2023新教材高中物理课时跟踪训练十四波的描述新人教版选择性必修第一册

课时跟踪训练（十四）波的描述
A 级—双基达标
1．[多选]关于波的周期，下列说法正确的是( )
A ．质点的振动周期就是波源的周期
B ．波的周期是由波源驱动力的周期决定的
C ．波的周期与形成波的介质的密度有关
D ．经历整数个周期波形图重复出现，波峰向前移动了一段距离
解析：选ABD 波的周期性是由波源振动的周期性决定的，故选项A 正确；波的周期等于波源驱动力的周期，与介质无关，故选项B 正确，C 错误；D 选项正是波的周期性的体现，故D 正确。

2．关于机械波的概念，下列说法中正确的是( )
A ．质点振动的方向总是垂直于波传播的方向
B ．简谐波沿长绳传播，绳上相距半个波长的两质点振动位移相同
C ．任一振动质点每经过一个周期沿波的传播方向移动一个波长
D ．简谐波的周期和每个质点振动周期相同
解析：选D 对于横波，质点振动的方向总是垂直于波传播的方向，而纵波质点振动的方向与波传播的方向在同一直线上，故A 错误；简谐波沿长绳传播，绳上相距半个波长的两质点振动情况总是相反，位移的大小总是相等，故B 错误；波传播的是能量形式，而任一振动质点都不随波向前移动，故C 错误；根据波的周期性可知，简谐波的周期和每个质点振动周期相同，故D 正确。

3.一列简谐横波沿x 轴正向传播，某时刻的图像如图所示，坐标
为(3,0)的质点经过14
周期后该质点的坐标是( ) A ．(3,2)
B ．(4,2)
C ．(4，－2)
D ．(3,0)
解析：选A 简谐波沿x 轴正方向传播，坐标为(3,0)的质点振动方向沿＋y 方向，经过14
周期后该质点到达波峰，坐标为(3,2)，A 正确。

4.[多选]一简谐横波某时刻的波形图线如图所示，由图可知( )
A ．若质点a 向下运动，则波是从左向右传播的
B ．若质点b 向上运动，则波是从左向右传播的
C ．若波从右向左传播，则质点c 向下运动
D ．若波从右向左传播，则质点d 向上运动
解析：选BD 如果波从右向左传播，由“下坡上，上坡下”(沿着波的传播方向看)可知
题图中a 、b 质点向下运动，c 、d 质点向上运动，故选项D 正确，C 错误；如果已知a 质点向下运动，则波应从右向左传播，故选项A 错误；同理，选项B 正确。

5．(2021·天津等级考)一列沿x 轴正方向传播的简谐横波，传播速度v ＝10 m/s ，t ＝0时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y 轴正方向运动，下列图形中哪个是t ＝0.6 s 时的波形
( )
解析：选B 由图中可以看出该波的波长为λ＝4 m ，根据v ＝λT 可知该列波的周期为T ＝0.4 s ，又因为t ＝0时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y 轴正方向运动，当t ＝0.6 s 时经历了1.5T ，所以此时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y 轴负方向运动，结合图像可知B 选项正确。

6．平静湖面传播着一列水面波(横波)，在波的传播方向上有相距3 m 的甲、乙两小木块随波上下运动。

测得两小木块每分钟都上下30次。

甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰，这列水面波( )
A ．频率是30 Hz
B ．波长是3 m
C ．波速是1 m/s
D ．周期是0.1 s 解析：选C 由题意知甲、乙两小木块间的距离x ＝3 m ＝32
λ，故波长λ＝2 m 。

又知两小木块都是每分钟振动30次，故周期T ＝2 s ，
频率f ＝0.5 Hz ，则波速v ＝λT
＝1 m/s ，故选项C 正确。

7.一列波源在x ＝0处的简谐波，沿x 轴正方向传播，周期为
0.02 s ，t 0时刻的波形如图所示。

此时x ＝12 cm 处的质点P 恰好
开始振动。

则( )
A ．质点P 开始振动时的方向沿y 轴正方向
B ．波源开始振动时的方向沿y 轴负方向
C ．此后一个周期内，质点P 通过的路程为8 cm
D ．这列波的波速为400 m/s
解析：选B 根据质点的振动与波的传播的关系知，质点P 处于上坡，向下振动，A 错误；波传到质点P 时向下振动，故波源开始振动时的方向沿y 轴负方向，B 正确；一个周期内质
点P 通过的路程4A ＝4×5 cm＝20 cm ，故C 错误；波速v ＝λT ＝0.080.02
m/s ＝4 m/s ，故D 错误。

8.一列简谐横波沿x 轴传播，t ＝0时的波形如图所示，质点A 与
质点B 相距1 m ，A 点速度沿y 轴正方向；t ＝0.02 s 时，质点A 第一
次到达正向最大位移处。

由此可知( )
A ．此波的传播速度为25 m/s
B ．此波沿x 轴正方向传播
C ．从t ＝0时起，经过0.04 s ，质点A 沿波传播方向迁移了1 m
D ．在t ＝0.04 s 时，质点B 处在平衡位置，速度沿y 轴负方向
解析：选A 由题：λ＝2 m ，T ＝0.08 s ，则波速v ＝λT ＝25 m/s ，故A 正确；A 点速度沿y 轴正方向，则波沿x 轴负方向传播，故B 错误；简谐横波沿x 轴传播，质点A 沿波传播方向并不迁移，故C 错误；题图所示时刻B 点速度向下，t ＝0.04 s ＝T
2
时，B 点速度向上，故D 错误。

9.一列简谐波在x 轴上传播。

波的振动周期为0.4 s 。

已知t
＝0时刻的波形图如图所示，图中M 处的质点此时正经过平衡位置
沿y 轴正方向运动，画出t ＝0.1 s 时的波形图。

解析：经过0.1 s ，各质点振动了14T ，根据特殊点法可以判断，P 质点回到平衡位置，M 质点运动到波峰。

波形图如图所示。

答案：见解析图
B 级—选考提能
10.[多选]三条在同一水平面上相互平行的弹性绳，在左端同一地点同
时开始振动，经过一定时间后出现如图所示的情况，MN 是距起始点相同距离
的一条界线，则( )
A ．
B 波的波长最大
B ．A 波的振动频率最大
C ．A 、B 、C 三列波的传播速度相等
D ．C 与A 、B 的材料一定不同
解析：选ABD 由题图可知，B 波的波长最大，A 、B 两列波的传播速度相等，C 波的传播速度最小，由于机械波的传播速度由介质决定，所以C 与A 、B 的材料一定不同，故选项A 、D 正确，C 错误。

在相同时间内，A 波的波源做全振动的次数最多，因此A 波的振动频率最大，选项B 正确。

11．沿x 轴正向传播的一列简谐横波在t ＝0时刻的波形如图所示，M 为介质中的一个质
点，该波的传播速度为40 m/s ，则t ＝140 s 时( )
A ．质点M 相对平衡位置的位移一定为负值
B ．质点M 的速度方向与相对平衡位置的位移方向相同
C ．质点M 的加速度方向与速度方向一定相同
D ．质点M 向右平移1 m
解析：选C 由题图读出波长λ＝4 m ，则该波的周期为T ＝λv ＝440
s ＝0.1 s ，t ＝0时刻质点M 向上运动，则在t ＝140 s ＝T 4
时刻，质点M 正从波峰向平衡位置运动，所以其速度增大，加速度减小，位移为正，质点M 的速度沿y 轴负方向，加速度沿y 轴负方向，所以加速度方向与速度方向相同，质点在平衡位置附近做振动，不会随波平移，故C 正确，A 、B 、D 错误。

12．(2021·海南高考)一列沿x 轴正方向传播的简谐横波，其波源的平衡位置在坐标原点，波源在0～4 s 内的振动图像如图(a)所示，已知波的传播速度为0.5 m/s 。

(1)求这列横波的波长；
(2)求波源在4 s 内通过的路程；
(3)在图(b)中画出t ＝4 s 时刻的波形图。

解析：(1)由题图(a)可知，振幅A ＝4 cm ，周期T ＝4 s ，由于波的传播速度为0.5 m/s ，根据波长与速度关系有λ＝vT ＝2 m 。

(2)由(1)可知波源的振动周期为4 s ，则4 s 内波源通过的路程为s ＝4A ＝16 cm 。

(3)由题图(a)可知在t ＝0时波源的起振方向向上，由于波速为0.5 m/s ，则在4 s 时x ＝vt ＝2 m ，可知该波刚好传到位置为 2 m 的质点，且波源刚好回到平衡位置，且该波沿x
轴正方向传播，则根据“上、下坡”法可绘制出t＝4 s时刻的波形图如图所示。

答案：(1)2 m (2)16 cm (3)见解析图。