高中物理人教版（2019）选择性必修第一册 第3章第2节 波的描述同步练习（含答案）
文档属性
| 名称 | 高中物理人教版（2019）选择性必修第一册 第3章第2节 波的描述同步练习（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 177.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-11-05 12:39:02 | ||
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文档简介
第2节 波的描述
1.[多选]如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某个时刻的波形图，由图像可知( )
A.质点b此时位移为零
B.质点b此时向－y方向运动
C.质点d的振幅是2 cm
D.质点a再经过通过的路程是4 cm，偏离平衡位置的位移大小是4 cm
2.一列简谐横波沿x轴传播，在某时刻波的图像如图所示。已知此时质点e的运动方向向下，则 （ ）
A.此波沿x轴正方向传播
B.质点c此时向下运动
C.质点a将比质点b先回到平衡位置
D.质点d振幅为0
3.用手握住较长软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半个波长
B. a、b两质点振动开始时刻相差半个周期
C.质点b完成的全振动次数比质点a多一次
D.质点b完成的全振动次数比质点a少一次
4.一简谐横波沿x轴正方向传播，图8甲是t＝0时刻的波形图，图乙是介质中某质点的振动图像，则该质点的x坐标值合理的是( )
A．0.5 m B．1.5 m C．2.5 m D．3.5 m
5.抖动绳子的一端，绳子每秒钟做两次全振动，产生如图所示的横波。求绳上横波的频率、波长和波速，并画出1.25 s后的波形图。若要增大绳波的波长，抖动绳子的频率该如何改变？
6.有人用下列方法测量声音的传播速率。如图所示，两只船相距14 km，一只船上的实验员向水里放一口钟，当她敲钟时，船上的火药同时发光；另一只船上的实验员向水里放一个听音器，他看到火药发光后10 s，听到了水下的钟声。请根据这些数据计算水中的声速。
7.如图所示，实线是一列正弦波在某一时刻的图像，经过0.5 s后，其图像如图中虚线所示。已知该波的周期T大于0.5 s。
（1）若波向x轴正方向传播，求该波的波速和周期；
（2）若波向x轴负方向传播，求该波的波速和周期。
8.一列沿x轴正方向传播的横波在某时刻的波形图像如图中的Ⅰ所示，经t=0.2 s后，波形图像如图3-4中的Ⅱ所示。求这列波的波速。
9.图（a）为一列简谐横波在t=2 s时的波形图，图（b）为介质中平衡位置在x=1.5 m处质点的振动图像，P是平衡位置为x=2 m的质点。求：
（1）波的传播方向及波速；
（2）前2 s内质点P运动的路程。
10.如图所示，一列水平向右传播的简谐横波，波速大小v=0.6 m/s，质点P的平衡位置坐标x=0.96 m。某时刻该波刚好传到距点O 0.24 m的位置，从该时刻开始计时。
（1）经过多长时间，质点P第一次到达波峰？
（2）经过多长时间，质点P第二次到达波谷？当质点P第二次到达波谷时，质点P通过的路程及在该时刻的位移为多少？
第2节 波的描述
参考答案
1.AC
2.B
3.D
4.C
5.解：f=2 Hz，λ=50 cm=0.5 m，v=λf=0.5×2 m/s=1 m/s
T==0.5 s，则==，即t=，相当于再过半个周期的波形图，如图所示。介质决定波速，故v不变，由v=λf知，若要增大绳波的波长，抖动绳子的频率应降低。
6.解：s=14 km=1.4×104 m，t=10 s，忽略光传播的时间，
则v==1 400 m/s。
7.解：（1）由题图知λ=20 cm，由于该波的周期大于0.5 s，则在0.5 s内传播的距离小于一个波长，若波向x轴正方向传播，则0.5 s内传播的距离Δx=15 cm=0.15 m，
故得到v===0.30 m/s
0.5 s波向前传播，0.5 s=，T=。
（2）若波沿x轴负方向传播，0.5 s内波向左传播的距离
Δx′=5 cm=0.05 m
v′===0.10 m/s
0.5 s波向前传播，有T′=4×0.5 s=2.0 s。
8.解：由图可知波长λ=8 m，波沿x轴正方向传播，则有
t=（n=0，1，2，…），得T=，又有v=，联立解得v==10（4n+1） m/s（n=0，1，2，…）。
9.解：（1）根据题图（b）知，x=1.5 m处的质点在t=2 s时振动方向是向下的。
利用微平移法，由图可知，波向x轴负方向传播。
v===0.5 m/s。
（2）t=2 s时质点P在波谷，在半个周期内质点P运动的路程 s=2A=8 cm。
10.解：（1）由题中波形图知，λ=0.24 m，振幅A=5 cm，则周期T===0.4 s，质点P位于0.96 m处，开始计时时刻的波峰位于0.06 m处，波形需传播的距离Δx=0.96 m-0.06 m=0.90 m，
所需时间t===1.5 s。
（2）欲求质点P第二次到达波谷所需时间，可取0时刻波谷x=0.18 m处的质点研究，该振动状态传到质点P的距离Δx′=0.96 m-0.18 m=0.78 m，所需时间Δt′===1.3 s
第二次到达波谷t2=Δt′+T=1.3 s+0.4 s=1.7 s
波的最右端传到质点P所需时间为Δt″，
Δt″===1.2 s
从质点P开始振动到P第二次到达波谷经历的时间
t3=t2-Δt″=1.7 s-1.2 s=0.5 s
0.5 s相当于
质点P通过的路程s=5A=25 cm
此时质点P的位移xP=-5 cm。
1.[多选]如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某个时刻的波形图，由图像可知( )
A.质点b此时位移为零
B.质点b此时向－y方向运动
C.质点d的振幅是2 cm
D.质点a再经过通过的路程是4 cm，偏离平衡位置的位移大小是4 cm
2.一列简谐横波沿x轴传播，在某时刻波的图像如图所示。已知此时质点e的运动方向向下，则 （ ）
A.此波沿x轴正方向传播
B.质点c此时向下运动
C.质点a将比质点b先回到平衡位置
D.质点d振幅为0
3.用手握住较长软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半个波长
B. a、b两质点振动开始时刻相差半个周期
C.质点b完成的全振动次数比质点a多一次
D.质点b完成的全振动次数比质点a少一次
4.一简谐横波沿x轴正方向传播，图8甲是t＝0时刻的波形图，图乙是介质中某质点的振动图像，则该质点的x坐标值合理的是( )
A．0.5 m B．1.5 m C．2.5 m D．3.5 m
5.抖动绳子的一端，绳子每秒钟做两次全振动，产生如图所示的横波。求绳上横波的频率、波长和波速，并画出1.25 s后的波形图。若要增大绳波的波长，抖动绳子的频率该如何改变？
6.有人用下列方法测量声音的传播速率。如图所示，两只船相距14 km，一只船上的实验员向水里放一口钟，当她敲钟时，船上的火药同时发光；另一只船上的实验员向水里放一个听音器，他看到火药发光后10 s，听到了水下的钟声。请根据这些数据计算水中的声速。
7.如图所示，实线是一列正弦波在某一时刻的图像，经过0.5 s后，其图像如图中虚线所示。已知该波的周期T大于0.5 s。
（1）若波向x轴正方向传播，求该波的波速和周期；
（2）若波向x轴负方向传播，求该波的波速和周期。
8.一列沿x轴正方向传播的横波在某时刻的波形图像如图中的Ⅰ所示，经t=0.2 s后，波形图像如图3-4中的Ⅱ所示。求这列波的波速。
9.图（a）为一列简谐横波在t=2 s时的波形图，图（b）为介质中平衡位置在x=1.5 m处质点的振动图像，P是平衡位置为x=2 m的质点。求：
（1）波的传播方向及波速；
（2）前2 s内质点P运动的路程。
10.如图所示，一列水平向右传播的简谐横波，波速大小v=0.6 m/s，质点P的平衡位置坐标x=0.96 m。某时刻该波刚好传到距点O 0.24 m的位置，从该时刻开始计时。
（1）经过多长时间，质点P第一次到达波峰？
（2）经过多长时间，质点P第二次到达波谷？当质点P第二次到达波谷时，质点P通过的路程及在该时刻的位移为多少？
第2节 波的描述
参考答案
1.AC
2.B
3.D
4.C
5.解：f=2 Hz，λ=50 cm=0.5 m，v=λf=0.5×2 m/s=1 m/s
T==0.5 s，则==，即t=，相当于再过半个周期的波形图，如图所示。介质决定波速，故v不变，由v=λf知，若要增大绳波的波长，抖动绳子的频率应降低。
6.解：s=14 km=1.4×104 m，t=10 s，忽略光传播的时间，
则v==1 400 m/s。
7.解：（1）由题图知λ=20 cm，由于该波的周期大于0.5 s，则在0.5 s内传播的距离小于一个波长，若波向x轴正方向传播，则0.5 s内传播的距离Δx=15 cm=0.15 m，
故得到v===0.30 m/s
0.5 s波向前传播，0.5 s=，T=。
（2）若波沿x轴负方向传播，0.5 s内波向左传播的距离
Δx′=5 cm=0.05 m
v′===0.10 m/s
0.5 s波向前传播，有T′=4×0.5 s=2.0 s。
8.解：由图可知波长λ=8 m，波沿x轴正方向传播，则有
t=（n=0，1，2，…），得T=，又有v=，联立解得v==10（4n+1） m/s（n=0，1，2，…）。
9.解：（1）根据题图（b）知，x=1.5 m处的质点在t=2 s时振动方向是向下的。
利用微平移法，由图可知，波向x轴负方向传播。
v===0.5 m/s。
（2）t=2 s时质点P在波谷，在半个周期内质点P运动的路程 s=2A=8 cm。
10.解：（1）由题中波形图知，λ=0.24 m，振幅A=5 cm，则周期T===0.4 s，质点P位于0.96 m处，开始计时时刻的波峰位于0.06 m处，波形需传播的距离Δx=0.96 m-0.06 m=0.90 m，
所需时间t===1.5 s。
（2）欲求质点P第二次到达波谷所需时间，可取0时刻波谷x=0.18 m处的质点研究，该振动状态传到质点P的距离Δx′=0.96 m-0.18 m=0.78 m，所需时间Δt′===1.3 s
第二次到达波谷t2=Δt′+T=1.3 s+0.4 s=1.7 s
波的最右端传到质点P所需时间为Δt″，
Δt″===1.2 s
从质点P开始振动到P第二次到达波谷经历的时间
t3=t2-Δt″=1.7 s-1.2 s=0.5 s
0.5 s相当于
质点P通过的路程s=5A=25 cm
此时质点P的位移xP=-5 cm。