学鲁科版选修34 2.1波的形成和描述 作业（4）.docx

2017-2018学年度鲁科版选修3-4 2.1波的形成和描述 作业（4）1一列简谐横波在轴上传播，某时刻波形如图所示，关于波的传播方向与质点、的运动情况，下列叙述正确的是（ ）a. 若波沿轴负方向传播， 将向下运动b. 若波沿轴正方向传播， 运动的速度将减小c. 若比先回到平衡位置，则波沿轴正方向传播d. 若波沿轴正方向传播，再经过半个周期将移到现在的位置2下图为一作简谐振动物体的振动图象，下列说法正确的是（ ）a. 质点振动的振幅是b. 质点振动的频率是c. 质点在位置时，速度最大d. 质点经过位置时，加速度方向为负3如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t0时的波形图，已知波的周期为t，在时，下列说法正确的是a. x2cm处质点的位移最大b. x4cm处质点的速度最大c. x6cm处的质点沿x轴正方向运动到x12cm处d. x8cm处的质点的加速度最大4一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为5.0m/s。某时刻的波形如图所示，下列说法正确的是a. 这列波的周期为4.0sb. 这列波的振幅为8cmc. 此时x = 2m处的质点速度最大d. 此时x = 3m处的质点沿y轴负方向运动5在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的个质点，相邻两质点的距离均为，如图（）所示 列横波沿该直线向右传播， 时到达质点，质点开始向下运动，经过时间第一次出现如图（）所示的波形下列说法正确的是（ ）a. 周期为，波长为b. 周期为，波长为c. 周期为，波速为d. 周期为，波速为6一列简请横波沿x轴传播，图甲为在时刻的形图象，p、q为介质中和处的两质点，图乙为某质点的振动图象，由图象可知，下列说法中正确的是（ ）a. 该简谐横波一定沿x轴正向传播，速度大小为lm/sb. 图乙不可能是质点p的振动图象c. 时刻，质点p的速度一定最大，且一定沿y轴负方向d. 时刻，质点q的速度一定最大，且一定沿y轴负方向7一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0.1s时刻的波形如图甲所示，a、b是波上的两个质点，图乙是其中某一点的振动图象。下列说法正确的是a. 图乙是a质点的振动图象b. 该波的传播速度v=20m/sc. t=0时刻a质点的速度沿y轴负方向d. t=0.25s时a、b两质点加速度均为最大且方向相反8一列简谐横波在某介质中沿直线由a点向b点传播，a、b两点的平衡位置相距2.5 m，如图所示，图中实线表示a点的振动图象，图中虚线表示b点的振动图象，则下列说法正确的是()a. 质点a的振动方程为y2sin (10t) cmb. 从0时刻起经过0.40 s，质点a、b运动的路程均为16 cmc. 在t0.45 s时质点b又回到平衡位置d. 在0.10.15 s内，质点b向y轴负方向运动，做加速度逐渐变大的减速运动9如图所示，为一列简谐横波某时刻的波形图，介质中有p、q、m三个质点，此时的纵坐标分别为yp2 m，yq2 cm.下列说法正确的是()a. p、q两质点的速度方向总是相同b. q、m两质点的加速度总是相同c. p、m两质点的速度总是大小相等、方向相反d. 在任何相等时间内，p、m两质点通过的路程总相等10如图是某绳波形成过程的示意图，1、2、3、4为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端。t = 0时质点1开始竖直向上运动，经过四分之一周期，质点5开始运动。下列判断正确的是（ ）a. 时质点5的运动方向向下b. 时质点8的加速度方向向下c. 时质点12的运动方向向下d. 时质点17开始运动11平衡位置位于原点o的波源发出的简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播，p、q为x轴上的两个点(均位于x轴正向)，p与o的距离为35 cm，此距离介于一倍波长与二倍波长之间。已知波源自t0时由平衡位置开始向上振动，周期t1 s，振幅a5 cm。当波传到p点时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过5 s，平衡位置在q处的质点第一次处于波峰位置。求：(i)p、q间的距离；(ii)从t0开始到平衡位置在q处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过的路程。12如图所示是一列沿x轴负方向传播的机械波图像，实线是t1=0时刻的波形，虚线是t2=1s时刻的波形，求：该列波的周期和波速;从t1时刻起质点p运动至波谷位置的最短时间是多少.13甲、乙两列简谐横波传播速率相同，分别沿x轴负方向和正方向传播，t0时刻两列波的前端刚好分别传播到a点和b点，如图所示，已知甲波的频率为5hz，求：（i）t0时刻之前，平衡位置在x轴上c处的质点已经振动的时间；（）以t0时刻为记时零点，在之后的0.9s内，x=0处的质点位移为+6cm的时刻。14如图所示，1、2、3、4、5为均匀介质中质点的平衡位置，间隔为a=2cm.沿x轴成一条直线排列；t=0时，质点1开始竖直向下振动，激起的正弦波向右传播;到t=2s时，从第2个质点到第4个质点，均完成了4次全振动，但均未完成5次全振动，此时刻波形如图实线所示，第2个质点在波峰，第4个质点在波谷。求：质点振动的周期及这列波的波速。从t=2s时起，经过多长时间，从第2个质点到第4个质点区间出现图中虚线波形。15如图所示,一列简谐横波沿x轴正方向传播,在x轴上有p、m、q三点,从波传到x=5m的m点时开始计时,已知t1=0.7s时m点第二次出现波峰。求:这列波传播的速度;从t=0时刻起到t2=1s止,质点q(x=9m)通过的路程。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1a【解析】若波沿轴负方向传播，根据走坡法可得正向下运动，a正确；若波沿轴正方向传播，根据走坡法可得正向平衡位置运动，速度增大，b错误；若比先回到平衡位置，则点正向上运动，运用质点的带动法判断可以知道，波沿轴负方向传播，c错误；在波的传播过程中，每个质点均在各自的平衡位置附近做机械振动，并不随波迁移，d错误2d【解析】a质点振幅为，故a错误；b依据周期公式故频率，故b错误；c在位置处速度为零的，故c错误；d依据牛二定律，质点经过位置时，加速度方向为负，故d正确；故选d。【点睛】由振动图象能直接质点的振幅、周期，还可读出质点的速度、加速度方向等等，求质点的路程，往往根据时间与周期的关系求解。3d【解析】在时，x2cm处质点处在平衡位置向上振动，位移为零，选项a错误；x4cm处质点处在波谷位置，速度为零，选项b错误；机械波传播的过程中，质点不随波迁移，选项c错误；x8cm处的质点处在波峰位置，此时的加速度最大，选项d正确；故选d.4d【解析】从图中可知，故波的周期为，波的振幅为4cm，ab错误；此时x=2m处的质点在波谷，速度为零，加速度最大，c错误；根据走坡法可知x=3m处的质点在平衡位置向下振动，d正确5bc【解析】图乙中质点处于平衡位置且正在向下振动，因此第一次出现图乙波形经过时间，根据图乙读出该波波长，波速，bc正确6bc【解析】a、由甲图得到波长为，由乙图得到周期为 ，故波速： 。时刻，从图乙可知质点位于平衡位置向上运动，但不能确定是波动图象上哪一点的振动图象，所以不能确定波的传播方向， a错误。b、时刻，从图乙可知质点位于平衡位置向上运动，质点p的状态与图乙中质点的状态不符，所以图乙不可能是质点p的振动图象。故b正确；c、时刻，即从时刻再过，质点p向下经过平衡位置，速度一定最大，且一定沿y轴负方向，c正确；d、时刻，即从时刻再过，质点p到达波谷，速度为零，d错误。故选bc。7bd【解析】质点a在0.1s时正通过平衡位置向下振动，质点b在0.1s时通过平衡位置向上振动，而在振动图像中0.1s时质点通过平衡未执行向上振动，故图乙为b质点的振动图像，a错误；从图中可知， ，故，b正确； ，故质点a倒退半个周期正通过平衡位置向上振动，c错误；a、b两质点相距2m为半个波长，为反相点，在t=0.15s时，即经过了，质点a在波谷，b在波峰，加速度均为最大且方向相反，d正确8abd【解析】由图可知，该波的周期为t=0.2s，振幅 a=2cm，则质点a的振动方程为： ，故a正确；时间t=0.4s=2t，所以从0时刻起经过0.40s，质点a、b运动的路程均为s=24a=82cm=16cm，故b正确；由于质点b振动周期为0.2s，所以在t=0.45s时质点b的状态与在t=0.5s时状态相同，位于波峰，故c错误；在0.ls0.15s内，根据y-t图象的斜率等于速度，可知，质点b的速度为负，说明质点b正向y轴负方向运动，位移增大，加速度增大，做加速度逐渐变大的减速运动，故d正确。所以abd正确，c错误。9cd【解析】p、q两点平衡位置间的距离小于半个波长，它们的速度方向不总是相同，故a错误；图示时刻q、m的位移相同，加速度相同，但由于它们此时的速度方向相反，所以加速度不总是相同，故b错误；p、m两点平衡位置间的距离等于半个波长，振动情况总是相反，速度总是大小相等、方向相反，在任何相等时间内，p、m两质点通过的路程总相等，故cd正确。所以cd正确，ab错误。10bd【解析】经过t/4，质点1从平衡位置运动到波峰，由于后一个质点重复前一个质点的振动，由于质点1开始振动时是从平衡位置开始向上振动，故质点5，开始振动时也是由平衡位置开始向上振动。故a错误。振动从质点1传播到质点5经过t/4，质点1和质点5之间的距离为/4质点1到质点8为7/16，所以波从质点1传到质点8所需时间为7t/16，开始时质点8向上振动，故在t/2时质点8已振动了，即质点8在从平衡位置向波峰的运动过程中，根据a=-kx/m，得知加速度方向向下。故b正确。质点1和质点12之间的距离为11t/16，在3t/4时刻，质点12已运动了，开始时质点12向上振动，故在3t/4时刻，质点12的运动方向向上。故c错误。一个周期内振动的距离等于一个波长，则知t=t时质点17开始振动，故d正确。故选bd.点睛：机械波在传播的过程中“后一个质点重复前一个质点的振动”、“一个周期内波传播一个波长的距离，质点通过的路程为4a”，这是解决此类问题的关键所在11(1)pq=133cm (2)s=125cm 【解析】(i)由题意，o、p两点间的距离与波长之间满足op54波速v与波长的关系为vt在t5 s的时间间隔内，波传播的路程为vt。由题意有vtpq4 式中，pq为p、q间的距离联立解得：pq133 cm。(ii)q处的质点第一次处于波峰位置时，波源运动的时间为t1t54t波源从平衡位置开始运动，每经过t4，波源运动的路程为a。由题给条件得t125t4故t1时间内，波源运动的路程为s25a125 cm。12t=44n+3s(n=0,1,2,3.),v=(4n+3)m/s (n=0,1,2,3.) t=13s【解析】解：由题图知，波长=4 m 波沿x轴负方向传播,在t=t2-t1=1 s内传播了x=(n+34)(n=0,1,2,3,) 即t=(n+34)t(n=0,1,2,3,) t=4t4n+3=44n+3(n=0,1,2,3,)波速v=t=(4n+3)m/s(n=0,1,2,3,) t1时刻起质点p运动至波谷位置的最短时间t， 此时对应的周期为t=43 s p运动至波谷位置的最短时间t=14t=13s13（i）0.1s；（ii）0.2s、0.6s【解析】（i） 波速：v甲=甲f甲 ，且v甲=v乙 tc=xbcv乙得质点c已振动时间：tc=0.1s （ii）若要x0处的质点位移为+6 cm，则需两列波的波峰同时到达x0处。甲波的波峰到达x0处的时刻为：t甲=m甲v甲 (m0、1、2、3） 乙波的波峰到达x0处的时刻为：t乙=(n+12)乙v乙 (n0、1、2、3）t甲=t乙解得：m2n+1 n0时，m1，t0.2 s n1时，m3，t0.6 s n2时，m5，t1 s可知：在零时刻之后的0.9 s内，x0处的质点位移为+6 cm的时刻为0.2 s末和0.6 s末14(1)0.2m/s(2) (25n+310)s【解析】（1）t=0，质点1向下振动，向右传播；t=2s，质点2在波峰即t4+34t+4t=2s t=25s 由波形知：2=2a =8cm=0.08m波速v=t=0.2m/s （2）波形由实线至虚线，经历34t故t=34t+nt=(25n+310)s (n=0，1，2，3