人教版选择性必修一 3.2 振动和波图象专题（含答案）
文档属性
| 名称 | 人教版选择性必修一 3.2 振动和波图象专题（含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1019.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-12-01 20:32:15 | ||
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文档简介
人教版选择性必修一第三章振动和波图象专题（含答案）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（本大题共10小题，共60.0分）
如图所示分别为一列横波在某一时刻的图像和在处的质点从该时刻开始计时的振动图像，则这列波( )
A. 沿轴的正方向传播
B. 波速为
C. 该质点振动周期为
D. 再过，处的质点在平衡位置且向上运动
图甲所示为一列简谐横波在时的波的图象，图乙所示为该波中处质点的振动图象。下列说法正确的是( )
A. 时质点的速度最大 B. 此波沿轴正方向传播
C. 此波的波速为 D. 时质点的加速度最大
如图所示，图甲为一列沿水平方向传播的简谐横波在时的波形图，图乙是这列波中处的质点再经过开始计时的振动图线，以下说法中正确的是
A. 该简谐横波沿轴负方向传播
B. 该简谐横波传播的速度为
C. 质点在内沿轴移动的距离为
D. 质点在时刻有最大的加速度，且加速度沿轴的负方向
一简谐横波沿轴正向传播，时刻的波形如图所示，处的质点的振动图线如图所示，该质点在时刻的运动方向沿轴，已知该波的波长大于，则该波的波长为( )
A. 米 B. 米 C. 米 D. 米
介质中坐标原点处的波源在时刻开始振动，产生的简谐横波沿轴正方向传播，时刻刚好传到点，波形如图所示。图中能正确描述处质点振动图像的是
A.
B.
C.
D.
图甲是一列沿轴正方向传播的波在时的波形图，图乙是参与波动的某一质点的振动图象，则以下说法中正确的是( )
A. 波速是 B. 图中质点比质点先回到平衡位置
C. 图乙可能是图甲中质点的振动图象 D. 图乙可能是图甲中质点的振动图象
一简谐横波沿轴正方向传播，在时刻，该波的波形图如图甲所示，、是介质中的两个质点，图乙表示介质中某质点的振动图象。下列说法正确的是( )
A. 质点的振动图象与图乙相同
B. 在时刻，质点的速率比质点的大
C. 在时刻，质点的加速度的大小比质点的大
D. 在时刻，质点与其平衡位置的距离比质点的小
均匀介质中，一波源位于点的简谐横波在水平面内向四周传播，波速为，振幅为。在时刻，波面分布如图所示，波面为圆，实线表示波峰，虚线表示波谷，其中轴上的处质点正好第一次位于波峰处，则第一象限内坐标为的质点的振动图像为( )
A. B.
C. D.
如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中处的质点以此时刻为计时起点的振动图像．下列说法正确的是( )
A. 这列波沿轴负方向传播
B. 这列波的传播速度是
C. 经过，质点的运动方向沿轴负方向
D. 经过，质点距平衡位置的距离大于质点距平衡位置的距离
如图所示，甲图为时某向左传播的横波的波形图像，乙图为该波传播方向上某一质点的振动图像，距该质点处质点的振动图像可能是( )
A. B.
C. D.
二、计算题（本大题共3小题，共40.0分）
一列简谐横波沿轴正方向传播，图甲是波传播到的点时的波形图，图乙是质点从此时刻开始计时的振动图象，是位于处的质点，则：
点开始振动时，振动方向如何？
经过多长时间，点第一次到达波峰？
一列横波某时刻的波形如图甲所示，图乙表示介质中某质点此后一段时间内的振动图像。
若波沿轴的正方向传播，图乙为、、、四点中哪点的振动图像？
若波沿轴的负方向传播，图乙为、、、四点中哪点的振动图像？
如图所示是一列沿轴方向传播的机械波图象，实线是时刻的波形，虚线是时刻的波形。求：
该列波的周期和波速；
若波速为，其传播方向和从时刻起质点运动到波谷的最短时间分别是多少？
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查波的图像与振动图像的区别与联系、波的形成与传播、波长、频率、波速之间的关系应用等。
根据时刻处质点的振动方向得到波的传播方向，由左图得到波长，右图得到周期，根据 求解波速；关键明确波形平移方向与质点振动方向的关系，能够结合公式求解波速。
【解答】
A.时刻处质点的振动方向是向上，由波形平移法知，波沿轴负方向传播，故A错误；
由左图得到波长为，右图得到周期为，故波速，故B正确，C错误；
D.再过，波向负向传播的距离为：，即再过，平衡位置在处的质点的振动形式传播到处，故再过，处的质点在正向最大位移处，将要向下运动，故D错误。
故选B。
2.【答案】
【解析】
【分析】
根据质点的振动方向确定波的传播方向，根据波长和周期求出波速。根据运动的时间，结合周期的大小确定的位置确定其振动情况；振动质点不随波迁移。
本题考查了振动和波动的综合运用，知道周期、波长、波速的关系，会根据振动的方向确定波的传播方向，注意质点不随波迁移。
【解答】
A.由图乙可知在时，质点通过平衡位置向上运动，速度最大，故A正确；
B.处的质点在时刻向下振动，根据“同侧法”知，波沿轴负方向传播，故B错误；
C.由图可知，周期，波长，则波速，故C错误；
D.由图乙可知在时，质点通过平衡位置向下运动，加速度为零，故D错误。
故选A。
3.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了波动图象与质点振动图象问题，分析清楚图示图象、根据质点振动图示求出周期、判断出质点的振动方向是解题的前提，分析清楚质点的振动情况解题。
【解答】
B.由图象知，波长，周期，则波速故B错误
A.图乙是这列波中处的质点在波形图对应时刻再经过开始计时的振动图线，此时点在平衡位置向上振动，为，可知，在波形图对应时刻质点在平衡位置向下振动，根据上坡下，下坡上可知波沿轴正方向传播，故A错误；
C.质点不随波迁移，故C错误；
D.质点在时刻在波峰，有最大的加速度，且加速度沿轴的负方向，故D正确。
4.【答案】
【解析】
【分析】
由图可知，质点后面的时刻位移比时刻位移大，可知质点沿轴正向运动，根据振动方程及波速与波长周期关系结合题中条件即可求解波长。
本题首先考查读图的能力，要求同学们掌握振动方程及波速与波长周期关系公式，难度适中。
【解答】
由图可知，时刻，该质点的位移为，在下一极短时刻，位移大于所以该质点在时刻的运动方向沿轴正向。
由振动方程得：
则有：
解得：
波长大于，所以，，
因波速
则得：，波长，故C正确，ABD错误。
故选C。
5.【答案】
【解析】
【分析】
由图可知从到处共有个波长，再根据时刻刚好传到处，可以求出周期，波传到那点那点将重复波源振动，由此可知波源开始是向上振动的，故处质点开始振动时也是向上的，然后根据波动和振动关系进一步求解。
本题考查了根据波动图象得出振动图象是一重点知识，其关键是理解振动和波动的区别，分析清楚波的传播过程与质点的振动过程即可解题。
【解答】
从波形图可以看出，，时刻传到处，说明，简谐波沿轴正向传播，根据波动和振动关系可知，在时刻处质点的运动方向和波源在时刻的运动方向相同是沿轴的正方向的，即每一个质点的起振方向都是沿轴的正方向的，故CD错误；
由图示波形图可知：，处质点开始起振的时间在到之间某时刻，在时刻处质点的振动时间，，振动图象中时刻前有少于个多于个的完整波形，故B错误，A正确。
故选A。
6.【答案】
【解析】
【分析】
由甲图可读出波长，由乙图可读出周期，再求得波速。在甲图上，已知波的传播方向，根据平移法判断出、的振动方向，从而确定、的振动情况。
本题关键要把握两种图象的内在联系，运用波形平移法读出质点的速度方向，也可以根据“上下坡法”判断质点的振动方向。
【解答】
A.由甲图可得：，由乙图中可得：，所以波速为：，故A错误；
B.波沿轴正方向传播，由波形平移法知，点正向上运动，而直接向平衡位置运动，所以图中质点比质点后回到平衡位置，故B错误；
在乙图上，时刻质点位于波谷，所以图乙可能是图甲中质点的振动图象，故C错误，D正确。
故选D。
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查识别、理解振动图象和波动图象的能力，以及把握两种图象联系的能力。
【解答】
A.简谐机械横波沿轴正方向传播，在时刻，质点的振动方向向上，而在振动图象上在时刻质点的振动方向向下，所以图乙不是质点的振动图象，故A错误；
B.在时刻，质点位于波谷，速度为零，质点位于平衡位置，则质点的速率比质点的小，故B错误；
C.在时刻，质点位于波谷，质点位于平衡位置，质点的位移比质点的大，则质点的加速度的大小比质点的大，故C正确；
D.在时刻，质点位于波谷，质点位于平衡位置，则质点与其平衡位置的距离比质点的大，故D错误。
故选C。
8.【答案】
【解析】
【分析】
由图得到波长，由波长、波速，根据波速计算公式求周期。根据距离，波的传播方向即可判断。
本题由图得到波长，由波长、波速，根据波速计算公式求周期。根据距离，波的传播方向即可判断。
【解答】
解：
由图可知，该波波长，已知波速为，则周期：；
点到波源的距离为，
点到下一个波峰的距离为，
可知质点在时刻位于平衡位置，且再过将到达波峰位置，故C正确，ABD错误。
故选C。
9.【答案】
【解析】A.由乙图读出，时刻质点的速度向下，则由波形的平移法可知，这列波沿轴正方向传播．故A错误； 由图知：，，则波速故B错误； 图示时刻点沿轴正方向运动，，质点的运动方向沿轴负方向，故C正确； ．，经过时，质点到达波峰，而质点位于平衡位置与波谷之间，故质点距平衡位置的距离不等于质点距平衡位置的距离，故D错误； 故选：．
点睛：由振动图象读出时刻点的振动方向，判断波的传播方向．由波动图象读出波长，由振动图象读出周期，可求出波速．分析波动过程，根据时间与周期的关系，判断点的运动方向．
10.【答案】
【解析】从题图甲可以得到波长为，从题图乙可以得到周期为，即波速为；由题图乙的振动图像可以找到时，该质点位移为负，并且向下运动，再经过就到达波谷，在题图甲中，大致标出这个质点，距该质点处的质点有左右两个点，若是该点左侧的点，在时位移为正方向且向下运动，对应选项中振动图像时刻，只有选项正确；若是该点右侧的点，在时位移为负方向且向上运动，对应选项中振动图像时刻，没有选项正确。
11.【答案】解：图甲所示的波形为波刚传到点的波形，由图甲可知，此时质点的振动方向向下，故点开始振动的方向也向下。
由图甲可以看出波长，由图乙可以看出周期
所以波速．
由图甲还可以看出，最前面的波峰距点的距离，故最前面的波峰传播到点，也就是点第一次出现波峰的时间．
则．
答：点开始振动时的振动方向向下．
经过点第一次到达波峰．
【解析】各点起振方向相同，通过点的振动方向确定点的振动方向；
根据波长、周期求出波速．根据波峰距离的水平距离，求出点第一次到达波峰的时间。
解决本题的关键知道各点的起振方向相同，以及知道波速、波长、周期的关系。
12.【答案】若波沿轴的正方向传播，图乙为点的振动图像。
若波沿轴的负方向传播，图乙为点的振动图像。
【解析】见答案
13.【答案】【小题】若波沿轴正方向传播；， 若波沿轴负方向传播，；，
由图象知波长 若波沿轴正方向传播，在内传播距离表达式为， 则有，， 波速， 若波沿轴负方向传播，在内传播距离表达式为， 则有
，， 波速，
【小题】波沿轴正方向传播；
若波速为，在内传播的距离 由波形平移法可知，波沿轴正方向传播 时刻质点沿轴正方向振动，由知， 质点最短经过时间振动到波谷位置
【解析】 略
略
第1页，共1页
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（本大题共10小题，共60.0分）
如图所示分别为一列横波在某一时刻的图像和在处的质点从该时刻开始计时的振动图像，则这列波( )
A. 沿轴的正方向传播
B. 波速为
C. 该质点振动周期为
D. 再过，处的质点在平衡位置且向上运动
图甲所示为一列简谐横波在时的波的图象，图乙所示为该波中处质点的振动图象。下列说法正确的是( )
A. 时质点的速度最大 B. 此波沿轴正方向传播
C. 此波的波速为 D. 时质点的加速度最大
如图所示，图甲为一列沿水平方向传播的简谐横波在时的波形图，图乙是这列波中处的质点再经过开始计时的振动图线，以下说法中正确的是
A. 该简谐横波沿轴负方向传播
B. 该简谐横波传播的速度为
C. 质点在内沿轴移动的距离为
D. 质点在时刻有最大的加速度，且加速度沿轴的负方向
一简谐横波沿轴正向传播，时刻的波形如图所示，处的质点的振动图线如图所示，该质点在时刻的运动方向沿轴，已知该波的波长大于，则该波的波长为( )
A. 米 B. 米 C. 米 D. 米
介质中坐标原点处的波源在时刻开始振动，产生的简谐横波沿轴正方向传播，时刻刚好传到点，波形如图所示。图中能正确描述处质点振动图像的是
A.
B.
C.
D.
图甲是一列沿轴正方向传播的波在时的波形图，图乙是参与波动的某一质点的振动图象，则以下说法中正确的是( )
A. 波速是 B. 图中质点比质点先回到平衡位置
C. 图乙可能是图甲中质点的振动图象 D. 图乙可能是图甲中质点的振动图象
一简谐横波沿轴正方向传播，在时刻，该波的波形图如图甲所示，、是介质中的两个质点，图乙表示介质中某质点的振动图象。下列说法正确的是( )
A. 质点的振动图象与图乙相同
B. 在时刻，质点的速率比质点的大
C. 在时刻，质点的加速度的大小比质点的大
D. 在时刻，质点与其平衡位置的距离比质点的小
均匀介质中，一波源位于点的简谐横波在水平面内向四周传播，波速为，振幅为。在时刻，波面分布如图所示，波面为圆，实线表示波峰，虚线表示波谷，其中轴上的处质点正好第一次位于波峰处，则第一象限内坐标为的质点的振动图像为( )
A. B.
C. D.
如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中处的质点以此时刻为计时起点的振动图像．下列说法正确的是( )
A. 这列波沿轴负方向传播
B. 这列波的传播速度是
C. 经过，质点的运动方向沿轴负方向
D. 经过，质点距平衡位置的距离大于质点距平衡位置的距离
如图所示，甲图为时某向左传播的横波的波形图像，乙图为该波传播方向上某一质点的振动图像，距该质点处质点的振动图像可能是( )
A. B.
C. D.
二、计算题（本大题共3小题，共40.0分）
一列简谐横波沿轴正方向传播，图甲是波传播到的点时的波形图，图乙是质点从此时刻开始计时的振动图象，是位于处的质点，则：
点开始振动时，振动方向如何？
经过多长时间，点第一次到达波峰？
一列横波某时刻的波形如图甲所示，图乙表示介质中某质点此后一段时间内的振动图像。
若波沿轴的正方向传播，图乙为、、、四点中哪点的振动图像？
若波沿轴的负方向传播，图乙为、、、四点中哪点的振动图像？
如图所示是一列沿轴方向传播的机械波图象，实线是时刻的波形，虚线是时刻的波形。求：
该列波的周期和波速；
若波速为，其传播方向和从时刻起质点运动到波谷的最短时间分别是多少？
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查波的图像与振动图像的区别与联系、波的形成与传播、波长、频率、波速之间的关系应用等。
根据时刻处质点的振动方向得到波的传播方向，由左图得到波长，右图得到周期，根据 求解波速；关键明确波形平移方向与质点振动方向的关系，能够结合公式求解波速。
【解答】
A.时刻处质点的振动方向是向上，由波形平移法知，波沿轴负方向传播，故A错误；
由左图得到波长为，右图得到周期为，故波速，故B正确，C错误；
D.再过，波向负向传播的距离为：，即再过，平衡位置在处的质点的振动形式传播到处，故再过，处的质点在正向最大位移处，将要向下运动，故D错误。
故选B。
2.【答案】
【解析】
【分析】
根据质点的振动方向确定波的传播方向，根据波长和周期求出波速。根据运动的时间，结合周期的大小确定的位置确定其振动情况；振动质点不随波迁移。
本题考查了振动和波动的综合运用，知道周期、波长、波速的关系，会根据振动的方向确定波的传播方向，注意质点不随波迁移。
【解答】
A.由图乙可知在时，质点通过平衡位置向上运动，速度最大，故A正确；
B.处的质点在时刻向下振动，根据“同侧法”知，波沿轴负方向传播，故B错误；
C.由图可知，周期，波长，则波速，故C错误；
D.由图乙可知在时，质点通过平衡位置向下运动，加速度为零，故D错误。
故选A。
3.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了波动图象与质点振动图象问题，分析清楚图示图象、根据质点振动图示求出周期、判断出质点的振动方向是解题的前提，分析清楚质点的振动情况解题。
【解答】
B.由图象知，波长，周期，则波速故B错误
A.图乙是这列波中处的质点在波形图对应时刻再经过开始计时的振动图线，此时点在平衡位置向上振动，为，可知，在波形图对应时刻质点在平衡位置向下振动，根据上坡下，下坡上可知波沿轴正方向传播，故A错误；
C.质点不随波迁移，故C错误；
D.质点在时刻在波峰，有最大的加速度，且加速度沿轴的负方向，故D正确。
4.【答案】
【解析】
【分析】
由图可知，质点后面的时刻位移比时刻位移大，可知质点沿轴正向运动，根据振动方程及波速与波长周期关系结合题中条件即可求解波长。
本题首先考查读图的能力，要求同学们掌握振动方程及波速与波长周期关系公式，难度适中。
【解答】
由图可知，时刻，该质点的位移为，在下一极短时刻，位移大于所以该质点在时刻的运动方向沿轴正向。
由振动方程得：
则有：
解得：
波长大于，所以，，
因波速
则得：，波长，故C正确，ABD错误。
故选C。
5.【答案】
【解析】
【分析】
由图可知从到处共有个波长，再根据时刻刚好传到处，可以求出周期，波传到那点那点将重复波源振动，由此可知波源开始是向上振动的，故处质点开始振动时也是向上的，然后根据波动和振动关系进一步求解。
本题考查了根据波动图象得出振动图象是一重点知识，其关键是理解振动和波动的区别，分析清楚波的传播过程与质点的振动过程即可解题。
【解答】
从波形图可以看出，，时刻传到处，说明，简谐波沿轴正向传播，根据波动和振动关系可知，在时刻处质点的运动方向和波源在时刻的运动方向相同是沿轴的正方向的，即每一个质点的起振方向都是沿轴的正方向的，故CD错误；
由图示波形图可知：，处质点开始起振的时间在到之间某时刻，在时刻处质点的振动时间，，振动图象中时刻前有少于个多于个的完整波形，故B错误，A正确。
故选A。
6.【答案】
【解析】
【分析】
由甲图可读出波长，由乙图可读出周期，再求得波速。在甲图上，已知波的传播方向，根据平移法判断出、的振动方向，从而确定、的振动情况。
本题关键要把握两种图象的内在联系，运用波形平移法读出质点的速度方向，也可以根据“上下坡法”判断质点的振动方向。
【解答】
A.由甲图可得：，由乙图中可得：，所以波速为：，故A错误；
B.波沿轴正方向传播，由波形平移法知，点正向上运动，而直接向平衡位置运动，所以图中质点比质点后回到平衡位置，故B错误；
在乙图上，时刻质点位于波谷，所以图乙可能是图甲中质点的振动图象，故C错误，D正确。
故选D。
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查识别、理解振动图象和波动图象的能力，以及把握两种图象联系的能力。
【解答】
A.简谐机械横波沿轴正方向传播，在时刻，质点的振动方向向上，而在振动图象上在时刻质点的振动方向向下，所以图乙不是质点的振动图象，故A错误；
B.在时刻，质点位于波谷，速度为零，质点位于平衡位置，则质点的速率比质点的小，故B错误；
C.在时刻，质点位于波谷，质点位于平衡位置，质点的位移比质点的大，则质点的加速度的大小比质点的大，故C正确；
D.在时刻，质点位于波谷，质点位于平衡位置，则质点与其平衡位置的距离比质点的大，故D错误。
故选C。
8.【答案】
【解析】
【分析】
由图得到波长，由波长、波速，根据波速计算公式求周期。根据距离，波的传播方向即可判断。
本题由图得到波长，由波长、波速，根据波速计算公式求周期。根据距离，波的传播方向即可判断。
【解答】
解：
由图可知，该波波长，已知波速为，则周期：；
点到波源的距离为，
点到下一个波峰的距离为，
可知质点在时刻位于平衡位置，且再过将到达波峰位置，故C正确，ABD错误。
故选C。
9.【答案】
【解析】A.由乙图读出，时刻质点的速度向下，则由波形的平移法可知，这列波沿轴正方向传播．故A错误； 由图知：，，则波速故B错误； 图示时刻点沿轴正方向运动，，质点的运动方向沿轴负方向，故C正确； ．，经过时，质点到达波峰，而质点位于平衡位置与波谷之间，故质点距平衡位置的距离不等于质点距平衡位置的距离，故D错误； 故选：．
点睛：由振动图象读出时刻点的振动方向，判断波的传播方向．由波动图象读出波长，由振动图象读出周期，可求出波速．分析波动过程，根据时间与周期的关系，判断点的运动方向．
10.【答案】
【解析】从题图甲可以得到波长为，从题图乙可以得到周期为，即波速为；由题图乙的振动图像可以找到时，该质点位移为负，并且向下运动，再经过就到达波谷，在题图甲中，大致标出这个质点，距该质点处的质点有左右两个点，若是该点左侧的点，在时位移为正方向且向下运动，对应选项中振动图像时刻，只有选项正确；若是该点右侧的点，在时位移为负方向且向上运动，对应选项中振动图像时刻，没有选项正确。
11.【答案】解：图甲所示的波形为波刚传到点的波形，由图甲可知，此时质点的振动方向向下，故点开始振动的方向也向下。
由图甲可以看出波长，由图乙可以看出周期
所以波速．
由图甲还可以看出，最前面的波峰距点的距离，故最前面的波峰传播到点，也就是点第一次出现波峰的时间．
则．
答：点开始振动时的振动方向向下．
经过点第一次到达波峰．
【解析】各点起振方向相同，通过点的振动方向确定点的振动方向；
根据波长、周期求出波速．根据波峰距离的水平距离，求出点第一次到达波峰的时间。
解决本题的关键知道各点的起振方向相同，以及知道波速、波长、周期的关系。
12.【答案】若波沿轴的正方向传播，图乙为点的振动图像。
若波沿轴的负方向传播，图乙为点的振动图像。
【解析】见答案
13.【答案】【小题】若波沿轴正方向传播；， 若波沿轴负方向传播，；，
由图象知波长 若波沿轴正方向传播，在内传播距离表达式为， 则有，， 波速， 若波沿轴负方向传播，在内传播距离表达式为， 则有
，， 波速，
【小题】波沿轴正方向传播；
若波速为，在内传播的距离 由波形平移法可知，波沿轴正方向传播 时刻质点沿轴正方向振动，由知， 质点最短经过时间振动到波谷位置
【解析】 略
略
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