3.2 波的描述（解析版）-2025年高二物理同步培優(yōu)講練（人教版選擇性必修第一冊）

3.2波的描述0101學(xué)習(xí)目標(biāo)物理素養(yǎng)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.物理觀念：知道波長、頻率和波速的概念及物理意義。2.科學(xué)思維：通過對波動圖像的觀察，能區(qū)分波動圖像和振動圖像。3.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：借助有關(guān)描述波的物理量結(jié)合生活實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣。1.通過實(shí)驗(yàn)觀察，認(rèn)識機(jī)械振動，會用理想方法構(gòu)建彈簧振子模型。2.通過觀察、分析和推理，證明彈簧振子的位移一時間圖像是正弦曲線，會用圖像描述簡諧運(yùn)動。3.經(jīng)歷探究筒諧運(yùn)動規(guī)律的過程，能分析數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)特點(diǎn)、形成結(jié)論。重點(diǎn)關(guān)注：①波的圖像②簡諧波③波長、頻率(周期)和波速的關(guān)系④周期002思維導(dǎo)圖003知識梳理（一）課前研讀課本，梳理基礎(chǔ)知識一、波的圖像1．波的圖像的畫法(1)建立坐標(biāo)系，描點(diǎn)：用橫坐標(biāo)x表示在波的傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置，縱坐標(biāo)y表示某一時刻各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移。得到一系列坐標(biāo)為(x1，y1)，(x2，y2)，(x3，y3)，…的點(diǎn)。(2)連線：用一條平滑的曲線把各點(diǎn)連接起來就是這一時刻波的圖像，有時也稱波形圖。2．簡諧波(正弦波)(1)如果波的圖像是正弦曲線，這樣的波叫作正弦波，也叫簡諧波。(2)簡諧波中各質(zhì)點(diǎn)的振動是簡諧運(yùn)動，各質(zhì)點(diǎn)振動的振幅均相同。3．波形圖與振動圖像(1)簡諧波的波形圖與質(zhì)點(diǎn)的振動圖像都是正弦曲線。(2)波形圖表示介質(zhì)中的“各個質(zhì)點(diǎn)”在“某一時刻”的位移。(3)振動圖像表示介質(zhì)中“某一質(zhì)點(diǎn)”在“各個時刻”的位移。二、波長、頻率和波速1．波長λ(1)定義：在波的傳播方向上，振動相位總是相同的兩個相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離。(2)特征①在橫波中，兩個相鄰波峰或兩個相鄰波谷之間的距離等于波長。②在縱波中，兩個相鄰密部或兩個相鄰疏部之間的距離等于波長。2．周期T、頻率f(1)周期(頻率)：在波動中，各個質(zhì)點(diǎn)的振動周期(或頻率)叫作波的周期(或頻率)。(2)周期T和頻率f的關(guān)系：f＝eq\f(1,T)。(3)決定因素：由波源決定。(4)波長與周期的關(guān)系：經(jīng)過一個周期T，振動在介質(zhì)中傳播的距離等于一個波長λ。3．波速(1)定義：機(jī)械波在介質(zhì)中的傳播速度。(2)決定因素：由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定，在不同的介質(zhì)中，波速是不同(選填“相同”或“不同”)的。(3)波長、周期、頻率和波速的關(guān)系：v＝eq\f(λ,T)＝λf。（二）辨析1.簡述波的圖像的建立過程?！敬鸢浮竣俳⒆鴺?biāo)系;②選取正方向;③描點(diǎn);④連線2.為什么不同時刻波的圖像的形狀不同?【答案】在波的傳播過程中，各質(zhì)點(diǎn)都在各自的平衡位置附近振動，不同時刻質(zhì)點(diǎn)的位移不同，故不同時刻波的圖像不同。3.波中各質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動,是一種變加速運(yùn)動,能否說明波的傳播也是變加速運(yùn)動?【答案】不能。雖然質(zhì)點(diǎn)做變加速運(yùn)動，但是在均勻介質(zhì)中波是勻速傳播的。4.某時刻,兩個相鄰的、位移相等的質(zhì)點(diǎn)間的距離等于波長嗎?【答案】不一定。5.在一個周期的時間內(nèi),振動在介質(zhì)中傳播的距離是什么?【答案】在一個周期的時間內(nèi)，振動在介質(zhì)中傳播的距離等于一個波長，這體現(xiàn)了時空的對應(yīng)性。6.波的傳播速度取決于什么?不同頻率的橫波在同一種介質(zhì)中的傳播速度是否相同?【答案】波的傳播速度取決于介質(zhì),同一種介質(zhì)中頻率不同的機(jī)械波傳播速度相同。004題型精講【題型一】波的圖像【點(diǎn)撥】【點(diǎn)撥】由波的圖像可獲取的信息如果已知一列波某時刻波形如圖所示,那么我們從波的圖像中可以獲取的信息有以下幾點(diǎn):1.可以直接看出在該時刻沿傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)的位移。2.可以直接看出在波的傳播過程中各質(zhì)點(diǎn)的振幅A,即圖線上縱坐標(biāo)最大值的絕對值3.若已知波的傳播方向,可確定各質(zhì)點(diǎn)在該時刻的振動方向,并判斷位移、加速度、速度、動能的變化。若已知質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方向,也可判斷出波的傳播方向。Δt后波形圖的畫法1．特殊點(diǎn)法：找出波形圖一個波形中相鄰的幾個特殊點(diǎn)(如波峰、波谷、平衡位置等點(diǎn))，畫出這些特殊點(diǎn)在Δt時刻的位置，然后用正、余弦曲線連起來畫出波形圖，如果Δt較長，可先表示為Δt＝nT＋Δt′。由于時間的周期性，可以去整留零，只需畫出特殊點(diǎn)在Δt′時刻的波形圖。特殊點(diǎn)法適用于特殊時間，Δt或Δt′必須為eq\f(1,4)T的整數(shù)倍才好確定特殊點(diǎn)的位置來畫波形。特殊點(diǎn)法畫波形圖較為簡單易行。2．平移法：算出波在Δt時間內(nèi)傳播的距離Δx＝vΔt，把波形沿波的傳播方向平移Δx。如果Δx較大，可化為Δx＝nλ＋Δx′，由于波的空間周期性，可以去整留零，只需平移Δx′即可，平移波形后一定要注意把圖像補(bǔ)畫完整?！镜湫屠}1】（23-24高二下·北京順義·期中）如圖是某繩波形成過程的示意圖。質(zhì)點(diǎn)1在外力作用下沿豎直方向做簡諧運(yùn)動，帶動質(zhì)點(diǎn)2，3，4，……各個質(zhì)點(diǎn)依次上下振動，把振動從繩的左端傳到右端，相鄰編號的質(zhì)點(diǎn)間距離為2cm。已知時，質(zhì)點(diǎn)1開始向上運(yùn)動；時，質(zhì)點(diǎn)1到達(dá)上方最大位移處，質(zhì)點(diǎn)5開始向上運(yùn)動。則（）A．這列波傳播的周期為0.8sB．這列波傳播的速度為0.4m/sC．時，質(zhì)點(diǎn)8剛要起振D．時，質(zhì)點(diǎn)12的運(yùn)動方向向上【答案】D【詳解】A．由題意可知，可得這列波傳播的周期為T=1.6s，選項(xiàng)A錯誤；B．這列波傳播的波長為，可知速度為，選項(xiàng)B錯誤；C．時，波向前傳播16cm，則此時質(zhì)點(diǎn)9剛要起振，選項(xiàng)C錯誤；D．時，波向前傳播24cm，則此時質(zhì)點(diǎn)13剛要起振，此時質(zhì)點(diǎn)12的運(yùn)動方向向上，選項(xiàng)D正確。故選D?！緦c(diǎn)訓(xùn)練1】（2024·北京海淀·二模）位于坐標(biāo)原點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)從t=0時開始沿y軸振動，形成一列沿x軸傳播的簡諧波，t=0.5s時的波形如圖所示，此時x=0處的質(zhì)點(diǎn)位于波峰位置。圖中能正確描述x=2m處質(zhì)點(diǎn)振動的圖像是（）A． B．C． D．【答案】A【詳解】根據(jù)波形圖可得解得周期由解得波長為該波的波速為所以波傳到x=2m經(jīng)過的時間為根據(jù)波形圖可知，振源的起振方向向上，則波傳到x=2m時，質(zhì)點(diǎn)開始向上振動。故選A?！绢}型二】波長、頻率和波速【點(diǎn)撥】【點(diǎn)撥】波長的三種確定方法(1)定義法：在波動中，振動相位總是相同的兩個相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離等于一個波長。注意：兩個關(guān)鍵詞：“振動相位總是相同”、“兩個相鄰質(zhì)點(diǎn)”?！罢駝酉辔豢偸窍嗤钡膬少|(zhì)點(diǎn)，在波的圖像上振動位移總是相同，振動速度總是相同。(2)圖像法①在波的圖像上，無論從什么位置開始，一個完整的正(余)弦曲線對應(yīng)的水平距離為一個波長。②在波的圖像上，振動位移總是相同的兩個相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離為一個波長。(3)公式法：根據(jù)公式λ＝vT來確定。【典型例題1】（2024高二下·安徽·競賽）取一根較長的輕質(zhì)軟繩，用手握住一端O，在豎直平面內(nèi)連續(xù)上下抖動，形成如圖所示向右傳播的簡諧橫波，手抖動的周期為T，時，O位于最高點(diǎn)，P恰好在平衡位置，O、P的平衡位置間距為L，下列判斷正確的是（

）A．P的振動周期為4TB．該波的波速為C．時，P的運(yùn)動方向水平向右D．若手上下抖動加快，該簡諧波的波長將變小【答案】D【詳解】A．質(zhì)點(diǎn)P的周期與波源周期相同，都為T，故A錯誤；B．因，該波的波速為，B錯誤；C．時，質(zhì)點(diǎn)P的振動方向豎直向上，C錯誤；D．若手上下抖動加快，則頻率變大，周期減小，波速不變，則根據(jù)可知，該簡諧波的波長將變小，D正確。故選D?！緦c(diǎn)訓(xùn)練1】（2024·浙江·三模）如圖所示，一只小蜜蜂不幸掉入水中，小蜜蜂拼命振動雙翅，想脫離困境，結(jié)果在水面上形成水波的干涉圖樣。測得水波經(jīng)4s向外傳播1m，蜜蜂體長約為1cm，則該蜜蜂振翅的頻率約為（）A．5Hz B．20Hz C．50Hz D．150Hz【答案】C【詳解】蜜蜂的體長約，由圖可知，蜜蜂的體長約為2個波長，即波長約為，水波的波速為，又，解得故選C?！绢}型三】波的傳播方向與振動方向互判【點(diǎn)撥】【點(diǎn)撥】1．帶動法：后面質(zhì)點(diǎn)依次重復(fù)前面質(zhì)點(diǎn)的振動。2．同側(cè)法：在水平傳播的波的圖像上的某一點(diǎn)，沿豎直方向畫出一個箭頭表示質(zhì)點(diǎn)振動方向，并設(shè)想在同一點(diǎn)沿水平方向畫一個箭頭表示波的傳播方向，那么這兩個箭頭總是在曲線的同側(cè)，如圖所示3．上下坡法：如圖所示，沿波的傳播方向，“上坡”的質(zhì)點(diǎn)向下振動，如D、E、F；“下坡”的質(zhì)點(diǎn)向上振動，如A、B、C。4．微平移法：如圖所示，實(shí)線為t時刻的波形圖，作出微小時間Δt(Δt<eq\f(T,4))后的波形如虛線所示，由圖可知t時刻的質(zhì)點(diǎn)P1(P2)經(jīng)Δt后運(yùn)動到P1′(P2′)處，這樣就可以判斷質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方向了。【典型例題1】（2024·貴州黔南·二模）圖（a）為湖面上漂浮著的距離不超過的兩個浮子A、B。時刻，湖面形成的水波如圖（b）所示，波由傳向，浮子處于處。時刻起，浮子的振動圖像如圖（c）所示。下列判斷正確的是（）A．浮子A經(jīng)過一段時間后會移動到浮子B處B．水波的傳播速度大小為C．水波的傳播方向沿著x軸負(fù)方向D．浮子的平衡位置可能位于處【答案】D【詳解】A．浮子只會在平衡位置上下振動，不會“隨波逐流”，故A錯誤；B．由圖可知，水波波長為1.0m，周期為0.8s，由波速公式可得水波的傳播速度大小為m/s故B錯誤；C．浮子A處于x=0.5m，由圖丙可知，在t=0時刻，浮子A由平衡位置沿y軸正方向振動，由上下坡法確定水波的傳播方向沿著x軸正方向，故C錯誤；D．由圖（c）可知，因浮子A先振動，則從A傳到B經(jīng)歷的時間為（n=1，2，3…）則n=1時sA、B距離m則B浮子的坐標(biāo)可能為2.25m，故D正確。故選D?！緦c(diǎn)訓(xùn)練1】（23-24高二下·河南濮陽·期末）水袖舞是中國京劇的特技之一，如圖1所示。某京劇演員舞動水袖在時刻形成的機(jī)械波可簡化為如圖2所示的簡諧橫波，波沿x軸正向傳播，P、Q是波傳播方向上的兩個質(zhì)點(diǎn)，此時P在波峰，Q在平衡位置，波的傳播速度為0.75m/s，則下列說法正確的是（）A．時刻，質(zhì)點(diǎn)Q正沿x軸正向運(yùn)動B．質(zhì)點(diǎn)Q比質(zhì)點(diǎn)P振動滯后0.25sC．質(zhì)點(diǎn)P的振動方程為D．時刻，質(zhì)點(diǎn)Q的速度為正、加速度為負(fù)【答案】C【詳解】A.波沿x軸正向傳播，所以質(zhì)點(diǎn)Q正向y軸正方向運(yùn)動，故A錯誤；B.質(zhì)點(diǎn)Q比質(zhì)點(diǎn)P振動滯后，而波的周期為故質(zhì)點(diǎn)Q比質(zhì)點(diǎn)P振動滯后0.2s，故B錯誤；C.質(zhì)點(diǎn)P的振動方程為故C正確；D.時刻，也就是經(jīng)過了，此時波峰傳到了質(zhì)點(diǎn)Q，質(zhì)點(diǎn)Q的速度為0、加速度為負(fù)，故D錯誤；故選C。005強(qiáng)化訓(xùn)練【基礎(chǔ)強(qiáng)化】1．（23-24高二下·內(nèi)蒙古·期末）波沿一條固定的繩子向左剛傳播到A點(diǎn)時的波形如圖所示，由圖可判斷B點(diǎn)剛開始的振動方向是（

）A．向上 B．向右 C．向下 D．向左【答案】A【詳解】根據(jù)波形平移法可知，A點(diǎn)的起振方向向上，則B點(diǎn)剛開始的振動方向向上。故選A。2．（23-24高二上·江蘇蘇州·期末）“甩水袖”是京劇常用的表演手法（如圖甲），某水袖由厚薄程度不同的重水袖A和輕水袖B連接而成，現(xiàn)將其放置在水平玻璃面上，抖動重水袖端來研究波的傳播，若將水袖上的波簡化成簡諧波，圖乙是某時刻該波的示意圖，則（）A．波在A、B中傳播的速度相等B．波在A、B中傳播的周期相同C．波傳至輕水袖時，交界點(diǎn)將向右開始運(yùn)動D．波經(jīng)過交界點(diǎn)后，形狀不會發(fā)生變化【答案】B【詳解】A．波在重水袖上傳播與在輕水袖上傳播時的介質(zhì)不同，則波在A中傳播的波速不等于在B中傳播的波速，故A錯誤；B．兩列波由同一個波源產(chǎn)生，則傳播周期相同，故B正確；C．在波傳播過程中質(zhì)點(diǎn)不隨著波發(fā)生遷移，只在平衡位置附近振動；由圖知交界點(diǎn)上下振動，不會向右運(yùn)動，故C錯誤；D．同一列波在不同介質(zhì)中傳播時，頻率相同，波速不同，則波長不同；所以波經(jīng)過交界點(diǎn)后，波長改變，形狀發(fā)生了變化，故D錯誤。故選B。3．（2024·重慶·二模）在長江某流域載有航標(biāo)燈相距為60m的甲乙兩船靜止在平靜的江面上，當(dāng)一艘大貨船駛過時產(chǎn)生一列周期為4s的水波在江面上經(jīng)過甲傳向乙。如圖，某時刻甲位于波峰時，乙恰位于波谷，且峰、谷間的高度差為0.5m，則（）A．該簡諧水波的波長為20mB．該簡諧水波的波速為5m/sC．該簡諧水波從甲傳到乙的時間為12sD．8s內(nèi)甲運(yùn)動的路程為2m【答案】D【詳解】A．根據(jù)圖像可知甲乙之間的距離，解得故A錯誤；B．該簡諧水波的波速，故B錯誤；C．簡諧水波從甲傳到乙的時間，故C錯誤；D．8s內(nèi)即2個周期內(nèi)，甲運(yùn)動的路程，故D正確。故選D。4．（2024·廣東揭陽·二模）近年來，人們越來越注重身體鍛煉。有種健身設(shè)施叫戰(zhàn)繩，其用途廣泛，通?？捎糜诟邚?qiáng)度間歇訓(xùn)練形式的心肺鍛煉或肌肉鍛煉。當(dāng)某健身人士雙手以相同節(jié)奏上下抖動兩根相同的戰(zhàn)繩，使戰(zhàn)繩形成繩波，如圖所示。下列說法正確的是（）A．兩根戰(zhàn)繩形成的波形一定完全相同B．兩根戰(zhàn)繩上的波傳播速度相同C．兩根戰(zhàn)繩上的點(diǎn)的振動頻率一定不相同D．若人停止抖動戰(zhàn)繩，則繩波立即消失【答案】B【詳解】A．當(dāng)某健身人士雙手以相同節(jié)奏上下抖動兩根相同的戰(zhàn)繩，使戰(zhàn)繩形成繩波，由于雙手的抖動的初相位和抖動幅度不一定相同，所以兩根戰(zhàn)繩形成的波形不一定完全相同，故A錯誤；B．介質(zhì)材料相同，則兩根戰(zhàn)繩上的波傳播速度相同，故B正確；C．雙手以相同節(jié)奏上下抖動，則兩根戰(zhàn)繩上的點(diǎn)的振動頻率一定相同，故C錯誤；D．若人停止抖動戰(zhàn)繩，繩波不會立即消失，故D錯誤。故選B。5．（23-24高二下·湖南·期末）水袖舞是中國京劇的特技之一，它包含了戲曲和舞蹈的成分，舞者的手有規(guī)律的振動傳導(dǎo)至袖子上，給人一種“行云流水”的美感。冰袖可簡化為一列沿x軸傳播的簡諧橫波；波源的振動周期，時刻的波形如圖所示，且此時a點(diǎn)向上運(yùn)動，則下列說法正確的是（）A．該波向右傳播 B．該波的波速為C．時，a質(zhì)點(diǎn)將運(yùn)動到波峰處 D．時，a質(zhì)點(diǎn)將運(yùn)動到處【答案】C【詳解】A．由a點(diǎn)向上運(yùn)動，根據(jù)“上坡下，下坡上”判斷可知該波向左傳播，故A錯誤；B．由題圖可知該波波長為，周期，故波速為故B錯誤；C．由于則a點(diǎn)將由平衡位置向上運(yùn)動，到達(dá)波峰處，故C正確；D．質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置附近上下振動，不會隨波移動，故D錯誤。故選C。6．（2024·廣西桂林·三模）如圖甲所示的水袖舞是中國京劇的特技之一，演員通過對水袖的運(yùn)用來刻畫人物。某段表演中演員甩出水袖的波浪可簡化為如圖乙所示沿軸方向傳播的簡諧橫波，其中實(shí)線為時刻的波形圖，虛線為時刻的波形圖，波的周期大于，關(guān)于該列簡諧波，下列說法正確的是（）A．波可能沿x軸負(fù)方向傳播B．演員手的振動頻率為1.2HzC．若演員手的振動加快，則形成的簡諧波波長變短D．若演員手的振動加快，則形成的簡諧波傳播速度會大于2.5m/s【答案】C【詳解】AB．由于波的周期大于，若波沿x軸負(fù)方向傳播，則有可得可知波不可能沿x軸負(fù)方向傳播，則波沿x軸正方向傳播，且有解得周期為則演員手的振動頻率為故AB錯誤；C．若演員手的振動加快，則頻率變大，周期變小，根據(jù)由于波速不變，所以形成的簡諧波波長變短，故C正確；D．機(jī)械波的波速由介質(zhì)決定，若演員手的振動加快，形成的簡諧波傳播速度不變，大小為故D錯誤。故選C。7．（23-24高二下·湖南·期中）一列簡諧橫波在時的波形圖如圖甲所示，P、Q是介質(zhì)中的兩個質(zhì)點(diǎn)，圖乙是質(zhì)點(diǎn)Q的振動圖像。關(guān)于該簡諧波，下列說法正確的是（

）A．波長為18cm B．時質(zhì)點(diǎn)P正向下運(yùn)動C．質(zhì)點(diǎn)Q的平衡位置坐標(biāo) D．波速為，沿x軸負(fù)方向傳播【答案】D【詳解】AD．由題圖甲可以看出，該波的波長為，由題圖乙可以看出周期為，波速為當(dāng)時，點(diǎn)向上運(yùn)動，結(jié)合題圖甲根據(jù)“上下坡”法可得波沿軸負(fù)方向傳播，A錯誤，D正確；B．當(dāng)時，點(diǎn)向上運(yùn)動，結(jié)合題圖甲根據(jù)“上下坡”法可得點(diǎn)也向上運(yùn)動，B錯誤；C．由題圖甲可知，處，則由題圖乙可知，時，質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置，經(jīng)過，其振動狀態(tài)向軸負(fù)方向傳播到點(diǎn)處，則故故C錯誤；故選D。8．（2024·黑龍江·三模）一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，波源位于坐標(biāo)原點(diǎn)處，t=0時波源沿y軸負(fù)方向起振，時的波形如圖所示。求：（1）該橫波的周期及波速大??；（2）平衡位置坐標(biāo)為x=30cm的質(zhì)點(diǎn)第二次到達(dá)波峰時，波源運(yùn)動的路程。【答案】（1）2s，0.1m/s；（2）26cm【詳解】（1）根據(jù)波形可知，內(nèi)，波向前傳播了，即波源振動的時間關(guān)系有解得根據(jù)圖像，波長為20cm，根據(jù)解得（2）波傳播到平衡位置坐標(biāo)為x=30cm質(zhì)點(diǎn)位置的時間由于質(zhì)點(diǎn)起振方向均y軸負(fù)方向，可知之后該質(zhì)點(diǎn)第二次到達(dá)波峰時間則波源振動的時間則波源運(yùn)動的路程解得【素養(yǎng)提升】9．（2024·江西上饒·模擬預(yù)測）如圖所示，一列簡諧橫波沿x軸正向傳播，在時刻的波形如圖所示，P、Q是波傳播路徑上的兩個質(zhì)點(diǎn)，此時質(zhì)點(diǎn)P在平衡位置，質(zhì)點(diǎn)Q的位移為，質(zhì)點(diǎn)P比質(zhì)點(diǎn)Q振動超前0.3s，則下列判斷正確的是（）A．質(zhì)點(diǎn)P的平衡位置坐標(biāo)為 B．波的傳播速度為C．質(zhì)點(diǎn)Q在內(nèi)運(yùn)動的路程為10cm D．質(zhì)點(diǎn)P的振動方程為【答案】B【詳解】A．時，P、Q的位置如上，以P點(diǎn)為參考，且P處于平衡位置，設(shè)其初相位為0，Q點(diǎn)位移是，而振幅為10cm，則代入得，即Q點(diǎn)的初相位為，二者相位差在時為，則O、P間的距離為質(zhì)點(diǎn)P的平衡位置坐標(biāo)為A錯誤；B．Q點(diǎn)平衡位置坐標(biāo)為則波傳播的速度為B正確；C．由波動周期可知，為四分之一周期，質(zhì)點(diǎn)Q不在平衡位置，在此四分之一周期內(nèi)運(yùn)動的路程大于，C錯誤；D．由同測法知，時質(zhì)點(diǎn)P向下振動，振動方程為D錯誤；故選B。10．（23-24高二下·黑龍江哈爾濱·階段練習(xí)）簡諧橫波在均勻介質(zhì)中沿直線傳播，P、Q是傳播方向上相距10m的兩質(zhì)點(diǎn)，波先傳到P，當(dāng)波傳到Q開始計時，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的振動圖像如圖所示。則（）A．質(zhì)點(diǎn)Q開始振動的方向沿y軸負(fù)方向B．質(zhì)點(diǎn)P開始振動的方向沿y軸負(fù)方向C．該波的傳播速度可能為1m/sD．該波的傳播速度可能為2m/s【答案】C【詳解】AB．波上質(zhì)點(diǎn)的起振方向均與波源方向一致，由題意可知波的傳播方向?yàn)檠豿軸正方向，由題圖可知，其起振方向?yàn)檠貀軸的正方向。即質(zhì)點(diǎn)P和Q開始振動的方向都是沿y軸正方向，故AB錯誤；CD．由題圖可知，質(zhì)點(diǎn)的振動周期為6s，波從P傳到Q所用時間為波速為（，1，2……）當(dāng)時，，而速度v不可能為2m/s，故C正確，D錯誤。故選C。11．（2024·北京西城·二模）一列沿x軸傳播的簡諧橫波，時刻的波形圖如圖1所示，P，Q是介質(zhì)中的兩個質(zhì)點(diǎn)，圖2是質(zhì)點(diǎn)Q的振動圖像。下列說法正確的是（

）A．該波沿x軸正方向傳播 B．該波的速度為C．此時刻質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向運(yùn)動 D．質(zhì)點(diǎn)Q在內(nèi)運(yùn)動的路程為【答案】D【詳解】A．由圖2質(zhì)點(diǎn)Q的振動圖像知，Q點(diǎn)先向y軸負(fù)方向振動，根據(jù)同側(cè)法知，該波沿x軸負(fù)方向傳播，A錯誤；B．由圖知，該波，，則波速為，代入得，B錯誤；C．該波沿x軸負(fù)方向傳播，由同側(cè)法知，此時刻質(zhì)點(diǎn)P沿y軸正方向運(yùn)動，C錯誤；D．質(zhì)點(diǎn)Q在內(nèi)運(yùn)動半個周期，其的路程為D正確；故選D。12．（2024·山西運(yùn)城·二模）一列簡諧波沿x軸傳播，t=0.1s的波形如圖甲所示，P點(diǎn)為x軸上的某質(zhì)點(diǎn)，其振動圖像如圖乙所示，下列說法正確的是（）A．該簡諧波沿x軸負(fù)方向傳播B．該簡諧波的波長為24mC．該簡諧波的周期為0.35sD．該簡諧波的波速為0.6m/s【答案】D【詳解】A．從圖乙可知，t=0.1s時質(zhì)點(diǎn)P沿y軸正方向運(yùn)動，故圖甲中的簡諧波沿x軸正方向傳播，故A錯誤；B．由圖甲可知λ=24cm，故B錯誤；C．由圖乙可得T=0.40s，故C錯誤；D．該簡諧波的波速，故D正確。故選D。13．（2024·山東濰坊·二模）如圖所示，海洋浴場的海面上等間距排列著一排浮球，用來警示航行者注意安全，避免進(jìn)入危險海域?，F(xiàn)有距離為3.6m的兩個浮球A和B停在海面上，在沿浮球排列方向上的水波作用下，浮球每分鐘上下浮動15次。當(dāng)浮球A處于波峰位置時，浮球B恰在平衡位置，兩浮球間還有一個波谷。求：（1）該水波的傳播周期T；（2）該水波的波速v。【答案】（1）4s；（2）1.2m/s或0.72m/s【詳解】（1）浮球每分鐘上下浮動15次可得浮球振動的周期解得所以水波的傳播周期為。（2）兩球間還有一個波谷，故或解得或水波的傳播速度解得或14．（重慶市主城四區(qū)2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期學(xué)生學(xué)業(yè)質(zhì)量調(diào)研測試物理試題）如圖甲所示，孩子們經(jīng)常會在平靜的水中投擲一塊石頭激起水波?，F(xiàn)對該模型做適當(dāng)簡化，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，以此為計時起點(diǎn)，沿波傳播的某個方向建立O—x坐標(biāo)軸，在x軸上離O點(diǎn)不遠(yuǎn)處有一片小樹葉，若水波為簡諧橫波，如圖乙所示t=0.6s時的波動圖像，圖丙為小樹葉的部分振動圖像。（1）請判斷小樹葉位于P、Q兩點(diǎn)中的哪一點(diǎn)？并寫出合理的解釋；（2）波源的振動形式第一次傳到P點(diǎn)需要的時間；（3）求質(zhì)點(diǎn)P在小石頭入水后0.6s內(nèi)運(yùn)動的總路程。【答案】（1）小樹葉位于P點(diǎn)，見解析；（2）0.2s；（3）0.16m【詳解】（1）根據(jù)同側(cè)法可知，0.6s時刻，質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向振動，質(zhì)點(diǎn)Q沿y軸正方向振動，根據(jù)圖丙可知，0.6s時刻，該質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向振動，即小樹葉位于P點(diǎn)。（2）根據(jù)波長與波速關(guān)系有結(jié)合圖像解得根據(jù)結(jié)合圖像，解得波源的振動形式第一次傳到P點(diǎn)需要的時間（3）結(jié)合上述，質(zhì)點(diǎn)P在小石頭入水后0.6s內(nèi)振動的時間則質(zhì)點(diǎn)P在小石頭入水后0.6s內(nèi)運(yùn)動的總路程為【能力培優(yōu)】15．（23-24高二下·河南鄭州·期中）在醫(yī)學(xué)上，給病人做彩超是一種常見的檢查手段，圖甲中的彩超成像的基本原理是探頭向人體發(fā)射一組超聲波，遇到人體組織會產(chǎn)生不同程度的反射，探頭接收到的超聲波信號由計算機(jī)處理，從而形成彩超圖像。圖乙為血管探頭沿x軸正方向發(fā)射的簡諧超聲波圖像，時刻波恰好傳到質(zhì)點(diǎn)M。已知此超聲波的頻率為。下列說法正確的是（）A．血管探頭發(fā)出的超聲波在血管中的傳播速度為B．質(zhì)點(diǎn)M開始振動的方向沿y軸正方向C．內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)M運(yùn)動的路程為D．時，質(zhì)點(diǎn)N恰好處于波谷【答案】D【詳解】A．由圖知，根據(jù)公式代入得A錯誤；B．波沿軸正方向傳播，根據(jù)同側(cè)法可知質(zhì)點(diǎn)M此時的振動方向沿軸負(fù)方向，B錯誤；C．經(jīng)過，質(zhì)點(diǎn)M振動了經(jīng)過的路程為D．從圖像中可知MN之間的距離為波傳至N點(diǎn)所需時間為代入得質(zhì)點(diǎn)N振動了N點(diǎn)起振方向向下，經(jīng)過四分之一周期，處于波谷位置，D正確；故選D。16．（23-24高二下·河北保定·期中）如圖所示，波源O沿y軸做簡諧運(yùn)動，形成兩列簡諧橫波，一列波在介質(zhì)Ⅰ中沿x軸正方向傳播，另一列波在介質(zhì)Ⅱ中沿x軸負(fù)方