2025版新教材高中物理第3章机械波2波的描述达标检测新人教版选择性必修第一册

2．波的描述一、波的图像1．(多选)一列简谐横波在x轴上传播，某时刻的波形如图所示，已知此时质点D向y轴正方向运动，则(AC)A．质点B此时位移为0B．质点D比质点C的振幅小C．波沿x轴负方向传播D．质点B此时向y轴正方向运动解析：由波形图知，质点B在平衡位置，此时其位移为0，A正确；简谐波传播过程中，各质点振幅相同，由图可知振幅为2cm，B错误；此时D点沿y轴正方向运动，由带动法知，波沿x轴负方向传播，C正确；因为波沿x轴负方向传播，波源在右侧，所以质点B此时向y轴负方向运动，D错误。2．(2024·山东省青州一中高二下学期5月)一列横波在介质中向右传播，下图为此波某时刻的波形，并且只有M、N间的质点在振动，下列说法正确的是(A)A．波源是M，且波恰好传至N质点B．波源是N，且波恰好传至M质点C．Q质点此时的振动方向向下D．从该时刻起，Q质点比P质点先回到平衡位置解析：因为波向右传播，只有M、N间的质点振动，故M是波源且恰传到N点，每一质点的振动追随与它相邻的左边质点的振动，因而Q点振动方向向上，从今时刻起，P点由最大位移干脆回到平衡位置，Q先向上到最大位移处再回到平衡位置。故选项A正确，B、C、D错误。二、波长、频率和波速3．(2024·北京市高三学业水同等级考试模拟卷三)简谐横波在匀整介质中沿直线传播，P、Q是传播方向上相距10m的两质点，波先传到P，当波传到Q起先计时，P、Q两质点的振动图像如图所示。则下列说法错误的是(B)A．质点Q起先振动的方向沿y轴正方向B．该波从P传到Q的时间可能为7sC．该波的传播速度可能为1m/sD．该波的波长可能为6m解析：由图像可知，质点P的振动图像为虚线，质点Q的振动图像为实线，从0时刻起先，质点Q的起振方向沿y轴正方向，故A正确；由题可知，简谐横波的传播方向从P到Q，由图可知，周期T＝6s，质点Q的振动图像向左4s后与P点的振动重合，意味着Q点比P点振动滞后了4s，即P传到Q的时间Δt可能为4s，同时由周期性可知，从P传到Q的时间Δt＝(4＋nT)(n＝0,1,2…)即Δt＝4s,10s,16s…，不行能为7s，故B错误；依据(nT＋4)v＝10m，可得v＝eq\f(10,6n＋4)m/s(n＝0,1,2…)故波速可能为1m/s，故C正确；依据λ＝vT＝eq\f(60,6n＋4)m，当n＝1时λ＝6m，故D正确。4．一列简谐横波在t＝0.4s时的波形如图甲所示，甲图中x＝15m处质点A的振动图像如图乙所示。则(A)A．这列波沿x轴正方向传播B．这列波的波速是20m/sC．再过0.2s质点A将迁移到x＝20m处D．质点A在随意的1s内所通过的路程都是0.4m解析：由图乙知，t＝0.4s时质点A向下振动，据带动法可知该波沿x轴正方向传播，A正确；由图甲读出波长为λ＝20m，由图乙读出波的周期为T＝0.8s，则波速为v＝eq\f(λ,T)＝25m/s，B错误；这列简谐横波沿x轴正方向传播，质点A只在平衡位置旁边上下振动，不随波迁移，C错误；质点在一个周期内通过的路程为四个振幅，周期T＝0.8s，则Δt＝1s＝eq\f(5,4)T，若质点A初始位置在平衡位置或最大位移处，则它在1s内的路程应为s＝1.25×4A＝5×8cm＝0.4m；若质点A初始位置不在平衡位置或最大位移处1s内所通过的路程不是0.4m，D错误。5.一列简谐横波沿x轴传播，如图所示，实线为t＝0时刻的波形图，虚线表示经过Δt＝0.2s后的波形图。(1)求波速的大小；(2)若2T<Δt<3T，求波速的大小。答案：(1)向右传播时，v＝(20n＋5)m/s(n＝0,1,2，…)向左传播时，v＝(20n＋15)m/s(n＝0,1,2，…)(2)向右传播，v1＝45m/s向左传播，v2＝55m/s解析：(1)因题中未说明波的传播方向，故须要考虑波传播的双向性。①若波沿x轴的正方向传播，由于题中没有给出时间间隔与周期之间的大小关系，波向右传播的距离为Δx1＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(1,4)))λ(n＝0,1,2，…)又λ＝4m，所以波向右传播的速度v1＝eq\f(Δx1,Δt)＝eq\f(4n＋1m,Δt)＝(20n＋5)m/s(n＝0,1,2，…)。②若波沿x轴的负方向传播，波向左传播的距离为Δx2＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(3,4)))λ(n＝0,1,2，…)所以波向左传播的速度v2＝eq\f(Δx2,Δt)＝eq\f(4n＋3m,Δt)＝(20n＋15)m/s(n＝0,1,2，…)。(2)当2T<Δt<3T时，由波的传播特点可知，振源每完成一次全振动，波就