2024-2025學(xué)年新教材高中物理第3章機械波分層作業(yè)20振動與波動的綜合應(yīng)用課件新人教版選擇性必修第一冊

第三章分層作業(yè)20振動與波動的綜合應(yīng)用1234567891011A組必備知識基礎(chǔ)練題組一

振動圖像和波的圖像的比較1.(2024湖南長沙高二月考)一列簡諧橫波某時刻的波形如圖甲表示,圖乙表示介質(zhì)中某質(zhì)點此后一段時間內(nèi)的振動圖像,則下列說法正確的是(

)A.若波沿x軸正向傳播,則圖乙表示P點的振動圖像B.若圖乙表示Q點的振動圖像,則波沿x軸正向傳播C.若波速是20m/s,則圖乙的周期是0.02sD.若圖乙的頻率是20Hz,則波速是10m/sB解析

若波沿x軸正向傳播,此時P點應(yīng)通過平衡位置向下振動,從圖乙中可知,P點向上運動,A錯誤;若圖乙表示Q點的振動圖像,在0時刻Q點向上振動,則根據(jù)“上下坡”法可得波沿x軸正向傳播,B正確;由圖甲可得λ=1

m,根據(jù)公式

可得圖乙的周期是0.05

s,C錯誤;若圖乙的頻率是20

Hz,根據(jù)公式可得v=λf=20

m/s,D錯誤。123456789101112345678910112.(2024廣東梅州高二月考)介質(zhì)中坐標(biāo)原點O處的波源在t=0時刻開始振動,產(chǎn)生的簡諧波沿x軸正方向傳播,t0時刻傳到L處,波形如圖所示。下列能描述x0處質(zhì)點振動圖像的是(

)C解析

因波沿x軸正向傳播,由“上下坡”法可知t=t0時L處的質(zhì)點的振動方向向下,可知x0處的質(zhì)點起振方向向下,故A、B錯誤;還可判斷t0時刻x0處的質(zhì)點振動方向也向下,故C正確,D錯誤。123456789101112345678910113.(多選)(2024河南周口高二期末)一簡諧橫波沿x軸正方向傳播,在t=時刻,該波的波形如圖甲所示,P、Q是介質(zhì)中的兩個質(zhì)點。圖乙表示介質(zhì)中某質(zhì)點的振動圖像。下列說法正確的是(

)A.質(zhì)點Q的振動圖像與圖乙相同B.在t=0時刻,質(zhì)點P的速率比質(zhì)點Q的大C.在t=0時刻,質(zhì)點P的加速度的大小比質(zhì)點Q的大D.平衡位置在坐標(biāo)原點的質(zhì)點的振動圖像如圖乙所示CD123456789101112345678910114.(2024湖北荊門高二月考)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,圖甲是t=1s時的波形,圖乙是波中某質(zhì)點的振動位移隨時間變化的振動圖像(兩圖均用同一起始時刻),圖乙的振動圖像對應(yīng)圖甲上的質(zhì)點可能是(

)A.x=1m處的質(zhì)點 B.x=2m處的質(zhì)點C.x=3m處的質(zhì)點 D.x=4m處的質(zhì)點B1234567891011解析

波沿x軸正方向傳播,由題圖乙可得在t=1

s時刻,質(zhì)點在平衡位置,且向y軸負(fù)方向運動,由題圖甲及簡諧波沿x軸正方向傳播可判斷x=2

m處的質(zhì)點在平衡位置,正沿y軸負(fù)方向運動,故B正確,A、C、D錯誤。1234567891011題組二

波的多解問題5.(2024山東泰安高二期末)一列簡諧波在t時刻的波形如圖中實線所示,此時刻質(zhì)點M的運動方向向上,經(jīng)過時間Δt后的波形如圖中虛線所示,若振源周期為T,則Δt(

)D12345678910116.(2024湖北黃岡中學(xué)高二月考)如圖所示,一列簡諧橫波向右傳播,P、Q兩質(zhì)點平衡位置相距0.15m。當(dāng)P運動到上方最大位移處時,Q剛好運動到下方最大位移處,則這列波的波長可能是(

)A.0.60m B.0.20mC.0.15m D.0.10mD12345678910117.(2024安徽蚌埠高二月考)一列簡諧橫波在一均勻介質(zhì)中傳播的速度v=10m/s,P、Q是該波傳播過程中的兩個質(zhì)點,它們的平衡位置相距x=4m,這列波的波長大于2m而小于20m。在波的傳播過程中P、Q兩質(zhì)點的振動圖像如圖所示。求:(1)波的能量在P和Q間傳播所需要的時間Δt;(2)該波的振動周期T。1234567891011解析

(1)傳播距離x=vΔt,解得Δt=0.4

s。

因為2

m<λ<20

m,所以n只能取0和1故周期為T=1.6

s或T=0.32

s。答案

(1)0.4s

(2)見解析

12345678910118.(多選)(2024天津南開中學(xué)檢測)一列簡諧橫波沿直線由a向b傳播,相距10.5m的a、b兩處的質(zhì)點振動圖像如圖中a、b所示,下列說法正確的是(

)A.該波的振幅可能是20cmB.該波的波長可能是14mC.該波的波速可能是1.5m/sD.該波由a傳播到b可能歷時11sB組關(guān)鍵能力提升練BCD123456789101112345678910119.(2024河北承德高二期末)一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡諧橫波,t=2s時的波形如圖甲所示,x=2m處質(zhì)點的振動圖像如圖乙所示,則波速可能是(

)A1234567891011123456789101110.(多選)(2024安徽阜陽高二月考)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,t時刻的波形如圖中的實線所示,此時波剛好傳到P點,t+0.6s時刻的波形如圖中的虛線所示,a、b、c、P、Q是介質(zhì)中的質(zhì)點,則(

)A.這列波的波速可能為150m/sB.質(zhì)點a在這段時間內(nèi)通過的路程一定等于30cmC.質(zhì)點c在這段時間內(nèi)通過的路程可能為60cmD.如果T=0.8s,則當(dāng)t+0.5s時刻,質(zhì)點b、P的位移相同CD1234567891011如果T=0.8

s,在t時刻,因波沿x軸正方向傳播,所以此時質(zhì)點P是向上振動的,經(jīng)0.5

s后,P是正在向下振動(負(fù)位移),是經(jīng)過平衡位置后向下運動0.1

s,而質(zhì)點b是正在向上振動的(負(fù)位移),是到達最低點后向上運動0.1

s,因為0.2

s等于

,可見此時兩個質(zhì)點的位移是相同的,D正確。12345678910111234567891011C組學(xué)科素養(yǎng)拔高練11.(2024江蘇蘇州高二期末)一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波,其波源的平衡位置在坐標(biāo)原點,波源在0~4s內(nèi)的振動圖像如圖甲所示,已知波的傳播速度為0.5m/s。(1)求這列橫波的波長;(2)求波源在4s內(nèi)通過的路程;(3)在圖乙中畫出t=4s時刻的波形圖。1234567891011解析

(1)由題圖甲可知A=4

cm,T=4

s由于波的傳播速度為0.5

m/s,根據(jù)波長與波速關(guān)系有λ=vT=2

m。(2)由(1)可知波源的振動周期為4

s,則4

s內(nèi)波源通過的路程為s=4A=16

cm。(3)