高二物理 機(jī)械波圖像分析題目帶答案

1、1如圖甲所示，是一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t 0時(shí)刻的波形圖，P是離原點(diǎn)x1 2 m的一個(gè)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)，Q是離原點(diǎn)x2 4 m的一個(gè)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)，此時(shí)離原點(diǎn)x3 6 m的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)剛剛要開(kāi)始振動(dòng)圖乙是該簡(jiǎn)諧波傳播方向上的某一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象(計(jì)時(shí)起點(diǎn)相同)由此可知()A這列波的波長(zhǎng)為 2 mB乙圖可能是圖甲中質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象C這列波的傳播速度為v 3 m/s D這列波的波源起振方向?yàn)橄蛏洗鸢窧解析由題圖甲讀出波長(zhǎng)4 m，由圖乙讀出周期T2 s，波速vm/s2 m/s，故A、C錯(cuò)誤；由圖乙看出，t0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)平衡位置向上，而圖甲中，Q點(diǎn)也經(jīng)過(guò)平衡位置向上運(yùn)動(dòng)，故乙圖可能是圖甲中質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象，故

2、B正確波源的起振方向與x36 m的質(zhì)點(diǎn)在t0時(shí)刻的振動(dòng)方向相同，簡(jiǎn)諧波沿x軸正方向傳播，則知x36 m的質(zhì)點(diǎn)在t0時(shí)刻的振動(dòng)方向向下，則波源的起振方向沿y軸負(fù)方向，故D錯(cuò)誤2質(zhì)點(diǎn)以坐標(biāo)原點(diǎn)O為中心位置在y軸上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)圖象如圖所示，振動(dòng)在介質(zhì)中產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，波速為1.0 m/s.0.3 s后，此質(zhì)點(diǎn)立即停止運(yùn)動(dòng)，再經(jīng)過(guò)0.1 s后的波形圖為()答案C解析簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，波源停止振動(dòng)后，波將繼續(xù)在介質(zhì)中勻速傳播，0.4 s內(nèi)簡(jiǎn)諧橫波在介質(zhì)中傳播的總距離為xvt0.4 m，即0.4 s時(shí)，x軸上0.4 m處的質(zhì)點(diǎn)剛好起振，由振動(dòng)圖象可知其振動(dòng)方向沿y軸正方向，故

3、C選項(xiàng)描述的波形圖正確3一簡(jiǎn)諧機(jī)械橫波沿x軸正方向傳播，波長(zhǎng)為，周期為T(mén).t0時(shí)刻的波形如圖甲所示，a、b是波上的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)圖乙是波上某一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象下列說(shuō)法正確的是()At0時(shí)質(zhì)點(diǎn)a的速度比質(zhì)點(diǎn)b的大Bt0時(shí)質(zhì)點(diǎn)a的加速度比質(zhì)點(diǎn)b的小C圖乙可以表示質(zhì)點(diǎn)a的振動(dòng)D圖乙可以表示質(zhì)點(diǎn)b的振動(dòng)答案D解析題圖甲為波動(dòng)圖象，題圖乙為振動(dòng)圖象t0時(shí)刻，a質(zhì)點(diǎn)在波峰位置，速度為零，加速度最大，b質(zhì)點(diǎn)在平衡位置，加速度為零，速度最大，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)；在波的圖象中，根據(jù)上下坡法可以判斷出質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，所以t0時(shí)刻，b點(diǎn)在平衡位置且向下振動(dòng)，故選項(xiàng)C錯(cuò)，D對(duì)4(多選)一列波源在x0處的簡(jiǎn)諧波，沿x軸正方向傳播，

4、周期為0.02 s，t0時(shí)刻的波形如圖5所示此時(shí)x12 cm處的質(zhì)點(diǎn)P恰好開(kāi)始振動(dòng)則()圖5A質(zhì)點(diǎn)P開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的方向沿y軸正方向B波源開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的方向沿y軸負(fù)方向C此后一個(gè)周期內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程為8 cmD這列波的波速為4 m/s答案BD解析質(zhì)點(diǎn)P開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的方向沿y軸負(fù)方向，則波源開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的方向也沿y軸負(fù)方向，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；此后一個(gè)周期內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程為4個(gè)振幅，為4×5 cm20 cm，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；這列波的波長(zhǎng)為8 cm，波速v4 m/s，選項(xiàng)D正確5(多選)在坐標(biāo)原點(diǎn)的波源產(chǎn)生一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，波速v200 m/s，已知t0時(shí)波剛好傳播到x40 m處

5、，如圖6所示在x400 m處有一接收器(圖中未畫(huà)出)，則下列說(shuō)法正確的是()圖6A波源開(kāi)始振動(dòng)時(shí)方向沿y軸負(fù)方向B從t0開(kāi)始經(jīng)0.15 s，x40 m處的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為0.6 mC接收器在t2 s時(shí)才能接收到此波D若波源向x軸正方向運(yùn)動(dòng)，接收器收到的波的頻率可能為9 Hz答案AB解析由題圖知，x40 m處的質(zhì)點(diǎn)的起振方向向下，則波源的起振方向也向下(y軸負(fù)向)，A對(duì)；由題圖知20 m，A10 cm，T0.1 s，而t10.15 sT，所以x40 m處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)0.15 s運(yùn)動(dòng)的路程為s×4A6A60 cm0.6 m，B對(duì)；波由x40 m處傳到x400 m處所需時(shí)間t s1.8 s，C

6、錯(cuò)當(dāng)波源向x軸正向運(yùn)動(dòng)時(shí)，波源將靠近接收器，由多普勒效應(yīng)知，接收器收到的頻率將大于波源頻率，而波源頻率為f10 Hz，D錯(cuò)二、填空題(本題共2小題，共14分)6. (8分)圖7為某一簡(jiǎn)諧橫波在t0時(shí)刻的波形圖，由此可知該波沿_傳播，該時(shí)刻a、b、c三點(diǎn)中加速度最大的是_點(diǎn)，若從這一時(shí)刻開(kāi)始，第一次最快回到平衡位置的是_點(diǎn)，若t0.02 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)c第一次到達(dá)波谷處，則此波的波速為_(kāi) m/s.圖7答案x軸正方向cc1007(6分)如圖8所示為一列簡(jiǎn)諧波某時(shí)刻的波形圖波向右傳播，波速為2 m/s.由圖中所示時(shí)刻起，經(jīng)過(guò)5.5 s，質(zhì)點(diǎn)A相對(duì)平衡位置的位移為_(kāi) m，通過(guò)的路程為_(kāi) m，波傳播的距離是

7、_ m.圖8答案0.22.211解析要求在t5.5 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)A通過(guò)的路程和位移，關(guān)鍵是確定t5.5 s與周期T的關(guān)系由波的圖象可直接讀出4 m，則T s2 s，t2T.由波的傳播方向知，此時(shí)A點(diǎn)振動(dòng)方向向上，經(jīng)過(guò)2T后，質(zhì)點(diǎn)A將在負(fù)方向最大位移處，即為0.2 m，質(zhì)點(diǎn)A在t時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程為d2×4A2.2 m波在t內(nèi)傳播的距離為svt2×5.5 m11 m.三、計(jì)算題(本題共4小題，共46分計(jì)算時(shí)必須有必要的文字說(shuō)明、方程式和重要解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)13. (10分)如圖9為一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧機(jī)械橫波某時(shí)刻的波形圖，質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)周期為0.4 s求該波

8、的波速并判斷P點(diǎn)此時(shí)的振動(dòng)方向圖9答案2.5 m/s沿y軸正方向解析由波形圖可知，波長(zhǎng)1.0 m，則波速為v2.5 m/s.由“上下坡法”可知，P點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸正方向1(10分)一列簡(jiǎn)諧橫波在t10時(shí)刻的波形圖如圖10所示，已知該波沿x軸正方向傳播，在t20.7 s末時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P剛好第二次出現(xiàn)波峰，求：(1)波速v；(2)x6 m處的Q點(diǎn)第一次出現(xiàn)波谷的時(shí)刻t3.答案(1)5 m/s(2)0.8 s解析(1)由波形圖可直接讀出波長(zhǎng)2 m根據(jù)帶動(dòng)法可判斷t10時(shí)刻P質(zhì)點(diǎn)應(yīng)向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)由題意可知t2t1T，即0.7 sT，則T0.4 s根據(jù)v得v m/s5 m/s.(2)根據(jù)波形平移法，t1

9、0時(shí)刻x2 m的質(zhì)點(diǎn)第一次 到達(dá)波谷，到t3時(shí)刻波谷沿波的傳播方向平移至x6 m的Q質(zhì)點(diǎn)處，此時(shí)Q質(zhì)點(diǎn)第一次出現(xiàn)波谷，由xvt得t3 s0.8 s.8. (12分)如圖11為一列簡(jiǎn)諧波在t10時(shí)刻的圖象此時(shí)波中質(zhì)點(diǎn)M的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向，且在t20.55 s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)M恰好第3次到達(dá)y軸正方向最大位移處試求：(1)此波沿什么方向傳播？(2)波速是多大？(3)從t10至t31.2 s，波中質(zhì)點(diǎn)N走過(guò)的路程和相對(duì)于平衡位置的位移分別是多少？答案(1)此波向左傳播(2)2 m/s(3)120 cm2.5 cm解析(1)質(zhì)點(diǎn)M的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向，根據(jù)帶動(dòng)法知波向左傳播(2)由題圖知0.4 m；圖中

10、M質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)2T恰好第3次到達(dá)y軸正方向最大位移處，t20.55 s(20.75)T，得T0.2 s，所以v2 m/s.(3)從t10至t31.2 s，經(jīng)過(guò)時(shí)間為t1.2 s6T，質(zhì)點(diǎn)N走過(guò)的路程為s6×4A120 cm，N還在圖示位置，所以位移y2.5 cm.16. (14分)已知在t1時(shí)刻簡(jiǎn)諧橫波的波形如圖12中實(shí)線所示；在t2時(shí)刻該波的波形如圖中虛線所示t2t10.02 s，求：圖12(1)該波可能的傳播速度(2)若已知T<t2t1<2T，且圖中P質(zhì)點(diǎn)在t1時(shí)刻的瞬時(shí)速度方向向上，求波速(3)若0.01 s<T<0.02 s，且從t1時(shí)刻起，圖中Q質(zhì)點(diǎn)比R質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置，求波速答案(1)向右傳播時(shí)，v100(3n1) m/s(n0,1，2，)向左傳播時(shí)，v100(3n2) m/s(n0,1,2，)(2)500 m/s(3)400 m/s解析(1)由題圖知6 m，如果這列簡(jiǎn)諧橫波是向右傳播的，在t2t1內(nèi)波形向右勻速傳播了(n)，所以波速v100(3n1) m/s(n0,1,2)；同理可得若該波是向左傳播的，可能的波速v100(3n2) m/s(n0,