波的图像(习题)

波的图像波的图像 一 选择题一 选择题 1 关于振动和波的关系 下列说法正确的是 A 如果振源停止振动 在介质中传播的波动也立即停止 B 物体做机械振动 一定产生机械波 C 波的速度即振源的振动速度 D 波在介质中的传播频率与介质性质无关 仅由振源的振动频率决定 2 如图所示为一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图 P 点是介质中的某一点 则 P 点的运动方向 A 向上 B 向下 C 向右 D 向左 3 如图所示 实线为某时刻一横波的图像 虚线是短暂时间间隔 t 后的波的图像 且已知波传 播得很慢 则由图像可判断出 A 波传播速度的大小 B 波的传播方向 C 各质点的速度 D 各质点的振动方向 4 一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图如图所示 a b c d 为介质中四个质 点 此时刻四个质点瞬时速度大小关系是 A va vb vc vd B va vb vd vc C vc vd va vb D va vb vc vd 5 如图所示为一列向右传播的简谐波在传播过程中某一时刻的图像 则 A A 和 C 两质点加速度相同 B 质点 B 沿 y 轴正方向振动 质点 F 沿 y 轴负方向运动 C 质点 A E 的加速度相同 D 质点 D 沿 y 轴负方向运动 6 一列简谐横波沿 x 轴正向传播 某时刻的图像如图所示 坐标为 3 0 的质点 经过周 1 4 期后该质点的坐标是 A 3 2 B 4 2 C 4 2 D 3 0 7 一列简谐横波某时刻的波形如图所示 波源的平衡位置坐标为 x 0 当波源质点处于其平衡 位置且向下运动时 介质中平衡位置坐标 x 3 m 的质点所处位置及运动情况是 A 在其平衡位置且向上运动 B 在其平衡位置且向下运动 C 在正向最大位移处 速度为零 D 在负向最大位移处 速度为零 8 一列简谐横波某时刻波形图如图所示 a 为介质中的一个质点 由图像可知 A 质点 a 的加速度方向一定沿 y 轴负向 B 质点 a 的速度方向一定沿 轴负向 C 经半个周期质点 a 的位移一定为负值 D 经半个周期质点 a 通过的路程一定为 2A 9 一列横波某时刻的波形如图所示 经过 0 25 s 图中 P 点第一次到达波峰的位置 此后再经 0 75 s P 点的位移和速度可能是 A 位移是 2 cm 速度为零 B 位移是零 速度方向沿 y 的方向 C 位移是 2 cm 速度为零 D 位移是零 速度方向沿 y 的方向 10 图 a 所示为一列简谐波在某时刻的波形图 图 b 表示传播该波的介质中某一质点在此 后的一段时间内的振动图像 则 A 若波沿 x 轴正方向传播 则图 b 为质点 a 的振动图像 B 若波沿 x 轴正方向传播 则图 b 为质点 b 的振动图像 C 若波沿 x 轴负方向传播 则图 b 为质点 c 的振动图像 D 若波沿 x 轴负方向传播 则图 b 为质点 d 的振动图像 二 填空题二 填空题 11 一列横波在向右传播过程中 a 和 b 两个质点在某一时刻处于如图所示的位置 其中 b 在平 衡位置 a 在最大位移处 在波的传播方向上 a b 两质点相距 35cm 且大于一个波长而小于两个 波长 则该波波长可能为 画出相应波形图 12 一列波的波速为 0 5m s 某时刻的波形图如图所示 经过一段时间 小于一个周期 后波 形如细线所示 这段时间可能是 s 或 s 三 解答题三 解答题 13 如图所示为一列沿 x 轴正向传播的横波在某时刻的波形 则 1 波形图上 a b c 三点的加速度哪个最大 加速度的大小与波的传播方向是否有关 2 a b c 三个质点下一小段时间做什么运动 14 如图所示为某简谐横波在 t 0 时刻的波形图 1 若 b 点向上运动 则该波向哪个方向传播 f 点向哪个方向振动 2 若波向右传播 请画出 c 点的振动图像 3 a b c d e f g h 几点中 动能最大的质点是 15 如图所示 甲为某一列波在 t 1 0 s 时的图像 乙为参与该波动 P 质点的振动图像 波速为 4 m s 1 说出两图中 AA 的意义 2 说出图甲中 OA B 图线的意义 3 在图甲中画出再经 3 5 s 时的波形图 4 求再经过 3 5 s 时 P 质点的路程 s 和位移 16 一列简谐波在 t 时刻的波形图如图所示 波沿 x 轴正方向传播 且波速为 2 m s 在图中分 别画出 t 3 s 和 t 3 s 两个时刻的波的图像 17 一列简谐波在 x 轴上传播 波的振动周期为 0 4 s 已知 t 0 时刻的波形图如图所示 图中 M 处的质点此时正经过平衡位置沿 y 轴正方向运动 画出 t 0 5 s 时的波形图 答案与解析 一 选择题一 选择题 1 答案 D 解析 机械振动在介质中的传播形成机械波 振源停止振动 其他振动的质点仍然引起相邻质 点的振动 即波继续在介质中传播 所以 A B 两项错误 机械波在介质中的传播速度 由介质本身 性质决定 与振源振动速度无关 所以 C 项错误 在波动中各质点振动的周期 频率是相同的 都 等于波源的周期 频率 D 项正确 2 答案 A 解析 由于波向右传播 因而左边的点先振 右边的点后振 在 P 点右侧附近找一点 N 则 N 点振动比 P 要晚 即 P N 均向上运动 若假设 P N 向下运动 则 N 比 P 先振 波向左传播 因 而 A 项正确 3 答案 B D 解析 据题意 由于 t 很小 而且波传播得很慢 因而波传播了很小的距离 即波向右传播 只要确定了传播方向 那么各质点的振动方向就完全确定 但由于 s t 未知 因而不确定 s v t B D 两项正确 A C 两项错误 4 答案 C 解析 由于简谐波中各质点都在做简谐运动 而且 a b 均在最大位移处 因而 va vb 0 c 在 平衡位置 速度最大 vd 0 则有 vc vd va vb 0 5 答案 C D 解析 质点 A E 位移相同 即回复力相同 加速度相同 质点 A C 位移大小相等 方向相 反 其加速度大小相等 方向相反 波向右传播 质点 D 沿 y 轴负方向运动 质点 B F 沿 y 轴正方 向运动 6 答案 A 7 答案 D 解析 由波的图像可知 波源在坐标原点 即 x 0 处 则当其振动形成的机械波 沿 x 轴正向 传播 某时刻的波的图像如题中所示 表示此时刻波源正在平衡位置 向上振动 所以再经半个周期 x 0 处的质点再回到平衡位置向下振动 而 x 3 m 处的质点也由正向最大位移处到达负向最大位移处 速度为零 故 D 项正确 8 答案 A C D 解析 介质中任何一个质点都在做简谐运动 所以 a 质点此时位移为正值 则加速度一定沿 y 轴负向 经半个周期 a 质点运动到 x 轴下方 即位移为负值 半个周期任何做简谐运动的质点 通 过的路程为 2A 故 A C D 三项正确 9 答案 B D 解析 此列波没有给出传播方向 因而可能向左也可能向右传播 P 点在平衡位置附近振动 由此入手确定 0 75 s 后的位移和速度 如果此波向左传播 此时 P 点运动方向向上 经 0 25 s P 点第一次到达波峰 此时经过 1 4 T 此后再经 0 75 s 即 P 点到达平衡位置并向上运动 故 B 正确 如果此波向右传播 此时 P 点 3 4 T 向下运动 经 0 25 s P 点第一次到达波峰 此时经 此后再经 0 75 s 即 3 个后 P 点到达 3 4 T 3 4 T 平衡位置并向下运动 故 D 正确 10 答案 B D 解析 由题图 a 知 此时刻质点 a c 处在最大位移处 因此从此时刻起质点 a c 的振动 图像应是余弦图像 由此排除了选项 A C 若波向 x 轴正方向传播 由波的微平移法可知质点 b 此 时刻向上振动 同理 若波向 x 轴负方向传播 则质点 d 此时刻也向上振动 故选项 B D 正确 二 填空题二 填空题 11 答案 20cm 或 280cm 12 答案 1 3 三 解答题三 解答题 13 答案 见解析 解析 1 b 点 无关 2 a 点向下做加速运动 b 点向上做加速运动 c 点向上做减速 运动 14 答案 见解析 解析 1 由 左行波 左向上 可知波向左传播 则可知 f 点向下振动 2 若波向右传播 则 t 0 时刻 c 质点在平衡位置 且向下振动 其振动图像如图所示 3 在平衡位置的质点动能最大 即 c g 两质点动能最大 15 答案 见解析 解析 1 依题意可知 甲图中的 AA 表示处于 A 处质点的振幅 乙图中的 AA 表示 P 质 点的振幅 2 甲图中 OA B 图线表示 0 到 B 之间所有质点在 1 0 s 时的位移情况 3 传播距离 x v t 4 3 5 m 14 m 3 1 2 4 m 所以只需将波形向 x 轴负方向平移 2 m 即可 如图所示 4 求路程 因为 3 5 7 21 2 t n T 所以路程 s 2An 2 0 2 7 m 2 8 m 求位移 由于波动的重复性 经历时间为周期的整数倍时 位移不变 所以只需考查从图示时刻 P 质点经 T 2 时的位移即可 由题图可知 P 质点经 T 2 时的位