高中物理选修3－4课课练第十二章机械波 2波的图象
文档属性
| 名称 | 高中物理选修3－4课课练第十二章机械波 2波的图象 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 425.7KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2014-02-21 16:04:28 | ||
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文档简介
第十二章 机械波
2 波 的 图 象
知能要点
1. 能识别波的图象的物理意义.
2. 能应用简谐波的图象分析处理问题. 21世纪教育网版权所
3. 能区别波的图
基础巩固 飞跃，这里是最好的起点……
１．下列选项为一列横波在某介质中传播时某一时刻的波形图，已知波的传播方向向右，能正确描述各质点继续振动时运动方向的是( ) 21世纪教育网版权所
２．如图所示是一列简谐波沿x轴正方向传播的某时刻的波形图。a是正向最大位移处，b恰好处于平衡位置，经过Δt＝时间，下列关于a，b两个质点所通过的路程的关系的说法中正确的是( )
A．Sa＝Sb B．SaC．Sa>Sb D．不能判断两者大小关系
3. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，某一时刻的波形图如图所示，此时质点P、S跟质点Q、R的振动位移大小相等、方向相反. 由图可知，在此后的任一时刻( )．
A. 质点P和S的振动加速度大小和方向总相同
B. 质点P和Q的振动位移大小总相同、方向总相反
C. 质点P和S的振动速度大小和方向总相同21世纪教育网版权所
D. 质点P和R的振动加速度大小总相同、方向总相反
4. 振源A带动细绳上各点上下做简谐运动，t＝ 0时刻绳上形成的波形如图所示．规定绳上质点向上运动的方向为x轴的正方向，则P点的振动图象是( )．
５．如下图所示，实线为简谐波在时刻t的图象，虚线为简谐波经Δt时间后的图象，则下列说法中正确的是( )
A．这列简谐波一定沿x轴正向传播
B．这列简谐波一定沿x轴负向传播21世纪教育网版权所
C．实线上的质点a经过Δt时间后位于虚线上a1位置
D．实线上的质点a经过Δt时间后位于虚线上a2的位置
6. 如图所示是一列横波在某一时刻的波形图，波沿x轴正向传播．
(1)该时刻A质点运动的方向是向________，C点的运动方向是向________，D点的运动方向是向________．
(2)再经过，质点A通过的路程是________ cm，质点C的位移是________ cm.
思维拓展 课内与课外的桥梁是这样架起的……
7. 图(a)表示一列简谐波在介质中传播时，某一质点a的振动图象，请你在(b)图中作出这列简谐波在t＝0时刻的波形图(质点a画在坐标原点上)．
8. 如图所示，O是波源，a、b、c、d是波传播方向上各质点的平衡位置，且Oa＝ab＝bc＝cd＝3 m，开始各质点均静止在平衡位置，t＝0时刻波源O开始向上做简谐运动，振幅是0.1 m，波沿Ox 方向传播，波长是8 m，当O点振动了一段时间、经过的路程是0.5 m时，有关各质点运动情况的描述正确的是( )．
A. a质点的速度方向向上
B. b质点的加速度为零
C. c质点达到最大位移处
D. d质点的速度为零但加速度不为零
9. 如图所示，是某绳波形成过程的示意图，1、2、3、4……为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向．质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端．t＝0时质点1开始竖直向上运动，经过四分之一周期(T)，质点5开始运动．下列判断正确的是( )．
A. t＝时质点5的运动方向向下
B. t＝时质点8的加速度方向向上
C. t＝时质点12的运动方向向上21世纪教育网版权所
D. t＝T时质点16开始运动
10．一列沿x轴正方向传播的横波在某时刻的波形如图甲所示，a，b，c，d为介质中沿波的传播方向上4个质点的位置，若从该时刻开始计时，则振动图象如图乙所示的质点是( )
A．a处质点 B．b处质点
C．c处质点 D．d处质点
11．简谐横波某时刻的波形如图所示，P为介质中的一个质点，下列说法中正确的是( )
A．若该波沿x轴正方向传播，则质点P此时刻的加速度方向沿y轴正方向
B．若该波沿x轴正方向传播，则质点P此时刻的速度方向沿y轴正方向
C．从该时刻开始再经过四分之一周期，质点P运动的距离为a
D．从该时刻开始再经过半个周期时，质点P的位移为负值
12. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在t＝0时的波形如图所示，质点A和C处于平衡位置，质点B处于波峰位置. 已知该波的周期为4 s，则( )．
A. 质点A此时振动速度为零
B. 质点B此时振动速度不为零且方向向下
C. t＝2 s时，质点C向下运动
D. t＝2 s时，质点A到达x＝2 m处
开放探究 对未知的探究，你也行！
13. 一列简谐横波沿x轴负方向传播，图(甲)是t＝1s时的波形图，图(乙)是波中某振动质点位移随时间变化的振动图线(两图用同一时间起点)，则图(b)可能是图(a)中哪个质元的振动图线( )．
A. x＝0处的质点 B. x＝1m处的质点
C. x＝2m处的质点 D. x＝3m处的质点
14. 一列简谐波在t＝0时刻的波形图如图(a)所示，图(b)表示该波传播的介质中某质点此后一段时间内的振动图象，则( )．
A. 若波沿x轴正方向传播，(b)图应为a点的振动图象
B. 若波沿x轴正方向传播，(b)图应为b点的振动图象
C. 若波沿x轴正方向传播，(b)图应为c点的振动图象
D. 若波沿x轴正方向传播，(b)图应为d点的振动图象
15. 如图所示，甲为某一波动在t＝1.0 s时的图象，乙为该波上P质点的振动图象．
(1)说出两图中AA′的意义．
(2)说出甲图中OA′B图线的意义．
(3)在甲图中画出再经3.5 s时的波形图．
(4)求再经过3.5 s时P质点的路程 s和位移．21世纪教育网版权所
走向高考 解剖真题，体验情境。
16. （2013上海高考）一列横波沿水平绳传播，绳的一端在t＝0时开始做周期为T的简谐运动，经过时间t(T＜t＜T)，绳上某点位于平衡位置上方的最大位移处。则在2t时，该点位于平衡位置的
A.上方，且向上运动 B.上方，且向下运动
C.下方，且向上运动 D.下方，且向下运动
17．（2012·浙江理综）用手握住较长软绳的一端连续上下抖动。形成一列简谐横波。某一时刻的波形如图所示。绳上a、b两质点均处于波峰位置。下列说法正确的是
A.a、b两点之间的距离为半个波长
B.a、b两点振动开始时刻相差半个周期
C.b点完成全振动次数比a点多一次
D.b点完成全振动次数比a点少一次
参考答案
2 波 的 图 象
6. (1)上 下 下 (2)4 0
解析：(1)由于波沿x轴正方向传播，所以A点在“下坡区”，向上运动；C点、D点均在“上坡区”，C、D两点都向下运动．(2)再经过，A又回到平衡位置，所以A通过的路程为4 cm；C点也回到平衡位置，其位移为0.
7. 如图所示
解析：t＝0时刻质点a正处于平衡位置且沿＋y方向运动，经达正向最大位移处，设x轴正向为波动方向，由波动与振动方向关系的判断方法，得出t＝0时刻的波形．
8. A、B
9. C 解析：本题考查简谐横波图象，要求学生根据题意画出不同时刻的波形图．根据t＝
由于无法确定此时P点向哪个方向运动，故从此时起经周期，质点P运动的距离可能比a大，也可能比a小，C错。再经过半个周期时，P所在的位置与它现在的位置关于x轴对称，故那时P点的位移一定为负值，D对
12. C
13. A 解析：本题考查振动图象与波形图象间关系，要求学生理解两种图象的物理意义．本题看振动图象：t＝1s时刻该质点处于平衡位置且正在向下振动，因此四个选项中只有A符合要求．
14. B 解析：在图(b)的振动图象中，t＝0时刻质点在平衡位置并向y轴的正方向运动，而图(a)的波形图却表明在t＝0时刻，质点b、d在平衡位置，而a、c不在平衡位置，故A、C选项不可能正确．若波沿x轴正方向传播，质点b应向上运动(逆着波的传播方向在它附近找一相邻点，此点正好在它的上方，质点b就应跟随它向上运动)，B选项正确．若波沿x轴正方向传播，同理可以确定质点d应向下运动，D选项错．
15. (1)甲图中的AA′表示A质点的振幅，乙图中的AA′表示质点P的振幅．
(2)甲图中OA′B图线表示O到B之间所有质点在1.0 s时的位移情况．
(3)如解析图所示
(4)2.8 m 零
解析：(1)甲图中AA′表示A质点的振幅或1.0 s时x＝1.0 m的质点的位移大小为0.2 m，方向为负；乙图中AA′表示P质点的振幅，也代表P质点在0.25 s的位移大小为0.2 m，方向为负．
(2)甲图中OA′B段图线表示O到B之间所有质点在1.0 s时的位移，方向均为负．由乙图看出P质点在1.0 s时向－y方向振动，所以甲图中波向左传播，则OA′间各质点正向远离平衡位置方向振动，A′B间各质点正向靠近平衡位置方向振动．
(3)传播距离：Δx＝v·Δt＝4×3.5 m＝14 m＝(3＋)λ
所以只需将波形向x轴负向平移λ＝2m即可，如下图所示．
(4)求路程：因为n＝＝＝3.5，
所以路程s＝4An＝4×0.2×3.5 m＝2.8 m.
求位移：由于波动的重复性，经历时间为周期的整数倍时，位移不变，所以只需考查从图示时刻P质点经时的位移即可，所以经3.5 s质点P的位移仍为零．
16.A
17.D
2 波 的 图 象
知能要点
1. 能识别波的图象的物理意义.
2. 能应用简谐波的图象分析处理问题. 21世纪教育网版权所
3. 能区别波的图
基础巩固 飞跃，这里是最好的起点……
１．下列选项为一列横波在某介质中传播时某一时刻的波形图，已知波的传播方向向右，能正确描述各质点继续振动时运动方向的是( ) 21世纪教育网版权所
２．如图所示是一列简谐波沿x轴正方向传播的某时刻的波形图。a是正向最大位移处，b恰好处于平衡位置，经过Δt＝时间，下列关于a，b两个质点所通过的路程的关系的说法中正确的是( )
A．Sa＝Sb B．Sa
3. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，某一时刻的波形图如图所示，此时质点P、S跟质点Q、R的振动位移大小相等、方向相反. 由图可知，在此后的任一时刻( )．
A. 质点P和S的振动加速度大小和方向总相同
B. 质点P和Q的振动位移大小总相同、方向总相反
C. 质点P和S的振动速度大小和方向总相同21世纪教育网版权所
D. 质点P和R的振动加速度大小总相同、方向总相反
4. 振源A带动细绳上各点上下做简谐运动，t＝ 0时刻绳上形成的波形如图所示．规定绳上质点向上运动的方向为x轴的正方向，则P点的振动图象是( )．
５．如下图所示，实线为简谐波在时刻t的图象，虚线为简谐波经Δt时间后的图象，则下列说法中正确的是( )
A．这列简谐波一定沿x轴正向传播
B．这列简谐波一定沿x轴负向传播21世纪教育网版权所
C．实线上的质点a经过Δt时间后位于虚线上a1位置
D．实线上的质点a经过Δt时间后位于虚线上a2的位置
6. 如图所示是一列横波在某一时刻的波形图，波沿x轴正向传播．
(1)该时刻A质点运动的方向是向________，C点的运动方向是向________，D点的运动方向是向________．
(2)再经过，质点A通过的路程是________ cm，质点C的位移是________ cm.
思维拓展 课内与课外的桥梁是这样架起的……
7. 图(a)表示一列简谐波在介质中传播时，某一质点a的振动图象，请你在(b)图中作出这列简谐波在t＝0时刻的波形图(质点a画在坐标原点上)．
8. 如图所示，O是波源，a、b、c、d是波传播方向上各质点的平衡位置，且Oa＝ab＝bc＝cd＝3 m，开始各质点均静止在平衡位置，t＝0时刻波源O开始向上做简谐运动，振幅是0.1 m，波沿Ox 方向传播，波长是8 m，当O点振动了一段时间、经过的路程是0.5 m时，有关各质点运动情况的描述正确的是( )．
A. a质点的速度方向向上
B. b质点的加速度为零
C. c质点达到最大位移处
D. d质点的速度为零但加速度不为零
9. 如图所示，是某绳波形成过程的示意图，1、2、3、4……为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向．质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端．t＝0时质点1开始竖直向上运动，经过四分之一周期(T)，质点5开始运动．下列判断正确的是( )．
A. t＝时质点5的运动方向向下
B. t＝时质点8的加速度方向向上
C. t＝时质点12的运动方向向上21世纪教育网版权所
D. t＝T时质点16开始运动
10．一列沿x轴正方向传播的横波在某时刻的波形如图甲所示，a，b，c，d为介质中沿波的传播方向上4个质点的位置，若从该时刻开始计时，则振动图象如图乙所示的质点是( )
A．a处质点 B．b处质点
C．c处质点 D．d处质点
11．简谐横波某时刻的波形如图所示，P为介质中的一个质点，下列说法中正确的是( )
A．若该波沿x轴正方向传播，则质点P此时刻的加速度方向沿y轴正方向
B．若该波沿x轴正方向传播，则质点P此时刻的速度方向沿y轴正方向
C．从该时刻开始再经过四分之一周期，质点P运动的距离为a
D．从该时刻开始再经过半个周期时，质点P的位移为负值
12. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在t＝0时的波形如图所示，质点A和C处于平衡位置，质点B处于波峰位置. 已知该波的周期为4 s，则( )．
A. 质点A此时振动速度为零
B. 质点B此时振动速度不为零且方向向下
C. t＝2 s时，质点C向下运动
D. t＝2 s时，质点A到达x＝2 m处
开放探究 对未知的探究，你也行！
13. 一列简谐横波沿x轴负方向传播，图(甲)是t＝1s时的波形图，图(乙)是波中某振动质点位移随时间变化的振动图线(两图用同一时间起点)，则图(b)可能是图(a)中哪个质元的振动图线( )．
A. x＝0处的质点 B. x＝1m处的质点
C. x＝2m处的质点 D. x＝3m处的质点
14. 一列简谐波在t＝0时刻的波形图如图(a)所示，图(b)表示该波传播的介质中某质点此后一段时间内的振动图象，则( )．
A. 若波沿x轴正方向传播，(b)图应为a点的振动图象
B. 若波沿x轴正方向传播，(b)图应为b点的振动图象
C. 若波沿x轴正方向传播，(b)图应为c点的振动图象
D. 若波沿x轴正方向传播，(b)图应为d点的振动图象
15. 如图所示，甲为某一波动在t＝1.0 s时的图象，乙为该波上P质点的振动图象．
(1)说出两图中AA′的意义．
(2)说出甲图中OA′B图线的意义．
(3)在甲图中画出再经3.5 s时的波形图．
(4)求再经过3.5 s时P质点的路程 s和位移．21世纪教育网版权所
走向高考 解剖真题，体验情境。
16. （2013上海高考）一列横波沿水平绳传播，绳的一端在t＝0时开始做周期为T的简谐运动，经过时间t(T＜t＜T)，绳上某点位于平衡位置上方的最大位移处。则在2t时，该点位于平衡位置的
A.上方，且向上运动 B.上方，且向下运动
C.下方，且向上运动 D.下方，且向下运动
17．（2012·浙江理综）用手握住较长软绳的一端连续上下抖动。形成一列简谐横波。某一时刻的波形如图所示。绳上a、b两质点均处于波峰位置。下列说法正确的是
A.a、b两点之间的距离为半个波长
B.a、b两点振动开始时刻相差半个周期
C.b点完成全振动次数比a点多一次
D.b点完成全振动次数比a点少一次
参考答案
2 波 的 图 象
6. (1)上 下 下 (2)4 0
解析：(1)由于波沿x轴正方向传播，所以A点在“下坡区”，向上运动；C点、D点均在“上坡区”，C、D两点都向下运动．(2)再经过，A又回到平衡位置，所以A通过的路程为4 cm；C点也回到平衡位置，其位移为0.
7. 如图所示
解析：t＝0时刻质点a正处于平衡位置且沿＋y方向运动，经达正向最大位移处，设x轴正向为波动方向，由波动与振动方向关系的判断方法，得出t＝0时刻的波形．
8. A、B
9. C 解析：本题考查简谐横波图象，要求学生根据题意画出不同时刻的波形图．根据t＝
由于无法确定此时P点向哪个方向运动，故从此时起经周期，质点P运动的距离可能比a大，也可能比a小，C错。再经过半个周期时，P所在的位置与它现在的位置关于x轴对称，故那时P点的位移一定为负值，D对
12. C
13. A 解析：本题考查振动图象与波形图象间关系，要求学生理解两种图象的物理意义．本题看振动图象：t＝1s时刻该质点处于平衡位置且正在向下振动，因此四个选项中只有A符合要求．
14. B 解析：在图(b)的振动图象中，t＝0时刻质点在平衡位置并向y轴的正方向运动，而图(a)的波形图却表明在t＝0时刻，质点b、d在平衡位置，而a、c不在平衡位置，故A、C选项不可能正确．若波沿x轴正方向传播，质点b应向上运动(逆着波的传播方向在它附近找一相邻点，此点正好在它的上方，质点b就应跟随它向上运动)，B选项正确．若波沿x轴正方向传播，同理可以确定质点d应向下运动，D选项错．
15. (1)甲图中的AA′表示A质点的振幅，乙图中的AA′表示质点P的振幅．
(2)甲图中OA′B图线表示O到B之间所有质点在1.0 s时的位移情况．
(3)如解析图所示
(4)2.8 m 零
解析：(1)甲图中AA′表示A质点的振幅或1.0 s时x＝1.0 m的质点的位移大小为0.2 m，方向为负；乙图中AA′表示P质点的振幅，也代表P质点在0.25 s的位移大小为0.2 m，方向为负．
(2)甲图中OA′B段图线表示O到B之间所有质点在1.0 s时的位移，方向均为负．由乙图看出P质点在1.0 s时向－y方向振动，所以甲图中波向左传播，则OA′间各质点正向远离平衡位置方向振动，A′B间各质点正向靠近平衡位置方向振动．
(3)传播距离：Δx＝v·Δt＝4×3.5 m＝14 m＝(3＋)λ
所以只需将波形向x轴负向平移λ＝2m即可，如下图所示．
(4)求路程：因为n＝＝＝3.5，
所以路程s＝4An＝4×0.2×3.5 m＝2.8 m.
求位移：由于波动的重复性，经历时间为周期的整数倍时，位移不变，所以只需考查从图示时刻P质点经时的位移即可，所以经3.5 s质点P的位移仍为零．
16.A
17.D