2024-2025学年高中物理第十二章第2节波的图象练习含解析新人教版选修3-4

PAGE6-波的图象[随堂检测]1．(多选)关于振动图象和波的图象，下列说法正确的是()A．波的图象反映的是许多质点在同一时刻的位移B．通过波的图象可以找出任一质点在任一时刻的位移C．它们的横坐标都表示时间D．它们的纵坐标都表示质点的位移解析：选AD.波的图象反映的是沿波的传播方向上各个质点在某一时刻的位移，A正确，B错误；波的图象的横坐标表示的是振动质点的平衡位置坐标，C错误；波的图象和振动图象的纵坐标都表示质点的位移，D正确．2.如图所示是一列简谐波在某一时刻的波形图，则()A．只有B、D有相同振幅B．只有A、F有相同振幅C．只有A、C、F有相同的振幅D．全部各质点的振幅都相同解析：选D.波传播过程中，各质点的振动过程是对波源振动的重复，所以振幅都相同．3.如图所示为一波形图，波沿x轴负方向传播，就标明的质点而言，此时速度方向为正、加速度方向为负的质点是()A．P B．QC．R D．S解析：选D.各质点的速度方向由带动法推断，只有R、S两质点速度向上；加速度的方向由位移正负确定，P、S两质点位移为正，加速度方向为负，只有S点符合以上两个条件，D正确．4．(多选)如图所示为一列向右传播的简谐横波(周期为T)在某个时刻的波形，由图象可知()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eq\f(T,2)通过的路程是4cm，偏离平衡位置的位移是4cm解析：选AC.由波形知，质点b在平衡位置，所以，其位移此时为零，选项A正确；因波向右传播，波源在左侧，由质点振动方向与波的传播方向的关系可知质点b此时向＋y方向运动，选项B错误；简谐波在传播过程中，介质中各质点的振幅相同，所以，质点d的振幅是2cm，选项C正确；再经过eq\f(T,2)的时间，质点a将运动到负向最大位移处，故选项D错误．5．一简谐横波沿x轴正向传播，图甲是t＝0时刻的波形图，图乙是介质中某质点的振动图象，则该质点的x坐标值合理的是()A．0.5m B．1.5mC．2.5m D．3.5m解析：选C.由y－t图象知，t＝0时质点位移为负值，且向y轴负方向运动，由y－x图象知，x＝0.5m和x＝3.5m处的质点此时刻位移为正值，故A、D错误；由传播方向与振动方向关系可判定，x＝1.5m的质点向y轴正方向运动，x＝2.5m处质点向y轴负方向运动，故C正确，B错误．[课时作业][学生用书P99(单独成册)]一、单项选择题1.一列简谐横波沿x轴传播，某时刻的波形如图所示，质点a、b均处于平衡位置，质点a正向上运动．则下列说法正确的是()A．波沿x轴负方向传播B．该时刻质点b正向上运动C．该时刻质点a、b的速度相同D．质点a、b的振动周期相同解析：选D.由于质点a向上运动，因此波向右传播，A错误；此时质点b向下运动，B错误；此时a、b两质点速度大小相等，但方向相反，因此C错误；质点a、b的振动周期都等于波源的振动周期，因此振动周期相等，D正确．2.如图为某时刻简谐横波的图象，波的传播方向沿x轴正方向，下列说法正确的是()A．质点A、D的振幅不相等B．质点B、E的速度大小和方向都相同C．质点D正沿y轴负方向运动D．质点C、F的加速度为零解析：选C.振幅是质点离开平衡位置的最大位移，故质点A、D的振幅相等，选项A错误；质点B、E的速度大小相同，但是方向相反，选项B错误；由“同侧法”可知，质点D正沿y轴负方向运动，选项C正确；质点C、F离开平衡位置的位移最大，回复力最大，故质点的加速度最大，选项D错误．3．一列横波沿x轴正向传播，某时刻的图象如图所示，坐标为(3，0)的质点，经过eq\f(1,4)周期后该质点的坐标是()A．(3，2) B．(4，2)C．(4，－2) D．(3，0)解析：选A.由题意可知，波沿x轴正向传播，则坐标为(3，0)的质点的振动方向沿y轴正向，经eq\f(1,4)周期后到达正向最大位移处，即坐标为(3，2)．4．平衡位置处于坐标原点的波源S在y轴上振动，产生频率为50Hz的简谐横波向x轴正、负两个方向传播，波速均为100m/s.平衡位置在x轴上的P、Q两个质点随波源振动着，P、Q的x轴坐标分别为xP＝3.5m、xQ＝－3m．当S位移为负且向－y方向运动时，P、Q两质点的()A．位移方向相同、速度方向相反B．位移方向相同、速度方向相同C．位移方向相反、速度方向相反D．位移方向相反、速度方向相同解析：选D.由题可知，波动周期为T＝eq\f(1,f)＝eq\f(1,50)s＝0.02s，波长λ＝vT＝2m，则xSQ＝3m＝1eq\f(1,2)λ，因此Q质点与S质点的振动完全相反，当S质点位移为负，且向－y方向运动时，Q质点的位移为正，且向＋y方向运动，两质点位移大小相等；xSP＝3.5m＝1eq\f(3,4)λ，则P质点的位移也肯定为负，但沿＋y方向运动，位移大小与S质点的位移不肯定相等，因此P质点和Q质点的位移方向相反，速度方向相同，D项正确，A、B、C项错误．5.振源A带动细绳上各点上下做简谐运动，t＝0时刻绳上形成的波形如图所示．规定绳上质点向上运动的方向为x轴的正方向，则P点的振动图象是下列图象中的()解析：选B.由绳上形成的波形可知，P点起先由平衡位置向下振动，故选项B正确． 6．一列横波沿x轴正向传播，a、b、c、d为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置．某时刻的波形如图甲所示，此后，若经过eq\f(3,4)周期起先计时，则图乙描述的是()A．a处质点的振动图象 B．b处质点的振动图象C．c处质点的振动图象 D．d处质点的振动图象解析：选B.由题图甲可以推断经过eq\f(3,4)周期后，质点a处于波谷，质点b处于平衡位置且正向下振动，质点c处于波峰位置，质点d处于平衡位置且正向上振动，可以推断图乙表示由平衡位置向下振动质点即b质点的振动图象，选项B正确．二、多项选择题7．依据图甲、乙所示，分别推断下列说法正确的是()A．甲是振动图象，乙是波动图象B．甲是波动图象，乙是振动图象C．甲中A质点向下振，乙中B时刻质点向上振D．甲中A质点向上振，乙中B时刻质点向下振解析：选BD.甲图表示波动图象，乙图表示振动图象，故A错，B对．对甲图，由传播方向与振动图象的关系知，A点向上振动，对乙图，B时刻向下运动，故C错，D对．8．如图所示，下列说法中正确的是()A．此列波的振幅是0.1mB．x＝15cm处质点的位移是0.1mC．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：选ACD.由图象可知，此波振幅为0.1m，x＝15cm处质点的位移为－0.1m，故A正确，B错误；A的速度沿y轴正方向，则波向右传播，B向上运动，故C正确；各质点的加速度方向均指向平衡位置，故D正确．9．如图所示是一列简谐横波在某一时刻的图象，A、B、C是介质中的三个质点．已知波是沿x轴正方向传播的，下列说法中正确的是()A．质点A此时向y轴负方向振动B．质点A的振幅为零C．质点B此时向y轴正方向运动D．质点C再经过eq\f(T,4)通过平衡位置解析：选CD.沿传播方向介质中各质点振动的振幅均为0.4cm，B错误；波沿x轴正方向传播，质点A此时沿y轴正方向振动，A错误；质点B此时沿y轴正方向振动，C正确；质点C经过t＝eq\f(T,4)时通过平衡位置，D正确．10．一列简谐波某时刻的波形如图甲所示，图乙是该波传播时介质中某质点此后一段时间内的振动图象，则()A．若波沿x轴正方向传播，振动图象为a点的振动图象B．若波沿x轴正方向传播，振动图象为b点的振动图象C．若波沿x轴负方向传播，振动图象为c点的振动图象D．若波沿x轴负方向传播，振动图象为d点的振动图象解析：选BD.由振动图象可知该质点在起始时刻位于平衡位置，并向上运动，故可知质点可能为b点或d点；由“上坡下，下坡上”可知，B、D选项正确．三、非选择题11.一列横波某时刻的波形如图所示，经过0.25s图中x＝15m处的P点第一次到达波峰的位置．若波向左传播，此后再经过0.75s，P点的振动方向是________；若波向右传播，此后再经0.75s，P点的振动方向是________．解析：若波向左传播，此时P点向上运动，第一次到达波峰的位置须要eq\f(1,4)个周期的时间，即0.25s＝eq\f(1,4)T，所以再经0.75s即eq\f(3,4)个周期，P点到达平衡位置并向上运动．若波向右传播，此时P点向下运动，需经eq\f(3,4)个周期第一次到达波峰，即0.25s＝eq\f(3,4)T，所以再经0.75s即2eq\f(1,4)个周期，P点到达平衡位置并向下运动．答案：向上向下12．一列沿着x轴正方向传播的横波，在t＝0时刻的波形如图甲所示．图甲中某质点的振动图象如图乙所示．质点N的振幅是________m，振动周期为_