人教版（2019）高一物理第一学期选修第一册第三章2. 波的描述AWord版含答案

2020-2021学年高一第一学期物理人教版2019选修第一册第三章2.
波的描述A
1.一列沿轴传播的简谐横波，其周期，在时的波形图象如图所示。其中是介质中平衡位置分别处在和的两个质点，若此时质点在正向最大位移处，质点通过平衡位置向下运动，则(
)
A．该波沿轴正方向传播
B．该波的传播速度为
C．当质点到达波谷时，质点位于平衡位置且向上运动
D．经过，质点通过的路程为
2.两列简谐横波均沿x轴正向传播，在某时刻的波形分别如图甲、乙所示，经过时间t（t小于A波的周期），这两列简谐横波的波形分别变为图丙、丁所示，则两列波的波速之比不可能是(
)
A.1:1
B.1:2
C.1:3
D.3:1
3.如图所示，实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线，经后，其波形如图中虚线所示，设该波的周期大于。以下说法正确的是(
)
A．如果波是向左传播的，波速是
B．波的周期可能是
C．如果波是向右传播的，波速是
D．波的周期一定是
4.简谐横波沿水平方向由质点a向质点b传播，波速为4
m/s，两质点平衡位置间的距离为2
m，时刻，a在波峰，b在平衡位置且向下振动，则下列时刻中b可能第一次处在波峰位置的是(
)
A.
B.
C.
D.
5.一质点以坐标原点O为中心位置在y轴方向上做简谐运动，其振动图像如图所示。振动在介质中产生的简谐横波沿x轴正方向传播。时刻此质点开始振动，经过2
s后此质点立即停止振动，则再经过1
s后的波形图可能是（振动和波形图中质点的位移都规定向上为正）(
)
A.
B.
C.
D.
6.图甲为一列简谐横波在时刻的波形图，P是平衡位置为处的质点，Q是平衡位置为处的质点，图乙为质点Q的振动图像，则(
)
A.时，质点Q的加速度达到负向最大
B.质点Q做简谐运动的表达式为
C.时，质点P运动方向沿y轴负方向
D.从到的时间内，质点P通过的路程为30
cm
7.如图所示为一列简谐横波在时刻的图像，质点b的振动方程为，下列说法正确的是(
)
A.该波向x轴正方向传播
B.经过0.25
s，质点c的位移为0.5
m
C.从时刻起，质点a比质点c先回到平衡位置
D.质点b在和的加速度大小之比为
8.一列沿x轴正方向传播的横波在某时刻的波形如图甲所示，为介质中沿波的传播方向上4个质点的位置，若从该时刻开始计时，则振动图像如图乙所示的质点是(
)
A.a处质点
B.b处质点
C.c处质点
D.d处质点
9.沿x轴正方向传播的简谐横波，振幅为5
cm，质点的平衡位置离O点的距离分别为1.8
m和3
m，时的波形如图所示，时质点A恰好第二次到达波峰。下列说法正确的是(
)
A.波速为3
m/s
B.频率为2
Hz
C.在0~0.6
s内质点B的路程为25
cm
D.在时质点B沿y轴负方向运动
10.下表给出30
℃时，声波在不同介质中的传播速度。当声波由空气进入铜中时，下列说法正确的是(
)
介质
空气
纯水
盐水
橡胶
软木
铜
波速（m/s）
332
1490
1531
30～50
480
3800
A.频率增大，波长不变
B.频率不变，波长增大
C.频率和波长都不变
D.频率和波长都变大
11.一列横波沿水平方向传播，某时刻的波形图如图所示，则图中四点在此时刻运动方向相同的是(
)
A.a和b
B.a和d
C.b和d
D.c和d
12.下列选项为一列横波在某介质中传播时某一时刻的波形图，已知波的传播方向向右，能正确描述各质点继续振动时运动方向的是(
)
A.
B.
C.
D.
13.一列沿x轴负方向传播的简谐横波，某时刻的波形如图所示。P为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短时间内，P的速度v和加速度a的大小变化情况是(
)
A.v变小，a变大
B.v变小，a变小
C.v变大，a变大
D.v变大，a变小
14.如图所示，一列简谐横波沿轴正方向传播在时刻的波形，从此时刻开始，介质中的质点回到平衡位置的最短时间分别为，下列说法正确的是(
)
A．时刻质点沿轴的负方向运动
B．时刻质点加速度最大
C．内质点发生的路程为
D．内波传播的路程为
15.沿轴正向传播的一列简谐横波在时刻的波形如图所示，为介质中的一个质点，该波的传播速度为，则时(
)
A．质点对平衡位置的位移一定为负值
B．质点的速度方向与对平衡位置的位移方向相同
C．质点的加速度方向与速度方向一定相同
D．质点的加速度方向与对平衡位置的位移方向相同
16.如图所示，实线为简谐波在时刻的图线，虚线为波在时刻的图线。
（1）若波向左传播，求它可能传播的距离;
（2）若波向右传播，求它的最大周期;
（3）若波速为，指出简谐波的传播方向。
17.一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻，波刚好传到E点，波形如图甲所示，若从该时刻开始计时，已知质点P振动周期为0.5
s。
（1）判断此时刻质点P的振动方向和加速度方向。
（2）经过多长时间处的质点Q第二次到达波峰？
（3）若取质点Q开始振动时为计时起点，在图乙中画出质点Q的振动图像。
18.声波在空气中的传播速度为340
m/s，在钢铁中的传播速度为4900
m/s。一平直桥由钢铁制成，某同学用锤子敲击一下桥的一端发出声音，分别经空气和桥传到另一端的时间之差为1.00
s。桥的长度为__________m。若该声波在空气中的波长为λ，则它在钢铁中的波长为λ的_________倍。
19.如图简谐横波在t时刻的波形如实线所示,经过Δt=2s,其波形如虚线所示。则虚线时刻横坐标为x=3m的质点的速度是__________选填“最大,零”)。若2.5T<△t<4.5T,则可能的最小波速为__________m/s。
参考答案
1.答案：A
解析：A.因为Q点正在通过平衡位置向下振动，根据同侧法可以判断出这列波沿x轴正方向传播，故A正确；
B.由图象可知,波长：,周期：,则波速：，故B错误；
C.由于Q点向下振动，再经过四分之一周期运动到波谷，此时P点会振动到平衡位置，且向下运动，故C错误；
D.周期：，故再经过，即2.5个周期，Q通过的路程：，故D错误。
故选：A。
2.答案：D
解析：从题图中可得A波波长为，周期，B波波长为，周期，波速，得到，所以两列波的波速之比不可能是D。
3.答案：A
4.答案：B
解析：根据题意知两质点平衡位置间的距离为，所以。经过第一次处在波峰位置，所以。所以时，；时，，故ACD错误，B正确。
5.答案：B
解析：由振动图像知，时刻质点向上振动，由题述知介质中各个质点均向上起振，结合波形平移法知，选项B正确，选项ACD错误。
6.答案：C
解析：由题图甲、乙知，时，质点Q振动方向沿y轴负方向，故波沿x轴负方向传播。时，质点Q处在波谷，其加速度达到正向最大，选项A错误；质点Q做简谐运动的表达式为，选项B错误；时，质点P运动方向沿y轴负方向，选项C正确；时，质点P处在处沿y轴正方向振动，故从到的时间内，质点P通过的路程小于30
cm，选项D错误。
7.答案：D
解析：由质点b的振动方程知，时刻，质点b沿y轴负方向振动。由同侧法可知此列波沿x轴负方向传播，A错误；由质点b的振动方程知，振动周期与波的传播周期相等均为1
s，故经过0.25
s，即经过，质点c的位移为0.04
m，B错误；由此波沿x轴负方向传播，知时刻质点a沿y轴正方向振动，回到平衡位置的时间大于，故质点c先回到平衡位置，C错误；由简谐运动的规律可知，加速度之比即为位移之比，将和代入质点b的振动方程可求得，两时刻质点b的加速度之比为，D正确。
8.答案：C
解析：由题图乙可知，开始计时时质点从平衡位置向y轴负方向运动，再结合题图甲给出的四个质点的位置及传播方向，可知题图乙所描述的是c处质点的运动，C正确。
9.答案：B
解析：根据题图可知，波长，波沿x轴正方向传播，故质点A此时沿y轴正方向振动，当处的振动情况传到时，质点A第一次到达波峰，而时质点A恰好第二次到达波峰，则，而，联立解得，故A错误；频率，故B正确；，而质点B在内的路程为，所以质点B在0~0.6
s内的路程小于25
cm，故C错误；根据题图可知，质点B在时刻在波谷处，因，则时，质点B在平衡位置下方沿y轴正方向运动，故D错误。
10.答案：B
解析：波在传播过程中频率不变，一列波从空气进入铜中时，频率f不变，波速v增大，则由公式知波长增大。故选项B正确。
11.答案：B
解析：根据“上、下坡法”知，若波向右传播，两质点振动方向向上，两质点振动方向向下，若波向左传播，两质点振动方向向下，两质点振动方向向上，故B正确。
12.答案：C
解析：处在波峰或波谷处的质点一定向平衡位置处运动，故AD错误；利用“上、下坡法”可知B中图的左边平衡位置处的质点应向下振动，故B错误；利用“上、下坡法”可知，C正确。
13.答案：A
解析：由题述波沿x轴负方向传播及题图可得，P质点在该时刻的运动方向沿y轴负方向，从该时刻开始的一段极短时间内P质点的速度逐渐减小，加速度逐渐增大，故A正确。
14.答案：D
解析：A.根据题意可知，回到平衡位置为小于回到平衡位置的，说明直接回到平衡位置，沿轴的负方向运动，要先到达最高点，再回到平衡位置，该波的周期为由于所以时刻质点正沿轴的正方向运动，故A错误；
B.由于故B错误；
C.内，这段时间不是周期的整数倍，如果质点从最高点位置出发发生的路程为但是实际质点的路程要小一点的，故C错误。
D.由图像可知，波长为；内波传播的路程为解得故D正确。
15.答案：C
解析：A.
由图读出波长为，则该波的周期为，，时刻质点M向上运动，则在时刻，质点M正从波峰向平衡位置运动，位移为正。故A错误；
B.
质点M正从波峰向平衡位置运动，所以其速度增大，加速度减小。位移为正，质点M的速度沿y轴负方向，故B错误；
C.
质点M的速度沿y轴负方向，加速度沿y轴负方向，所以加速度方向与速度方向相同，故C正确；
D.
质点M的回复力方向fkx，与对平衡位置的位移方向绳子相反。故D错误。
故选：C。
16.答案：(1)若波向左传播
(2)若波向右传播当传播距离时，传播速度最小
得最大周期为
(3)所以向右传播
17.答案：（1）沿y轴正方向；沿y轴正方向
（2）1.875
s
（3）见解析
解析：解：（1）波沿x轴正方向传播，根据波动规律可知，质点P沿y轴正方向振动，加速度沿y轴正方向。
（2）波长，周期，则波速，振动传播到Q点的时间为1
s，质点Q第二次到达波峰经历了个周期为0.875
s，共1.875
s。
（3）质点Q起振方向向下，振动图像如图所示：
18.答案：365；
解析：设声波在钢铁中的传播时间为、传播速度为，在空气中的传播时间为、传播速度为，桥长为，则，而，代入数据解得。又，声波频率不变，所以，得。
19.答案：
零;
5.5