1波的圖像課時(shí)作業(yè)

波的圖像課時(shí)作業(yè)1．關(guān)于振動(dòng)圖象和波的圖象，下列說(shuō)法中正確的是()A．振動(dòng)圖象研究的是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在振動(dòng)過(guò)程中位移隨時(shí)間的變化，而波的圖象研究的是某一時(shí)刻在波的傳播方向上各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在空間的分布B．振動(dòng)圖象的形狀不隨時(shí)間變化，而波的圖象的形狀隨時(shí)間而變化C．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象和簡(jiǎn)諧波的圖象其形狀都是正弦(或余弦)曲線D．振動(dòng)圖象的圖線實(shí)質(zhì)是振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)所經(jīng)過(guò)的路徑形狀，波的圖象其圖線實(shí)質(zhì)是某一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的連線形狀解析：本題關(guān)鍵是理解振動(dòng)圖象和波的圖象的意義和區(qū)別。振動(dòng)圖象和波的圖象都是用數(shù)學(xué)方法來(lái)描述物理現(xiàn)象，簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象和簡(jiǎn)諧波的圖象都是正弦(或余弦)曲線，故C對(duì)，D錯(cuò)；但它們各自表達(dá)的物理意義又不同，振動(dòng)圖象表示的是一個(gè)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)平衡位置的位移與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系，而從波的圖象(不論橫波還是縱波)上能找出這一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)所在的空間位置，即空間的分布，故A項(xiàng)正確；因振動(dòng)圖象表示一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在各個(gè)時(shí)刻的位移情況，故不隨時(shí)間變化，而波的圖象表示的是某一時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)在空間的分布，不同時(shí)刻，這些質(zhì)點(diǎn)因振動(dòng)而所處的位置會(huì)有不同，故波動(dòng)圖象的形狀會(huì)隨時(shí)間而變化，B項(xiàng)正確。答案：A、B、C2．一簡(jiǎn)諧橫波在x軸上傳播，在某一時(shí)刻的波形圖如圖8－1所示，已知此時(shí)質(zhì)點(diǎn)F的運(yùn)動(dòng)方向向下，則()A．此波沿x軸負(fù)方向傳播B．質(zhì)點(diǎn)D此時(shí)向下運(yùn)動(dòng)C．質(zhì)點(diǎn)B將比質(zhì)點(diǎn)C先回到平衡位置D．質(zhì)點(diǎn)E的振幅為零解析：F點(diǎn)向下振動(dòng)，應(yīng)處于上坡，故波向左傳播，故B位于下坡，D處于上坡，則B先向上運(yùn)動(dòng)，D先向下運(yùn)動(dòng)，E點(diǎn)此時(shí)刻位移為零，但振幅不能為零，總上可知A、B正確。答案：A、B3．如圖8－2所示，下列說(shuō)法中正確的是()A．此列波的振幅是0.1mB．x＝15m處質(zhì)點(diǎn)的位移是0.1mC．若A的速度沿y軸正方向，則B的速度亦沿y軸正方向D．A的加速度為沿y軸負(fù)方向，而B(niǎo)、C的加速度沿y軸正方向解析：從波動(dòng)圖象上可以直接讀出振幅、某質(zhì)點(diǎn)的位移、用“上下坡”法，判定運(yùn)動(dòng)方向，加速度方向始終與位移方向相反。答案：A、C、D4．如圖8－3所示畫出了一列向右傳播的橫波在某個(gè)時(shí)刻的波形圖線，由圖線可知()A．質(zhì)點(diǎn)b此時(shí)的位移是零B．質(zhì)點(diǎn)b此時(shí)向－y方向運(yùn)動(dòng)C．質(zhì)點(diǎn)b的振幅是2cmD．質(zhì)點(diǎn)d此時(shí)的加速度沿正方向解析：由圖象可知，此時(shí)刻b處于平衡位置，則位移為零，A項(xiàng)正確；由“上下坡”法可知，b點(diǎn)處于下坡，應(yīng)向上運(yùn)動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；各點(diǎn)振幅均為2cm，C項(xiàng)正確；d點(diǎn)處于負(fù)位移上，由a＝eq\f(－kx,m)可知，a為正方向，D項(xiàng)正確。答案：A、C、D5．一列簡(jiǎn)諧機(jī)械橫波某時(shí)刻的波形圖如圖8－4所示，波源的平衡位置坐標(biāo)為x＝0。當(dāng)波源質(zhì)點(diǎn)處于其平衡位置上方且向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，介質(zhì)中平衡位置坐標(biāo)x＝2m的質(zhì)點(diǎn)所處位置及運(yùn)動(dòng)情況是()A．在其平衡位置下方且向上運(yùn)動(dòng)B．在其平衡位置下方且向下運(yùn)動(dòng)C．在其平衡位置上方且向上運(yùn)動(dòng)D．在其平衡位置上方且向下運(yùn)動(dòng)解析：如題圖所示，O點(diǎn)與平衡位置相距2m的質(zhì)點(diǎn)總是位移大小相等、方向相反；速度大小相等、方向相反，所以選A。答案：A6.簡(jiǎn)諧橫波某時(shí)刻的波形圖線如圖8－5所示，由此圖可知()A．若質(zhì)點(diǎn)a向下運(yùn)動(dòng)，則波是從左向右傳播的B．若質(zhì)點(diǎn)b向上運(yùn)動(dòng)，則波是從左向右傳播的C．若波從右向左傳播，則質(zhì)點(diǎn)c向下運(yùn)動(dòng)D．若波從右向左傳播，則質(zhì)點(diǎn)d向上運(yùn)動(dòng)解析：若a向下運(yùn)動(dòng)，應(yīng)處于“上坡”，波向左傳播，A錯(cuò)；若b向上運(yùn)動(dòng)，應(yīng)處于“下坡”，波向右傳播，B對(duì)；同理C錯(cuò)，D對(duì)。答案：B、D7．振源A帶動(dòng)細(xì)繩上下振動(dòng)，某時(shí)刻在繩上形成的橫波波形如圖8－6所示，規(guī)定繩上各質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较颍瑥牟▊鞑サ嚼K上P點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)，能表示P點(diǎn)在第一個(gè)周期內(nèi)振動(dòng)的圖象是下圖中的()解析：由波形圖可知，此時(shí)波動(dòng)剛傳到Q點(diǎn)，Q點(diǎn)的起振方向向上，因各點(diǎn)的起振方向相同，故P點(diǎn)應(yīng)從平衡位置向上振動(dòng)，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。答案：C8．如圖8－7(a)所示為一列簡(jiǎn)諧波在某時(shí)刻的波形圖。如圖8－7(b)表示傳播該波的介質(zhì)中某一質(zhì)點(diǎn)在此后的一段時(shí)間內(nèi)的振動(dòng)圖象。則()A．若波沿x軸正方向傳播，則圖(b)為質(zhì)點(diǎn)a的振動(dòng)圖象B．若波沿x軸正方向傳播，則圖(b)為質(zhì)點(diǎn)b的振動(dòng)圖象C．若波沿x軸負(fù)方向傳播，則圖(b)為質(zhì)點(diǎn)c的振動(dòng)圖象D．若波沿x軸負(fù)方向傳播，則圖(b)為質(zhì)點(diǎn)d的振動(dòng)圖象解析：由圖(a)知，此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a、c處在最大位移處，因此從此時(shí)刻起質(zhì)點(diǎn)a、c的振動(dòng)圖象應(yīng)是余弦圖線，由此排除了選項(xiàng)A、C的合理性。若波向x軸正方向傳播，由波的平衡法可知質(zhì)點(diǎn)b此時(shí)刻向上振動(dòng)。同理，若波向x軸負(fù)方向傳播，則質(zhì)點(diǎn)d此時(shí)刻也應(yīng)向上振動(dòng)。即從此時(shí)刻起的以后一段時(shí)間里質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象都與圖(b)吻合，正確選項(xiàng)為B、D。答案：B、D9．如圖8－8所示為一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t＝0時(shí)的波形。當(dāng)R點(diǎn)在t＝0時(shí)的振動(dòng)狀態(tài)傳到S點(diǎn)時(shí)，PR范圍內(nèi)(含P、R)有一些質(zhì)點(diǎn)正在向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，這些質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)取值范圍是()A．2cm≤x≤4cmB．2cm<x<4cmC．2cm≤x<3cmD．2cm<x≤3cm解析：本題考查波的基礎(chǔ)知識(shí)，主要考查對(duì)波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向關(guān)系的認(rèn)識(shí)和判斷，要圓滿地完成這道題目，需要經(jīng)過(guò)兩個(gè)過(guò)程，都可以用“平移法”得出答案。首先將波向波的傳播方向平移直到R點(diǎn)的波形移到S點(diǎn)，此時(shí)可截取P、R之間的波形圖如圖所示的實(shí)線波形，以便于研究此時(shí)P、R之間各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向；然后再次使用“平移法”，假設(shè)再經(jīng)過(guò)一小段時(shí)間，那么波將再向右傳播少許，如圖所示的虛線波形，可以看出向下運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)坐標(biāo)包括2cm≤x<3cm。答案：C10．已知平面簡(jiǎn)諧波在x軸上傳播，原點(diǎn)O的振動(dòng)圖象如圖8－9(a)所示，t時(shí)刻的波形圖象如圖8－9(b)所示，則t′＝(t＋s時(shí)刻的波形圖象可能是()解析：從題圖(a)可以讀出該波的周期是s。波形的判斷應(yīng)依據(jù)題圖(b)，t′＝(t＋s即經(jīng)過(guò)eq\f(5,4)T的波形，也就是題圖(b)波形再經(jīng)過(guò)eq\f(T,4)的變化。由于波沿x軸傳播，可能是向右或向左傳播。當(dāng)向右傳播時(shí)，在t＝t′＋s的波形將如題圖中D所示，向左傳播時(shí)，其波形如題圖中C所示。答案：C、D11．如圖8－10(a)表示一列簡(jiǎn)諧波在介質(zhì)中傳播時(shí)，某一質(zhì)點(diǎn)a的振動(dòng)圖象，請(qǐng)你在8－10(b)中作出這列簡(jiǎn)諧波在t＝0時(shí)刻的波形圖(質(zhì)點(diǎn)a畫在坐標(biāo)原點(diǎn)上)。解析：t＝0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a正處于平衡位置且沿＋y方向運(yùn)動(dòng)，經(jīng)eq\f(T,4)達(dá)正向最大位移處。設(shè)x軸正向?yàn)椴▊鞑サ姆较颍貌ㄐ闻c振動(dòng)方向關(guān)系的判斷方法，得出t＝0時(shí)的波形圖如圖所示。答案：見(jiàn)解析12．細(xì)繩的一端在外力作用下從t＝0時(shí)刻開(kāi)始做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，激發(fā)出一列簡(jiǎn)諧橫波。在細(xì)繩上選取15個(gè)點(diǎn)，如圖8－11所示中甲為t＝0時(shí)刻各點(diǎn)所處的位置，乙為t＝T/4時(shí)刻的波形圖(T為波的周期)。在圖8－11丙中畫出t＝3T/4時(shí)刻的波形圖。解析：機(jī)械波在傳播過(guò)程中，介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)都在各自的平衡位置附近振動(dòng)，時(shí)間依次滯后。從波形圖上看出，在t＝T/4時(shí)刻第4個(gè)質(zhì)點(diǎn)才開(kāi)始振動(dòng)，則在t＝3T/4時(shí)刻第10個(gè)質(zhì)點(diǎn)剛開(kāi)始振動(dòng)，此時(shí)第4個(gè)質(zhì)點(diǎn)已振動(dòng)了T/2的時(shí)間回到了自己的平衡位置，第1個(gè)質(zhì)點(diǎn)到達(dá)下方最大位移處，新的波形圖如圖所示。答案：如圖所示圖8－1213．一列沿x軸正方向傳播的橫波在某一時(shí)刻的波形圖象如圖8－12所示，已知波的傳播速度是16m/s。(1)指出這列波中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅是多少；(2)畫出再經(jīng)過(guò)s時(shí)的波形圖象。解析：(1)由圖象可以看出，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的最大位移是10cm，因此振幅是10cm。(2)經(jīng)s波形沿x軸正方向移動(dòng)的距離為Δx＝vΔt＝16×0.125m＝2m，所以經(jīng)過(guò)s后的波形圖象如圖中的虛線所示。答案：(1)10cm(2)如圖所示14．如圖8－13所示為一列沿x軸的向右傳播的簡(jiǎn)諧橫波在某時(shí)刻的波動(dòng)圖象。已知此波的傳播速度大小為v＝2m/s，試畫出該時(shí)刻5s前和5s后的波動(dòng)圖象。解析：解法一：(特殊點(diǎn)振動(dòng)法)因?yàn)関＝2m/s，從圖得λ＝8m，所以T＝eq\f(λ,v)＝4s。又因?yàn)榇瞬ㄏ蛴覀鞑?，故平衡位置坐?biāo)2m、6m的兩個(gè)特殊質(zhì)點(diǎn)的初始振動(dòng)方向分別為沿y軸正向與沿y軸負(fù)向。經(jīng)過(guò)5s，這兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)分別位于正向最大位移與負(fù)向最大位移，由此便得