1、新人教版选择性必修一课后作业第三章机械波波的描述第 1 课时波的图像 一、选择题 1.如图所示,实线为简谐波在时刻 t 的图像,虚线为简谐波又经t 时间后的图像。则下列说法中正 确的是() A.这列简谐波一定沿 x 轴正向传播 B.这列简谐波一定沿 x 轴负向传播 C.实线上的质点 a 经t 时间后位于虚线上 a1位置 D.实线上的质点 a 经t 时间后位于虚线上 a2位置 2.(多选)如图是一列简谐横波某时刻波的图像,Q、P、N 是波的传播方向上的三个质点,此时刻三个 质点到各自平衡位置的距离相等,并且质点 P 正加速运动,则() A.此时刻,质点 Q 正加速运动 B.此时刻,质点 N 正加
2、速运动 C.再过半个周期,质点 Q 正加速运动 D.再过半个周期,质点 N 正加速运动 3.一简谐横波沿 x 轴正方向传播,周期为 T,波长为。若在 x=0 处质点的振动图像如图所示,则该波 在 t=? 2时刻的波形为( ) 4.(多选)一简谐横波在同一介质中沿 x 轴正方向传播。t=0 时的波形图如图甲所示,a、b 是波的传 播方向上的两个质点。图乙是波上某一质点的振动图像,下列说法中正确的是() A.t=0 时质点 a 的速度比质点 b 的小 B.t=0 时质点 a 的加速度比质点 b 的小 C.图乙可以表示质点 a 的振动 D.图乙可以表示质点 b 的振动 5.(多选)如下的四个图中,用
3、水平箭头表示波的传播方向,用竖直箭头表示质点的振动方向,则正确 的波形图是() 6.一列简谐横波沿 x 轴正方向传播,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3 4周期开始计时,则图乙描述的是( ) A.平衡位置在 a 处的质点的振动图像 B.平衡位置在 b 处的质点的振动图像 C.平衡位置在 c 处的质点的振动图像 D.平衡位置在 d 处的质点的振动图像 7.一列横波某时刻的图像如图甲所示,图乙表示介质中某质点从该时刻开始一段时间内的振动图像。 则有() A.若波沿 x 轴的正方向传播,则图乙可能为 K 质点的振动图像 B.若波沿 x
4、轴的正方向传播,则图乙可能为 M 质点的振动图像 C.若图乙为 L 质点的振动图像,则波沿 x 轴的正方向传播 D.若图乙为 N 质点的振动图像,则波沿 x 轴的正方向传播 8.一列向右传播的横波在某时刻的波形图如图所示,其中质点 P、Q 到平衡位置的距离相等。波的周 期为 T,关于 P、Q 两质点,以下说法正确的是() A.该时刻质点 P 的速度在增大 B.该时刻质点 Q 的加速度在减小 C.再经过? 4,两质点到平衡位置的距离仍相等 D.该时刻两质点的速度相同 9.(多选)一列简谐横波沿 x 轴传播,图甲为 t=1 s 时的波形图,N、P、Q 为介质中 x=1 m、x=2 m 和 x=3
5、m 处的三个质点,图乙为某质点的振动图像。由图像可知,下列说法中正确的是() A.该简谐横波一定沿 x 轴正方向传播 B.图乙不可能是质点 P 的振动图像 C.t=2 s 时刻,质点 P 的速度一定最大,且一定沿 y 轴负方向 D.t=3 s 时刻,质点 Q 的加速度一定最大,且一定沿 y 轴负方向 10.介质中坐标原点 O 处的波源在 t=0 时刻开始振动,产生的简谐波沿 x 轴正方向传播,t0时刻传到 L 处,波形图如图所示。下列能描述 x0处质点振动图像的是() 11.(多选)一列波的波源 S 在 O 点做竖直方向、频率为 10 Hz 的简谐运动,t0时刻,向右传播的波形如 图所示,向左
6、传播的波形未画出。下列说法正确的是() A.t0时刻,x=1 m 处的质点运动方向向上 B.t0时刻,x=-2 m 处的质点运动方向向上 C.t0+0.175 s 时刻,x=-1 m 处的质点处在波谷位置 D.t0-0.025 s 时刻,x=1 m 处的质点处在波峰位置 二、非选择题 12. (1)如图所示是一列简谐波沿 x 轴正方向传播的某时刻的波形图,a 在正向最大位移处,b 恰好处 在平衡位置,经过t=? 8的时间,关于 a、b 两个质点所通过的路程的关系,下列说法正确的是( ) A.sa=sbB.sasbD.以上三种情况都有可能 (2)一列横波在某时刻的波形图如图所示,质点 a 的运动
7、方向向下,则波的传播方向向,在此 时刻运动方向向上的质点有,加速度方向向下的质点有。 13.图甲为一列沿 x 轴传播的简谐横波在某时刻的波形图,Q 是平衡位置为 x1=10 cm 的质点,P 是平衡 位置为 x2=17.5 cm 的质点。图乙为 Q 质点从该时刻起的振动图像。 (1)判断波的传播方向; (2)从该时刻起,在哪些时刻质点 Q 会出现在波峰? (3)从该时刻起,P 质点第二次回到平衡位置通过的路程为多少?(结果保留 3 位有效数字) 答案 一、选择题 1.D经t 时间后的波形可能是 t 时刻的波形向右平移(即波向右传播)得到的,也可能是向左平移 (即波向左传播)得到的,根据题意无法
8、判断波的传播方向,A、B 错误;波传播方向上的各质点在其平 衡位置附近振动,并不随波迁移,C 错误,D 正确。 2.BD因为题图所示时刻质点 P 正在加速运动,即向下运动靠近平衡位置,根据“上下坡”法判断可 知波向左传播,此时 Q 向上运动,处于减速状态;N 向上运动,处于加速状态,A 错误,B 正确;再过半个 周期,Q 向下运动,处于减速状态,N 向下运动,处于加速状态,C 错误,D 正确。 3.A由振动图像可知,x=0 处的质点在 t=? 2时刻处在平衡位置,且正在向下运动;该简谐横波沿着 x 轴 正方向传播,根据“上波下,下坡上”的规律可知,只有 A 图中 x=0 处的质点正通过平衡位置
9、向下运 动,符合要求。 4.AD由题图甲可知,t=0 时,质点 a 位于最大位移处,故质点 a 的速度为 0,加速度最大;质点 b 位于 平衡位置,故质点 b 的速度最大,加速度为 0,A 正确,B 错误。由题图乙可知,t=0 时质点在平衡位置 且向下振动,结合题图甲可知,题图乙为质点 b 的振动图像,C 错误,D 正确。 5.BC由“同侧法”可知,表示波的传播方向与质点振动方向的两个箭头在曲线的同侧,正确的是 B、 C 项。 6.B因横波沿 x 轴正向传播,经3 4周期运动到平衡位置的质点为平衡位置在 b、d 处的质点,该时刻平 衡位置在 b 处的质点的运动方向沿 y 轴负方向,平衡位置在
10、d 处的质点的运动方向沿 y 轴正方向,故 题图乙为平衡位置在 b 处的质点的振动图像,选 B。 7.C题图乙所示质点在 t=0 时处在平衡位置向上运动;那么,由题图甲可得,若波沿 x 轴负方向传播, 题图乙与质点 N 振动一致;若波沿 x 轴正方向传播,题图乙和质点 L 振动一致,A、B 错误。若题图乙 为 L 质点的振动图像,则波沿 x 轴的正方向传播,C 正确。若题图乙为 N 质点的振动图像,则波沿 x 轴 的负方向传播,D 错误。 8.C波向右传播,则 P 质点向上运动,可知 P 质点的速度正在减小,A 错误;波向右传播,则 Q 质点向 下运动,可知 Q 质点的加速度正在增大,B 错误
11、;由图可知,P、Q 两质点平衡位置的间距是半个波长, 故 P、Q 的振动情况总是相反,再经过? 4,两质点到平衡位置的距离仍相等,该时刻两质点的速度大小相 等,方向相反,C 正确,D 错误。 关键点拨 明确 P、Q 两质点平衡位置的间距是半个波长,P、Q 的振动情况总是相反。 9.BC根据振动图像可以确定,t=1 s 时质点经平衡位置向 y 轴正方向振动,若图乙是质点 N 的振动 图像,则根据平移法可判断,波向 x 轴负方向传播,A 错误;因为图乙显示 t=1 s 时质点经平衡位置向 y 轴正方向运动,而质点 P 此时正在波峰位置,所以图乙不可能是质点 P 的振动图像,B 正确;根据图 乙可知
12、质点的振动周期 T=4 s,t=1 s 时 P 处于波峰,t=2 s 时刻,P 在平衡位置处速度最大,向 y 轴负 方向运动,C 正确;若波向 x 轴负方向传播,t=3 s 时刻,即经过1 2T,则 Q 到平衡位置向 y 轴正方向运 动,D 错误。 10.C因波沿 x 轴正方向传播,由“上下坡”法可知,t=t0时刻 L 处的质点运动方向向下,可知 x0处 的质点起振方向向下,还可判断 t0时刻 x0处的质点运动方向向下,C 正确,A、B、D 错误。 11.AC由于波源在 O 点处,x 轴正半轴的波向右传播,则将波形图向右微平移,可知 x=1 m 处的质点 向上运动,故 A 正确;t0时刻,x=
13、-2 m 处的质点与 x=2 m 处的质点运动方向相同,运动方向向下,故 B 错误;波的周期为 T=1 ?= 1 10 s=0.1 s,则从 t0到 t0+0.175 s 时刻,经过了 13 4T,x=-1 m 处的质点与 x=1 m 处的质点的位移相同,处于波谷,故 C 正确;t0-0.025 s 时刻在 t0之前1 4T,x=1 m 处的质点处于波谷,故 D 错误。 二、非选择题 12.答案(1)B(2)x 轴负方向c、d、ee 解析(1)根据波的形成和传播规律可知,图中时刻质点 b 正向上运动,在t=? 8时间内,?,因此 sasb,选项 B 对,A、C、D 错。 (2)由“带动法”或“
14、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,可以判断 a、b、c、d、e 质点的运动方向分别是向下、向下、向上、向上、向上,所以,运动方 向向上的质点是 c、d、e;位移为正时,加速度为负,即加速度方向向下的质点是 e。 13.答案(1)沿 x 轴正方向(2)t=(0.8n+0.6) s(n=0,1,2,3,) (3)13.2 cm 解析(1)由 Q 质点的振动图像可知,t=0 时刻质点 Q 向下运动,由波形图可知,波沿 x 轴正方向传播。 (2)由题图乙可知,T=0.8 s,所以 t=nT+3 4T=(0.8n+0.6)s(n=0,1,2,3,)时刻质点 Q 会出现在波 峰。 (3)由题图可知,振幅 A=4 cm,该时刻 P 质点的位移 y= 2 2A 且向上振动,因此第二次回到平衡位置 共通过的路程为 s=?- 2 2 A+3A=13.2 cm。
