学人教版选修34 12.1波的形成与传播 作业.docx

2017-2018学年度人教版选修3-4 12.1波的形成与传播 作业1如图所示,两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,两波源分别位于x=-0.2 m和x=1.2 m处,两列波的速度均为v=0.2 m/s,两波源的振幅均为a=2 cm.图示为t=0时刻两列波的图像(传播方向如图所示),此时平衡位置处于x=0.2 m和x=0.8 m的p,q两质点刚开始振动.质点m的平衡位置处于x=0.5 m处,关于各质点运动情况下列判断不正确的是()a. 质点p的起振方向沿y轴负方向b. t=1.5 s时刻,质点p运动到m点c. t=1.5 s时刻,质点m开始振动d. t=3 s时刻,质点m的位移为4 cm2简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播，波速为v。若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点a、b相距为d，a、b之间只存在一个波谷。则从该时刻起，下列四幅波形图中质点a最迟到达波谷的是a. b. c. d. 3一列简谐横波沿直线传播，在波的传播方向上有a、b两点在t时刻，a、b两点间形成如图甲所示波形，在（t+3s）时刻，a、b两点间形成如图乙所示波形已知a、b两点间距离a=9m，则以下说法中正确的是a. 若周期为4s，波一定向左传播b. 若周期大于4s，波可能向右传播c. 若波速为2.5m/s，波一定向右传播d. 该波波速可能的最小值为0.5m/s4一根粗细均匀的绳子，右侧固定，使左侧的s点上下振动，产生一列向右传播的机械波，某时刻的波形如图所示下列说法中正确的是a. 该波的频率逐渐减小 b. 该波的频率逐渐增大c. 该波的波速逐渐增大 d. 该波的波速逐渐减小5一列简谐横波沿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 hz6某在x轴上做简谐运动的质点的位移一时间图象如图所示，下列说法中正确的是a. 简谐运动的振幅为4cmb. 简谐运动的周期为0.3sc. 位移一时间图象就是振动质点的运动轨迹d. 质点经过图象中a点时速度方向沿x 轴正方向7图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点p在该时刻为计时起点的振动图象，下列说法正确的是a. 此列波沿x轴正方向传播b. 经过0.15s，波沿x轴的正方向传播了3mc. 经过0.1s时，质点q的运动方向沿y轴正方向d. 在t=0.05s时刻，质点q的加速度大于质点p的加速度8一列简谐横波沿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50cm9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50cm10一列简谐横波沿绳子传播，振幅为0.2m，传播速度为1m/s，频率为0.5hz。在t时刻，质点a正好经过平衡位置。沿波的传播方向a. 在t时刻，距a点2m处的质点离开其平衡位置的距离为0.2mb. 在t时刻，距a点0.5m处的质点离开其平衡位置的距离为0.2mc. 在(t+0.5)s时刻，距a点1m处的质点离开其平衡位置的距离为0.2md. 在(t+2)s时刻，距a点1.5m处的质点离开其平衡位置的距离为0.2m11机械波在传播的过程中由于能量的损失，振幅会越来越小。有一列减幅传播的简谐波，x=0与x=75m处的a、b两个质点的振动图像分别如图中实线与虚线所示。（i）求这列波的周期和波长；（）求这列波的传播速度，并说明在t=0.0125s时刻a、b两个质点的振动方向如何？12如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轴正方向，且t20.05 s时质点m恰好第1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？（回答“沿x轴向左”或“沿x轴向右”）（2）波速是多大？（3）从t10至t31.1 s时间内波中质点n运动的路程和t3时刻的位移分别是多少？13如图所示，绳沿x轴放置，左端位于坐标原点，用手握住绳的左端，在t0时使其开始沿y轴负方向做振幅为8 cm的简谐运动，在t0.5 s时，绳上形成的波刚好传到质点m处，求：该波的波速大小；从t0开始经过多长时间，位于x245 cm处的质点n恰好第一次沿y轴正方向通过平衡位置14如图所示，实线表示简谐波在t=0时刻的波形图，虚线表示0.5s后的波形图，若简谐波周期t大于0.3s，则这列波传播的速度可能是多少？15一列简谐横波沿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。16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试卷第5页，总6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1b【解析】a：左侧波沿x轴正方向传播，将左侧波沿x轴正方向平移一小段距离，可得质点p的起振方向沿y轴负方向。故a项正确。b：质点并不随波迁移，只在自己的平衡位置附近振动；质点p不会运动到m点。故b项错误。cd：波从p传到m所需时间t=x1v=0.50.20.2s=1.5s，波从q传到m所需时间t2=x2v=0.80.50.2s=1.5s，则t=1.5 s时刻,质点m开始振动。故c项正确。d：03 s，两列波传播的距离x=vt=0.23m=0.6m，则两列波的波峰恰好传到质点m，t=3 s时刻，质点m的位移为2a=4 cm。故d项正确。本题选不正确的，答案是b。点睛：质点并不随波迁移，只在自己的平衡位置附近振动。2a【解析】a图中，波长为2d，周期为a点正向上振动，质点a从图示位置到达波谷的时间 ta=；b图中，波长为d，周期为 a点正向下振动，质点a从图示位置到达波谷的时间 tb=；c图中，波长为d，周期为 a点正向上振动，质点a从图示位置到达波谷的时间 tc=；d图中，波长为，周期为 a点正向下振动，质点a从图示位置到达波谷的时间 td=；故a图中质点a最迟到达波谷。故选a。点睛：解决本题的关键要确定波长与d的关系，求得周期能熟练根据波的传播方向判断质点的振动方向3d【解析】若波向右传播，3s=（n+34）t1，（n=0，1，2，），t1=124n+3s；若波向左传播，3s=（n+14）t2，（n=0，1，2，），t2=124n+1s；由于n是整数，当n=0时，t=4s时，符合t1通项，波向右传播。故a错误。由上分析，波向右传播周期t4s。故b错误。由图知波长=6m，若波速为2.5m/s，波传播的距离为x=vt=2.53m=7.5m=114，根据波形的平移，波一定向左传播。故c错误。波传播的最大距离为向左传播1.5m，波波速可能的最小值为v=xt1.53m/s=0.5m/s。故d正确。故选d。4b【解析】由题，绳波在同一绳中传播，波速不变。由图看出，此波的波长变小，由v=f分析得知，频率增大。故b正确，acd错误。故选b。点睛：本题要掌握波速的决定因素是介质的性质，介质不变，则知波速不变；掌握波速与波长、频率的关系v=f5c【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.6d【解析】a项：简谐运动的振幅为振子离开平衡位置的最大距离，由图可知，振幅为2cm，故a错误；b项：由图可知，周期为0.4s，故b错误；c项：简谐运动是振子在平衡位置的往复运动，并不是质点的运动轨迹，故c错误；d项：由图可知，a点正在远离平衡位置，所以振动速度方向沿x轴正方向，故d正确。7ab【解析】由图乙可知，在t=0时刻，质点p的振动方向沿y轴负方向，则由带动法可知，波向正方向传播；故a正确；由图知：=4m，t=0.2s，则波速为：v=t=40.2m/s=20m/s。故经过0.15s，波沿x轴的正方向传播了3m；故b正确；经0.1s为半个周期，此时q点正在向平衡位置运动；故c错误；图示时刻q点沿y轴正方向运动，t=0.05s=t/4，质点q的运动方向沿y轴正方向向上运动，没有到达最高点，而p处于最低点，所以p的加速度大。故d错误。故选ab。点睛：波的图象往往先判断质点的振动方向和波的传播方向间的关系同时要熟练分析波动形成的过程，分析物理量的变化情况8cd【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。9acd【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10bcd【解析】由v= f得，波长=vf=2m，周期为t=1f=2s a项：在t时刻，距a点2m处的质点，与a点相距一个波长，则t时刻，质点a正好经过平衡位置，则此质点也在平衡位置，故a错误；b项：在t时刻，距a点0.5m处的质点，与a点相距14个波长，则t时刻，质点a正好经过平衡位置，则此质点处于波峰或波谷位置即离开其平衡位置的距离为0.2m，故b正确；c项：在t时刻，距a点1m处的质点处于平衡位置，再经0.5s即14周期，则此质点处于波峰或波谷位置即离开其平衡位置的距离为0.2m，故c正确；d项：在（t0+2s）时刻，质点a位于平衡位置，距a点1.5m=34处的质点，由波形得到，此质点到达最大位移处，此质点离开其平衡位置的距离为0.2m，故d正确。11， ，质点a向下振动，质点b向上振动【解析】（i）由振动图像可知，t=0.02s；因b的振幅小于a，可知波由a向b传播；由振动图像可知t=0时刻a在平衡位置向上振动，此时b在最高点；则，解得 （n=0,1,2,3.） （）波速 （n=0,1,2,3.）t=0.0125s=t，此时质点a向下振动，质点b向上振动.点睛：此题首先要搞清波的传播的方向，然后根据在同一时刻两质点的位置确定波长与距离的关系，结合波速公式求解.12（1）波向右传播 （2）2 m/s （3）110cm ，2.5cm【解析】试题分析：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。(1) 由m点此时的运动方向向上，得出此波向右传播；(2) 在t20.05 s时，质点m恰好第1次到达正最大位移处，则有t4=0.05s，解得周期为：t0.2 s，由波的图象可以看出波长为：0.4 m，则波速为：v=t=0.40.2ms=2ms；(3) 在t10至t31.1s这段时间，波中质点n经过了512个周期，所以走过的路程为s225 cm110 cmt3时刻的位移为-2.5 cm点晴：本题要由质点的振动方向确定波的传播方向，这波的图象中基本问题，方法较多，其中一种方法是“上下坡法”，把波形象看成山坡：顺着波的传播方向，上坡的质点向下，下坡的质点向上。13 0.1 m/s 5.5 s【解析】本题考查波的图象，涉及波速、质点的振动。从题图上可以看出，0.5 s波传播了x=4=5cm，波长为0.2 m传播时间为t4，质点起振方向为沿y轴负方向，所以周期t=2s波速v=t=0.22m/s=0.1m/s 经过t=x2v=0.450.1s=4.5s质点n将开始沿y轴负方向振动，再经过t2=1s质点n第一次沿y轴正方向向上经过平衡位置，则从t0开始经过5.5 s，位于x245 cm处的质点n恰好第一次沿y轴正方向通过平衡位置。14(1)12m/s,向右 (2)20m/s或4m/s ，向左【解析】由图线可直接读出波长=8 m（1）若波需要传播，则传播的距离为：n+34，所以：nt+34tt，所以：t=tn+344t4n+3=40.54n+3 当n=0时，t=23s；当n=1时，t=27s0.3s，不符合题意则波速：v=t82312m/s（2）当波向左传播时，传播的距离为：n+14，所以：nt+14tt所以：t=tn+144t4n+1=40