【创新设计】高中物理 2.2 波的图像题组训练 教科版选修34.doc

2.2波的图像题组一质点的振动方向与波传播方向的关系1下列图中正确的波形图是()解析根据“坡形”法，凡是在“上坡”区必向下运动，“下坡”区的必向上运动，故b、c正确答案bc2如图2312所示为一列简谐横波在某一时刻的波形图，已知质点a在此时刻的振动方向如图中箭头所示，则以下说法中正确的是()图2312a波向左传播，质点b向下振动，质点c向上振动b波向右传播，质点b向上振动，质点c向下振动c波向左传播，质点b向上振动，质点c向上振动d波向右传播，质点b向下振动，质点c向下振动解析解决该题有许多方法，现用“上下波”法判断，若波向右传播，则a质点处于下坡，应向上振动由此可知波向左传播同理可判断c向上振动，b向上振动，故c正确答案c3.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，某时刻的波形如图2313所示p为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短时间内，p的速度v和加速度a的大小变化情况是()图2313av变小，a变大 bv变小，a变小cv变大，a变大 dv变大，a变小解析由波的传播方向及p点位置，可知p点此时正向平衡位置振动，速度增大，加速度减小答案d4一列在竖直方向上振动的简谐波沿水平的x轴正方向传播，振幅为20 cm，周期为4102 s现沿x轴任意取五个相邻的点p1、p2、p3、p4、p5，它们在某一时刻离开平衡位置的位移都向上，大小都为10 cm.则在此时刻，p1、p2、p3、p4四点可能的运动方向是()ap1向下，p2向上，p3向下，p4向上bp1向上，p2向下，p3向上，p4向下cp1向下，p2向下，p3向上，p4向上dp1向上，p2向上，p3向上，p4向上解析特别要注意，题目中指出的五个相邻的、位移向上且相等的质点，只能是如图(a)或(b)所示中的一种在(a)中，由上、下坡法可知p1、p3、p5向下，p2、p4向上在(b)中，由上、下坡法可知p1、p3、p5向上，p2、p4向下答案ab题组二波的图像5关于波的图像的物理意义，下列说法正确的是()a表示某一时刻某一质点的位移b表示各个时刻某一质点的位移c表示某一时刻各个质点的位移d表示各个时刻各个质点的位移解析波的图像表示的是介质中的各个质点在某一时刻离开各自的平衡位置的位移答案c6如图2314所示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()图2314a该波向左传播b质点b和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h的加速度相同e此时刻e点的位移为零解析由上、下坡法可知，波只有向左传播才会有此时刻质点f的运动方向向下同理，质点d、e的运动方向也向下，而质点a、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tc，而质点b要先运动到最大位移处，再回到平衡位置，故tbtc.故正确答案为a、c、d、e.答案acde7一列简谐横波某时刻的波形如图2315中实线所示，经过0.50 s后的波形如图中虚线所示已知波的周期为t，而且0.25 st0.50 s，则()图2315a当波向x轴的正方向传播时，波速大小为10 m/sb无论波向x轴正方向传播还是向x轴负方向传播，在这0.50 s内x1.0 m的m质点，通过的路程都相等c当波向x轴正方向传播时，x1.0 m的质点m和x2.5 m的质点n在0.50 s内通过的路程不相等d当t0.10 s时，x1.0 m的质点m振动的位移一定是0解析由波形图可知，波长4 m，当波向x轴的正方向传播时，0.50 s传播5/4,5t/40.50 s，所以波速v/t10 m/s，选项a正确；当波向x轴的正方向传播时，在这0.50 s内x1.0 m的m质点通过的路程为5/44a5a10 cm；当波向x轴的负方向传播时，在这0.50 s内x1.0 m的m质点通过的路程为7/44a7a14 cm，选项b错误；当波向x轴正方向传播时，x1.0 m的质点m和x2.5 m的质点n在0.50 s内通过的路程相等，选项c错误；当波向x轴正方向传播时，当t0.10 st/4时，x1.0 m的质点m的位移为0，当波向x轴负方向传播时，当t0.10 s0.35t时，x1.0 m的质点m的位移为负值，选项d错误答案a8.一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期2 s，t0时刻的波形如图2316所示，该列波的波速是_m/s；质点a平衡位置的坐标xa2.5 m，再经_s它第一次经过平衡位置向y轴正方向运动图2316解析由图可知波长4 m，则波速vm/s2 m/s.波沿x轴正方向传播，根据“上下坡”法可判断出t0时刻x2 m处的质点正经过平衡位置向y轴正方向运动，要使此状态第一次传到xa2.5 m处的质点a，则波向右传播的距离s2.5 m2 m0.5 m，则所用时间t0.25 s.答案20.25题组三振动图像与波的图像的关系9关于振动图像和波的图像，下列说法正确的是()a波的图像反映的是很多质点在同一时刻的位移b通过波的图像可以找出任一质点在任一时刻的位移c它们的横坐标都表示时间d它们的纵坐标都表示质点的位移解析波的图像反映的是沿波的传播方向上各个质点在某一时刻的位移，a项对，b项错；波的图像的横坐标表示的是振动质点的平衡位置坐标，c项错；波的图像和振动图像的纵坐标都表示质点的位移，d项对答案ad10(2014安徽理综，16)一简谐横波沿x轴正向传播，图2317甲是t0时刻的波形图，图乙是介质中某质点的振动图像，则该质点的x坐标值合理的是()图2317a0.5 m b1.5 m c2.5 m d3.5 m解析由图乙可知，在t0时刻此质点相对平衡位置的位移为0.15 m，且振动方向向下，图甲中符合此要求的点在23 m之间，故c正确答案c112014课标，34(1)图2318(a)为一列简谐横波在t2 s时的波形图，图(b)为媒质中平衡位置在 x1.5 m处的质点的振动图像，p是平衡位置为x2 m的质点下列说法正确的是()图2318a波速为0.5 m/s b波的传播方向向右c02 s时间内，p运动的路程为8 cmd02 s时间内，p向y轴正方向运动e当t7 s时，p恰好回到平衡位置解析由图(a)得波长2 m，由图(b)可知周期t4 s，则波速v0.5 m/s，a正确；t2 s时，x1.5 m处的质点振动方向向下，则波向左传播，b错；02 s时间内p质点运动的路程xp4a8 cm，c项正确；02 s质点p向y轴负方向运动，d项错；t0时p质点位于正向最大位移处，故p质点达到平衡位置的时刻为t(2n1)，则n3时，t7 s，p恰好回到平衡位置，e项正确答案ace题组四波的图像的画法12(2014福建理综，17)在均匀介质中，一列沿x轴正向传播的横波，其波源o在第一个周期内的振动图像如图2319所示，则该波在第一个周期末的波形图是()图2319解析根据特殊点振动法，由振动图像可知，在tt时，波源o的振动方向向下，再结合波形可知形成的波动图像为d图故选项d正确答案d132014课标，34(1)图2320(a)为一列简谐横波在t0.10 s时刻的波形图，p是平衡位置在x1.0 m处的质点，q是平衡位置在x4.0 m处的质点；图(b)为质点q的振动图像下列说法正确的是()图2320a在t0.10 s时，质点q向y轴正方向运动b在t0.25 s时，质点p的加速度方向与y轴正方向相同c从t0.10 s到t0.25 s，该波沿x轴负方向传播了6 md从t0.10 s到t0.25 s，质点p通过的路程为30 cme质点q简谐运动的表达式为y0.10 sin 10t(国际单位制)解析由图(a)得8 m，由图(b)得t0.2 s，所以v40 m/s.由图(b)知，在t0.10 s时，质点q通过平衡位置向y轴负方向运动，a错误；结合图(a)，由“同侧法”判得波沿x轴负方向传播，根据特殊点法，画出t0.25 s时的波形图，标出p、q点，如图，此时p点在x轴下方，其加速度向上，b正确；t0.25 s0.10 s0.15 s，xvt6.0 m，c正确；p点起始位置不在平衡位置或最大位移处，故d错误；由图知a0.1 m，10 rad/s，所以q点简谐振动表达式为：y0.10sin 10t(国际单位制)，e正确；答案bce14如图2321所示，甲为某一波在t1.0 s时的图像，乙为参与该波动p质点的振动图像，波速为4 m/s，求：图2321(1)说出两图中aa的意义；(2)说出甲图中oab图线的意义；(3)在甲图中画出再经3.5 s时的波形图；(4)求再经过3.5 s时p质点的路程s和位移解析(1)甲图中aa表示a质点的振幅或1.0 s时x1.0 m的质点的位移大小为0.2 m，方向为负；乙图中aa表示p质点的振幅，也代表p质点在0.25 s时的位移大小为0.2 m，方向为负(2)甲图中oab段图线表示o到b之间所有质点在1.0 s时的位移，方向均为负由乙图看出p质点在1.0 s时向y方向振动，所以甲图中波向左传播，则oa间各质点正向远离平衡位置方向振动，ab间各质点正向靠近平衡位置方向振动(3)传播距离：xvt43.5 m14 m4 m.所以只需将波形向x轴负向平移2 m即可，如右图所示(4)求路程：因为n7.所以路程s2an20.27 m2.8 m.求位移：由于波动的重复性，经历时间为周期的整数倍时，位移不变，所以只需考虑从图示时刻p质点经时的位移即可，所以经3.5 s质点p的位移仍为0.答案(1)甲图中的aa表示a质点的振幅，乙图中的aa表示质点p的振幅(2)甲图中oab图线表示o到b之间所有质点在1.0 s时的位移情况(3)如解析图所示(4)2.8 m0题组五综合应用15一列简谐横波t1时刻的波形如图2322中实线所示，t2时刻的波形如图中虚线所示，已知tt2t10.5 s问：图2322(1)这列波的传播速度是多少？(2)若波向左传播，且3tt4t，波速是多大？(3)若波速等于68 m/s，则波向哪个方向传播？解析(1)有两组解：若波向右传播，传播距离s，又有v右 m/s(16n4