【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】高中物理 2.2 波的圖像題組訓(xùn)練 教科版選修34.docVIP

2.2波的圖像題組一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波傳播方向的關(guān)系1下列圖中正確的波形圖是()解析根據(jù)“坡形”法，凡是在“上坡”區(qū)必向下運(yùn)動(dòng)，“下坡”區(qū)的必向上運(yùn)動(dòng)，故b、c正確答案bc2如圖2312所示為一列簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖，已知質(zhì)點(diǎn)a在此時(shí)刻的振動(dòng)方向如圖中箭頭所示，則以下說(shuō)法中正確的是()圖2312a波向左傳播，質(zhì)點(diǎn)b向下振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)c向上振動(dòng)b波向右傳播，質(zhì)點(diǎn)b向上振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)c向下振動(dòng)c波向左傳播，質(zhì)點(diǎn)b向上振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)c向上振動(dòng)d波向右傳播，質(zhì)點(diǎn)b向下振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)c向下振動(dòng)解析解決該題有許多方法，現(xiàn)用“上下波”法判斷，若波向右傳播，則a質(zhì)點(diǎn)處于下坡，應(yīng)向上振動(dòng)由此可知波向左傳播同理可判斷c向上振動(dòng)，b向上振動(dòng)，故c正確答案c3.一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，某時(shí)刻的波形如圖2313所示p為介質(zhì)中的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，從該時(shí)刻開始的一段極短時(shí)間內(nèi)，p的速度v和加速度a的大小變化情況是()圖2313av變小，a變大 bv變小，a變小cv變大，a變大 dv變大，a變小解析由波的傳播方向及p點(diǎn)位置，可知p點(diǎn)此時(shí)正向平衡位置振動(dòng)，速度增大，加速度減小答案d4一列在豎直方向上振動(dòng)的簡(jiǎn)諧波沿水平的x軸正方向傳播，振幅為20 cm，周期為4102 s現(xiàn)沿x軸任意取五個(gè)相鄰的點(diǎn)p1、p2、p3、p4、p5，它們?cè)谀骋粫r(shí)刻離開平衡位置的位移都向上，大小都為10 cm.則在此時(shí)刻，p1、p2、p3、p4四點(diǎn)可能的運(yùn)動(dòng)方向是()ap1向下，p2向上，p3向下，p4向上bp1向上，p2向下，p3向上，p4向下cp1向下，p2向下，p3向上，p4向上dp1向上，p2向上，p3向上，p4向上解析特別要注意，題目中指出的五個(gè)相鄰的、位移向上且相等的質(zhì)點(diǎn)，只能是如圖(a)或(b)所示中的一種在(a)中，由上、下坡法可知p1、p3、p5向下，p2、p4向上在(b)中，由上、下坡法可知p1、p3、p5向上，p2、p4向下答案ab題組二波的圖像5關(guān)于波的圖像的物理意義，下列說(shuō)法正確的是()a表示某一時(shí)刻某一質(zhì)點(diǎn)的位移b表示各個(gè)時(shí)刻某一質(zhì)點(diǎn)的位移c表示某一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移d表示各個(gè)時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移解析波的圖像表示的是介質(zhì)中的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻離開各自的平衡位置的位移答案c6如圖2314所示為一列簡(jiǎn)諧波在某一時(shí)刻的波形圖，此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)f的振動(dòng)方向如圖所示則()圖2314a該波向左傳播b質(zhì)點(diǎn)b和d的運(yùn)動(dòng)方向相同c質(zhì)點(diǎn)c比質(zhì)點(diǎn)b先回到平衡位置d此時(shí)質(zhì)點(diǎn)f和h的加速度相同e此時(shí)刻e點(diǎn)的位移為零解析由上、下坡法可知，波只有向左傳播才會(huì)有此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)f的運(yùn)動(dòng)方向向下同理，質(zhì)點(diǎn)d、e的運(yùn)動(dòng)方向也向下，而質(zhì)點(diǎn)a、b、h的運(yùn)動(dòng)方向向上質(zhì)點(diǎn)f、h相對(duì)各自平衡位置的位移相同，由a可知，兩質(zhì)點(diǎn)的加速度相同因質(zhì)點(diǎn)c直接從最大位移處回到平衡位置，即tc，而質(zhì)點(diǎn)b要先運(yùn)動(dòng)到最大位移處，再回到平衡位置，故tbtc.故正確答案為a、c、d、e.答案acde7一列簡(jiǎn)諧橫波某時(shí)刻的波形如圖2315中實(shí)線所示，經(jīng)過(guò)0.50 s后的波形如圖中虛線所示已知波的周期為t，而且0.25 st0.50 s，則()圖2315a當(dāng)波向x軸的正方向傳播時(shí)，波速大小為10 m/sb無(wú)論波向x軸正方向傳播還是向x軸負(fù)方向傳播，在這0.50 s內(nèi)x1.0 m的m質(zhì)點(diǎn)，通過(guò)的路程都相等c當(dāng)波向x軸正方向傳播時(shí)，x1.0 m的質(zhì)點(diǎn)m和x2.5 m的質(zhì)點(diǎn)n在0.50 s內(nèi)通過(guò)的路程不相等d當(dāng)t0.10 s時(shí)，x1.0 m的質(zhì)點(diǎn)m振動(dòng)的位移一定是0解析由波形圖可知，波長(zhǎng)4 m，當(dāng)波向x軸的正方向傳播時(shí)，0.50 s傳播5/4,5t/40.50 s，所以波速v/t10 m/s，選項(xiàng)a正確；當(dāng)波向x軸的正方向傳播時(shí)，在這0.50 s內(nèi)x1.0 m的m質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程為5/44a5a10 cm；當(dāng)波向x軸的負(fù)方向傳播時(shí)，在這0.50 s內(nèi)x1.0 m的m質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程為7/44a7a14 cm，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；當(dāng)波向x軸正方向傳播時(shí)，x1.0 m的質(zhì)點(diǎn)m和x2.5 m的質(zhì)點(diǎn)n在0.50 s內(nèi)通過(guò)的路程相等，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；當(dāng)波向x軸正方向傳播時(shí)，當(dāng)t0.10 st/4時(shí)，x1.0 m的質(zhì)點(diǎn)m的位移為0，當(dāng)波向x軸負(fù)方向傳播時(shí)，當(dāng)t0.10 s0.35t時(shí)，x1.0 m的質(zhì)點(diǎn)m的位移為負(fù)值，選項(xiàng)d錯(cuò)誤答案a8.一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，周期2 s，t0時(shí)刻的波形如圖2316所示，該列波的波速是_m/s；質(zhì)點(diǎn)a平衡位置的坐標(biāo)xa2.5 m，再經(jīng)_s它第一次經(jīng)過(guò)平衡位置向y軸正方向運(yùn)動(dòng)圖2316解析由圖可知波長(zhǎng)4 m，則波速vm/s2 m/s.波沿x軸正方向傳播，根據(jù)“上下坡”法可判斷出t0時(shí)刻x2 m處的質(zhì)點(diǎn)正經(jīng)過(guò)平衡位置向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，要使此狀態(tài)第一次傳到xa2.5 m處的質(zhì)點(diǎn)a，則波向右傳播的距離s2.5 m2 m0.5 m，則所用時(shí)間t0.25 s.答案20.25題組三振動(dòng)圖像與波的圖像的關(guān)系9關(guān)于振動(dòng)圖像和波的圖像，下列說(shuō)法正確的是()a波的圖像反映的是很多質(zhì)點(diǎn)在同一時(shí)刻的位移b通過(guò)波的圖像可以找出任一質(zhì)點(diǎn)在任一時(shí)刻的位移c它們的橫坐標(biāo)都表示時(shí)間d它們的縱坐標(biāo)都表示質(zhì)點(diǎn)的位移解析波的圖像反映的是沿波的傳播方向上各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻的位移，a項(xiàng)對(duì)，b項(xiàng)錯(cuò)；波的圖像的橫坐標(biāo)表示的是振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置坐標(biāo)，c項(xiàng)錯(cuò)；波的圖像和振動(dòng)圖像的縱坐標(biāo)都表示質(zhì)點(diǎn)的位移，d項(xiàng)對(duì)答案ad10(2014安徽理綜，16)一簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正向傳播，圖2317甲是t0時(shí)刻的波形圖，圖乙是介質(zhì)中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像，則該質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)值合理的是()圖2317a0.5 m b1.5 m c2.5 m d3.5 m解析由圖乙可知，在t0時(shí)刻此質(zhì)點(diǎn)相對(duì)平衡位置的位移為0.15 m，且振動(dòng)方向向下，圖甲中符合此要求的點(diǎn)在23 m之間，故c正確答案c112014課標(biāo)，34(1)圖2318(a)為一列簡(jiǎn)諧橫波在t2 s時(shí)的波形圖，圖(b)為媒質(zhì)中平衡位置在 x1.5 m處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像，p是平衡位置為x2 m的質(zhì)點(diǎn)下列說(shuō)法正確的是()圖2318a波速為0.5 m/s b波的傳播方向向右c02 s時(shí)間內(nèi)，p運(yùn)動(dòng)的路程為8 cmd02 s時(shí)間內(nèi)，p向y軸正方向運(yùn)動(dòng)e當(dāng)t7 s時(shí)，p恰好回到平衡位置解析由圖(a)得波長(zhǎng)2 m，由圖(b)可知周期t4 s，則波速v0.5 m/s，a正確；t2 s時(shí)，x1.5 m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向向下，則波向左傳播，b錯(cuò)；02 s時(shí)間內(nèi)p質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程xp4a8 cm，c項(xiàng)正確；02 s質(zhì)點(diǎn)p向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，d項(xiàng)錯(cuò)；t0時(shí)p質(zhì)點(diǎn)位于正向最大位移處，故p質(zhì)點(diǎn)達(dá)到平衡位置的時(shí)刻為t(2n1)，則n3時(shí)，t7 s，p恰好回到平衡位置，e項(xiàng)正確答案ace題組四波的圖像的畫法12(2014福建理綜，17)在均勻介質(zhì)中，一列沿x軸正向傳播的橫波，其波源o在第一個(gè)周期內(nèi)的振動(dòng)圖像如圖2319所示，則該波在第一個(gè)周期末的波形圖是()圖2319解析根據(jù)特殊點(diǎn)振動(dòng)法，由振動(dòng)圖像可知，在tt時(shí)，波源o的振動(dòng)方向向下，再結(jié)合波形可知形成的波動(dòng)圖像為d圖故選項(xiàng)d正確答案d132014課標(biāo)，34(1)圖2320(a)為一列簡(jiǎn)諧橫波在t0.10 s時(shí)刻的波形圖，p是平衡位置在x1.0 m處的質(zhì)點(diǎn)，q是平衡位置在x4.0 m處的質(zhì)點(diǎn)；圖(b)為質(zhì)點(diǎn)q的振動(dòng)圖像下列說(shuō)法正確的是()圖2320a在t0.10 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)q向y軸正方向運(yùn)動(dòng)b在t0.25 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)p的加速度方向與y軸正方向相同c從t0.10 s到t0.25 s，該波沿x軸負(fù)方向傳播了6 md從t0.10 s到t0.25 s，質(zhì)點(diǎn)p通過(guò)的路程為30 cme質(zhì)點(diǎn)q簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y0.10 sin 10t(國(guó)際單位制)解析由圖(a)得8 m，由圖(b)得t0.2 s，所以v40 m/s.由圖(b)知，在t0.10 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)q通過(guò)平衡位置向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，a錯(cuò)誤；結(jié)合圖(a)，由“同側(cè)法”判得波沿x軸負(fù)方向傳播，根據(jù)特殊點(diǎn)法，畫出t0.25 s時(shí)的波形圖，標(biāo)出p、q點(diǎn)，如圖，此時(shí)p點(diǎn)在x軸下方，其加速度向上，b正確；t0.25 s0.10 s0.15 s，xvt6.0 m，c正確；p點(diǎn)起始位置不在平衡位置或最大位移處，故d錯(cuò)誤；由圖知a0.1 m，10 rad/s，所以q點(diǎn)簡(jiǎn)諧振動(dòng)表達(dá)式為：y0.10sin 10t(國(guó)際單位制)，e正確；答案bce14如圖2321所示，甲為某一波在t1.0 s時(shí)的圖像，乙為參與該波動(dòng)p質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像，波速為4 m/s，求：圖2321(1)說(shuō)出兩圖中aa的意義；(2)說(shuō)出甲圖中oab圖線的意義；(3)在甲圖中畫出再經(jīng)3.5 s時(shí)的波形圖；(4)求再經(jīng)過(guò)3.5 s時(shí)p質(zhì)點(diǎn)的路程s和位移解析(1)甲圖中aa表示a質(zhì)點(diǎn)的振幅或1.0 s時(shí)x1.0 m的質(zhì)點(diǎn)的位移大小為0.2 m，方向?yàn)樨?fù)；乙圖中aa表示p質(zhì)點(diǎn)的振幅，也代表p質(zhì)點(diǎn)在0.25 s時(shí)的位移大小為0.2 m，方向?yàn)樨?fù)(2)甲圖中oab段圖線表示o到b之間所有質(zhì)點(diǎn)在1.0 s時(shí)的位移，方向均為負(fù)由乙圖看出p質(zhì)點(diǎn)在1.0 s時(shí)向y方向振動(dòng)，所以甲圖中波向左傳播，則oa間各質(zhì)點(diǎn)正向遠(yuǎn)離平衡位置方向振動(dòng)，ab間各質(zhì)點(diǎn)正向靠近平衡位置方向振動(dòng)(3)傳播距離：xvt43.5 m14 m4 m.所以只需將波形向x軸負(fù)向平移2 m即可，如右圖所示(4)求路程：因?yàn)閚7.所以路程s2an20.27 m2.8 m.求位移：由于波動(dòng)的重復(fù)性，經(jīng)歷時(shí)間為周期的整數(shù)倍時(shí)，位移不變，所以只需考慮從圖示時(shí)刻p質(zhì)點(diǎn)經(jīng)時(shí)的位移即可，所以經(jīng)3.5 s質(zhì)點(diǎn)p的位移仍為0.答案(1)甲圖中的aa表示a質(zhì)點(diǎn)的振幅，乙圖中的aa表示質(zhì)點(diǎn)p的振幅(2)甲圖中oab圖線表示o到b之間所有質(zhì)點(diǎn)在1.0 s時(shí)的位移情況(3)如解析圖所示(4)2.8 m0題組五綜合應(yīng)用15一列簡(jiǎn)諧橫波t1時(shí)刻的波形如圖2322中實(shí)線所示，t2時(shí)刻的波形如圖中虛線所示，已知tt2t10.5 s問(wèn)：圖2322(1)這列波的傳播速度是多少？(2)若波向左傳播，且3tt4t，波速是多大？(3)若波速等于68 m/s，則波向哪個(gè)方向傳播？解析(1)有兩組解：若波向右傳播，傳播距離s，又有v右 m/s(16n4