学人教版必修34 12.2波的图像 作业（2）.docx

2017-2018学年度人教版必修3-4 12.2波的图像 作业（2）1一列简谐横波沿x轴正方向传播，下图甲是波刚传播到x5m处的m点时的波形图，下图乙是质点n (x3m)从此时刻开始计时的振动图象，q是位于x10m 处的质点，下列说法正确的是( ) a. 这列波的波速是1.25m/sb. m点以后的各质点开始振动时的方向都沿x轴正方向c. 由甲图对应时刻开始计时，经过6s，质点q第一次到达波谷d. 这列波由m点传播到q点的这段时间内，m点通过的路程为50cm2如图所示是一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，图中质点p正沿y轴正方向运动，此波的传播速度为v=4m/s，则（ ）a. 此波沿x轴正方向传播b. x=1.0m处质点做简谐运动的表达式为y=5cos(4t）cmc. 质点p的振动周期为t=1.0sd. x=1.0m处质点在02.5s内通过的路程为50cm3一列简谐横波沿x轴正向传播，传到m点时波形如下图所示，再经0.6s，n点开始振动，则该波的振幅a和频率f为（ ）a. a=1m f=5hzb. a=0.5 m f=5 hzc. a=0.5m f=2.5 hzd. a=1 m f=2.5 hz4一列简谐横波沿x轴正方向传播，如图所示为波传播到x=5m的m点时的波形图，从该时刻开始计时，该波的周期t=4s，q是位于x=10m的质点，求：波由m点传到q点所用的时间；在t=6s时刻质点q的位置坐标和x=3m处的质点n在6s内通过的路程。5如右图所示为一列简谐波在t10时刻的图象此时波中质点m的运动方向沿y轴负方向，且t20.55s时质点m恰好第3次到达y轴正方向最大位移处试求：(1)此波向什么方向传播，波速是多大；(2)从t10至t31.2s，波中质点n运动的路程和相对于平衡位置的位移分别是多少6一列简谐横波沿直线传播，在这条直线上相距d=1.5m的a、b两点，其振动图象分别如图中甲、乙所示。已知波长1m求这列波的波速v.7取一根轻绳，将绳的右端固定在竖直墙壁上，绳的左端自由，使绳处于水平自然伸直状态从绳的左端点开始用彩笔每隔0.25 m标记一个点，依次记为a、b、c、d如图所示现用振动装置拉着绳的左端点a沿竖直方向做简谐运动，若a点起振方向向上，经0.1 s第一次达到正向最大位移，此时f点恰好开始起振，则：绳中形成的波是横波还是纵波？简要说明判断依据，并求波速为多大？从a点开始振动，经多长时间j点第一次向下达到最大位移？8在某光滑水平面上建立xoy直角坐标系，一弹性绳置于y轴正半轴，a、b是绳上的两质点，绳子的一端位于坐标原点o，现让绳子的该端以x=0.2sin5t（m）的规律做简谐运动，形成一列沿y轴正方向传播的横波某时刻波刚传到a点，波形如图所示已知oa的距离为1.0m，ob的距离为4.0m求：（1）质点振动的周期和波传播的速度（2）绳上的b点在波峰位置的时刻9一列简谐横波沿x轴正方向传播，m、n是波传播方向上的两个质点，其横坐标分别为xm =1 m，xn =4.5 m。以质点n开始振动的时刻为计时起点，质点m的振动图象如图。已知该简谐横波的波长 2 m，简谐运动的表达可写成y = a sin（t + ），求：（i）质点m做简谐运动的表达式中的a、和；（ii）该简谐横波的可能传播速度。10示，一列水平向右传播的简谐横波，波速大小为v=2m/s，p质点的平衡位置坐标为x=8m。从图中状态开始计时（此时该波刚好传到距o点4m的位置），求：（）经过多长时间，p质点第一次到达波峰？（）p质点第二次到达波谷时，p质点通过的路程为多少？11图为一列简谐波的波形图，实线为t=0时刻的波形。若此机械波沿x轴正方向传播，t=0时刻刚好传到a点，且再经过0.6s，q点也开始起振，求： (1)该机械波的波速v及周期t分别为多少？(2)从t=0时刻起到q点第一次到达波峰，o点相对于平衡位置的位移y0及其所经过的轨迹长度s0各为多少？(3)若该机械波的传播速度大小为30m/s，波形由实线变为虚线需要经历0.45s的时间，则该列波的传播方向如何？（要求写出具体判断过程）12一简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0 时刻的波形图如图所示，波刚好传到x=8 m的位置，p是平衡位置为x=1 m处的质点，并经过0.2 s完成了一次全振动，q是平衡位置为x=4 m处的质点，m是平衡位置为x=34m处的质点（m点图中未画出），则下列说法不正确的是（ ）a. 波源的起振方向沿y轴负方向b. t=0.15 s时，质点q纵坐标为10 cmc. 波刚好传到m质点时，质点p振动方向沿y轴正方向d. 当质点m第一次出现在波峰位置时，质点q恰好出现在平衡位置且振动方向沿y轴正方向e. 从t=0.10 s到t=0.15 s，质点p通过的路程为10 cm13如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中x2 m处的质点p以此时刻为计时起点的振动图象，下列说法正确的是：a这列波沿x轴正方向传播b这列波的传播速度是20 m/sc经过0.1 s时，质点q的运动方向沿y轴正方向d经过0.35 s时，质点q距平衡位置的距离大于质点p距平衡位置的距离14如图为一列传播速率v=8m/s的简谐横波在t=0时刻的波形图，p是平衡位置为x1=3.5 m处的质点，q是平衡位置为x2=26 m处的质点，此时质点p正做减速运动,则a该波沿x轴负方向传播bt=2.5s时，q质点开始振动cq质点的起振方向沿y轴正向dt=2.7s时质点q向y轴正方向加速运动e1s内质点p通过的路程为40 cm试卷第3页，总4页本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。参考答案1cd【解析】a、由甲图得到波长为4m，由乙图得到周期为4s，故波速v=t=1m/s，故b错误；b、各个质点开始振动的方向均与波前的运动方向相同，波前向下运动，故m点以后的各质点开始振动时的方向都沿-y方向，故b错误；c、x=4m处的波谷传到q点时，质点第一次到达波谷，故t=xv=61=6s，故正确；d、这列波由 m 点传播到 q 点的这段时间t=xv=5s=54t，m 点通过的路程为s=4a54=50cm，故d正确；故选cd。【点睛】由甲图得到波长，由乙图得到周期，根据v=t求解波速，各个质点开始振动的方向均与波前的运动方向相同。2acd【解析】根据p点的振动方向可知，波向x轴正方向传播，选项a正确；由波动图象可知，波长=4.0m，周期为t=v=1.0s，=2t=2，振幅为a=5cm，所以x=1.0m处的质点的振动方程为y=5cos2t（cm），选项b错误，c正确；2.5s=2.5t，则x=1.0m处质点在02.5s内通过的路程为2.54a=50cm，选项d正确；故选acd。点睛：解决本题的关键知道波速、波长、周期以及解频率的关系，理解波的周期性，以及知道质点在一个周期内的路程等于4倍的振幅从而进行解题3c【解析】由图，a=0.5m，=4m；经0.6s，n点开始振动得波速v=1150.6m/s=10m/s；所以频率f=v=104hz=2.5hz，故abd错误，c正确。故选c.4(1)5s(2)30cm【解析】解：该波的周期t=4s，由题图可以看出该波的波长=4m波速v=t=1m/s波由m点传到q点所用的时间t=rv=5s在t=6s时刻，质点q的位置坐标为(10m,5m)x=3m处的质点n在6s内通过的路程为s=6a=30cm5（1）波沿x轴负方向传播；2m/s（2）2.5cm【解析】【分析】由质点m的振动情况，确定波的周期，再由波速公式求出波速质点在一个周期内通过的路程是4a，由t3=1.2s，分析质点n振动了几个周期，确定路程和相对于平衡位置的位移；解;（1）由m点此时的运动方向向下，得出此波沿x轴负方向传播; （2）在t1=0到t2=0.55s这段时间时，质点m恰好第3次到达正最大位移处，则有：(2+34)t=0.55s，解得周期为：t=0.2s 由波的图象可以看出波长为：=0.4m，则波速为：v=t=0.40.2m/s=2m/s （3）在t1=0至t3=1.2s这段时间，波中质点n经过了6个周期，即质点n回到t1=0时的位置， 所以走过的路程为：s=645cm=120cm 相对于平衡位置的位移为2.5cm6500m/s 1500m/s 300m/s【解析】由振动图象读出t=0时刻a点位于波峰，b点经过平衡位置向下运动，根据波形得到，若波从a传到b，则有d=（n+34），n=0，1，2得=4d4n+3=64n+3m若波从b传到a，则有d=（n+14），n=0，1，2得=4d4n+1=64n+1m 由题波长1m，则波长的取值为：2m，6m，1.2m由图读出周期为t=410-3s，根据波速公式v=t得：波速的可能值为：500m/s；1500m/s；300m/s点睛：本题由于波的传播方向未知，要考虑双向性，根据波的周期性，得到波长的可能值，从而求出波速的可能值，是常见的多解问题7(1) 波的周期t0.4 s，波长为4 m，波速为10m/s；(2)t=0.525s【解析】绳形成的波是横波，因为质点振动方向与波的传播方向在同一条直线上由题意知，波的周期t0.4 s，波长为4 m，所以波速v=t=10m/s从a开始振动，设经过时间t1，j点开始起振方向向上振动从a传到j所用时间为t1=xv=90.2510s=0.225 s设j点向上起振后经t2时间第一次达到负向最大位移，则t2=34t=0.3 s故所求时间tt1+t20.525 s8(1)5m/s (2) (0.7+0.4n)s (n=0,1,2,3,.)【解析】(1)=5=2t，得t=0.4s由题意可知，=2oa=2m 由公式v=t=5ms；(2) 波先传到b用时t1=35s=0.6s 从b开始振动到处于波峰位置需要用时t2=(nt+t4)(n=0,1,2.) b在波峰的时刻t=t1+t2=(0.7+0.4n)s(n=0,1,2,3.) 9（i）6（ii）0.37m/s【解析】（i）根据m的振动图象，可知振幅a = 0.02 m 振动周期t = 6 s故圆频率 =2t=3rad/s t = 0时，m的位移y = 0.01 m，代入表达式y = a sin（t + ），解得 =6 （ii）考虑到质点振动的周期性，若波源的起振方向沿y轴正方向，则波从m点传播到n点经历的时间t1=k2+ (式中k=0,1,2,3) 该简谐横波的传播速度v1=xnxmt1=2(xnxm)t(k2+) 由于1=v1t=2(xnxm)k2+2m条件限制，结合可知k可取0、1两个值 则当k=0时， v1=7m/s；k=1时，v1=7130.54m/s 考虑到质点振动的周期性，若波源的起振方向沿y轴负方向，则波从m点传播到n点经历的时间t2=k+（式中k=1,3,5;） 该简谐横波的传播速度v2=xnxmt2=2(xnxm)t(k+) 由于2=v2t=2(xnxm)k+2m条件限制，结合可知k可取1、3两个值则当k=1时v2=1m/s；k=3时，v2=7190.37m/s 10(1) 3.5s (2) 0.25m【解析】解析：（）波上质点振动的周期为t=v=2s从开始到p质点开始振动的时间t1=8m4mv=2sp质点开始振动到第一次到达波峰所需的时间t2=34t=1.5s从开始到p质点第一次到达波峰所需的时间t=t1+t2=3.5s（）从p质点开始振动到p质点第二次到达波谷所需的时间t3=54t则p通过路程为s=5a=0.25m11(1)v=10m/s ；t=0.2s （2）y0=3m ；s0=45cm （3）波沿x轴正向传播【解析】(1) 由图象可知，a=3cm，=2m， 当波向右传播时，点a的起振方向向下，包括q点在内的各质点的起振方向均向下。波速v=xt1=60.6ms=10ms 由v=t得t=0.2s(2)由t=0至q点第一次到达波峰时，经历的时间t2=t1+34t=0.75s=(3+34t) 而 t=0时o点的振动方向向上，故经t2时间，o点振动到波谷，即y0=3cm，s0=(3+34)43cm=45cm (3)当波速v=30ms时，经历0.45s的时间，波沿x轴方向传播的距离x=vt=13.5=(6+34)，故波沿x轴正向传播。12bce【解析】a、根据波向右传播可得：波前向下振动，故波源的起振方向沿y轴负方向，故a正确；b、p经过0.2s完成了一次全振动，故周期t=0.2s，t=0s时，质点q在平衡位置，正向上振动，故经过0.15s=34t后,质点纵坐标为-10cm，故b错误；c、由图可得：波长=8m，故波速v=t=40m/s；波传播到m点的时间t1=34840s=0.65s=3t+14t；t=0时，质点p向下振动，故经过0.65s后质点p向下振动，故c错误；d、质点m第一次出现在波峰位置时，t=34240s=0.65s=4t ，故质点q恰好和t=0s时振动相同，即在平衡位置，正向上振动，故d正确；e、从t=0.10s到t=0.15s，即12t34t，质点p从纵坐标为负向上运动到纵坐标为正，经过时间为14t，那么根据越靠近平衡位置速度越大可以知道：质点p通过的路程大于a，即大于10cm，故e错误；故错误的选bce。【点睛】根据波的传播方向得到波前的振动方向，从而得到起振方向；根据全振动的时间得到周期，即可根据质点振动方向得到纵坐标；根据波的传播由波速和距离得到确定的时刻，然后根据周期及振动方向得到质点的振动；最后根据质点振动方向和位置得到质点经过的路程，由与平衡位置的关系得到14t时间内路程和a的关系。13ab【解析】由乙图读出，t=0时刻质点p的速度向下，则由波形的平移法可知，这列波沿x轴正方向