2019-2020学年高中物理第二章机械波第3节波的图像课时作业(含解析)教科版3-4

学必求其心得，业必贵于专精第3节波的图像[随堂检测]1．（多项选择）关于振动图像和波的图像，以下说法中正确的选项是（）．振动图像研究的是一个质点在振动过程中位移随时间的变化，而波的图像研究的是某一时刻在波的流传方向上各个质点在空间的分布情况B．振动图像的形状不随时间变化，而波的图像的形状随时间而变化C．简谐运动图像和简谐波的图像其形状都是正弦(或余弦）曲线D．振动图像的图线实质是振动质点所经过的路径剖析:选ABC．振动图像和波的图像都是用数学方法来描述物理现象，简谐运动图像和简谐波的图像都是正弦（或余弦)曲线，故C项正确，D项错误．但它们各自表达的物理意义又不相同,振动图像表示的是一个振动质点走开平衡地址的位移与时间的函数关系，而从波的图像(不论横波还是纵波）上能找出这一时刻各个质点所在的空间地址,即在空间的分布情况，故A项正确．因振动图像表示一个质点在各个时刻的位移情况，故不随时间变化，而波的图像表示的是某一时刻各质点在空间的分布情况,不相同时刻,这些质点因振动而-1-学必求其心得，业必贵于专精所处的地址会有所不相同，故波的图像的形状会随时间而变化，B项正确．2．（多项选择）以下列图，画出了一列沿x轴正方向流传的简谐横波在某时刻的波形，由图像可知（）A．质点b此时位移为零B．质点b此时向－y方向运动C．质点d的振幅是2cmD．质点a再经过失误!经过的行程是4cm，偏离平衡地址的位移是4cm剖析：选AC．由波形图可知,质点b在平衡地址,所以其位移此时刻为零，选项A正确；因波沿x轴正方向流传，波源在左侧，在质点b的左侧选一参照点b′，由图知b′在b上方，所以质点b此时向＋y方向运动，选项B错误；简谐波流传过程中，介质中各质点振幅相同，所以质点d的振幅是2cm,选项C正确；再经过失误!的时间，质点a将运动到负向最大位移处，应选项D错误．3．振源A带动细绳振动，某时刻形成的横波波形以下列图，在-2-学必求其心得，业必贵于专精波流传到细绳上一点P时开始计时，则图中能表示P点振动图像的是( )剖析：选C．依照波的流传特点，前边的质点带动后边的质点,后边的质点重复前面的质点振动，由题图可知振源A初始是从平衡地址向下振动的，所以t＝0时刻，质点P应由平衡地址开始向下运动．4．周期为2.0s的简谐横波沿x轴流传,该波在某时刻的图像如图所示，此时质点P沿y轴负方向运动，则该波(）A．沿x轴正方向流传,波速v＝20m/sB．沿x轴正方向流传,波速v＝10m/sC．沿x轴负方向流传,波速v＝20m/sD．沿x轴负方向流传，波速v＝10m/s-3-学必求其心得，业必贵于专精剖析：选B．质点P沿y轴负方向运动，依照振动方向与波的传播方向的关系，可判断该波沿x轴正方向流传．由波的图像可知λ＝20m，依照v＝错误!得波速v＝10m/s.选项B正确．5．以下列图是一列简谐横波在某一时刻的波形图，在A、B、C、D四点中,质点A的振幅是________m，此时动能最大的质点是________，势能最大的质点是________．剖析：简谐波中，各质点都做简谐运动，振幅都相等，处于平衡地址的质点速度最大，动能最大；处于最大位移处的质点速度为零，势能最大．答案：0。03A、CB、D[课时作业]一、单项选择题1.一列波在介质中向某一方向流传，以下列图为此波在某一时刻的波形图，并且此时振动还只发生在M、N之间，已知此波的周期为T，Q质点速度方向在波形图中是向下的,下面说法中正确的选项是( )-4-学必求其心得，业必贵于专精A．波源是M，由波源起振开始计时，P点已经振动时间TB．波源是N,由波源起振开始计时，P点已经振动时间3T/4C．波源是N,由波源起振开始计时，P点已经振动时间T/4D．波源是M,由波源起振开始计时，P点已经振动时间T/4剖析：选C．由于此时Q点向下振动,且Q质点右方周边的质点在Q点下方，则波向左流传，N是波源．振动从N点流传到M点，经过一个周期，又从波源N起振开始计时，需经错误!T，P点才开始起振，故P质点已振动了T/4，选项C正确．2．以下列图，实线为简谐波在时刻t的图像，虚线为简谐波经t时间后的图像，则以下说法中正确的选项是（)A．这列简谐波必然沿x轴正向流传B．这列简谐波必然沿x轴负向流传C．实线上的质点a经过t时间后位于虚线上a1地址D．实线上的质点a经过t时间后位于虚线上a2的地址剖析：选D．题目只说t时间后的波形图,考虑到流传方向的双-5-学必求其心得，业必贵于专精向性，波可能向左流传,也可能向右流传．波流传的是形式,质点在平衡地址振动，不随波迁移，应选D．3．一列沿x轴正方向流传的横波在某时刻的波形如图甲所示,a、b、c、d为介质中沿波的流传方向上4个质点的地址，若从该时刻开始计时，则经过3个周期的振动图像如图乙所示的质点是（)A．a处质点B．b处质点C．c处质点D．d处质点剖析：选C．从题中振动图像乙可知，开始计时时质点从平衡位置向y轴负方向运动，再结合甲给出的四个质点和波形图及流传方向，题图乙所描述的是c质点的运动,C正确．4．一列简谐波沿x轴正方向流传,某时刻波形图如图甲所示,a、b、c、d是波流传方向上的四个振动质点的平衡地址．如再过失误!个周期，其中某质点连续振动的图像如图乙所示,则该质点是（）A．a处质点B．b处质点C．c处质点D．d处质点-6-学必求其心得，业必贵于专精剖析:选D．再过失误!个周期，就相当于再过半个周期,d点又回到平衡地址且向上振动,故D选项正确．5.一质点以坐标原点为中心地址在y轴上做简谐运动，其振动图像以下列图,振动在介质中产生的简谐横波沿x轴正方向流传，波速为1m/s，从t＝0时刻开始经过0.2s后此质点马上停止运动，则再经过0.3s时的波形图是图中的( )剖析:选B．由x＝vt，再经过0.3s流传到0.5m处,故A和D错误，波流传的是形式，应选B．6．简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向流传,波速为v。若某时刻在波的流传方向上,位于平衡地址的两质点a、b相距为s,a、b之间只存在一个波谷，则从该时刻起，以下四幅波形图中质点a最早到达波谷的是（)-7-学必求其心得，业必贵于专精ABCD剖析：选D．依照机械波流传方向与质点振动方向之间的关系可知，A、C选项中的质点a此时刻沿y轴正方向振动，a点要到达波谷最少还需错误!个周期，B、D选项中的质点a此时刻沿y轴负方向振动，只需再经过失误!个周期即可第一次到达波谷．已知a、b两质点间的距离为s,则A选项中λ＝2s,B、C选项中λ＝s，D选项中λ＝错误!s，因波速均为v,则由T＝错误!可知，A选项中a点到达波谷最少用时为错误!T＝错误!·错误!＝错误!·错误!＝错误!,B选项中最少用时为错误!T＝错误!·错误!＝错误!·错误!＝错误!，C选项中最少用时为错误!T＝错误!·错误!＝错误!，D选项中最少用时为错误!T＝错误!·错误!＝错误!·错误!＝错误!，经比较可知，D选项中质点a最早到达波谷．二、多项选择题7．以下列图为一列在均匀介质中沿x轴正方向流传的简谐横波在某时刻的波形图，波速为2m/s.则以下说法正确的选项是（）-8-学必求其心得，业必贵于专精A．质点P此时刻的振动方向沿y轴负方向B．P点振幅比Q点振幅小C．经过t＝4s，质点P将向右搬动8mD．经过t＝4s，质点Q经过的行程是0.4m剖析：选AD．波沿x轴正方向流传,此时刻质点P左侧的质点在其下方，故其振动方向沿y轴负方向,A对；P点振幅与Q点振幅相同，B错；质点不随波迁移，C错；T＝错误!＝2s,所以4s为两个周期，Q经过的行程等于8A＝8×0。05m＝0。4m，D对．8．如图甲所示中的y－x图线表示一列简谐波在沿x轴方向流传时的波形图,若以图乙所示情况为计时起点,那么y－t图线应表示的是（）A．当这列波沿x轴正方向流传时,是表示a质点的振动图像B．当这列波沿x轴负方向流传时，是表示a质点的振动图像C．当这列波沿x轴正方向流传时，是表示b质点的振动图像D．当这列波沿x轴负方向流传时，是表示b质点的振动图像剖析：选AD．依照波的流传方向,确定质点的振动方向，进而画-9-学必求其心得，业必贵于专精出该点的振动图像．若是这列波沿x轴正向流传，a质点应向上运动，b质点应向下运动，这样表示的是a质点的振动图像；若是这列波沿x轴负向流传，a质点向下运动，b质点向上运动,表示的是b质点的振动图像，故A、D正确．9．一简谐横波沿x轴正方向流传，某时刻其波形以下列图．下列说法正确的选项是（）A．由波形图可知该波的波长B．由波形图可知该波的周期C．经错误!周期后质点P运动到Q点D．经错误!周期后质点R的速度变为零剖析：选AD．由波形图能够读出该波的波长，而不能够读出周期，选项A对，B错;介质中的质点不会沿波的流传方向搬动,选项C错；由于此时质点R在平衡地址处,所以经错误!周期后质点R的速度变为零,选项D对．10．一列简谐横波沿x轴正方向流传，在t＝0时刻的波形如图所示．已知这列波此时在x＝3m的质点经过0。1s第一次达y轴-10-学必求其心得，业必贵于专精正向最大位移处，则( )A．这列波的频率是7。5HzB．这列波的波长4mC．x＝8m处的质点再经过0。6s，第一次达波峰处D．x＝1m处的质点在1.0s内经过的行程是20cm剖析：选BCD．由x＝3m的质点经过0。1s第一次达y轴正向最大位移处,得周期为0.4s，所以频率为f＝1/T＝2.5Hz，A错误．由波形图知波长为4m,B正确．波速v＝错误!＝错误!m/s＝10m/s.波峰第一次传到x＝8m地方需时间为t＝错误!＝错误!s＝0.6s，C正确．质点一个周期内经过的行程为4个振幅，所以1。0s内经过的行程为s＝错误!×4A＝错误!×4×2cm＝20cm，D正确．三、非选择题11．以下列图,一根娇嫩的弹性绳子右端固定，左端自由，A、B、C、D为绳上等间隔的点，点间间隔为50cm,现用手拉着绳子的端点A使其上下振动，若A点开始向上，经0。1s第一次达到最大位移，C点恰好开始振动，则-11-学必求其心得，业必贵于专精（1）绳子形成的向右流传的横波速度为多大？(2)从A开始振动，经多长时间J点第一次向下达到最大位移？(3)画出当J点第一次向下达到最大位移时的波形图像．剖析:(1)v＝错误!＝错误!＝10m/s。(2）波由波源传到J需时间t。由t1＝错误!＝错误!s＝0.45s.波刚传到J时，J也向上起振，到负最大位移需t2时间．3由题意得T＝0。4s，则t2＝4T＝0.3s，所以对应总时间t＝t1＋t2＝0.75s.(3）波形图以下列图．答案：（1）10m/s（2)0。75s(3)见解析12．