学鲁科版选修34 2.1波的形成和描述 作业（1）.docx

2017-2018学年度鲁科版选修3-4 2.1波的形成和描述 作业（1）1在xoy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为2 m/s，振幅为a。m、n是平衡位置相距2 m的两个质点，如图所示。在t0时，m通过其平衡位置沿y轴正方向运动，n位于其平衡位置上方最大位移处。已知该波的周期大于1 s。则()a. 该波的周期为53sb. 在t13s时，n的速度一定为2 m/sc. 从t0到t1 s，m向右移动了2 md. 从t13s到t23s，m的动能逐渐增大2一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距6m的a、b两质点的振动图象如图所示由图可知（ ） a. 该波的振幅为8mb. 该波一定由a传至bc. 该波的传播速度可能为2m/sd. 该波的波长为8m3图所示为一列沿着x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图。已知这列波的波速v=5.0m/s。下列说法正确的是 （ ）a. 这列波的频率f=1.0hzb. 经过一个周期，x=0.5m处的质点沿着x轴正向运动的距离为1.0mc. 在t=0到t1=0.4s时间内，x=0.5m处的质点通过的路程是20cmd. 在t=0时刻，x=0.5m处的质点正在沿着y轴负方向运动4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 cm5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. 6一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/s7一根粗细均匀的绳子，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8如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线为t0时的波形图，虚线为t0.5 s时的波形图已知该简谐波的周期大于0.5 s关于该简谐波，下列说法正确的是( )a. 波长为2 mb. 波速为6 m/sc. 频率为1.5 hzd. t1 s时，x1 m处的质点处于波峰9如图所示，a、b、c、d是均匀媒介中x轴上的四个质点，相邻两点的间距依次为2m、4m和6m，一列简谐横波以2m/s的波速沿x轴正向传播，在t=0时刻到达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t=3s时a第一次到达最高点下列说法正确的是a. 在t=3s时刻波恰好传到质点d处b. 在t=5s时刻质点c恰好经过平衡位置向上运动c. 质点b开始振动后，其振动周期为4sd. 当质点b向上运动时，质点d一定向下10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11如图所示，t=0时，位于原点o处的波源，从平衡位置（在x轴上）开始沿y轴正方向做周期t=0.2s，振幅a=4cm的简谐振动，该波产生的简谐横波沿x轴正方向传播，当平衡位置坐标为（9cm，0）的质点p刚开始振动时，波源刚好位于波谷，求：(1)质点p在开始振动后的t=1.05s内通过的路程是多少？(2)该简谐横波的最大波速是多少？(3)若该简谐横波的波速为v=12m/s，q质点的平衡位置坐标为（12m，0）（在图中未画出）。请写出以t=1.05s时刻为新的计时起点的q质点的振动方程。12如图所示，实线是一列简谐横波在t1时刻的波形图，虚线是在t2=(t1+0.2)s时刻的波形图在t1到t2的时间内如果m通过的路程为1m，那么波的传播方向怎样?波速多大?若波速为55ms，求质点肘在t1时刻的振动方向13资料记载，海啸波浪海啸波是重力长波，波长可达100公里以上；它的传播速度等于重力加速度g与海水深度乘积的平方根，使得在开阔的深海区低于几米的一次单个波浪，到达浅海区波长减小，振幅增大，掀起10-40米高的拍岸巨浪，有时最先到达的海岸的海啸可能是波谷，水位下落，暴露出浅滩海底；几分钟后波峰到来，一退一进，造成毁灭性的破坏。 (i)在深海区有一海啸波（忽略海深度变化引起的波形变化）如图甲，实线是某时刻的波形图，虚线是t =900s后首次出现的波形图已知波沿x轴正方向传播，波源到浅海区的水平距离s1=1.08万公里，求海啸波到浅海区的时间t1。 (ii)在浅海区有一海啸波（忽略海深度变化引起的波形变化）如图乙，海啸波从进入浅海区到达海岸的水平距离为s2，写出该海啸波的表达式和波谷最先到达海岸的关系式。14某同学用一根弹性绳进行机械波的实验用手握住绳的一端做周期为t=1s的简谐运动，在绳上形成一列简谐波以弹性绳为x轴，手握住的一端为坐标原点o，且从波传到x1 m处的m点开始计时，如图所示，求：（1）当时间t为多少时，平衡位置在x4.5 m处的n质点恰好第一次从平衡位置向y轴正方向运动？（2）画出上问中t时刻弹性绳上的波形图15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？试卷第5页，总5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1d【解析】a：由题意：波速为2m/s，周期大于1 s，则波长=vt2m。波沿x轴正方向传播，m通过其平衡位置沿y轴正方向运动，n位于其平衡位置上方最大位移处，则n+34=2，解得=83m；波的周期t=v=43s。故a项错误。b：波的传播速度与质点的振动速度不相关，则n的速度不一定为2 m/s。故b项错误。c：波传播过程中质点不随波迁移，质点在自身平衡位置附近振动。故c项错误。d：从t=13s到t=23s，即14t12t，质点m从平衡位置上方最大位移处向平衡位置振动，动能增大。故d项正确。点睛：波传播过程中质点不随波迁移，质点在自身平衡位置附近振动。区分波的传播速度与质点的振动速度。2c【解析】由图可知该波的振幅为8cm，故a错误。由图可知两个质点的振动情况，但不能确定振动的先后，不能判断波的传播方向，所以波不一定由a传至b。故b错误。由图知该波的周期为 t=8s；若波从a传到b，所用时间为t=（8n+3）s，波速为v=st=68n+3m/s，（n=0，1，2），当n=0时，v=2m/s，故c正确。由于波速不确定，所以不能求得波长。故d错误。故选c。点睛：本题考查对振动图象和质点的振动与波动的关系的理解要抓住波的周期性列出时间的通项，要注意振动图象只能读出周期，不能读出波长，读图时单位要与数值一起读3d【解析】a、由图知：波长=1m，则波速v=t，可求出周期t=v=15s，频率为5hz，故a错误；b、质点不随着波迁移，故b错误；c、在t=0到t1=0.4s时间内，t=0.4s=2t ，x=0.5m处的质点通过的路程是s=24a=40cm，故c错误；d、图示时刻x=0.5m处的质点正在沿着y轴负方向运动，故d正确；故选d。4b【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。5a【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6d【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。7b【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=f8bc【解析】a、由图可以读出，波长为4 m，a错误；b、由于周期大于0.5 s，所以周期t=0.534=23s；波速v=t=6m/s，b正确；c、频率f1t1.5 hz，c正确；d、t1 s时，经过了1.5个周期，x1 m处质点处于波谷，d错误故选bc9bc【解析】ad间距离为x=2+4+6=12m，波在同一介质中匀速传播，则波从a传到d的时间为t=x/v=6s，即在t=6s时刻波恰好传到质点d处，故a错误。设该波的周期为t，由题可得，3t/4=3s，得t=4s。波从a传到c的时间为t=x/v=3s，则在t=5s时刻质点c已振动了2s，而c起振方向向下，故在t=5s时刻质点c恰好经过平衡位置向上。故b正确。质点b的振动周期等于a的振动周期，即为4s。故c正确。该波的波长：=vt=24=8m，bd之间的距离是l=4m+6m=10m=114，所以当质点b向上运动时，质点d不一定向下运动，故d错误。故选bc。点睛：本题关键要抓住波在同一介质中是匀速传播的，由t=x/v可求出波传播的时间要抓住各个质点的起振方向都与波源的起振方向相同，通过分析波的形成过程进行分析10ab【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11(1)s=84cm (2)vm=60m/s (3)y=0.04cos(10t)m【解析】（i）由于p从平衡位置开始运动，且tt=514，即t=5t+14t所以p在开始振动后t=1.05s内通过的路程为s=54a+a=21a=84cm（ii）设该简谐波的波速为v，op间的距离为x由题意可得x=(n+34)=9m(n=0.1.2.3.)所以v=t=1804n+3m/s(n=0.1.2.3.)当n=0时，该波的波速最大，vm=60m/s（iii）波从波源传至（12m，0）点所用时间t1=xv=12m12m/s=1s再经过t2=tt1=0.05s，即再经过14t，q位于波峰位置则以此时为计时起点，q为振动方程为y=0.04cos(10t)m点睛：此题要根据机械波的基本特点：简谐横波传播过程中，介质中各个质点振动的周期都等于波源的振动周期，起振方向都与波源的起振方向相同；本章一定要善于画波形图，据波形图分析找各质点的振动关系和距离关系12(1) 沿x轴正方向传播 ； 25 m/s (2) 向下振动【解析】从波的图象可以看出质点的振幅为a20 cm0.2 m如果m通过的路程为x1 m，则经历的时间与周期的比值mx4a114，说明波沿x轴正方向传播；波速为v2=mt2t1=11440.2m/s=25m/s. 从波的图象可以看出，波长为4 m若波沿x轴正方向传播，波传播的距离为x1(n+14)(n0、1、2)，波传播的速度为v1x1t2t15(4n1) m/s(n0、1、2)，波速不可能等于55 m/s，说明波沿x轴负方向传播，质点m向下振动13（i）15h（ii）3s2100+300【解析】（i）由图甲得 1=240km 依题意有t=34t v1=1t s1=v1t1 解得t1=15h （ii）由图像得波的振幅a=20m，波长2=