《2025年金版新学案高中物理选择性必修第一册人教版》

例3（多选）（2024·四川成都高二期中）原点$O$处有一简谐横波波源，$t = 0$时波源开始振动，形成沿$x$轴正方向传播的机械波，当$t = 0.6\ s$时的波形图如图所示，此时质点$P$刚好开始振动，下列说法正确的是（ ）


A.这列波的传播速度为$10\ m/s$
B.$t = 0.7\ s$时质点$b$运动方向沿$y$轴正方向
C.再经过$0.1\ s$质点$a$通过的路程等于$10\ cm$
D.此时质点$a$与质点$b$运动方向相反

答案： AD $t=0$时波源开始振动，形成沿x轴正方向传播的机械波，当$t=0.6\ s$时的波形图如题图所示，机械波的波速$v=\frac{\Delta x}{\Delta t}=\frac{6}{0.6}\ m/s=10\ m/s$，故A正确；由题图读出波长$\lambda=4\ m$，则周期$T=\frac{\lambda}{v}=\frac{4}{10}\ s=0.4\ s$，$t=0.6\ s$时质点$b$运动方向沿$y$轴负方向，$t=0.7\ s$时，即再经过四分之一个周期，质点$b$运动方向沿$y$轴负方向，故B错误；$t=0.6\ s$时质点$a$运动方向沿$y$轴正方向且不处于平衡位置，再经过$0.1\ s$质点$a$通过的路程小于$10\ cm$，故C错误；此刻质点$a$运动方向沿$y$轴正方向，质点$b$运动方向沿$y$轴负方向，故此时质点$a$与质点$b$运动方向相反，故D正确。故选AD。

针对练1.
如图所示是一列简谐横波在某时刻的波形图，若此时质点$P$正向平衡位置运动，则此时（ ）


A.此波沿$x$轴正方向传播
B.质点$N$比质点$Q$先回到平衡位置
C.质点$N$处于减速运动过程中
D.质点$Q$和质点$N$运动情况恰好相反

答案： B 质点P向平衡位置运动，即向下振动，根据“上下坡”法知，波沿x轴负方向传播，则质点Q向上振动，质点N向上振动，可知质点N直接到达平衡位置，而质点Q先向上振动，再向下振动，故质点N比质点Q先回到平衡位置，故A错误，B正确；因质点N向上振动，此时在向平衡位置运动，速度增大，处于加速过程，故C错误；由A、B项分析可知，质点N和质点Q均向上运动，运动方向相同，故D错误。故选B。

针对练2.（多选）
如图为一列简谐波在某一时刻的波形图，此时刻质点$F$的振动方向如图所示。则（ ）


A.该波向右传播
B.质点$B$和质点$D$的运动方向相同
C.质点$C$比质点$B$先回到平衡位置
D.此时质点$F$和质点$H$的加速度相同

答案： CD 由“上下坡”法可知，波向左传播，质点D的运动方向向下，而质点O、B、H的运动方向向上，质点F、H相对各自平衡位置的位移相同，由$a=-\frac{kx}{m}$可知，两质点的加速度相同，因质点C直接从最大位移处回到平衡位置，即$t_C=\frac{T}{4}$，而质点B要先运动到最大位移处，再回到平衡位置，故$t_B＞\frac{T}{4}=t_C$。故选CD。