案
1．A
【详解】
波速只和介质有关，长绳不变，波速不变，A正确。
故选A。
2．D
【详解】
A.
该波的周期为
频率为
选项A错误；
B.
由波形图可知，t=0时刻A点振动方向向下，选项B错误；
CD.
因0.5s=T，则时间内，质点A通过的路程等于2A=8cm，选项D正确，C错误。
故选D。
3．C
【详解】
A．因为机械波在传播过程中，靠近波源的质点的振动带动相邻的后面质点的振动，而后面质点要“模仿”前面质点的振动，所以质点F向y轴负方向运动，A错误；
B．质点C此时刚到达最大位移处，速度为0，此后向y轴负方向运动，B错误；
C．质点B要先向y轴正方向运动到达波峰位置再回到平衡位置，而质点C直接从波峰位置回到平衡位置，C正确；
D．振幅指的是质点离开平衡位置的最大距离，虽然此时质点E的位移为零，但其振幅不为零，D错误。
故选C。
4．C
【详解】
A．t=0时，质点a的位移最大，则加速度最大，质点b的位移为零，加速度为零，选项A错误；
B．质点b和质点c的平衡位置相差半个波长，则速度方向总是相反的，选项B错误；
C．因t=0时刻质点b向上振动，结合图2可知，图2可以表示质点b的振动，选项C正确；
D．因t=0时刻质点c向下振动，结合图2可知，图2不可以表示质点c的振动，选项D错误；
故选C。
5．B
【详解】
AB．t=0时质点Q在平衡位置向上振动，当Q点在t=0的振动状态传至P点时，质点P在平衡位置向上振动，此时Q处的质点此时正在波谷位置，Q质点此时的加速度沿y轴的正方向，选项A错误，B正确
C．此时Q质点的振动速度为零，故Q处的质点此时的振动速度比P处的小，选项C错误；
D．1cm＜x＜2cm范围内的质点正在向y轴的正方向运动，2cm＜x＜3cm范围内的质点正在向y轴的负方向运动，选项D错。
故选B。
6．D
【详解】
A．根据波形的平移法判断可知，图示时刻x=2m处质点的振动方向沿y轴正方向，因此波源开始振动时的方向也为沿y轴正方向运动，故A错误；
B．由波形图可知
则周期为
故B错误；
C．波速为
波长为
故C错误；
D．0.4s时的波形如图所示，波峰位于
再经过0.64s时，波向前传播
则x＝4m处的质点到达波峰，故D正确。
故选D。
7．D
【详解】
画出再过个周期后的波形图，a处质点处于波谷，c处质点处于波峰，b处质点处于平衡位置且向下运动，d处质点处于平衡位置且向上运动，所以图乙是d处质点的振动图象，选项D正确。
故选D。
8．D
【详解】
A．由振动图像可知，在t=0.5
s时质点P向上振动，由波形图可知，波沿x轴正方向传播，A错误；
B．波长为8m，周期为1.0s，则波速为
B错误；
CD．因5s=5T，则在P处质点在5
s末的位移是为0，通过的路程为20A=10
m，C错误，D正确。
故选D。
9．C
【详解】
A．由图乙可得，周期T=0.2s，在t=0.10s时，P点速度方向向下，由同侧法可判断出该波向方向传播，由甲图可得波长，则
故A错误；
B．由
可得质点P的振动方程为
故B错误；
C．从t=0.10s到t=0.25s，经过，则质点P通过的路程为
故C正确；
D．由图乙可知，t=0.10s时，质点P的速度达到负向最大，故D错误。
故选C。
10．B
【详解】
A．根据图甲可得波长，图乙可得周期，根据波速公式有
所以A错误；
B．根据上下坡法则，质点b向上振动，则处于下坡过程，所以该波沿x轴正方向传播，则B正确；
C．
t
=
0.5s时，则质点a振动了，刚好回到平衡位置，具有最大速度，加速度为0，所以C错误；
D．质点c在t
=
1s时，振动了，处于正的最大位移，加速度最大，速度为0，所以D错误；
故选B。
11．D
【详解】
AB．由题知K质点比L质点先回到平衡位置，则K质点应向下振，再根据“上坡、下坡”法可知，该波应沿x轴正方向传播，A、B错误；
C．由AB选项可知K质点应向下振，而L质点在波谷处，则L质点的速度为0，故此时K质点的速度比L质点的大，C错误；
D．由于质点在竖直方向做机械振动，根据
F
=
-
ky
F
=
ma
结合波图像可看出
yL
>
yK
则，此时K质点的加速度比L质点的小，D正确。
故选D。
12．B
【详解】
A．波向右传播，T后a点到达波谷，与振动图象t=0的情况不符，故A错误；
B．波向右传播，T后b点到达平衡位置向下，与振动图象t=0的情况相同．故B正确；
C．波向右传播，T后c点到达波峰，与振动图象t=0的情况不符，故C错误；
D．波向右传播，T后d点到达平衡位置向上，与振动图象t=0的情况不符．故D错误。
故选B。
13．AB
【详解】
ABD．波的频率等于振源的振动频率，与介质无关，当然也和波速无关，故AB正确，D错误。
C．波由一种介质传到另一种介质时，频率不变，选项C错误；
故选AB。
14．CD
【详解】
A．由甲图得到波长为
λ=4m，故A错误；
B．甲图所示时刻M的振动方向沿y轴负方向，M点以后的各质点开始振动时的方向都与甲图所示时刻M的振动方向相同，都沿y轴负方向，故B错误；
CD．由乙图得到周期为
T=4s，故波速为
这列波由M点传播到Q点需要的时间为
波传到Q点时，Q点开始振动时的方向沿-y方向，当波传到Q点后，再经过T=1s第一次到达波谷，所以由图甲对应时刻开始计时，质点Q在t′=5s+1s=6s时，第一次到达波谷。故CD正确。
故选CD。
15．ACE
【详解】
A．简谐横波的周期与各质点的振动周期相同，则此波的周期是T=
12s，所以A正确；
B．由振动图像可知此波的振幅是4cm，所以B错误；
CD．若该波沿x轴正方向传播，x=
12cm的质点位于波谷，x=
18cm的质点经过平衡位置向上振动，结合波形，得到它们之间的距离与波长的关系为
解得
若该波沿x轴负方向传播，x=
12cm的质点位于波谷，x=
18cm的质点经过平衡位置向下振动，结合波形，得到它们之间的距离与波长的关系为
解得
由波长的公式可知，此波的波长可能是4.8cm，不可能是6cm，所以C正确；D错误；
E．若该波沿x轴正方向传播，此波的传播速度为
若该波沿x轴负方向传播，此波的传播速度为
由波速的公式可知，此波的波速可能是2cm/s，所以E正确；
故选ACE。
16．AC
【详解】
A．已知波沿轴正方向传播，则在△时间内，波传播的距离为
△，2，3，
则该波的波速
，2，3，
当时，
故A正确；
B．由于周期不确定，不一定等于半个周期的奇数倍，则时刻，处的质点位移不一定是，故B错误；
C．因波沿轴正方向传播，再结合波形图可知从时刻起，在处的质点比处的质点先回到平衡位置，则C正确；
D．利用波的“平移法”可判断，当质点第一次到达平衡位置时，质点还在继续向上振动，没有到达波峰，故D错误；
故选AC。
17．0.4
10
【详解】
[1][2]
平衡位置在处的质点，在0到时间内运动方向不变。则
波长为4m，故波速
18．
【详解】
[1]由图可得振幅。
[2]波长，故周期
那么，经过
质点位移不变，故点的位移为。
19．(1)v=1m/s
(2)t=0.45s
【解析】
（1）从振动图像和波的图像可知，周期T＝0.2
s，波长λ＝0.2
m，
则波速:
波向右传播，Q第一次到达波峰需历时:
20．①20m/s
②0.55s
③0.4m
【详解】
试题分析：①根据图象可知，该波波长
λ=4m
M点与最近波峰的水平距离为6m，距离下一个波峰的水平距离为10m，所以波速为：
②N点与最近波峰的水平距离为
s=11m
当最近的波峰传到N点时N点第一次形成波峰，历时为：
③该波中各质点振动的周期为：
N点第一出现波峰时质点M振动了
t2=0.4s
则
t2=2T
质点M每振动T/4经过的路程为5cm，则当N点第一次出现波峰时，M点通过的路程为：
s′=8×5cm=40cm=0.4m
考点：机械波的传播
【名师点睛】本题考查了机械波的传播及质点的振动问题；解题时要能由波的传播方向来确定质点的振动方向，掌握由质点的振动情况来确定周期，并由周期与波长从而求出波速．