物理（教科版选修34）练习活页作业（七）波的图像

活页作业(七)波的图像第1课时知识点一波的图像及应用1．(多选)如图所示为一列横波在某时刻的波形，已知质点f在此时的运动方向向下，那么下列说法正确的是()A．波向左传播B．质点c比b先回到平衡位置C．质点c和f的振幅相同D．质点c在此时刻的加速度为零解析：由波的传播特点知，当质点f向下运动时，波由右向左传播，选项A正确；质点c已到达最大位移处，之后c将移向平衡位置，而质点b却往正向最大位置处移动，因此质点c比b先回到平衡位置，选项B正确；尽管此时c、f的位置不同，但它们的振幅是相同的，选项C正确；质点c此时处在最大位移处，加速度最大，选项D错误．答案：ABC2.(多选)简谐横波某时刻的波形图如图所示，由此图可知()A．若质点a向下运动，则波是从左向右传播的B．若质点b向上运动，则波是从左向右传播的C．若波从右向左传播，则质点c向下运动D．若波从右向左传播，则质点d向上运动解析：方法一：“特殊点法”若质点a向下运动，则质点a是由其右侧邻近质点带动的，波源位于右侧，波向左传播，故选项A错误，同理，选项B正确；若波从右向左传播，则质点c、d均应由其右侧邻近质点带动，其右侧质点位于c、d上方．所以，质点c、d均向上运动，故选项C错误，选项D正确．方法二：“微平移法”若质点a向下运动，下一时刻a的位移比此刻位移略小，则下一时刻波形如图中虚线所示，可见波从右向左传播，选项A错误，同理可判定选项B正确；若波从右向左传播，虚线波就可看成下一时刻的波形，由图可见质点c、d均向上运动，故选项C错误，选项D正确．答案：BD3．如图所示，是一简谐横波在某一时刻的波形图，波沿x轴正方向传播，则图中a、b、c、d四个质点中，速度为＋y方向、加速度为－y方向的是()A．a B．bC．c D．d解析：由题知波沿x轴正方向传播，则振动速度为＋y方向的点有c、d，而d点的加速度为＋y方向，c点的加速度为－y方向，故选项C正确．答案：C4．一列简谐横波向x轴正方向传播，如图所示是某时刻波的图像，下列说法不正确的是()A．各质点的振幅均为2B．a、c质点的振动方向相同C．此时b质点具有正向最大速度D．此时d质点具有正向最大加速度解析：因介质中各质点的振幅都相同，故选项A正确；由“上下坡”法可判断a质点向下运动，b、c两质点向上运动．d质点速度为零，但加速度最大，故选项C、D正确，选项B错误．答案：B5．如图所示，实线为简谐波在t时刻的图像，虚线为简谐波又经Δt时间后的图像，则下列说法正确的是()A．这列简谐波一定沿x轴正方向传播B．这列简谐波一定沿x轴负方向传播C．实线上的质点a经Δt时间后位于虚线上a1位置D．实线上的质点a经Δt时间后位于虚线上a2位置解析：错解的原因是误认为波的传播方向总沿x轴正方向，且误认为O是波源．实际上，由题意无法确定波的具体传播方向，因此选项A、B错误；波在传播过程中质点只在平衡位置附近振动，并不随波迁移，所以选项C错误，选项D正确．答案：D6．(多选)如图所示，下列说法正确的是()A．此列波中各质点的振幅是0.1B．x＝15cmC．若A的速度沿y轴正方向，则B的速度亦沿y轴正方向D．A的加速度沿y轴的负方向，而B、C的加速度沿y轴的正方向解析：从波的图像上可以直接读出振幅、某质点的位移，判定运动方向．答案：ACD知识点二振动图像和波动图像的区别与联系7．(多选)关于振动图像和波的图像，下列说法正确的是()A．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传播方向上各个质点在空间的分布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形状，波的图像其图线实质是某一时刻各个质点的连线形状解析：答案：ABC8．一列简谐横波沿x轴负方向传播，如图(a)是t＝1s时的波形图像，图(b)是波中某振动质点位移随时间变化的振动图像(两图用同一时间起点)．(1)图(b)可能是图(a)中哪个质点的振动图像()A．x＝0处的质点 B．x＝1C．x＝2m处的质点 D．x＝(2)若波沿x轴正方向传播，则图(b)可能是图(a)中哪个质点的振动图像()A．x＝0处的质点 B．x＝1C．x＝2m处的质点 D．x＝(3)设波沿x轴负方向传播，画出x＝3m解析：(1)当t＝1s时，由图(b)振动图像可知，质点在t＝1s时在平衡位置，正要沿y轴负方向运动，由图(a)波动图像向x轴负方向传播及题中所给选项可判断x=0处质点在平衡位置，正沿y轴负方向运动．(2)由图(a)波动图像向x轴正方向传播可判断x＝2m处的质点在平衡位置，正沿y(3)在t＝1s时，x＝3m答案：(1)A(2)C(3)如图所示．第2课时知识点机械波的多解问题1．在介质中有一沿水平方向传播的简谐横波．一质点由平衡位置竖直向上运动，经0.1s到达最大位移处，则这列波的周期可能是()A．0.2s B．0.1sC．0.4s D．无法确定解析：质点由平衡位置竖直向上运动的时间t＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(1,4)))T，故T＝eq\f(0.4,4n＋1)s(n＝0,1,2…)，由此可知T＝0.4s是可能的．答案：C2．(多选)一列横波在某时刻的波形图如图中实线所示，经2×10－2s后的波形图如图中虚线所示，则该波的波速v和频率f可能是()A．v为5m/s B．v为C．f为50Hz D．f为37.5Hz解析：由两时刻的波形图可以直接读出：若波向右传播，波传播的最小距离为0.1m；若波向左传播，波传播的最小距离为0.3m．s右＝(nλ＋0.1)m＝(0.4n＋0.1)m(n＝0,1,2…)s左＝(nλ＋0.3)m＝(0.4n＋0.3)m(n＝0,1,2…)向右、向左传播对应的周期分别为T右、T左，则Δt＝2×10－2s＝nT右＋eq\f(1,4)T右(n＝0,1,2…)或Δt＝nT左＋eq\f(3,4)T左(n＝0,1,2…)由v＝eq\f(s,t)得v右＝eq\f(s右,Δt)＝(20n＋5)m/s(n＝0,1,2…)v左＝eq\f(s左,Δt)＝(20n＋15)m/s(n＝0,1,2…)由f＝eq\f(1,T)得f右＝(50n＋12.5)Hz(n＝0,1,2…)f左＝(50n＋37.5)Hz(n＝0,1,2…)令n取不同的值可得选项A、B、D正确．答案：ABD3．(多选)一列简谐横波沿直线传播，该直线上的a、b两点相距4.42m．如图中实、虚两条曲线分别表示平衡位置在a、b两点处质点的振动曲线．A．此列波的频率一定是10HzB．此列波的波长一定是0.1C．此列波的传播速度可能是34D．a点一定比b点距波源近解析：本题考查根据在波传播方向上两个质点的振动图像分析此波传播的波速和波长．由振动图像可知，振动周期为0.1s，故此列波的频率一定是10Hz，A正确；由Δt＝nT＋0.03＝(n＋0.3)T，n＝0、1、2…，因为波速为v＝eq\f(Δs,Δt)＝eq\f(4.42,n＋0.3×0.1)m/s，当n＝1时，波速为34m/s，故C正确；λ＝eq\f(v,f)＝eq\f(4.42,n＋0.3)m，由图不能断定波长一定是0.1m，也无法确定哪一点距波源近一些，故B、D错．答案：AC4．如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t＝0时刻的波形图，虚线是这列波在t＝0.2s时刻的波形图．已知该波的波速是0.8m/s，A．这列波的波长是14B．这列波的周期是0.125sC．这列波可能是沿x轴正方向传播的D．t＝0时，x＝4cm处的质点速度沿解析：本题考查根据两个不同时刻的波形图分析波的传播特征．从图可分析出，波长为12cm，周期为0.15s，故A、B错；此波在t＝0.2s内传播的距离为x＝υt＝0.16m＝16cm，可分析此波沿x轴负方向传播，C错；由波的传播方向知，在图示时刻，x＝4答案：D5．如图所示，实线和虚线分别为某种波在t时刻和t＋Δt时刻的波形曲线．B和C是横坐标分别为d和3d的两个质点，下列说法中正确的是()A．任一时刻，如果质点B向上运动，则质点C一定向下运动B．任一时刻，如果质点B速度为零，则质点C的速度也为零C．如果波是向右传播的，则波的周期可能为eq\f(6,7)ΔtD．如果波是向左传播的，则波的周期可能为eq\f(6,13)Δt解析：本题考查根据两个不同时刻的波形图分析波的传播特征，注意分析波传播的双向性．根据图示看出此波的波长为λ＝3d，由于B和C的间距为2d＝eq\f(2,3)λ，故A、B错；如果波是向右传播的，v＝eq\f(nλ＋\f(d,2),Δt)，由λ＝vT，得T＝eq\f(λΔt,nλ＋\f(d,2))，当n＝1时，T＝eq\f(6,7)Δt，故C对；如果波是向左传播的，同理得，T＝eq\f(λΔt,nλ＋\f(5d,2))，当n＝1时，T＝eq\f(6,11)Δt，D错．答案：C6．(多选)甲、乙两只小船停在湖面上，相距80m．当甲在波峰时，乙恰在平衡位置，过20s再观察，甲在波谷，乙仍在平衡位置，A．水波波长最大可能是320m B．水波波长可能是eq\f(64,3)mC．水波的频率最小是eq\f(1,40)Hz D．水波的波速最大是8m/s解析：甲、乙两船间的距离为Δx＝eq\f(2n＋1λ,4)，则λ＝eq\f(4Δx,2n＋1)＝eq\f(320,2n＋1)m.当n＝0时，λ＝320m，所以A项正确；当n＝7时，λ＝eq\f(64,3)m，B项正确；Δt＝20s＝eq\f(2k＋1T,2)，所以T＝eq\f(40,2k＋1)，f＝eq\f(2k＋1,40)Hz.当k＝0时，f最小＝eq\f(1,40)Hz，C项正确；由v＝fλ可知，D项错误．答案：ABC7．一列简谐波在某时刻的图像如图所示，波沿x轴方向传播，经Δt＝0.7s，质点b第二次出现在波峰上，求此波的传播速度．解析：当波沿x轴正向传播时，此刻b点沿＋y方向运动，经eq\f(5,4)T第二次到达波峰，所以有：eq\f(5,4)T＝0.7s，T＝0.56s，所以波速为v＝eq\f(λ,T)＝7.1m/s.当波沿x轴负向传播时，此刻b点沿－y方向运动，经eq\f(7,4)T第二次到达波峰，所以有：eq\f(7,4)T＝0.7s，T＝0.4s，所以波速为v＝eq\f(λ,T)＝10m/s.答案：沿x轴正向传播时为7.1m/s，沿x轴负向传播时为8．如图所示，实线是某时刻的波的图像，虚线是0.2s后的波的图像．(1)若波向左传播，求它传播的最小距离．(2)若波向右传播，求它的最大周期．(3)若波速为35m/s，解析：(1)波向左传播时传播的距离为Δx＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(3,4)))λ＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(3,