3.2波的描述課時(shí)優(yōu)化作業(yè)高二上學(xué)期物理人教版選擇性

3.2波的描述1.一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在時(shí)刻的波形圖如圖所示，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置的坐標(biāo)分別為。從時(shí)刻起到P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的速度第一次相同所經(jīng)歷的最短時(shí)間為，下列說法正確的是()A.這列波的波速為0.1m/sB.從圖示時(shí)刻起，質(zhì)點(diǎn)P比質(zhì)點(diǎn)Q先回到平衡位置C.時(shí)質(zhì)點(diǎn)Q處在平衡位置D.時(shí)質(zhì)點(diǎn)P、Q的速度與加速度均相同2.某同學(xué)為了研究水波的傳播特點(diǎn)，在水面上放置波源和浮標(biāo)，兩者的間距為L(zhǎng)。時(shí)刻，波源開始從平衡位置沿y軸在豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的水波沿水平方向傳播（視為簡(jiǎn)諧波），時(shí)刻傳到浮標(biāo)處使浮標(biāo)開始振動(dòng)，此時(shí)波源剛好位于正向最大位移處，波源和浮標(biāo)的振動(dòng)圖像分別如圖中的實(shí)線和虛線所示，則()A.浮標(biāo)的振動(dòng)周期為 B.水波的傳播速度大小為C.時(shí)刻浮標(biāo)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng) D.水波的波長(zhǎng)為3.如圖時(shí)刻，處的波源從平衡位置向y軸正方向開始振動(dòng)，形成一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)部分波形圖如圖，且，則該列波波長(zhǎng)λ和波速v的大小為()A. B.C. D.4.登山運(yùn)動(dòng)員在登雪山時(shí)要注意防止紫外線的過度照射，尤其是眼睛不能長(zhǎng)時(shí)間被紫外線照射，否則視力將會(huì)嚴(yán)重受損。有人想利用薄膜干涉的原理設(shè)計(jì)一種能大大減小紫外線對(duì)眼睛傷害的鏡。他選用的薄膜材料的折射率為n，所要消除的紫外線的頻率為ν，那么他設(shè)計(jì)的這種“增反膜”的厚度至少是()A. B. C. D.5.一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，圖甲為該波在時(shí)刻的波形圖，M是平衡位置為處的質(zhì)點(diǎn)，圖乙為質(zhì)點(diǎn)M的振動(dòng)圖像，則()A.時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)M沿y軸正方向振動(dòng)，該波沿x軸正方向傳播B.波的振幅為28cm，波長(zhǎng)C.波的周期為，波的傳播速度為D.時(shí)刻，處的質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移大小為6.如圖所示，手握繩a端在豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，形成的一列簡(jiǎn)諧橫波以速度v沿x軸正向傳播，時(shí)刻，在x軸上a、b間的簡(jiǎn)諧橫波如圖所示，從此時(shí)刻開始，b點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過時(shí)間剛好第3次到達(dá)波峰，則下列說法正確的是()A.時(shí)刻，繩端a正在向下振動(dòng)B.繩端a的振動(dòng)頻率為C.若將波的振動(dòng)頻率增大一倍，則波的傳播速度也增大一倍D.若將波的振動(dòng)頻率增大為原來的2倍，則簡(jiǎn)諧波的波長(zhǎng)也會(huì)增大為原來的2倍7.一簡(jiǎn)諧波沿x軸正方向傳播，周期為T，波長(zhǎng)為λ。若在處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖所示，則時(shí)刻波的圖像為()A. B.C. D.8.簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，題圖為某時(shí)刻波形圖。波源位于處，其位移隨時(shí)間變化的關(guān)系為，則()A.此波的波長(zhǎng)為 B.此波的頻率為C.此波的波速為 D.此時(shí)波源沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)9.如圖，一列簡(jiǎn)諧橫波平行于x軸傳播，圖中的實(shí)線和虛線分別為和時(shí)的波形圖。已知平衡位置在處的質(zhì)點(diǎn)，在0到0.3s時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)方向不變。下列說法正確的是()A.這列簡(jiǎn)諧波的周期為0.4s B.波速為10m/sC.傳播方向沿x軸正方向 D.傳播方向沿x軸負(fù)方向10.一水平軟繩右端固定，取繩左端質(zhì)點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)，以繩所在直線為x軸、豎直方向?yàn)閥軸建立坐標(biāo)系，在繩上每隔選取一個(gè)質(zhì)點(diǎn)。時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)O開始沿y軸振動(dòng)，產(chǎn)生一列沿x軸傳播的橫波（可視為簡(jiǎn)諧波）。已知時(shí)刻的波形如圖所示，下列說法正確的是()A.該波的周期為 B.該波的波長(zhǎng)為C.時(shí)刻，處的質(zhì)點(diǎn)位移為A D.時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)O振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向11.如圖所示為一列沿x軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波在時(shí)刻的波形圖，P、Q是波傳播路徑上的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P的位移為，質(zhì)點(diǎn)Q在平衡位置。從零時(shí)刻起，質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)方程為，則下列判斷正確的是()A.波沿x軸負(fù)方向傳播B.波的傳播速度大小為C.從圖示時(shí)刻開始，質(zhì)點(diǎn)P比質(zhì)點(diǎn)Q先到達(dá)波谷D.質(zhì)點(diǎn)P比質(zhì)點(diǎn)Q振動(dòng)超前12.一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，在時(shí)的波形如圖甲所示，M、N、P、Q是介質(zhì)中的四個(gè)質(zhì)點(diǎn)，已知N點(diǎn)的平衡位置在處，N、Q兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置之間的距離為16m。如圖乙所示為質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖像。下列說法正確的是()A.該波的波長(zhǎng)為24mB.該波的波速為120m/sC.質(zhì)點(diǎn)P的平衡位置位于處D.從開始，質(zhì)點(diǎn)Q比質(zhì)點(diǎn)N早s回到平衡位置13.一列簡(jiǎn)諧橫波在時(shí)的波形圖如圖所示。P為介質(zhì)中m處的質(zhì)點(diǎn)。在s時(shí)P第一次達(dá)到波峰位置。（1）若該波沿x負(fù)方向傳播，求該波的波速；（2）若該波沿x正方向傳播，寫出P沿y軸方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式。14.如圖甲所示，孩子們經(jīng)常會(huì)在平靜的水中投擲一塊石頭激起水波?，F(xiàn)對(duì)該模型做適當(dāng)簡(jiǎn)化，若小孩將小石頭垂直于水面投入水中，以小石頭入水點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O，以此為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，沿波傳播的某個(gè)方向建立坐標(biāo)軸，在x軸上離O點(diǎn)不遠(yuǎn)處有一片小樹葉，若水波為簡(jiǎn)諧橫波，如圖乙所示時(shí)的波動(dòng)圖像，圖丙為小樹葉的部分振動(dòng)圖像。（1）請(qǐng)判斷小樹葉位于P、Q兩點(diǎn)中的哪一點(diǎn)？并寫出合理的解釋；（2）波源的振動(dòng)形式第一次傳到P點(diǎn)需要的時(shí)間；（3）求質(zhì)點(diǎn)P在小石頭入水后0.6s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的總路程。15.一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，其波源的平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)，波源在0~4s內(nèi)的振動(dòng)圖像如圖甲所示，已知波的傳播速度為0.5m/s。（1）求這列橫波的波長(zhǎng)。（2）求波源在3s內(nèi)通過的路程。（3）在圖乙中畫出時(shí)刻的波形圖。

答案以及解析1.答案：C解析：由題圖可知波長(zhǎng)兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置的間距，設(shè)質(zhì)點(diǎn)P與Q的速度第一次相同時(shí)兩者之間處于平衡位置的質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)為，有，解得，該波沿x軸正方向傳播，傳播距離為，則波速為，A錯(cuò)誤；從題圖示時(shí)刻起，質(zhì)點(diǎn)Q回到平衡位置所用的最短時(shí)間為，質(zhì)點(diǎn)P回到平衡位置所用的最短時(shí)間為，故質(zhì)點(diǎn)Q比質(zhì)點(diǎn)P先回到平衡位置，B錯(cuò)誤；這列波的周期為，故時(shí)質(zhì)點(diǎn)Q處在平衡位置，C正確；，故此時(shí)P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的速度相同，加速度大小相等、方向相反，D錯(cuò)誤。2.答案：A解析：由振動(dòng)圖像可知，波源在時(shí)刻開始向上振動(dòng)，時(shí)間內(nèi)波源從平衡位置運(yùn)動(dòng)到正向最大位移處，則有，浮標(biāo)的振動(dòng)周期等于波源的振動(dòng)周期，為，A正確；波經(jīng)過時(shí)間傳到距離為L(zhǎng)的浮標(biāo)處，則波速，B錯(cuò)誤；由虛線圖像可知，浮標(biāo)在時(shí)刻沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤；水波的波長(zhǎng)為，D錯(cuò)誤。故選A。3.答案：B解析：由題意可知，解得，由波形圖可知，解得元=12m，由此可得波的傳播速度大小為,B項(xiàng)正確。4.答案：C解析：為了減小紫外線對(duì)眼睛的傷害，應(yīng)使入射光分別從該膜的前后兩個(gè)表面反射的光疊加后加強(qiáng)，則路程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)應(yīng)等于光在薄膜中的波長(zhǎng)的整數(shù)倍，即，因此，膜的厚度至少是紫外線在膜中波長(zhǎng)的，紫外線在真空中的波長(zhǎng)是，在膜中的波長(zhǎng)是，故膜的厚度至少是，故選C。5.答案：D解析：A.根據(jù)M點(diǎn)的振動(dòng)圖像可知，時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)M沿y軸正方向振動(dòng)，則該波x軸負(fù)方向傳播，A錯(cuò)誤；B.該波的振幅為，波長(zhǎng)，B錯(cuò)誤；C.周期，由可得該波的傳播速度C錯(cuò)誤；D.波動(dòng)圖像的方程為時(shí)間，處的質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移大小為，D正確。故選D。6.答案：B解析：根據(jù)振動(dòng)和波動(dòng)的關(guān)系可知，時(shí)刻，繩端a正在向上振動(dòng)，A錯(cuò)誤；時(shí)b點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)正在平衡位置向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間剛好第3次到達(dá)波峰，有，則，B正確；波速與頻率無關(guān)，C錯(cuò)誤；在波速一定的情況下，由可知，頻率增大為原來的2倍，波長(zhǎng)變?yōu)樵瓉淼囊话?，D錯(cuò)誤.7.答案：A解析：由振動(dòng)圖像知，處的質(zhì)點(diǎn)，時(shí)在平衡位置向上振動(dòng)（沿y軸正方向），在時(shí)刻在平衡位置向下振動(dòng)（沿y軸負(fù)方向），結(jié)合簡(jiǎn)諧波沿x軸正方向傳播，可得時(shí)刻的波形圖為題中A選項(xiàng)的圖.8.答案：C解析：A.由波形圖可知，此波的波長(zhǎng)，A錯(cuò)誤；B.由位移隨時(shí)間變化的關(guān)系得，由可得此波的頻率，B錯(cuò)誤；C.由可得，由，可得此波的傳播速度，C正確；D.根據(jù)“上下坡”法則可知，波源處于上坡過程，則此時(shí)波源沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。9.答案：D解析：A.因?yàn)樘幍馁|(zhì)點(diǎn)在0到0.3s內(nèi)運(yùn)動(dòng)方向不變，所以該處質(zhì)點(diǎn)從正向位移最大處經(jīng)過四分之一個(gè)周期向下運(yùn)動(dòng)至平衡位置處，即，解得周期為，故A錯(cuò)誤；B.波速為，故B錯(cuò)誤；CD.在虛線上，處的質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，根據(jù)同側(cè)法可知波沿x軸負(fù)方向傳播，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。10.答案：D解析：由圖可知，時(shí)刻波源完成半個(gè)全振動(dòng)，向右傳播半個(gè)波長(zhǎng)，則該波的周期為，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由圖可知，該波的波長(zhǎng)為，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；時(shí)刻，波向前傳播，處的質(zhì)點(diǎn)在平衡位置，位移為零，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；因時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)剛傳到處，此時(shí)該質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)向振動(dòng)，可知時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)O振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向，選項(xiàng)D正確。故選D。11.答案：BD解析：A.從零時(shí)刻起，質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)方程為，時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)方向向下，由同側(cè)法求出波沿x軸正方向傳播，故A錯(cuò)誤；B、由波形圖可知該簡(jiǎn)諧橫波的波長(zhǎng)為0.4m，周期為，波的傳播速度，故B正確；C.質(zhì)點(diǎn)Q向下振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)P向上振動(dòng)，故從圖示時(shí)刻開始，質(zhì)點(diǎn)P比質(zhì)點(diǎn)Q后到達(dá)波谷，故C錯(cuò)誤；D.由得，，質(zhì)點(diǎn)P比質(zhì)點(diǎn)Q振動(dòng)超前，故D正確。故選BD。12.答案：ABD解析：AB.由乙圖知周期，甲圖中N點(diǎn)的位移為，該波的振幅為10cm，故M、N兩質(zhì)點(diǎn)間平衡位置間距離與波長(zhǎng)的關(guān)系為N、Q兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置之間的距離為16m波長(zhǎng)該波的波速故AB正確；C.質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方程時(shí)，P的位移，M、P兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置間的距離與波長(zhǎng)的關(guān)系為質(zhì)點(diǎn)P的平衡位置位于處，故C錯(cuò)誤；D.由乙圖知從開始，質(zhì)點(diǎn)P向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，結(jié)合甲圖知波向x軸負(fù)方向傳播，由甲圖知質(zhì)點(diǎn)Q經(jīng)回到平衡位置；質(zhì)點(diǎn)N回到平衡位置的時(shí)間質(zhì)點(diǎn)Q比質(zhì)點(diǎn)N早回到平衡位置的時(shí)間為故D正確。故選ABD。13.答案：（1）10m/s；（2）cm解析：（1）P為介質(zhì)中m處的質(zhì)點(diǎn)。在s時(shí)P第一次達(dá)到波峰位置，若該波沿x負(fù)方向傳播周期波速（2）若該波沿x正方向傳播，在s時(shí)P第一次達(dá)到波峰位置則則振幅為10cm，則cm14.答案：（1）小樹葉位于P點(diǎn)，見解析（2）0.2s（3）0.16m解析：（1）根據(jù)同側(cè)法可知，0.6s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)Q沿y軸正方向振動(dòng)，根據(jù)圖丙可知，0.6s時(shí)刻，該質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向振動(dòng)，即小樹葉位于P點(diǎn)。（2）根據(jù)波長(zhǎng)與波速關(guān)系有結(jié)合圖像解得根據(jù)結(jié)合圖像，解得波源的振動(dòng)形式第一次傳到P點(diǎn)需要的時(shí)間（3）結(jié)合上述，質(zhì)點(diǎn)P在小石頭入水后0.6s