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1、第三章机械波第三节波的图像课后练习基础过关高二物理上学期（教科版2019选择性必修第一册）练习一、单选题，共12小题1如图甲所示为一列横波在t=1.0 s时刻的图象，如图乙所示为P处质点的振动图象，则下列说法中正确的是A波沿x轴正方向传播B零时刻P质点向上振动C波速为4 m/sD当O处质点振动到波谷时，P处质点振动到波峰2S是上下振动的波源，频率为10Hz，所激起的波沿X轴向左向右传播，波速为20m/s，质点M、N到S的距离SM=428m，SN=13.3m，M、N已经振动，若某时刻S正通过平衡位置向上运动，则该时刻（ ）AN位于X轴上方，运动方向向下BN位于X轴下方，运动方向向上CM位于X轴上
2、方，运动方向向上DM位于X轴上方，运动方向向下3一列沿x轴正向传播的简谐波，在x1=2.0m和x2=12m处的两质点的振动图像如图实线和虚线所示由图可知，关于简谐波的波长和波速有如下一些判断正确的是（ ） A波长一定等于4.0mB波长可能等于10mC2s末x1=2.0m的质点具有沿y轴负方向的最大速度D最大波速等于5.0m/s4一列简谐横波沿x轴传播，t=0.1s时刻的波形如图甲所示，其质点P的振动图像如图乙所示，则该波的传播方向和波速分别是（）A沿x轴正方向，60 m/sB沿x轴负方向，60 m/sC沿x轴负方向，30 m/sD沿x轴正方向，30 m/s5如图所示是一列简谐横波在某时刻的波形
3、图，已知图中b位置的质点起振比a位置的质点晚0.5s，b和c之间的距离是5cm，则此列波的波长和频率应分别为A5m，1HzB10m， 2HzC5m，2HzD10m，1Hz6如图所示，一列简谐横波在介质中沿水平方向传播，实线是在t1=0时波的图像，虚线是在t2=0.5 s时波的图像，已知介质中质点P在00.5s的时间内通过的路程为10cm下面关于波的几个论述中正确的是A简谐横波的波长为8mB波的传播方向水平向左C波的传播速度为10m/sD波的频率为0.4HZ7如图所示，甲图为某一机械横波在时刻的波形图，乙图为轴上P点处质点的振动图象，则下列判断正确的是 （ ）A该列波的波速为B若P点的坐标为，则
4、该列波沿轴的正方向传播C该列波的频率可能为2HzD若P点的坐标为，则P点处质点的振幅为零8在坐标原点的波源产生一列沿轴正方向传播的简谐横波，波速，已知时，波刚好传播到处，如图所示在处有一接收器（图中未画出），则下列说法正确的是（）A波源开始振动时方向沿轴正方向B从开始经，处的质点的路程为C接收器在时才能接收到此波D从开始经，处的质点的路程为9一列向右传播的横波在t=0时的波形如图所示，A、B两质点间距为8m，B、C两质点平衡位置的间距为3m，当t=1s时，质点C恰好通过平衡位置，该波的波速可能为（）A9m/sB10m/sC11m/sD12m/s10一列简谐横波沿轴负方向传播，振幅为A，秒与秒两
5、个时刻波形完全相同，如图所示。图中、两质点在秒时位移均为，下列说法正确的是（）A该波的波速可能为B秒时刻，处的质点位移可能不是零C从秒时刻起，处的质点比处的质点先回到平衡位置D从秒时刻起，在质点第一次到达平衡位置时，质点恰好到达波谷11质点以坐标原点O为中心位置在y轴上做简谐运动，其振动图象如图甲所示，振动在介质中产生的简谐横波沿x轴正方向传播，波速为1.0 m/s经0.3 s后，此质点立即停止运动，再经过0.1 s后的波形图是图中的()ABCD12一列简谐横波，t=0时刻的波形如图中实线所示，t=0.2s（小于一个周期）时刻的波形如图中的虚线所示，则A波一定向右传播B波的周期T=0.05sC
6、波的传播速度可能为90m/sD00.2s内质点P通过的路程为一个振幅二、多选题，共4小题13图（a）为一列简谐横波在t=2s时的波形图，图（b）为媒质中平衡位置在x=1.5m处的质点的振动图象，P是平衡位置为x=2m的质点，下列说法正确的是（ ）A波速为0.5m/sB波的传播方向向右C02s时间内，P运动的路程为8cmD02s时间内，P向y轴正方向运动E.当t=7s时，P恰好回到平衡位置14一简谐横波沿x轴正方向传播，t0时刻的波形如图（a）所示，x=0.40m处的质点P的振动图线如图（b）所示，已知该波的波长大于0.40m，则下列说法正确的是（）A质点P在t=0时刻沿y轴负方向运动B该列波的
7、波长一定为1.2mC该波传播的速度一定为0.4m/sD从t=0.6s到t=1.5s，质点P通过的路程为4cm15一列简谐横波在t0=0.02s时刻的波形图如图甲所示，平衡位置在x=1m处的质点P的振动图象如图乙所示已知质点Q的平衡位置X=1.5m处，质点M的平衡位置在x=1.75m处下列说法正确的是At0时刻后质点M比质点Q先到达平衡位置B从t0时刻起经过0.045s，质点Q的速度大于质点M的速度C从t0时刻起经过0.025s，质点M通过的路程为1mDt=0.05s时，质点Q的加速度大于质点M的加速度16一列简谐横波沿x轴正方向传播，图甲是t=0时刻的波形图，图乙和图丙分别是x轴上某两处质点的
8、振动图象。由此可知，这两质点平衡位置之间的距离可能是（）AmBmCmDm三、填空题，共2小题17如图所示，一列沿x轴上传播的简谐横波t0时刻的图线用实线表示经过 t=0.2s时其图线用虚线表示，已知波长为5cm（i）若波向x轴正方向传播，最小波速是_cm/s；（ii）若波向x轴负方向传播，最大周期为_s；（iii）若波速为71cm/s，则此波向_传播（填“x轴正方向”或“x轴负方向”）18 如图所示为一列沿x轴传播的横波在t=0时刻的波形图，此时质点A沿y轴负方向振动，则该波的传播方向为_；若波的传播速度v=20 m/s，则质点A在1 s内通过的路程为_m四、解答题，共2小题19一简谐横波以的
9、速度沿轴正方向传播，时的波形如图所示求平衡位置在处的质点P的振动方程20一列简谐横波沿x轴负方向传播，在t=0时刻的波形图如图所示(波刚好传播到x=1m处)，观察到t=1s时，坐标为(2m，0)处的质点M第二次出现波峰求：该波的传播速度；从0时刻开始，到坐标为(7m，0)处的质点N第一次出现波峰的时间内，质点M通过的路程试卷第7页，共8页参考答案1C【详解】试题分析：由振动图象知，在t=10s时刻P质点正通过平衡位置向下运动，由波动图象可知，波沿x轴负方向传播，故A错误；由振动图像可知零时刻p质点向下振动，B错误由甲图可得：=4m，由乙图中可得：T=10s，所以：波速，故C正确OP间平衡位置相
10、距一个波长，振动情况总是相同，则当O处质点振动到波谷时，P处质点也振动到波谷，故D错误故选C考点振动图像和波的图像2A【详解】由频率为10Hz，得T=0.1s，,SM=由图可知M位于X轴下方，运动方向向下，CD错；SN=，由图可知N位于X轴上方，运动方向向下，B错，A对3D【详解】由两质点的振动图象得知，两个质点的振动情况总是相反，则有x2-x1=（n+），n=0，1，2，则波长，由于n为整数，不可能等于10m当n=2时，=4m；故AB错误；由振动图像可知，2s末x1=2.0m的质点具有沿y轴正方向的最大速度，选项C错误；由振动图象读出周期T=4s则波速为，n=0，1，2，当n=0时v=5m/
11、s为最大速度；故D正确故选D.点睛：本题中两质点是反相点，平衡位置间的距离是半个波长的奇数倍，即x=（2n+1）/2，n=0，1，2，是常用的通项4A【详解】由P点的振动图像可知，在t=0.1s时刻质点P沿y轴正向振动，可知波沿沿x轴正方向传播，波速为故选A。5A【详解】试题分析：试题分析：由图知，b和c之间的距离等于波长，则=5m由题可知：05s=（n+）T，n=0，1，2，频率，当n=0时，f=1Hz，但f不可能为2Hz；故选A考点：波形图【名师点睛】本题首先理解波长的含义：相邻两个波峰间的距离即等于波长题中a、b两点是反相点，得到05s=（n+ ）T，可得到周期的通项6C【详解】据波形图
12、可知，波长为4m，振幅2cm，故A错误；据图可知两时刻质点p在平衡位置和最大位移处，由于介质中质点P在00.5s的时间内通过的路程为10cm，可以说明两时刻T，所以T=0.4s；结合波形图可知，该波只能水平向右传播，故BD错误；以上可知，据，故C正确故选C7A【详解】由甲读出该波的波长为=4cm，由乙图读出周期为T=1s，则波速为，故A正确在乙图上读出t=0时刻P质点的振动方向沿y轴负方向，在甲图上判断出该波的传播方向沿x轴负方向故B错误该波的周期为1s，则频率为1Hz故C错误若P点的坐标为xP=4cm，则P点处质点的振幅为仍然为2cm故D错误；故选A8B【详解】A质点的起振方向和波源初始时刻
13、的振动方向一致时，波刚好传播到处，由质点振动的滞后性可以断定，处的质点的起振方向是沿轴负向的，这显然也是波源初始时刻的振动方向，故A错误；BD由题意得则从开始经0.15s，处的质点振动了，通过的路程为故B正确，D错误；C此波传到接收器所需时间为故C错误。故选B。9A【详解】由图可知，波长波向右传播，质点C恰好通过平衡位置时，波传播的距离可能是或，则波速或当时或当时或故A可能，BCD不可能。故选A。10D【详解】A根据两个时刻波形完全相同可得(n=1,2,3) 由题图可得波长，故波速为(n=1,2,3)故波速不可能为，A错误；B由A解析可知，是半周期的整数倍，在题图所示时刻，处的质点位移为零，那
14、么，经过半周期的整数倍，该质点的位移仍为零，B错误；C由于此波沿轴负向传播，由题图可知在时刻处的质点位移为负，沿轴负向运动，处的质点位移为负，沿轴正向运动，故从秒时刻起，处的质点比的质点晚回到平衡位置，C错误；D题图所示时刻质点沿轴正向运动，质点沿轴负向运动，因为两质点在秒时位移均为，且两质点在半个波长内，所以质点到达波峰时，质点到达平衡位置，故再经过，质点第一次到达平衡位置，质点恰好到达波谷，D正确。故选D。11C【详解】根据振动图像得知， 时刻质点沿y轴正方向振动，则介质中各质点的起振方向均沿y轴正方向，所以波最前方的质点振动方向沿y轴正方向；由振动图像读出周期，波长 ，则再经过0.1s后
15、，即0.4s后波总共传播的距离为0.4m，则波最前方振动质点为0.4m处的质点，且正好处于平衡位置向上运动，结合波的传播可知C正确；ABD错误；故选C12C【详解】A该波可能向右传播，也可能向左传播，故A错误；B由于波的传播方向的不确定性和波形的重复性可知，此波的周期也不确定，故B错误；C由题图知，该列波波长为若波向左传播，则传播速度为当n=0时，v=90m/s，故C正确；D因质点振动的周期不确定，故00.2s内质点P通过的路程不一定为一个振幅，故D错误。故选C。13ACE【详解】A由图（a）可知该简谐横波波长为2m，由图（b）知周期为4s，则波速为故A正确；B根据图（b）的振动图象可知，在x
16、=1.5m处的质点在t=2s时振动方向向下，所以该波向左传播，故B错误；C由于t=2s时，质点P在波谷，且2s=0.5T，所以质点P的路程为2A=8cm，故C正确；D由于该波向左传播，由图（a）可知t=2s时，质点P已经在波谷，所以可知02s时间内，P向y轴负方向运动，故D错误；E当t=7s时，t=5s=，P恰好回平衡位置，故E正确。故选ACE。【点评】熟练利用波形平移法判断质点的振动方向与传播方向、利用周期表示时间，求质点的路程、注意时间和空间周期性的对应14BD【详解】A由图（b）可知，t=0时刻，P质点的位移为cm，在下一时刻，位移大于cm，所以该质点在t=0时刻的运动方向沿y轴正方向，
17、故A错误；B设P质点的振动方程由图b可知，在t=0时刻根据质点带动法和波向右传播，得P质点位于之间；可得（或，不合题意）P点的初相位是，该波的波长结合图a可知P到O点的距离由题意联立可得故B正确；C由图（b）可知解得则波速为故C错误；Dt=0.6s到t=1.5s为半个周期，因此质点P通过的路程一定等于振幅的2倍，即4cm，故D正确。故选BD。15BD【详解】t0时刻质点P向下运动，故波形向右传播，质点M向上运动，故t0时刻后质点Q比质点M先到达平衡位置，故A错误；周期为T=0.02s，t=0.045s=（2+）T，故从t0时刻起经过0.045s，质点Q在平衡位置，而质点M在平衡位置上方，故质点
18、Q的速度大于质点M的速度，故B正确；周期为T=0.02s，t=0.025s=（1+）T，从t0时刻起，由于质点M不在平衡位置开始运动，故路程不是5A，即不为1m，故C错误；t=0.05s=2.5T时， Q在负的最大位移位置，而M点在平衡位置下方，故Q的位移大于M的位移，故Q的加速度大于M的加速度，故D正确；故选BD.点睛：本题考查波动图象，关键是结合波形图得到各个质点的振动情况，对简谐运动，要明确其在半个周期通过的路程为2A16BCD【详解】由图甲可知波长=2m振幅A=0.1m图乙所示质点在t=0时在正向最大位移处，图丙所示质点在t=0时，y=-0.05m，运动方向沿y轴负方向，结合波形图找到
19、对应的点，如图所示：若题图乙所示质点为图中左侧波峰上的点，则两点距离为m；若题图乙所示质点为图中右侧波峰上的点，则两点距离为m；考虑到空间周期性，则x=n（m）或x=n（m）（n=0、1、2），即x=2n（m）或x=2n（m）（n=0、1、2）综上分析，选项BCD正确，A错误。故选BCD。174 x轴负方向 【详解】根据题意，波速，周期T=（i）若波向x轴正方向传播，最小波速是4cm/s（n=0，式子取“+”号）（ii）若波向x轴负方向传播，最大周期为s（n=1，式子取“-”号）（iii）若波速为71cm/s，对应n=3，且式子取“-”号，说明波向x轴负方向传播18-x（或向左） 1 【详解】
20、根据“上下坡”法可知，由于质点A沿y轴负方向振动，所以波向左传播，由图可知，根据公式，解得T=0.2s，质点A在1s即5个周期通过的路程为20A=1m19【详解】由题图可以看出，该简谐波的振幅、波长分别为：，简谐波的周期为由于时，质点P正经过平衡位置沿轴正方向振动，可知其振动方程为将振幅A和周期T代入上式，可得【名师点睛】由图读出波长，由波长与波速可求出周期与频率，再求出角速度；根据波的传播方向，判断质点振动方向，从而确定质点的振动方程20 【分析】由题意t=1s时，质点M第二次出现波峰，由此求解波的周期，根据v=/T求解波速；质点N第一次出现波峰时是x=4m处的质点波峰传到N点，由此计算时间，根据s=n4A求解M通过的路程.【详解】（1）由图可知，质点M再经过2.5T第二次出现波峰，则1s=2.5T解得T=0.4s；由公式 解得该波的传播速度v=10m/s；（2）从图示时刻开始经过 质点N第一次出现波峰；质点M振动的时间t=t2-t1质点M通过的路程为答案第9页，共9页