3.2波的描述同步练习 （word版含答案）

人教版（2019）选择性必修一 3.2 波的描述 同步练习
一、单选题
1．一波源O产生的简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻（）波传播到了B点，该时刻波动图像如图所示，再经过0.2s，C点第一次到达波峰，下列说法正确的是（　　）
A．该波的周期为2.5s
B．波源的起振方向为y轴负方向
C．该波的传播速度为10m/s
D．从至波传播到C点时，A点运动的路程为8cm
2．图（甲）为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P、Q分别为波上的两个质点，图（乙）为Q点的振动图象，则（　　）
A．波沿+x方向传播
B．波的传播速度大小为0.4m/s
C．t=0.15s时，Q点的加速度达到正向最大
D．t=0.10s到0.25s的过程中，P点通过的路程为30cm
3．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，周期为1 s，时波的图像如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．这列波的振幅为4 cm
B．这列波的波速为4 m/s
C．时处质点沿y轴正方向运动
D．时处质点的加速度为0
4．一列简谐横波沿x轴负方向传播，图（a）是t=1s时的波形图，图（b）是波中某质点振动位移随时间变化的振动图线（两图用同一时间作为起点）。则图（b）可能是图（a）中哪个质点的振动图线（　　）
A．x=0处的质点 B．x=1m处的质点
C．x=2m处的质点 D．x=3m处的质点
5．简谐波在介质中传播，则（　　）
A．振幅越大，波的传播速度越大
B．波长越大，波的传播速度越小
C．在一个周期内，振动质点走过的路程等于一个波长
D．波源振动的频率越高，波传播一个波长距离所用的时间越短
6．关于波的频率，下列说法中正确的是（　　）
A．波的频率与波速无关
B．波的频率由介质决定，与波源无关
C．波由一种介质进入另一种介质时，频率变大
D．波由一种介质进入另一种介质时，频率变小
7．一列简谐横波沿x轴以的速度传播，某时刻的波形图如图所示，且此时P质点正在向上振动，下列说法正确的是（ ）
A．该波沿x轴负方向传播 B．P质点再经过一个周期运动到O位置
C．此时O处质点正在向下振动 D．该波的周期
8．图甲中B超成像的基本原理就是通过探头向人体发送超声波信号，遇到人体组织会产生不同程度的反射，接收后经计算机的处理，形成B超图象。图乙为沿x轴正方向发送的超声波图象，已知超声波的频率约为1.25105Hz，下列说法中不正确的是（　　）
A．此超声波在人体内传播速度约为1500m/s
B．图乙中质点A此时沿y轴正方向运动
C．图乙中质点A、B此时的速度不同
D．图乙中质点B从图示时刻开始经过s通过的路程为4cm
9．一列简谐横波t=0时刻的波形如图所示，其中M、N为平衡位置在x1=3m和x2=9m的两个质点。已知质点M比质点N提前0.5s回到平衡位置，下列说法正确的是（　　）
A．简谐波沿x轴正方向传播 B．波传播速度的大小为2m/s
C．t=1s时，M、N的速率相等 D．t=1s时，M、N的运动方向相同
10．关于机械波和电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．机械波和电磁波都可以在真空中传播
B．机械波和电磁波都可以传递信息和能量
C．机械波都是横波，电磁波都是纵波
D．机械波能发生衍射现象，电磁波不能发生衍射现象
11．波源位于坐标原点的简谐横波时刻开始沿x轴正方向传播，时的波形图如图所示，此时振动刚传到处。是介质中平衡位置分别为的四个质点。下列说法正确的是（　　）
A．时，质点a速度方向沿y轴正方向
B．时，质点b与质点a速度、加速度方向均相同
C．时，质点c速度达到最大值
D．时，质点d第一次到达波峰
12．如图所示，是一列简谐波沿x轴正方向传播的某时刻的波形图，a在正向最大位移处，b恰好处在平衡位置，经过Δt＝的时间，关于a、b两个质点所通过的路程的关系下列说法正确的是（　　）
A．sa＝sb
B．sa>sb
C．saD．以上三种情况都有可能
二、填空题
13．波长、频率与波速:如图邻近的两个______（或波谷）的距离叫作波长,波长用符号______来表示;波的频率是在1 s内有多少次______（或波谷）通过,频率用符号______来表示;波速是用来描述波传播______的物理量,波速用符号______来表示。
14．判断下列说法的正误。
（1）波的图像反映的是某一时刻介质中各质点的位移情况。( )
（2）从波的图像可以知道各质点振动的振幅。( )
（3）在波的传播方向上位移始终相同的两质点间的距离等于波长。( )
（4）在波的传播方向上振动速度始终相同的相邻两质点间的距离等于波长。( )（5）波的频率由介质决定。( )
（6）根据可知，机械波的波长越长，波速越大。( )
15．如图甲所小，位于惠州东南部的大亚湾有着延绵曲折的黄金海岸，这里有近百个千姿百态的岛屿，呈弯月状分布，被誉为“海上小桂林”。某同学和爸爸乘船在大亚湾游玩，该同学的船停在A点，爸爸的船停在B点如图乙所示，细心的同学发现：水波以的速率均匀地从A点向B点传播，A、B两点相距24m，第1个波峰经过A点至第20个波峰经过A点用时57s，把水波看成简谐横波，则波长为___________m；该同学和爸爸___________（选填“能”或“不能”）同时处于波谷。
16．如图所示，是某均匀介质中的两个质点，间距为2.5 m。现有一列简谐横波从质点a向质点b传播，质点a、质点b的振动图像如图中实线和虚线所示。则质点a的振动方程为________，此波传播的速度v________（填“可能”或“不可能”）等于1.2m/s。
17．如图，有一列简谐横波沿轴正方向传播，振幅为，波速为1m/s。、是平衡位置相距2m的两个质点，在时，通过其平衡位置沿轴正方向运动，位于其平衡位置上方最大位移处。已知该波的周期大于2s。则该波的波长为___________m，经过，走过的路程为___________（用含有的式子表示），在到，点正在___________（填“靠近”或“远离”）平衡位置。
三、解答题
18．如图（a）所示为在某介质中传播的一列简谐横波在t＝0时刻的波形图，P是平衡位置在x＝1.0m处的质点，Q是平衡位置在x＝4.0m处的质点；图（b）为质点Q的振动图像。求：
（1）波的传播方向；
（2）在0.20~0.30s时间内，该波传播的距离；
（3）质点Q做简谐运动的表达式。
19．一列简谐横波沿x轴正向传播。t=0时刻波恰好传播到x=12m处，波形图如图所示，质点P的平衡位置在x=8m处，此时通过平衡位置。从t=0时刻算起，当t=0.2s时，质点P第一次到达波峰。求：
（1）该列波的周期和传播速度；
（2）0~2s内x=22m处的质点Q（图中未标出）经过的路程。
20．如图所示，A、B是一列简谐横波中的两点。某时刻，A正处于正向最大位移处，另一点B恰好通过平衡位置向－y方向振动。已知A、B的横坐标分别为xA＝0 m、xB＝70 m，并且波长λ符合不等式：20 m<λ<80 m，波的周期为4s，求波长λ和波速v。
21．一列简谐横波沿x轴正方向传播，如图所示为t＝0时刻的完整波形图，P、Q、M三质点平衡位置的坐标分别为（2m，0）、（m，0）、（16 m，0），已知t1＝0.75s时质点P首次出现在波谷位置，求：
（1）质点P的振动方程；
（2）质点M第一次出现在波峰位置所对应的时刻。
22．图甲为一列在均匀介质中传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，图乙为平衡位置在x=3.0m处的质点P的振动图像。
(1)求该列横波的波速大小v；
(2)说明该列横波的传播方向并在图丙中作出t=1s时的波形图（至少画一个波长）；
(3)写出质点P的振幅以及从0时刻开始计时的振动方程。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
AC．由图可知波长为4m，波峰传播到C点传播了2m，用时0.2s，所以波速为10m/s，由
可知
故A错误，C正确；
B．横波向右传播，B点重复左侧图像的振动形式，所以B点的起振方向为y轴正方向，故B错误；
D．从至波传播到C点的过程中，历时0.2s，即半个周期，即A点应从平衡位置离开再回到平衡位置，走过的路程为2A，即4cm，故D错误。
故选C。
2．C
【详解】
A. 根据Q点的振动图象可知，在t=0.10s时刻，质点Q向下振动，结合波形图可知，波沿-x方向传播，A错误；
B. 波的传播速度大小为
B错误；
C. t=0.15s时，Q点处在波谷位置，则此时加速度达到正向最大，C正确；
D. 因波的周期为T=0.2s，则t=0.10s到0.25s的过程中经历了，因为P点在t=0.10s时刻不是在波峰波谷位置，也不是在平衡位置，则通过的路程不等于3A=30cm，D错误。
故选C。
3．D
【详解】
A．由图可知，这列波的振幅为，故A错误；
B．由图可知，这列波的波长为，根据公式可得，这列波的波速为
故B错误；
C．由图根据同侧法可知，时处质点沿y轴负方向运动，故C错误；
D．时处质点，再次回到平衡位置，则质点的加速度为0，故D正确。
故选D。
4．A
【详解】
当t=1s时，由图（b）振动图线可知，质点在t=1s时处于平衡位置，正要沿y轴负方向运动，由图（a）波动图线向x轴负方向传播，可判断x=0处和x=4m处的质点在平衡位置，且正沿y轴负方向运动。
故选A。
5．D
【详解】
AB．机械波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定，故AB错误；
C．在一个周期内，振动质点走过的路程等于4倍振幅，不一定等于一个波长，故C错误；
D．由T=可知，频率越高，周期越小，即波传播一个波长距离所用的时间越短，故D正确。
故选D。
6．A
【详解】
波的频率是由波源决定的，与波速无关，与介质无关，即波由一种介质进入另一种介质时，频率不变。
故选A。
7．D
【详解】
A．由题可知此时P质点正在向上振动，则该波沿x轴正方向传播，A错误；
B．质点不随波迁移，B错误；
C．波沿x轴正方向传播，则此时O处质点正在向上振动，C错误；
D．由图可知波长为，根据，可知周期，D正确。
故选D。
8．D
【详解】
A．根据图乙可得，图像的波长为12mm，由
A正确；
B．超声波沿x轴正方向传播，质点A此时沿y轴正方向运动，B正确；
C．质点A、B此时的y轴方向相反，故此时速度不同，C正确；
D．质点B振动的频率为
质点B从图示时刻开始经过s，即运动了四分之一个周期，因B 此刻不是在平衡点或波峰波谷的位置，故四分之一个周期的运动路程小于一个振幅（4cm），D错误。
本题选择不正确的，故选D。
9．C
【详解】
A．由题意可知t=0时M沿y轴负方向运动，N沿y轴正方向运动，所以M应位于波传播方向波形的上坡上，N应位于波传播方向波形的下坡上，即波沿x轴负方向传播，选项A错误；
B．设波的传播速度为v，由题意可知
解得
选项B错误；
CD．由图可知波长
λ=8m
则波的周期为
从t=0到t=1s经过了半个周期，根据振动的特点可知t=1s时M、N的位移相同，速率相同，而运动方向相反，选项C正确，D错误。
故选C。
10．B
【详解】
A．电磁波的传播不需要介质，机械波的传播需要介质，则机械波不能在真空中传播，故A错误；
B．电磁波和机械波的传播过程中都传递信息和能量，故B正确；
C．电磁波都是横波，而机械波可以是横波也可以是纵波，故C错误；
D．衍射和干涉时波特有的现象，不论是机械波还是电磁波都能发生干涉和衍射现象，故D错误。
故选B。
11．D
【详解】
A．根据波形图及题设信息可知，波长
周期
波速为
沿y轴负方向起振。由质点a的平衡位置可知其于时起振，故时其振动速度方向沿y轴负方向，故A错误；
B．到时刻，质点b振动时间为
即在之间，由于沿y轴负方向起振，故时刻，质点b处于正方向最大位移到平衡位置之间，且速度和加速度均沿y轴负方向。质点a振动时间为
即在之间，此时质点a速度沿y轴负方向，加速度沿y轴正方向，故B错误；
C．到时刻，质点c振动时间为
即，则质点c位于波峰，速度等于零，故C错误；
D．到时刻，质点c振动时间为
即，由于沿y轴负方向起振，则到时刻，质点d第一次到达波峰，故D正确。
故选D。
12．C
【详解】
因各个质点均做受迫振动，重复波源的振动，故振动频率、周期、振幅相同，而a正处于正向最大位移处，此时速度为零，在时间内，向平衡位置运动，速度由零逐渐增大，但达不到最大速度；b正在从平衡位置向上运动，此时具有最大速度，在时间内，它向正方向最大位移处运动，速度逐渐减小，故b的平均速度比a的大。a、b两个质点所通过的路程的关系是sa故选C。
13． 波峰 λ 波峰 f 快慢 c
【详解】
[1][2][3][4][5][6]波长、频率与波速:如图邻近的两个波峰（或波谷）的距离叫作波长,波长用符号λ来表示;波的频率是在1 s内有多少次波峰（或波谷）通过,频率用符号f来表示;波速是用来描述波传播快慢的物理量,波速用符号c来表示。
14． 正确 正确 错误 正确 错误 错误
【详解】
略
15． 6 能
【详解】
[1]由题意可知，波的周期
由波长公式可得
[2]由于AB的距离恰好为波长的4倍，所以该同学和爸爸能同时处于波谷
16． 不可能
【详解】
[1]由题意可得，该波的周期
振幅为2 cm，可得质点a的振动方程为
由质点a的振动方程可知，当时质点a的位移为2 cm，而对质点b，当时位移为2 cm，结合波的周期性可知，波从质点a传到质点b的时间
其中，1，2，3，…，波速
解得
将1.2 m/s代入，解得n不是整数，因此波的传播速度不可能等于1.2 m/s。
17． 2.5A 远离
【详解】
[1]由题意得
可知
[2][3]周期为
质点N的振动方程为
时，N位于正向最大位移处，时，N位于处，N走过的路程为2.5A，可以判断出到，N点正在远离平衡位置。
18．（1）沿x轴正方向；（2）4m；（3）y=0.1sin10πt（m）
【详解】
（1）由题图（b）可知t=0时刻质点Q沿y轴正方向运动，此时Q应位于波传播方向波形的下坡上，所以波沿x轴正方向传播。
（2）由题图（a）、（b）可知，波长为λ＝8m，周期为T＝0.2s，则波速为
0.20~0.30s内，该波传播的距离为
x＝vΔt＝4m
（3）质点Q做简谐运动的表达式为
19．（1）0.8s，10m/s；（2）50cm
【详解】
（1）由图像可得，该波波长为8m且该波沿x正方向传播，可判断知P的振动方向沿y轴正方向，P第一次到达波峰的时间为，得周期T=0.8s，由
得
v=10m/s
（2）由图像可得，该波振幅为10cm。依题意，该波向x轴正方向传播，波速为10m/s，则经过1s波从x=12m处传到Q点，可得在0~2s内，质点Q完成了1.25次全振动，经过的路程为
L=1.25×4A=50cm
20．若波沿x轴正方向传播，则，，，；若波沿x轴负方向传播，则，，，，，
【详解】
若波沿x轴正方向传播，则

解得

又因为
20 m<λ<80 m
所以
，
对应波速为
若波沿x轴负方向传播，则
解得
又因为
20 m<λ<80 m
所以
，，
对应波速为
21．(1) ；(2)3.75s
【详解】
（1）由图可知，简谐波的波长为，并且此时P质点正在向上质点，t1＝0.75s时质点P首次出现在波谷位置，可知
可得
质点P的振动方程
（2）该波的波速为
t＝0时刻，x=1m处的质点在波峰，则波峰传到x=16m处，所需时间为
所以质点M第一次出现在波峰位置所对应的时刻未3.75s时。
22．(1)1m/s；(2)向右传播，；(3)8cm，
【详解】
(1)由题图可得，T=4s，则
(2)t=0时，P点向上振动，则横波向右传播。
由于，t=1s时的波形图相当于把甲图向右平移1m，如图所示
(3)质点P的振幅A=8cm。
角速度为
则从0时刻开始计时的振动方程为
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