人教版选修34 波的图像 第1课时 作业.docx

高中人教版物理选修3-4第十二章 第二节 波的图像 同步测试一、单选题（共7题；共14分）1.某弹簧振子沿x轴的简谐振动图象如图所示，下列描述正确的是（ ）a.t=1s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值b.t=2s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值c.t=3s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零d.t=4s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值2.一列横波在x轴上传播，图甲为t1.0 s时的波动图象，图乙为介质中质点p的振动图象下列说法正确的是()a.质点p在1.0 s内路程为0.4 cmb.质点p在1.0 s内沿x轴负方向移动4 mc.波沿x轴正方向传播，波速为4.0 m/sd.波沿x轴负方向传播，波速为4.0 m/s3.如图所示，是一列简谐横波在某时刻的波形图若此时质点p正处于加速运动过程中，则此时（ ） a.此波沿x轴正向传播b.质点n比质点q先回到平衡位置c.质点n处于减速运动过程中d.质点q和质点n运动情况恰好相反4.周期为2.0s的简谐横波沿x轴传播，该波在某时刻的图象如图所示，此时质点p沿y轴负方向运动，则该波（ ）a.沿x轴正方向传播，波速v=20m/sb.沿x轴正方向传播，波速v=10m/sc.沿x轴负方向传播，波速v=20m/sd.沿x轴负方向传播，波速v=10m/s5.简谐横波某时刻的波形如图所示，p为介质中的一个质点，波沿x轴的正方向传播下列说法正确的是（）a.质点p此时刻的速度沿x轴的正方向b.质点p此时刻的加速度沿x轴的正方向c.再过半个周期时，质点p的位移为负值d.经过一个周期，质点p通过的路程为2a6.关于机械振动和机械波的关系，下列说法 有振动必有波有振动不一定有波 有波必有振动有波不一定有振动其中正确的有（ ） a.b.c.d.7.一列简谐横波沿x轴正方向传播，波速v=4m/s，已知坐标原点（x=0）处质点的振动图象如图所示，在下列4幅图中能够正确表示t=0.25s时波形的图是（ ）a.b.c.d.二、填空题（共3题；共10分）8.一列横波在某时刻的波形如图所示,质点a的振动方向向下,则波的传播方向向_，在这时刻振动方向向上的质点有_，加速度方向向下的质点有_。9.如图所示是一列横波在某一时刻的波形图，波沿x轴正方向传播该时刻a质点运动的方向是_，c质点 运动的方向是_，d质点运动的方向是_再经过，a质点通过的路程是 _cm，质点c的位移_cm. 10.一列横波某时刻的波形如图18所示，经过0.25 s图中p点第一次到达波峰的位置，则再经0.5 s ， p点的位移和速度分别是_，_.三、计算题（共1题；共15分）11.如图所示，实线和虚线分别表示沿 轴传播的一列简谐横波在 和 时刻的波形图，已知在 时刻， 处的质点向 轴正方向运动。（1）判断该波的传播方向； （2）求该波的最小频率； （3）若 ，求该波的波速。 四、解答题（共1题；共5分）12.一列简谐横波在x轴上传播，在t1=0和t2=0.05s时，其波形图分别用如图所示的实线和虚线表示，求：这列波可能具有的波速当波速为280m/s时，波的传播方向如何？以此波速传播时，x=8m处的质点p从平衡位置运动至波谷所需的最短时间是多少？ 五、综合题（共2题；共20分）13.图中实线是一列正弦波在t=0时刻的波形图象，虚线是经过0.2s时的波形图象设该波的周期t大于0.2s（1）如果波是向左传播的，波速是多大？波的周期是多大？ （2）如果波是向右传播的，波速是多大？波的周期是多大？ 14.如图所示，一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图中的实线所示，此时这列波恰好传播到p点，且再经过1.2s，坐标为x=8m的q点开始起振，求：（1）该列波的周期t （2）从t=0时刻到q点第一次达到波峰时，振源o点相对平衡位置的位移y及其所经过的路程s 答案解析部分一、单选题1.【答案】a 【解析】【解答】解：a、t=1s时，振子位于正向最大位移处，振子的速度为零，加速度的方向指向平衡位置，所以加速度为负的最大值，故a正确；b、t=2s时，振子位于平衡位置正在向下运动，振子的速度最大，方向向下，加速度为0，故b错误；c、t=3s时，振子位于负向最大位移处，振子的速度为零，加速度最大，故c错误；d、t=4s时，振子位于平衡位置正在向上运动，振子的速度为正，加速度为0，故d错误故选：a【分析】根据简谐运动的位移图象直接读出质点的位移与时间的关系当物体位移为零时，质点的速度最大，加速度为零；当位移为最大值时，速度为零，加速度最大加速度方向总是与位移方向相反，位移为负值，加速度为正值2.【答案】d 【解析】【分析】：根据甲的波动图象可知，波长为4m，根据乙图的振动图像可知，振动周期为1s，所以波速为4m/s。根据同侧法可以判断，该机械波向负方向传播，即d正确。由于机械波一个全振动内，质点的振动幅度为振幅的4倍，所以路程应该为0.8cm，所以a错。但无论如何，机械波都不会随波迁移，b错。【点评】：本题考查了机械波与机械振动的相互关系，通过两者正好可以分别得到机械波的传播的波长以及周期，从而求解。3.【答案】b 【解析】【解答】解：ab、质点p加速运动，知p向平衡位置振动，即方向向下振动，根据“上下坡法”知，波向左传播，则q点向上振动，n点向上振动，则可知n点直接到达平衡位置，而q点先向下再向下，故n点比q点先回到平衡位置，故a错误，b正确； c、因n点向上振动，此时在向平衡位置移动，速度增大，为加速过程；故c错误；d、波向左传播，根据”带动法“可知，n点和q点均向上运动，运动方向相同，故d错误故选：b【分析】质元p正处于加速运动过程中，知p向下运动，根据振动方向确定出波的传播方向，从而确定出q的振动方向，得知q的运动规律4.【答案】b 【解析】【解答】解：由题，此时p点向y轴负方向运动，根据平移法可知，波形将向右平移，则知，该波沿x轴正方向传播由图读出波长=20m，故波速v= m/s故b正确故选：b【分析】根据p点的速度方向可运用波形平移法判断波的传播方向由图读出波长，由v= 求出波速5.【答案】c 【解析】【解答】解：a、由题图可得，波沿x轴方向传播，p质点在该时刻的运动方向沿y轴正方向运动，a不符合题意；b、由题可知，p在x轴上方，但由于加速度a= ，可知加速度的方向向下b不符合题意；c、p质点在该时刻的运动方向沿y轴正方向运动，再过半个周期时，质点p的位置在p的关于x的对称的位置上，位移为负值c符合题意；d、经过一个周期，质点p通过的路程为4ad不符合题意，故答案为：c【分析】根据波的传播方向确定质点的振动方向，从而确定质点的位移如何变化，位移越大，势能越大，则动能越小可以求出速度的变化情况，又,可以求出加速度的变化情况，经过一个周期，质点p通过的路程是4倍振幅。6.【答案】c 【解析】【解答】解：机械波是机械振动在介质中的传播过程，有机械振动若没介质不会形成机械波，有振动不一定有波故错误，正确；机械波是机械振动在介质中的传播过程，有机械波必有机械振动故正确，错误 故选：c【分析】有机械振动才有可能有机械波，波的传播速度与质点振动速度没有直接关系7.【答案】c 【解析】【解答】解：根据坐标原点处的质点振动图象可知：t=0.25s时该点在y轴负方向上且向下振动a、质点处在y轴正方向上且向上振动，故a错误；b、质点处在y轴正方向上，向下振动，故b错误；c、质点处在y轴负方向，向下振动，故c正确；d、质点处在y轴负方向，向上振动，故d错误故选c【分析】根据振动图象判定出t=0.25s时坐标原点处的质点位置和振动方向，利用排除法即可完成该题二、填空题8.【答案】x轴负方向；c、d、e；e 【解析】【解答】由“特殊点法”或“微平移法”可知波沿x轴负方向传播;根据波的形成过程中质点的带动特点,即都是由靠近波源的临近 的质点来带动。所以,可以判断a、b、c、d、e质点的振动方向分别是:向下、向下、向上、向上、向上。所以,向上的质点是c、d、e;位移为正时,加速度为负,即加速度向下的质点是e。【分析】波的形成和传播原理与质点振动方向的应用(1)波的传播方向和质点的振动方向的互判问题是本节也是本章的重点问题,方法有很多,如“上下坡法”“同侧法”“微平移法”等。(2)虽然方法多种多样,但是波的形成和传播原理是根本,方法是规律,理解了原理、知道方法的依据、记住了方法能够使解题过程更简单、更快捷。9.【答案】向上；向下；向下；4；0 【解析】【解答】(1)由于波沿x轴正方向传播，a点在“下坡区”，所以向上运动；c、d两点均在“上坡区”，所以c、d两点都向下运动(2)再经过 ，a质点又回到平衡位置，所以a质点通过的路程为4 cm，c质点也回到平衡位置，其位移为0。【分析】简谐运动的各质点的这幅是相同的，由平移法可得知绳上各质点的振动方向，有位移的方向可知加速度的方向；根据振动方向可得知回到平衡位置的时间长短。10.【答案】2 cm；0 【解析】【解答】因为波的传播方向未知，所以 或 ，再经 ，即半个周期或一个半周期，位移为2 cm ， 速度为零。分析出0.25 s为 或 是处理本题的关键。【分析】根据题意可知，经过0.25s，图中p点第1次到达波峰位置，要分两种情况：波向左传播与向右传播因此从而确定波传播的周期，再经过0.5s根据波的传播方向来确定p点的位移和速度情况。三、计算题11.【答案】（1）解：已知在 时刻， 处的质点向 轴正方向运动，波形向右平移，所以该波向右传播答：该波向右传播；（2）解：由图得： ，得： 解得：频率的通项为 当 ， 为最小频率答：该波的最小频率为 ；（3）解：当 时，上题中： ，则波速为： 答：该波的波速为 【解析】【分析】横波的图象；波长、频率和波速的关系；本题是多解问题，关键是会通过波形微平移得到各个质点的振动方向，然后由图象得到周期的通项，最后求解传播速度。四、解答题12.【答案】解：由对波形图分析可知，该波波长 =8 m若波沿 x 轴正向传播，则有：x1=n+ =（8n+2）=v1t （n=0、1、2、3 ）所以：v1=（8n+2） =（8n+2） =（40+160 n） m/s若波沿 x 轴负向传播，则有：x2=n+ =（8n+6）=v2t （n=0、1、2、3 ）所以：v2=（8n+6） =（8n+6） =（120+160 n） m/s于是得到波速 v 的通式为：v=（40+80 k） m/s当 k=0、2、4 时，波沿x轴正向传播当 k=1、3、5 时，波沿x轴负向传播当波速为 280 m/s时，则有：280=40+80 k解得：k=3 故波沿x 方向传播因为：v= 所以：t= = s= sp 质点第一次达到波谷的所历时间为：t= t= = =2.1102 s答：这列波可能具有的波速v=（40+80 k） m/s当 k=0、2、4 时，波沿x轴正向传播当 k=1、3、5 时，波沿x轴负向传播当波速为 280m/s时，波沿x 方向传播 此时图中质点p从图中位置运动至波谷所需的最短时间是2.1102 s 【解析】【分析】本题关键要抓住波的周期性和双向性，根据波形的平移法确定波传播距离与波长的关系。五、综合题13.【答案】（1）解：已知该波的周期大于0.2s，即该波传播的时间0.2s小于一个周期，而波在一个周期内传播的距离是一个波长，所以该波在0.2s内传播距离的距离小于一个波长若波向左传播，从图可以看出波传播的距离为：x=3m，则波速的大小为： v1= = m/s=15m/s周期为 t1= = s0.27s（2）解：若波是向右传播，波传播的距离为：x=1m，则波速的大小为：v2= = m/s=5m/s周期为 t2= = s=0.8s 【解析】【分析】该波的周期t大于0.2s，则该波在0.2s内传播的距离小于一个波长由图得到波传播的距离x，再由公式v= 求波速，读出波长，再由波速公式求周期14.【答案】（1）解：波速 v= m/s=5m/s由v= 得：t= = s=0.4s答