【全程復(fù)習(xí)方略】2021年春高中物理選修3-4-課時達標(biāo)·效果檢測-12.2-波的圖像

溫馨提示：此套題為Word版，請按住Ctrl,滑動鼠標(biāo)滾軸，調(diào)整合適的觀看比例，答案解析附后。關(guān)閉Word文檔返回原板塊。課時達標(biāo)·效果檢測一、選擇題1.(2021·濮陽高二檢測)下列關(guān)于簡諧波的說法正確的是()①波中各質(zhì)點的振動頻率是相同的②質(zhì)點開頭振動時的速度方向與波源的起振方向相同③介質(zhì)中質(zhì)點隨波由近及遠(yuǎn)地遷移④波源的能量隨振動形式由近及遠(yuǎn)地傳播A.①②③ B.②③④C.①③④ D.①②④【解析】選D。波中各質(zhì)點都做受迫振動,振動頻率與振源頻率相同,①正確;各質(zhì)點的起振方向都相同,②正確;機械波傳播過程中,傳遞的是振動形式、能量和信息,介質(zhì)中的質(zhì)點不隨波遷移,③錯誤,④正確,所以D正確。2.一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波,某時刻的波形如圖所示。P為介質(zhì)中的一個質(zhì)點,從該時刻開頭的一段極短時間內(nèi),P的速度v和加速度a的大小變化狀況是()A.v變小,a變大 B.v變小,a變小C.v變大,a變大 D.v變大,a變小【解析】選D。由波的傳播方向及P點位置,可知P點此時正向平衡位置振動,速度增大,加速度減小。3.(多選)如圖所示是一列波t時刻的圖像,圖像上有a、b、c三個質(zhì)點,下列說法中正確的是()A.a、b兩質(zhì)點此時刻速度方向相同B.a、c兩質(zhì)點此時刻加速度方向相同C.c質(zhì)點此時速度方向沿y軸負(fù)方向D.a質(zhì)點此時速度方向沿y軸正方向【解析】選A、B。a、b兩質(zhì)點在相鄰的波峰與波谷之間,振動方向相同,A選項正確;a、c兩質(zhì)點都位于x軸下方,加速度方向均指向y軸正方向,B選項正確;由于波的傳播方向不定,故C、D選項不確定。4.(2022·福建高考)在均勻介質(zhì)中,一列沿x軸正向傳播的橫波,其波源O在第一個周期內(nèi)的振動圖像如圖所示,則該波在第一個周期末的波形圖是()【解析】選D。據(jù)振動圖像可知波源O在第一個周期末向-y方向振動,結(jié)合波的傳播方向可知A、C錯誤;波的前沿質(zhì)點振動狀況與波源開頭振動狀況相同,B錯誤,D正確。5.(2021·福建高考)如圖,t=0時刻,波源在坐標(biāo)原點從平衡位置沿y軸正向開頭振動,振動周期為0.4s,在同一均勻介質(zhì)中形成沿x軸正、負(fù)兩方向傳播的簡諧橫波。下圖中能夠正確表示t=0.6s時波形的圖是()【解題指南】解答本題時應(yīng)理解以下兩點:(1)明確t=0時刻和t=0.6s時刻波源的振動方向。(2)波沿正、負(fù)兩方向傳播的波形關(guān)于y軸對稱?！窘馕觥窟xC。由于波沿正、負(fù)兩方向傳播的波形關(guān)于y軸對稱,A、B錯;t=0時刻波源沿y軸正向開頭振動,經(jīng)過0.6s即1.5T,波源位于平衡位置且沿y軸負(fù)向振動,據(jù)“同側(cè)法”可知C對,D錯。二、非選擇題6.如圖所示為某簡諧橫波在t=0時刻的波形圖。(1)若b點向上運動,則該波向哪個方向傳播,f點向哪個方向振動?(2)若波向右傳播,請畫出c點的振動圖像。(3)a、b、c、d、e、f、g、h幾點中,動能最大的質(zhì)點是?！窘馕觥?1)由“左行波,左向上”可知波向左傳播,則可知f點向下振動。(2)若波向右傳播,則t=0時刻,c質(zhì)點在平衡位置且向下振動,其振動圖像如圖所示。(3)在平衡位置的質(zhì)點動能最大,即c、g兩質(zhì)點動能最大。答案:見解析【總結(jié)提升】波形圖上某一質(zhì)點振動狀況的推斷方法在簡諧波的圖像中,每一個質(zhì)點的振動規(guī)律同單個質(zhì)點的簡諧運動規(guī)律是完全相同的,因此波的圖像中,涉及單個質(zhì)點的振動問題可利用已有的振動規(guī)律做出推斷。一、選擇題1.(多選)(2021·威海高二檢測)關(guān)于振動圖像和波的圖像,下列說法中正確的是()A.振動圖像爭辯的是一個質(zhì)點在振動過程中位移隨時間的變化,而波的圖像爭辯的是某一時刻在波的傳播方向上各個質(zhì)點在空間的分布B.振動圖像的外形不隨時間變化,而波的圖像的外形隨時間而變化C.簡諧運動圖像和簡諧波的圖像其外形都是正弦(或余弦)曲線D.振動圖像的圖線實質(zhì)是振動質(zhì)點所經(jīng)過的路徑外形,波的圖像其圖線實質(zhì)是某一時刻各個質(zhì)點的連線外形【解析】選A、B、C。振動圖像和波的圖像都是用數(shù)學(xué)方法來描述物理現(xiàn)象,簡諧運動圖像和簡諧波的圖像都是正弦(或余弦)曲線,C正確,D錯誤。但它們各自表達的物理意義又不同,振動圖像表示的是一個振動質(zhì)點離開平衡位置的位移與時間的函數(shù)關(guān)系,而從波的圖像(不論橫波還是縱波)上能找出這一時刻各個質(zhì)點所在的空間位置,即空間的分布,故A正確。因振動圖像表示一個質(zhì)點在各個時刻的位移狀況,故不隨時間變化,而波的圖像表示的是某一時刻各質(zhì)點在空間的分布,不同時刻這些質(zhì)點因振動而所處的位置會有不同,故波的圖像的外形會隨時間而變化,故B正確。2.一列簡諧橫波沿x軸正向傳播,某時刻的圖像如圖所示,坐標(biāo)為(3,0)的質(zhì)點經(jīng)過QUOTE周期后該質(zhì)點的坐標(biāo)是()A.(3,2) B.(4,2)C.(4,-2) D.(3,0)【解析】選A。波向右傳播,則質(zhì)點(3,0)向上運動,QUOTE周期后到達波峰處,坐標(biāo)為(3,2),故A正確。3.(2021·四川高考)圖甲是一列簡諧橫波在t=1.25s時的波形圖,已知c位置的質(zhì)點比a位置的晚0.5s起振,則圖乙所示振動圖像對應(yīng)的質(zhì)點可能位于()A.a<x<b B.b<x<cC.c<x<d D.d<x<e【解題指南】解答本題時應(yīng)留意以下兩點:(1)依據(jù)題意求出周期;(2)題中圖乙所示振動圖像對應(yīng)的質(zhì)點在圖甲所示時刻向下振動,在x軸的上方。【解析】選D。依據(jù)題意有QUOTE=0.5s,則周期T=1s,在t=1.25s=QUOTET,題中圖乙所示振動圖像對應(yīng)的質(zhì)點向下振動,并且在x軸的上方。位于a<x<b的質(zhì)點向上振動,在x軸的上方;位于b<x<c的質(zhì)點向上振動,在x軸的下方;位于c<x<d的質(zhì)點向下振動,在x軸的下方;位于d<x<e的質(zhì)點向下振動,在x軸的上方,故選項D正確,選項A、B、C錯誤。【變式訓(xùn)練】一列橫波沿x軸正向傳播,a、b、c、d為介質(zhì)中的沿波傳播方向上四個質(zhì)點的平衡位置。某時刻的波形如圖甲所示,此后,若經(jīng)過QUOTE周期開頭計時,則圖乙描述的是()A.a處質(zhì)點的振動圖像 B.b處質(zhì)點的振動圖像C.c處質(zhì)點的振動圖像 D.d處質(zhì)點的振動圖像【解析】選B。依據(jù)圖甲可知,a處質(zhì)點經(jīng)過QUOTE周期,在波谷;b處質(zhì)點經(jīng)過QUOTE周期,在平衡位置且向下振動;c處質(zhì)點經(jīng)過QUOTE周期,在波峰;d處質(zhì)點經(jīng)過QUOTE周期,在平衡位置且向上振動,則題圖乙描述的是b處質(zhì)點的振動圖像,故答案為B。4.如圖所示是一列簡諧波沿x軸正方向傳播的某時刻的波形圖,a在正向最大位移處,b恰好處在平衡位置,經(jīng)過Δt=QUOTE的時間,關(guān)于a、b兩個質(zhì)點所通過的路程的關(guān)系下列說法正確的是()A.sa=sb B.sa<sbC.sa>sb D.以上三種狀況都有可能【解析】選B。依據(jù)波的形成和傳播規(guī)律可知,圖中時刻質(zhì)點b正向上運動,在Δt=QUOTE時間內(nèi),QUOTE<QUOTE,因此sa<sb,選項B對,A、C、D錯?！咀兪接?xùn)練】(多選)簡諧橫波某時刻的波形如圖所示。a為介質(zhì)中的一個質(zhì)點,由圖像可知()A.質(zhì)點a的加速度方向確定沿y軸負(fù)方向B.質(zhì)點a的速度方向確定沿y軸負(fù)方向C.經(jīng)過半個周期,質(zhì)點a的位移確定為負(fù)值D.經(jīng)過半個周期,質(zhì)點a通過的路程確定為2A【解析】選A、C、D。質(zhì)點a做簡諧運動,其回復(fù)力指向平衡位置,故其加速度確定沿y軸負(fù)方向。速度方向與波的傳播方向有關(guān),若波向右傳播,則質(zhì)點a向y軸正方向運動;若波向左傳播,則質(zhì)點a向y軸負(fù)方向運動。經(jīng)過半個周期后,質(zhì)點a到達x軸下方的對稱點,故A、C、D項都正確。二、非選擇題5.一列橫波在某時刻的波形如圖所示,質(zhì)點a的振動方向向下,則波的傳播方向向,在這時刻振動方向向上的質(zhì)點有,加速度方向向下的質(zhì)點有?！窘馕觥坑伞疤厥恻c法”或“微平移法”可知波沿x軸負(fù)方向傳播;依據(jù)波的形成過程中質(zhì)點的帶動特點,即都是由靠近波源的接近的質(zhì)點來帶動。所以,可以推斷a、b、c、d、e質(zhì)點的振動方向分別是:向下、向下、向上、向上、向上。所以,向上的質(zhì)點是c、d、e;位移為正時,加速度為負(fù),即加速度向下的質(zhì)點是e。答案:x軸負(fù)方向c、d、ee【總結(jié)提升】波的形成和傳播原理與質(zhì)點振動方向的應(yīng)用(1)波的傳播方向和質(zhì)點的振動方向的互判問題是本節(jié)也是本章的重點問題,方法有很多,如“上下坡法”“同側(cè)法”“微平移法”等。(2)雖然方法多種多樣,但是波的形成和傳播原理是根本,方法是規(guī)律,理解了原理、知道方法的依據(jù)、記住了方法能夠使解題過程更