2016-2017學(xué)年高中物理第2章機(jī)械波3波的圖像學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)教科版選修3-4

1、波的圖像（建議用時(shí)：45分鐘）學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)1. 一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧機(jī)械橫波，波速為 4 m/s.某時(shí)刻波形如圖2-3-11所 示，下列說法正確的是（）圖 2-3-11A.這列波的振幅為 2 cmB.這列波的周期為 2 sC.此時(shí)x= 4 m處質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)D.此時(shí)x=4 m處質(zhì)點(diǎn)的加速度為 0E.此時(shí)x=6 m處的質(zhì)點(diǎn)的速度最大【解析】讀懂波形圖，明確波動(dòng)與振動(dòng)的關(guān)系.由題圖可得，這列波的振幅為2 cm,選項(xiàng)A正確；由題圖得，波長(zhǎng) 入=8 m,由丁=得丁= 2 s ,選項(xiàng)B正確；由波動(dòng)與振動(dòng)的 關(guān)系得，此時(shí)x = 4 m處質(zhì)點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，且此質(zhì)點(diǎn)正處在平衡位置，故加速度a= 0

2、,選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確.x=6 m處的質(zhì)點(diǎn)速度為0,選項(xiàng)E錯(cuò)誤.【答案】 ABD2. 一列簡(jiǎn)諧波在兩時(shí)刻的波形如圖2-3-12中實(shí)線和虛線所示，根據(jù)圖像不能確定的物理量是（）【導(dǎo)學(xué)號(hào)：18640017】圖 2-3-12A.周期B.波速C.波長(zhǎng)D.頻率E.振幅【解析】由簡(jiǎn)諧波的波形圖可知簡(jiǎn)諧波的波長(zhǎng)為入=4 m,雖然知道兩不同時(shí)刻的波形圖，但不知道時(shí)間差.無法確定周期和頻率，也無法確定波速.【答案】ABD3. 如圖2-3-13所示是一列簡(jiǎn)諧波在某一時(shí)刻的波形圖像.下列說法中正確的是圖 2-3-13A.質(zhì)點(diǎn)A, C, E, G I在振動(dòng)過程中位移總是相同的B.質(zhì)點(diǎn)B, F在振動(dòng)過程中位移總是相同

3、的C.質(zhì)點(diǎn)D H的平衡位置間的距離是一個(gè)波長(zhǎng)D.質(zhì)點(diǎn)A, I在振動(dòng)過程中位移總是相同的，它們的平衡位置間的距離是一個(gè)波長(zhǎng)E. C, E兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況總是相反的【解析】從圖像中可以看出質(zhì)點(diǎn) A, C, E, G, I在該時(shí)刻的位移都是零，由于波的傳播方向是向右的，容易判斷出質(zhì)點(diǎn)A, E, I的速度方向是向下的，而質(zhì)點(diǎn)C, G的速度方向是向上的，因而這五個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移不總是相同，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤.質(zhì)點(diǎn)B, F是處在相鄰的兩個(gè)波峰的點(diǎn)，它們的振動(dòng)步調(diào)完全相同， 在振動(dòng)過程中位移總是相等的，故選項(xiàng)B正確.質(zhì)點(diǎn)D, H是處在相鄰的兩個(gè)波谷的點(diǎn)，它們的平衡位置之間的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)，所以選項(xiàng) C正確.雖然質(zhì)

4、點(diǎn) A, I在振動(dòng)過程中位移總是相同的，振動(dòng)步調(diào)也完全相同，但由于它們 不是相鄰的振動(dòng)步調(diào)完全相同的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，它們的平衡位置之間的距離不是一個(gè)波長(zhǎng)（應(yīng)為兩個(gè)波長(zhǎng)），所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤.C, E兩質(zhì)點(diǎn)相隔半個(gè)波長(zhǎng)，選項(xiàng) E正確.【答案】 BCE4.如圖2-3-14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，則以下說法中正確的是（）圖 2-3-14A.波向左傳播B.波向右傳播C.質(zhì)點(diǎn)B向上振動(dòng)D.質(zhì)點(diǎn)B向下振動(dòng)則A質(zhì)點(diǎn)處E.質(zhì)點(diǎn)C向上振動(dòng)【解析】 解決該題有許多方法，現(xiàn)用“上下坡”法判斷，若波向右傳播,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)，

5、B向上振動(dòng).【答案】ACE5.在波的傳播方向上有A B兩點(diǎn)，相距1.8 m,它們的振動(dòng)圖像如圖 2-3-15所示,圖 2-3-15波的傳播速度的大小可能是()A. 18 m/sC. 6 m/sB. 12 m/sD. 3.6 m/sE. 2.5 m/s【解析】由振動(dòng)圖像可看出：T= 0.2 s入一3.6A B間隔距離為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，Ax=(2n+1)萬=1.8 m(n= 0,1,2)，所以入=赤存 m(n = 0,1,2 )由 v = "T得 v = 2n； 1 m/s( n= 0,1,2 )將n = 0,1,2代入得A C、D選項(xiàng)正確，R E錯(cuò)誤.【答案】ACD6.某波源S發(fā)出一列

6、簡(jiǎn)諧橫波，波源 S的振動(dòng)圖像如圖2-3-16所示.在波的傳播方向 上有A、B兩點(diǎn)，它們到 S的距離分別為45 m和55 m.測(cè)得A、B兩點(diǎn)開始振動(dòng)的時(shí)間間隔為1.0 s .求:n鋁加圖 2-3-16(1)波長(zhǎng)入；(2)當(dāng)B點(diǎn)離開平衡位置的位移為+ 6 cm時(shí)，A點(diǎn)離開平衡位置的位移.【解析】(1)從S的振動(dòng)圖像可知，T= 2 s ; A、B兩點(diǎn)距離為10 m,波從A傳到B所需時(shí)間為1 s ,則波速丫=詈=5： o45 m/s =1。m/s ,則波長(zhǎng) X=vT= 20 m.(2) A、B之間的距離剛好為半個(gè)波長(zhǎng)，它們的振動(dòng)狀態(tài)相反，當(dāng)B點(diǎn)離開平衡位置的位移為+ 6 cm時(shí)(波峰)，A點(diǎn)離開平衡位

7、置的位移是6 cm(波谷).【答案】(1)20 m (2) -6 cm能力提升7.如圖2-3-17所示，有一列傳播的簡(jiǎn)諧橫波,x=0與x=1 cm處的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像分別如圖中實(shí)線與虛線所示.則這列波的（）圖 2-3-17A.波長(zhǎng)一定是4 cm8 .周期一定是4 sC.振幅一定是2 cmD.傳播速度一定是 1 cm/sE.傳播速度可能是 1 cm/s周期和質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅、周期相同，分別為2 cm和4 s,【解析】由圖可知波的振幅、 因此選項(xiàng)B、C正確；再根據(jù)x=0與x=1 cm處的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像可知兩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)時(shí)間相差；T+ nT,距離相差;入+ n入，因此波長(zhǎng)是一系列解，選項(xiàng) A錯(cuò)誤；根

8、據(jù)v = 與可得，波 速也應(yīng)該是一系列解，當(dāng) n = 0時(shí)，v=1 cm/s ,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤，E正確.【答案】BCE9 . 一列簡(jiǎn)諧橫波沿 x軸傳播，t = 0時(shí)的波形如圖2-3-18所示，質(zhì)點(diǎn)A與質(zhì)點(diǎn)B相距1 m質(zhì)點(diǎn)A的速度沿y軸正方向；t=0.02 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A第一次到達(dá)正向最大位移處，由此可 知（）A.此波的傳播速度為 25 m/sB.此波沿x軸負(fù)方向傳播C.此波沿x軸正方向傳播D.從t = 0時(shí)刻起，經(jīng)0.04 s質(zhì)點(diǎn)A沿波的傳播方向遷移了 1 mE.在t = 0.04 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)B處在平衡位置，速度沿y軸正方向【解析】由題圖可知s=1-,則入=2 m而t =0.02 s = T,則T

9、= 0.08 s, v=-T =25 m/s,故A項(xiàng)正確.由A點(diǎn)向上振動(dòng)可知波向左傳播，故 B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤.由于質(zhì)點(diǎn) 并不隨波遷移，故 D項(xiàng)錯(cuò)誤.在t=0.04 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)B在平衡位置，運(yùn)動(dòng)方向向上，故E項(xiàng)正確.ABE【答案】10 在O點(diǎn)有一波源，t=0時(shí)刻開始向上振動(dòng)，形成向右傳播的一列橫波，t = 4 s時(shí),距離O點(diǎn)為3 m的A點(diǎn)第一次到達(dá)波峰；t2=7 s時(shí)，距離O點(diǎn)為4 m的B點(diǎn)第一次達(dá)到波 谷.求該波的波長(zhǎng)、周期和波速.【解析】設(shè)波速為V,周期為T,由題意得：ti=3+T= 4 s, t2=- + 3T= 7 s .由以v 4v 4上兩式得：v= 1 m/s , T= 4 s ,

10、波長(zhǎng)為 入=vT = 4 m.【答案】4 m 4s 1 m/s11 .如圖2-3-19所示，甲為某一波動(dòng)在 t = 1.0 s時(shí)刻的圖像，乙為參與波動(dòng)的某一 點(diǎn)的振動(dòng)圖像.(1)兩圖中AA , OC各表示什么物理量？量值各是多少？(2)說明兩圖中OA B段圖線的意義.甲乙圖 2-3-19【解析】(1)圖甲中，AA是質(zhì)點(diǎn)A的振幅和它在t = 1.0 s時(shí)相對(duì)平衡位置的位移，量值為0.2 m ,方向與正方向相反；OC表示波長(zhǎng)，量值為 4 m.圖乙中，AA為某一質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅，也是該質(zhì)點(diǎn)在 t=0.25 s時(shí)相對(duì)平衡位置的位移，量值是 0.2 m ,方向與正方向 相反；OC!示該質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期，量值

11、為 1.0 s.(2)由波形圖意義知，圖甲中OA B段圖線表示 O和B之間各質(zhì)點(diǎn)在t = 1.0 s時(shí)相對(duì)平 衡位置的位移.圖乙中，由振動(dòng)圖像的意義知，OA B段圖線表示某一質(zhì)點(diǎn)在 t = 0至t=0.5 s內(nèi)振動(dòng)位移隨時(shí)間的變化情況，在 00.25 s內(nèi)該質(zhì)點(diǎn)正偏離平衡位置運(yùn)動(dòng)，在 0. 25 0.5 s內(nèi)該質(zhì)點(diǎn)正向著平衡位置運(yùn)動(dòng).【答案】見解析12 .一列橫波在x軸線上傳播，在t1=0時(shí)和t2=0.5 s時(shí)的波形圖像如圖2-3-20所示,圖 2-3-20(1)這列波的傳播速度多大？(2)若波速v=68 m/s ,則波向哪個(gè)方向傳播? 若波向左傳播，且 3T< A t v 4T,則這列波的波速多大?1【解析】（1）當(dāng)波向右傳播時(shí)，由于振動(dòng)的周期性，波向前傳播的距離 Ax=nX+4入，波的傳播速度n = 0,1,2,3 )Ax 8n+2v 右= =4(4n+1)m/s(若波向左傳播，波向前傳播的距離Ax=nX 入,4波的傳播速度n = 0,1,2,3 ).Ax 8n+6v 左=& t = 0 5 = 4(4 n+ 3)m/s(2)若波速v