高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第一冊2 波的描述綜合訓(xùn)練題

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學(xué)習(xí)目標
02
預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)
（一）課前閱讀：
波源、介質(zhì)、橫波、縱波
（二）基礎(chǔ)梳理
（三）預(yù)習(xí)作業(yè)
1．判斷正誤：(1)通過波的圖像可以找出任一質(zhì)點在任意時刻的位移。( )
(2)機械波在傳播過程中，各質(zhì)點振動的周期、起振方向都相同。( )
(3)機械波在一個周期內(nèi)傳播的距離就是振幅的4倍。( )
(4)波速表示介質(zhì)中質(zhì)點振動的快慢。( )
2．（多選）如圖所示為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在某一時刻的圖象，已知波的傳播速度v＝2.0 m/s，關(guān)于圖象中a、b兩處的質(zhì)點，下列說法中正確的是( )
A.a處的質(zhì)點此時具有沿y軸正方向的最大速度
B.a處的質(zhì)點再經(jīng)0.15 s具有沿y軸正方向的最大加速度
C.a處的質(zhì)點再經(jīng)1.55 s具有最大動能
D.在波的形成過程中，a處的質(zhì)點振動0.15 s，b處的質(zhì)點開始振動
03
探究提升
環(huán)節(jié)一 波的圖像
思考：1．可以獲取哪些信息？
2．簡諧波的特點？
問題探究1：（多選）如圖，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，實線為t＝0時的波形圖，虛線為t＝0.5 s時的波形圖。已知該簡諧波的周期大于0.5 s。關(guān)于該簡諧波，下列說法正確的是( )
A．波長為2 m
B．波速為6 m/s
C．頻率為1.5 Hz
D．t＝1 s時，x＝1 m處的質(zhì)點處于波峰
E．t＝2 s時，x＝2 m處的質(zhì)點經(jīng)過平衡位置
環(huán)節(jié)二 兩種圖像綜合
問題探究2：如圖所示，圖甲是t＝5 s時刻一簡諧橫波沿x軸正方向傳播的波形圖，圖乙為這列波上某質(zhì)點的振動圖象，則( )
A.該列波的波速為4 m/s
B.圖乙可能是質(zhì)點b的振動圖象
C.質(zhì)點c的振動方程為y＝6sin(eq \f(πt,2)＋π) cm
D.t＝10 s時，a點的振動方向向上
環(huán)節(jié)三 空間周期性導(dǎo)致多解
問題探究3：（多選）一列簡諧橫波沿x軸的正向傳播，振幅為2 cm，周期為T。已知為t＝0時刻波上相距50 cm的兩質(zhì)點a、b的位移都是1 cm，但運動方向相反，其中質(zhì)點a沿y軸負向運動，如圖所示，下列說法正確的是( )
A．該列簡諧橫波波長可能為150 cm
B．該列簡諧橫波波長可能為12 cm
C．當質(zhì)點b的位移為＋2 cm時，質(zhì)點a的位移為負
D．在t＝eq \f(5T,12)時刻質(zhì)點b速度最大
E．質(zhì)點a、質(zhì)點b的速度始終大小相等，方向相反
環(huán)節(jié)四 時間周期性導(dǎo)致多解
問題探究4：如圖中實線是一列簡諧橫波在t1＝0時刻的波形，虛線是這列波在t2＝0.5 s時刻的波形.
(1)寫出這列波的波速表達式；
(2)若波速大小為74 m/s，波速方向如何？
環(huán)節(jié)五 波傳播的雙向性導(dǎo)致多解
問題探究5：一列簡諧橫波在x軸上傳播，如圖所示，實線是這列波在t1＝0.1 s時刻的波形，虛線是這列波在t2＝0.2 s時刻的波形，求：
(1)如果此波沿x軸正方向傳播，波速的最小值；
(2)如果此波沿x軸負方向傳播，波速的可能值．
04
體系構(gòu)建
1．振動圖像與波的圖像的比較
2.波的傳播方向與質(zhì)點振動方向的互判方法
05
記憶清單
一、機械波傳播特點
★學(xué)習(xí)聚焦：
(1)波傳到任意一點，該點的起振方向都和波源的起振方向相同。
(2)介質(zhì)中每個質(zhì)點都做受迫振動，因此，任一質(zhì)點的振動頻率和周期都和波源的振動頻率和周期相同。
(3)波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)，由于介質(zhì)不同，波長和波速可以改變，但頻率和周期都不會改變。
(4)波源經(jīng)過一個周期T完成一次全振動，波恰好向前傳播一個波長的距離。
二、簡諧波的描述
★學(xué)習(xí)聚焦：
波速公式v＝eq \f(λ,T)＝λf的理解
(1)波速v：機械波在介質(zhì)中的傳播速度，由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定，與波源的周期T無關(guān)。
(2)頻率f：由波源決定，等于波源的振動頻率。各個質(zhì)點振動的頻率等于波源的振動頻率。
三、兩種圖像
★學(xué)習(xí)聚焦：
求解波的圖像與振動圖像綜合問題三關(guān)鍵
(1)分清振動圖像與波的圖像。此步驟最簡單，只要看清橫坐標即可，橫坐標為x則為波的圖像，橫坐標為t則為振動圖像。
(2)看清橫、縱坐標的單位。尤其要注意單位前的數(shù)量級。
(3)找準波的圖像對應(yīng)的時刻，找準振動圖像對應(yīng)的質(zhì)點。
四、多解問題
★學(xué)習(xí)聚焦：
1．傳播方向雙向性：波的傳播方向不確定。
2．振動方向雙向性：質(zhì)點振動方向不確定。
3．時間、空間周期性。
4．在波動問題中，往往只給出完整波形的一部分，或給出幾個特殊點的振動情況，而其余信息均處于隱含狀態(tài)。這樣，波形就有多種可能情況，形成波動問題的多解。
0601
強化訓(xùn)練
1．如圖，兩種不同材料的彈性細繩在O處連接，t＝0時刻開始從平衡位置向上抖動O點，形成以O(shè)點為波源向左和向右傳播的簡諧橫波①和②，5 s時O點第二次到達波峰，此時繩上距離O點5 m處的質(zhì)點A第一次到達波峰，已知波②的傳播速度為1.5 m/s，OB間距離為9 m，下列說法正確的是( )
A.B點的振動周期為5 s
B.波①的傳播速度為1 m/s
C.波②的波長為9 m
D.B點起振時，A點處于平衡位置
2．在均勻介質(zhì)中坐標原點O處有一波源做簡諧運動，其表達式為y＝5sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)t))，它在介質(zhì)中形成的簡諧橫波沿x軸正方向傳播，某時刻波剛好傳播到x＝12 m處，波形圖像如圖所示，則( )
A．此后再經(jīng)6 s該波傳播到x＝24 m處
B．M點在此后第3 s末的振動方向沿y軸負方向
C．波源開始振動時的運動方向沿y軸負方向
D．此后M點第一次到達y＝－3 m處所需時間是2 s
3.（多選）一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，波源位于x＝0位置，t＝0時刻波源開始沿y軸振動，經(jīng)過0.15 s時波形如圖所示.下列說法正確的是( )
A.該波的波長為50 cm
B.該波的傳播速度為eq \f(8,3) m/s
C.此時圖中x＝40 cm處的質(zhì)點開始沿y軸正方向運動
D.此后1 s內(nèi)，x＝20 cm處的質(zhì)點通過的路程為1.2 m
E.此后再經(jīng)過0.125 s，x＝60 cm處的質(zhì)點第一次出現(xiàn)在波谷位置
4.（多選）一列簡諧橫波沿x軸傳播，圖甲是t＝0.2 s時的波形圖，P、Q是這列波上的兩個質(zhì)點，圖乙是P質(zhì)點的振動圖象，下列說法正確的是( )
A.這列波的傳播方向沿x軸正方向
B.這列波的傳播速度為15 m/s
C.t＝0.1 s時質(zhì)點Q處于平衡位置正在向上振動
D.P、Q兩質(zhì)點在任意時刻加速度都不可能相同
E.P、Q兩質(zhì)點在某些時刻速度可能相同
5.如圖所示為海洋生態(tài)自動監(jiān)測浮標，可用于監(jiān)測水質(zhì)和氣象等參數(shù)。一列水波(視為橫波)沿海面?zhèn)鞑?，在波的傳播方向上相?.5 m的兩處分別有甲、乙兩浮標，兩浮標隨波上下運動。當甲運動到波峰時，乙恰好運動到波谷，此時甲、乙之間只有一個波峰。觀察到甲從第1次到達波峰與第11次到達波峰的時間間隔為20 s，則該水波( )
A．振幅為4.5 m B．波長為3 m
C．頻率為2 Hz D．波速為2.25 m/s
6.(多選)一列簡諧橫波沿x軸傳播，在t＝0時刻和t＝1 s時刻的波形分別如圖中實線和虛線所示。已知x＝0 處的質(zhì)點在0～1 s內(nèi)運動的路程為4.5 cm。下列說法正確的是( )
A．波沿x軸正方向傳播
B．波源振動周期為1.1 s
C．波的傳播速度大小為13 m/s
D．t＝1 s時，x＝6 m處的質(zhì)點沿y軸負方向運動
7.一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，其波源的平衡位置在坐標原點，波源在0～4 s內(nèi)的振動圖像如圖(a)所示，已知波的傳播速度為0.5 m/s。
(1)求這列橫波的波長；
(2)求波源在4 s內(nèi)通過的路程；
(3)在圖(b)中畫出t＝4 s時刻的波形圖。
8.(多選)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，圖(a)是t＝0時刻的波形圖，圖(b)和圖(c)分別是x軸上某兩處質(zhì)點的振動圖像。由此可知，這兩質(zhì)點平衡位置之間的距離可能是( )
A.eq \f(1,3) m B．eq \f(2,3) m C．1 m D．eq \f(4,3) m
9．(多選)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t時刻波形圖如圖中的實線所示，此時波剛好傳到P點，t＋0.6 s時刻的波形如圖中的虛線所示，a、b、c、P、Q是介質(zhì)中的質(zhì)點。下列說法正確的是( )
A．這列波的波速可能為50 m/s
B．質(zhì)點a在這段時間內(nèi)通過的路程一定小于30 cm
C．質(zhì)點c在這段時間內(nèi)通過的路程可能為60 cm
D．若周期T＝0.8 s，則在t＋0.5 s時刻，質(zhì)點b、P的位移相同
10.(多選)一列簡諧橫波沿x軸傳播，已知x軸上x1＝1 m和x2＝7 m處質(zhì)點的振動圖像分別如圖1、圖2所示，則此列波的傳播速率可能是( )
A．7 m/s B．2 m/s C．1.2 m/s D．1 m/s
11.水袖是中國古典舞中用于情感表達和抒發(fā)的常用技巧，舞者的手有規(guī)律的振動傳導(dǎo)至袖子上，給人營造出一種“行云流水”的美感，這一過程其實就是機械波的傳播.現(xiàn)有一列簡諧波某時刻的波形如圖中實線所示.經(jīng)過0.5 s后的波形如圖中的虛線所示.已知波的周期為T，且0.25 s