17.1波的形成和波的图像
满分:100
班级:__________ 姓名:__________ 考号:__________
一、单选题(共10小题,共40分)
1. 如图,某同学演示波动实验,将一根长而软的弹簧静置在光滑水平面上,弹簧上系有一个标记物,
在左端沿弹簧轴线方向周期性地推、拉弹簧,形成疏密相间的机械波。下列表述正确的是( )
(4分)
A.弹簧上形成的波是横波
B.推、拉弹簧的周期越小,波长越长
C.标记物振动的速度就是机械波传播的速度
D.标记物由静止开始振动的现象表明机械波能传递能量
正确答案: D
答案解析: 解:A、振动方向与传播方向垂直是横波,弹簧上形成的波的振动方向与传播方向平行,是
纵波,故A错误;
B、同一介质中,波的传播速度相同,推、拉弹簧的周期越小,波的周期越小,由公式λ=vT可知,波长
越短,故B错误;
C、标记物振动的速度反应的是标志物在平衡位置附近往复运动的快慢,机械波的传播速度是波在介质中
的传播速度,二者不是同一个速度,故C错误;
D、标记物由静止开始振动,说明它获得了能量,这是因为机械波使得能量传递给标记物,则标记物由静
止开始振动的现象表明机械波能传递能量,故D正确。
故选:D。
2. 设某列波的波动方程为 ,则该波动的波长为( )
(4分)
A.100cm
B.100πcm
C.200cm
D.200πcm
正确答案: D
答案解析: 解:根据波动方程 可知: ,解得波长λ=200πcm,故D正确,ABC错
误。
故选:D。
3. 一列沿x轴传播的简谐横波,某时刻波形如图1所示,以该时刻为计时零点,
x=2m处质点的振动图像如图2所示。根据图中信息,下列说法正确的是( )
(4分)
A.波的传播速度v=0.1m/s
B.波沿x轴负方向传播
C.t=0时,x=3m处的质点加速度为0
D.t=0.2s时,x=3m处的质点位于y=10cm处
正确答案: D
答案解析: A、由题图可知:λ=4m,T=0.4s,则波速 ,故A错误;
B、由振动图像知t=0时刻P点开始向上振动,根据同侧法可知波沿x轴正方向传播,故B错误;
C、t=0时,x=3m处的质点位于波谷,其加速度沿y轴正方向,不为零,故C错误;
D、经过 ,x=3m处的质点从波谷运动到波峰位置,其位移y=10cm,故D正确。
故选:D。
4. 质点S沿竖直方向做简谐运动,在绳上形成的波传到质点P时的波形如图所示,则( )
(4分)
A.该波为纵波
B.质点S开始振动时向上运动
C.S、P两质点振动步调完全一致
D.经过一个周期,质点S向右运动一个波长距离
正确答案: B
答案解析: 解:A、由于波的传播方向和振动方向垂直,该波为横波,故A错误;
B、根据同侧法可知,P的起振方向向上,则质点S开始振动时向上运动,故B正确;
C、质点S、P平衡位置相距1.5λ,平衡位置相距半个波长的两个质点振动情况完全相反,所以S和P的振
动步调完全相反,故C错误;
D、振动质点只能在自己平衡位置上下振动,不随波迁移,故D错误。
故选:B。
5. 如图,健身者在公园以每分钟60次的频率上下抖动长绳的一端,长绳自右向左呈现波浪状起伏,
可近似为单向传播的简谐横波。长绳上A、B两点平衡位置相距6m,t0时刻A点位于波谷,B点位于波峰,
两者之间还有一个波谷。下列说法正确的是( )
(4分)
A.波长为3m
B.波速为12m/s
C.t0+0.25s时刻,B点速度为0
D.t0+0.50s时刻,A点速度为0
正确答案: D
答案解析: 解:根据题意可得AB如图所示
A、由题意可得A、B的平衡位置之间的距离为
3
x= λ =6m2
解得
λ=4m
故A错误;
B、波源的振动频率为
60
f= Hz=1Hz60
则波速为
v=λf=4×1m/s=4m/s
故B错误;
C、振动周期为
1 1
T= f = s=1s1
1
则t=0.25s= T4
则t0+0.25s时刻,B运动到平衡位置,此时B点速度最大,故C错误;
1
D、由于t=0.5s= T2
则t0+0.5s时刻,A运动到波峰,此时A点速度为0,故D正确。
故选:D。
6. 一列筒谐横波沿x轴正方向传播,波速为1m/s,t=0时的波形如图所示。t=1s时,
x=1.5m处的质点相对平衡位置的位移为( )
(4分)
A.0
B.0.1m
C.-0.1m
D.0.2m
正确答案: B
答案解析: 解:t=1s时,波向右传播的距离为Δx=vt=1×1m=1m,则t=0时x=0.5m的振动形式经过1s后传
递到x=1.5m处,则t=1s时,x=1.5m处的质点相对平衡位置的位移为0.1m,故ACD错误,B正确;
故选:B。
7. 位于坐标原点处的波源发出一列沿x轴正方向传播的简谐横波。t=0时波源开始振动,
其位移y随时间t变化的关系式为 ,则t=T时的波形图为( )
(4分)
A.
B.
C.
D.
正确答案: D
答案解析: AB、t=0时波源开始振动,根据其位移y随时间t变化的关系式 可知,t=0时,
波源的振幅为零,t刚好大于零时,波源的振幅为正值,所以波源从坐标原点向上振动。当t=T时,波源
的振动刚好传到波形图横坐标为一个波长位置、且在平衡位置的介质质点(设为P点),此时P点在平衡位
置将要重复t=0时波源的振动,即t=T时,P点将从平衡位置向上振动。AB图中,t=T时,所设P点分别位于
波峰、波谷,不在平衡位置,故AB错误;
CD、由同侧法可知,t=T时,所设P点在C图中的振动方向向下,在D图中的振动方向向上,故C错误,D正
确。
故选:D。
8. 一列简谐横波沿x轴正向传播,波长为100cm,振幅为8cm,介质中有a和b两个质点,
其平衡位置分别位于 和x=120cm处。某时刻b质点的位移为y=4cm,且向y轴正方向运动。
从该时刻开始计时,a质点的振动图像为( )
(4分)
A.
B.
C.
D.
正确答案: A
答案解析: ab之间的距离为
此时b点的位移4cm,且向y轴正方向运动。设此时b点的相位为φ,则根据
y=Asin(ωt+φ)
可得4=8sinφ
解得 或者 (舍去,向下振动)
由ab间的距离关系可知
则
可知此时a点的位移为
且向下振动,故此时的波形图为
所以t=0时,a的位移为4cm,且沿y轴负方向运动,故A正确,BCD错误。
故选:A。
9. 如图(a),在均匀介质中有A、B、C和D四点,其中A、B、C三点位于同一直线上,AC=BC=4m,DC=3m,
DC垂直AB。t=0时,位于A、B、C处的三个完全相同的横波波源同时开始振动,振动图像均如图(b)所示,
振动方向与平面ABD垂直,已知波长为4m,下列说法正确的是( )
(4分)
A.这三列波的波速均为2m/s
B.t=2s时,D处的质点开始振动
C.t=4.5s时,D处的质点向y轴负方向运动
D.t=6s时,D处的质点与平衡位置的距离是6cm
正确答案: C
答案解析: A、根据图(b)可知,简谐横波的振动周期为4s,根据波速的计算公式可得:
,故A错误;
B、根据图(a)可知,D处的质点与波源最近的距离为3m,根据运动学公式可得:
,则t=2s时D处的质点还没开始振动,故B错误;
C、根据勾股定理可知 ,则波源A、B产生的横波传播到D点的时间
为:
故t=4.5s时,只有波源C处的横波传播到D处,此时D处的质点的振动时间为:
t0=t-tCD=4.5s-3s=1.5s,根据振动图像可知此时D点处的质点振动方向为y轴负方向,故C正确;
D、t=6s时,波源C处的横波传播到D处后振动的时间为:
t1=t-tCD=6s-3s=3s
根据振动图像可知,此时D出为波源C处传播横波的波谷;t=6s时,波源A、B的横波传播到D处后的振动时
间为:
t2=t-tAD=6s-5s=1s
结合图像可知此时D处为波源A、B处传播横波的波峰,根据波的叠加原理可得,此时D处质点的位移大小
为:
y=2A-A=2×2cm-2cm=2cm,故t=6s时,D处的质点与平衡位置的距离为2cm,故D错误;
故选:C。
10. 一列简谐横波某时刻的波形图如图所示。此后K质点比L质点先回到平衡位置。下列判断正确的是
( )
(4分)
A.该简谐横波沿x轴负方向传播
B.此时K质点沿y轴正方向运动
C.此时K质点的速度比L质点的小
D.此时K质点的加速度比L质点的小
正确答案: D
答案解析: AB、质点K比质点L先回到平衡位置,而质点L的运动方向沿y轴正方向,K沿y轴负方向运动,
所以波沿x轴正方向传播,故AB错误;
C、L处于最大位移,所以此时质点L的速度为零,而K正向下运动,所以K的速度大于L的速度,故C错误;
D、根据 可知,加速度与位移成正比,L此时位移最大,则L的加速度最大,故D正确。
故选:D。
二、多选题(共10小题,共60分)
11. 如图所示,是一列沿x轴正方向传播的平面简谐波的图像,下列说法正确的是( )
(6分)
A.该图像只能表示横波不能表示纵波
B.该图像既能表示横波又能表示纵波
C.图中质点P在此刻的速度方向一定与x轴垂直
D.图中质点P在此刻的速度方向可能沿x轴正方向
正确答案: B D
答案解析: AB:由于此简谐波图像是一个函数图象,题干没有明确是横波还是纵波的波形图,因此无法
确定该图像表示的是横波还是纵波。故A错误,B正确。
CD:由于不知道此图像描述的是横波还是纵波,因此无法确定此时质点P的速度方向。若此图像表示表示
的是横波的波形图,则质点P的振动方向垂直于x轴;若此图像表示纵波的波形图,则质点的振动方向与
波的传播方向共线,可能与波的传播方向相同,也可能与传播方向相反。故C错误,D正确。
故选:BD。
12. 以声波作为信息载体的水声通信是水下长距离通信的主要手段。2020年11月10日,
中国载人潜水器“奋斗者”号创造了10909米深潜纪录。
此次深潜作业利用了水声通信和电磁通信等多种通信方式进行指令传输或数据交换,如图所示。
下列说法正确的是( )
(6分)
A.“奋斗者”号与“探索一号”通信的信息载体属于横波
B.“奋斗者”号与“沧海”号通信的信息载体属于横波
C.“探索一号”与通信卫星的实时通信可以通过机械波实现
D.“探索一号”与“探索二号”的通信过程也是能量传播的过程
正确答案: B D
答案解析: A.由题知,“奋斗者”号与“探索一号”通信是通过水声音通信,由下而上,故信息载体属
于纵波,故A错误;
B.由题知,“奋斗者”号与“沧海”号通信是通过无线蓝绿光通信,由左向右,故信息载体属于横波,
故B正确;
C.因为太空中没有介质,故机械波无法传播,所以“探索一号”与通信卫星的实时通信只能通过电磁通
信来实现,故C错误;
D.在传递信息的过程也是传递能量的过程,故“探索一号”与“探索二号”的通信过程也是能量传播的
过程,故D正确。
故选:BD。
13. 一列简谐横波在介质中沿直线传播,其波长大于1m,a、b为介质中平衡位置相距2m的两质点,
其振动图像如图所示。则t=0时的波形图可能为( )
(6分)
A.
B.
C.
D.
正确答案: A D
答案解析: 解:t=0时,a处于平衡位置向上振动,b处于波谷。
1 8
若波沿+x方向传播,有:( + n 4 )λ=2m,波长大于1m,所以当n=0时,λ=8m;当n=1时,λ = 5 m;
3 8 8
若波沿-x方向传播,有:( + n 4 )λ=2m,波长大于1m,所以当n=0时,λ= 3 m;当n=1时,λ = 7 m;
综上所述,可知AD正确、BC错误。
故选:AD。
14. 位于坐标原点O的波源在t=0时开始振动,振动图像如图所示,所形成的简谐横波沿x轴正方向传播。
平衡位置在x=3.5m处的质点P开始振动时,波源恰好第2次处于波谷位置,则( )
(6分)
A.波的周期是0.1s
B.波的振幅是0.2m
C.波的传播速度是10m/s
D.平衡位置在x=4.5m处的质点Q开始振动时,质点P处于波峰位置
正确答案: B C
答案解析: 解:AB、由振动图像可得周期T=0.2s,振幅A=0.2m,故A错误,B正确;
3
C、波源在t=0时开始向+y方向振动,到第2次处于波谷位置所需时间t= T 4 +T
据题意此时间内所形成的简谐横波传播距离为x=3.5m
x
可得波的传播速度v= t ,解得:v=10m/s,故C正确;
1
D、此波的波长为λ=vT=10×0.2m=2m,质点P、Q的平衡位置相距Δx=4.5m-3.5m=1m= λ,可知质点Q开2
始振动时,质点P处于平衡位置,故D错误。
故选:BC。
15. 一列简谐横波沿x轴传播,周期为2s,t=0时刻的波形曲线如图所示,
此时介质中质点b向y轴负方向运动,下列说法正确的是( )
(6分)
A.该波的波速为1.0m/s
B.该波沿x轴正方向传播
C.t=0.25s时质点a和质点c的运动方向相反
D.t=0.5s时介质中质点a向y轴负方向运动
E.t=1.5s时介质中质点b的速率达到最大值
正确答案: A C D
答案解析: 解:A.由y-x图像可知,该波的波长λ=2m
λ 2
根据波长、波速和周期的关系v = T = m/s = 1.0m/s 2 ,故A正确;
B.根据同侧法可知,该波沿x轴负方向传播,故B错误;
C.由y-x图像可知,质点a和质点c相差半个波长,振动情况始终相反,因此在t=0.25s时质点a和质点c的
运动方向相反,故C正确;
1
D.在 t = 0.5s = T 4 时,质点a回到平衡位置且向y轴负方向振动,故D正确;
3
E.在 t = 1.5s = T 4 时,质点b运动到波峰,此时质点b的速率为零,故E错误。
故选:ACD。
16. 一列简谐横波沿x轴传播,图(a)是t=0时刻的波形图;P是介质中位于x=2m处的质点,
其振动图像如图(b)所示。下列说法正确的是( )
(6分)
A.波速为2m/s
B.波向左传播
C.波的振幅是10cm
D.x=3m处的质点在t=7s时位于平衡位置
E.质点P在0~7s时间内运动的路程为70cm
正确答案: A B E
答案解析: AC、由图(a)得波的波长为:λ=4m
振幅为:A=5cm
由图(b)得周期为:T=2s
则波速
故A正确,C错误;
B、由图(b)得,t=0时,质点P处于平衡位置且向负方向运动,图(a)中,由同侧法得,波向左传播,故B
正确;
D、由图(a)得,t=0时,x=3m处的质点在y轴负方向位移最大处,
即质点运动3.5个周期,则此时,质点在y轴正方向位移最大处,故D错误;
E、
则质点P在0~7s时间内运动的路程为
故E正确。
故选:ABE。
17. 一列简谐横波在介质中沿x轴传播,波速为2m/s,t=0时的波形图如图所示,P为该介质中的一质点。
则( )
(6分)
A.该波的波长为14m
B.该波的周期为8s
C.t=0时质点P的加速度方向沿y轴负方向
D.0~2s内质点P运动的路程有可能小于0.1m
正确答案: B D
3
答案解析: 解:A、由t=0时的波形图可知 λ = 12m 4 ,则该波的波长为λ=16m,故A错误;
B、由波速v λ λ 16= T 知,该波的周期为T = v = s = 8s 2 ,故B正确;
C、t=0时质点P的加速度方向指向平衡位置,故质点P的加速度方向沿y轴正方向,故C错误;
D、质点P振动的周期为8s,0~2s内质点P振动的时间为四分之一周期,若向y轴负向振动则运动的路程有
小于0.1m(振幅为0.1m),若向y轴正向振动则运动的路程有大于0.1m,综上所述,0~2s内质点P运动的
路程是有可能小于0.1m的,故D正确。
故选:BD。
18. 位于x=0.25m的波源P从t=0时刻开始振动,形成的简谐横波沿x轴正负方向传播,在t=
2.0s时波源停止振动,t=2.1s时的部分波形如图所示,其中质点a的平衡位置xa=1.75m,
质点b的平衡位置xb=﹣0.5m。下列说法正确的是( )
(6分)
A.沿x轴正负方向传播的波发生干涉
B.t=0.42s时,波源的位移为正
C.t=2.25s时,质点a沿y轴负方向振动
D.在0到2s内,质点b运动总路程是2.55m
正确答案: B D
答案解析: 解:A、沿x轴正负方向传播的波不会相遇,因而不能发生干涉,故A错误;
B、由图可知,2.0﹣2.1s内波传播的距离为x=0.50m﹣0.25m=0.25m,则波速为
,由图可知波长为λ=1m,则周期为 。
在t=2.0s时间内,波传播的距离为x=vt=2.5×2m=5m=5λ,即形成5个波长波形,则知波源的起振方
向沿y轴正方向。因 ,所以t=0.42s时,波源的位移为正,故B正确;
C、t=2.1s时质点a位于波谷,t=2.1s到t=2.25s经历时间 ,则t=2.25s时,质点a沿y轴
正方向振动,故C错误;
D、波从波源传到质点b的时间为 ,在0到2s内,质点b振动时间为
,则在0到2s内,质点b运动总路程是s=4.25×4A=4.25×4×15cm=255cm=
2.55m,故D正确。
故选:BD。
19. 两列振幅相等、波长均为λ、周期均为T的简谐横波沿同一绳子相向传播,
若两列波均由一次全振动产生,t=0时刻的波形如图所示,此时两列波相距λ,则( )
(6分)
A. 时,波形如图2甲所示
B. 时,波形如图2乙所示
C. 时,波形如图2丙所示
D.t=T时,波形如图2丁所示
正确答案: B D
答案解析: A、波在一个周期内传播的距离为一个波长,因为t=0时刻两列波相距λ, 时,两列波
各传播 的距离,两列波还没有相遇,各自的波形不变,故A错误;
B、 时,两列波各传播 的距离,两列波刚好相遇,各自的波形不变,波形如图乙所示,故B正
确;
C、 时,两列波各传播 的距离,两个波谷相遇,两波谷叠加处的位移等于原来两个波谷位移
之和,波形与图丙不同,故C错误;
D、t=T时,两列波各传播λ的距离,左波的波峰与右波的波谷相遇,左波的波谷与右波的波峰相遇,相
遇处位移均为零,波形如图丁所示,故D正确。
故选:BD。
20. 一列简谐横波沿x轴传播,平衡位置位于坐标原点O的质点振动图像如右图所示。当t=7s时,
简谐波的波动图像可能正确的是( )
(6分)
A.
B.
C.
D.
正确答案: A C
答案解析: 由O点的振动图像可知,周期为T=2×(11-5)s=12s,根据振动图像可得振幅A=20cm,
2π
设原点处的质点的振动方程为:y = A sin ( T t + φ) ,根据振动图像可知:10=20sinφ,解得:
φ = π 6
2π π
在t=7s时刻,原点处质点的位置:y = 20 sin ( × 7 + )cm = 17.3cm ,则t=7s时原点处的质
7 12 6
点在y轴下方17.3cm处;
根据振动图像可知,在t=7s时刻质点在y轴负向向下振动,根据“同侧法”可判断若波向右传播,则波形
为C所示;若波向左传播,则波形如A所示,故AC正确、BD错误。
故选:AC。满分:100
班级:________ 姓名:________ 成绩:________
一、单选题(共10小题,共40分)
如图,某同学演示波动实验,将一根长而软的弹簧静置在光滑水平面上,弹簧上系有一个标记物,在左端沿弹簧轴线方向周期性地推、拉弹簧,形成疏密相间的机械波。下列表述正确的是( )
(4分)
A.弹簧上形成的波是横波
B.推、拉弹簧的周期越小,波长越长
C.标记物振动的速度就是机械波传播的速度
D.标记物由静止开始振动的现象表明机械波能传递能量
设某列波的波动方程为 ,则该波动的波长为( )
(4分)
A.100cm
B.100πcm
C.200cm
D.200πcm
一列沿x轴传播的简谐横波,某时刻波形如图1所示,以该时刻为计时零点,x=2m处质点的振动图像如图2所示。根据图中信息,下列说法正确的是( )
(4分)
A.波的传播速度v=0.1m/s
B.波沿x轴负方向传播
C.t=0时,x=3m处的质点加速度为0
D.t=0.2s时,x=3m处的质点位于y=10cm处
质点S沿竖直方向做简谐运动,在绳上形成的波传到质点P时的波形如图所示,则( )
(4分)
A.该波为纵波
B.质点S开始振动时向上运动
C.S、P两质点振动步调完全一致
D.经过一个周期,质点S向右运动一个波长距离
如图,健身者在公园以每分钟60次的频率上下抖动长绳的一端,长绳自右向左呈现波浪状起伏,可近似为单向传播的简谐横波。长绳上A、B两点平衡位置相距6m,t0时刻A点位于波谷,B点位于波峰,两者之间还有一个波谷。下列说法正确的是( )
(4分)
A.波长为3m
B.波速为12m/s
C.t0+0.25s时刻,B点速度为0
D.t0+0.50s时刻,A点速度为0
一列筒谐横波沿x轴正方向传播,波速为1m/s,t=0时的波形如图所示。t=1s时,x=1.5m处的质点相对平衡位置的位移为( )
(4分)
A.0
B.0.1m
C.-0.1m
D.0.2m
位于坐标原点处的波源发出一列沿x轴正方向传播的简谐横波。t=0时波源开始振动,其位移y随时间t变化的关系式为 ,则t=T时的波形图为( )
(4分)
A.
B.
C.
D.
一列简谐横波沿x轴正向传播,波长为100cm,振幅为8cm,介质中有a和b两个质点,其平衡位置分别位于 和x=120cm处。某时刻b质点的位移为y=4cm,且向y轴正方向运动。从该时刻开始计时,a质点的振动图像为( )
(4分)
A.
B.
C.
D.
如图(a),在均匀介质中有A、B、C和D四点,其中A、B、C三点位于同一直线上,AC=BC=4m,DC=3m,DC垂直AB。t=0时,位于A、B、C处的三个完全相同的横波波源同时开始振动,振动图像均如图(b)所示,振动方向与平面ABD垂直,已知波长为4m,下列说法正确的是( )
(4分)
A.这三列波的波速均为2m/s
B.t=2s时,D处的质点开始振动
C.t=4.5s时,D处的质点向y轴负方向运动
D.t=6s时,D处的质点与平衡位置的距离是6cm
一列简谐横波某时刻的波形图如图所示。此后K质点比L质点先回到平衡位置。下列判断正确的是( )
(4分)
A.该简谐横波沿x轴负方向传播
B.此时K质点沿y轴正方向运动
C.此时K质点的速度比L质点的小
D.此时K质点的加速度比L质点的小
二、多选题(共10小题,共60分)
如图所示,是一列沿x轴正方向传播的平面简谐波的图像,下列说法正确的是( )
(6分)
A.该图像只能表示横波不能表示纵波
B.该图像既能表示横波又能表示纵波
C.图中质点P在此刻的速度方向一定与x轴垂直
D.图中质点P在此刻的速度方向可能沿x轴正方向
以声波作为信息载体的水声通信是水下长距离通信的主要手段。2020年11月10日,中国载人潜水器“奋斗者”号创造了10909米深潜纪录。此次深潜作业利用了水声通信和电磁通信等多种通信方式进行指令传输或数据交换,如图所示。下列说法正确的是( )
(6分)
A.“奋斗者”号与“探索一号”通信的信息载体属于横波
B.“奋斗者”号与“沧海”号通信的信息载体属于横波
C.“探索一号”与通信卫星的实时通信可以通过机械波实现
D.“探索一号”与“探索二号”的通信过程也是能量传播的过程
一列简谐横波在介质中沿直线传播,其波长大于1m,a、b为介质中平衡位置相距2m的两质点,其振动图像如图所示。则t=0时的波形图可能为( )
(6分)
A.
B.
C.
D.
位于坐标原点O的波源在t=0时开始振动,振动图像如图所示,所形成的简谐横波沿x轴正方向传播。平衡位置在x=3.5m处的质点P开始振动时,波源恰好第2次处于波谷位置,则( )
(6分)
A.波的周期是0.1s
B.波的振幅是0.2m
C.波的传播速度是10m/s
D.平衡位置在x=4.5m处的质点Q开始振动时,质点P处于波峰位置
一列简谐横波沿x轴传播,周期为2s,t=0时刻的波形曲线如图所示,此时介质中质点b向y轴负方向运动,下列说法正确的是( )
(6分)
A.该波的波速为1.0m/s
B.该波沿x轴正方向传播
C.t=0.25s时质点a和质点c的运动方向相反
D.t=0.5s时介质中质点a向y轴负方向运动
E.t=1.5s时介质中质点b的速率达到最大值
一列简谐横波沿x轴传播,图(a)是t=0时刻的波形图;P是介质中位于x=2m处的质点,其振动图像如图(b)所示。下列说法正确的是( )
(6分)
A.波速为2m/s
B.波向左传播
C.波的振幅是10cm
D.x=3m处的质点在t=7s时位于平衡位置
E.质点P在0~7s时间内运动的路程为70cm
一列简谐横波在介质中沿x轴传播,波速为2m/s,t=0时的波形图如图所示,P为该介质中的一质点。则( )
(6分)
A.该波的波长为14m
B.该波的周期为8s
C.t=0时质点P的加速度方向沿y轴负方向
D.0~2s内质点P运动的路程有可能小于0.1m
位于x=0.25m的波源P从t=0时刻开始振动,形成的简谐横波沿x轴正负方向传播,在t=2.0s时波源停止振动,t=2.1s时的部分波形如图所示,其中质点a的平衡位置xa=1.75m,质点b的平衡位置xb=﹣0.5m。下列说法正确的是( )
(6分)
A.沿x轴正负方向传播的波发生干涉
B.t=0.42s时,波源的位移为正
C.t=2.25s时,质点a沿y轴负方向振动
D.在0到2s内,质点b运动总路程是2.55m
两列振幅相等、波长均为λ、周期均为T的简谐横波沿同一绳子相向传播,若两列波均由一次全振动产生,t=0时刻的波形如图所示,此时两列波相距λ,则( )
(6分)
A.时,波形如图2甲所示
B.时,波形如图2乙所示
C.时,波形如图2丙所示
D.t=T时,波形如图2丁所示
一列简谐横波沿x轴传播,平衡位置位于坐标原点O的质点振动图像如右图所示。当t=7s时,简谐波的波动图像可能正确的是( )
(6分)
A.
B.
C.
D.
第2页
第2页17.1波的形成和波的图像
满分:100
班级:__________ 姓名:__________ 考号:__________
一、单选题(共10小题,共40分)
1. 如图,某同学演示波动实验,将一根长而软的弹簧静置在光滑水平面上,弹簧上系有一个标记物,
在左端沿弹簧轴线方向周期性地推、拉弹簧,形成疏密相间的机械波。下列表述正确的是( )
(4分)
A.弹簧上形成的波是横波
B.推、拉弹簧的周期越小,波长越长
C.标记物振动的速度就是机械波传播的速度
D.标记物由静止开始振动的现象表明机械波能传递能量
2. 设某列波的波动方程为 ,则该波动的波长为( )
(4分)
A.100cm
B.100πcm
C.200cm
D.200πcm
3. 一列沿x轴传播的简谐横波,某时刻波形如图1所示,以该时刻为计时零点,
x=2m处质点的振动图像如图2所示。根据图中信息,下列说法正确的是( )
(4分)
A.波的传播速度v=0.1m/s
B.波沿x轴负方向传播
C.t=0时,x=3m处的质点加速度为0
D.t=0.2s时,x=3m处的质点位于y=10cm处
4. 质点S沿竖直方向做简谐运动,在绳上形成的波传到质点P时的波形如图所示,则( )
(4分)
A.该波为纵波
B.质点S开始振动时向上运动
C.S、P两质点振动步调完全一致
D.经过一个周期,质点S向右运动一个波长距离
5. 如图,健身者在公园以每分钟60次的频率上下抖动长绳的一端,长绳自右向左呈现波浪状起伏,
可近似为单向传播的简谐横波。长绳上A、B两点平衡位置相距6m,t0时刻A点位于波谷,B点位于波峰,
两者之间还有一个波谷。下列说法正确的是( )
(4分)
A.波长为3m
B.波速为12m/s
C.t0+0.25s时刻,B点速度为0
D.t0+0.50s时刻,A点速度为0
6. 一列筒谐横波沿x轴正方向传播,波速为1m/s,t=0时的波形如图所示。t=1s时,
x=1.5m处的质点相对平衡位置的位移为( )
(4分)
A.0
B.0.1m
C.-0.1m
D.0.2m
7. 位于坐标原点处的波源发出一列沿x轴正方向传播的简谐横波。t=0时波源开始振动,
其位移y随时间t变化的关系式为 ,则t=T时的波形图为( )
(4分)
A.
B.
C.
D.
8. 一列简谐横波沿x轴正向传播,波长为100cm,振幅为8cm,介质中有a和b两个质点,
其平衡位置分别位于 和x=120cm处。某时刻b质点的位移为y=4cm,且向y轴正方向运动。
从该时刻开始计时,a质点的振动图像为( )
(4分)
A.
B.
C.
D.
9. 如图(a),在均匀介质中有A、B、C和D四点,其中A、B、C三点位于同一直线上,AC=BC=4m,DC=3m,
DC垂直AB。t=0时,位于A、B、C处的三个完全相同的横波波源同时开始振动,振动图像均如图(b)所示,
振动方向与平面ABD垂直,已知波长为4m,下列说法正确的是( )
(4分)
A.这三列波的波速均为2m/s
B.t=2s时,D处的质点开始振动
C.t=4.5s时,D处的质点向y轴负方向运动
D.t=6s时,D处的质点与平衡位置的距离是6cm
10. 一列简谐横波某时刻的波形图如图所示。此后K质点比L质点先回到平衡位置。下列判断正确的是
( )
(4分)
A.该简谐横波沿x轴负方向传播
B.此时K质点沿y轴正方向运动
C.此时K质点的速度比L质点的小
D.此时K质点的加速度比L质点的小
二、多选题(共10小题,共60分)
11. 如图所示,是一列沿x轴正方向传播的平面简谐波的图像,下列说法正确的是( )
(6分)
A.该图像只能表示横波不能表示纵波
B.该图像既能表示横波又能表示纵波
C.图中质点P在此刻的速度方向一定与x轴垂直
D.图中质点P在此刻的速度方向可能沿x轴正方向
12. 以声波作为信息载体的水声通信是水下长距离通信的主要手段。2020年11月10日,
中国载人潜水器“奋斗者”号创造了10909米深潜纪录。
此次深潜作业利用了水声通信和电磁通信等多种通信方式进行指令传输或数据交换,如图所示。
下列说法正确的是( )
(6分)
A.“奋斗者”号与“探索一号”通信的信息载体属于横波
B.“奋斗者”号与“沧海”号通信的信息载体属于横波
C.“探索一号”与通信卫星的实时通信可以通过机械波实现
D.“探索一号”与“探索二号”的通信过程也是能量传播的过程
13. 一列简谐横波在介质中沿直线传播,其波长大于1m,a、b为介质中平衡位置相距2m的两质点,
其振动图像如图所示。则t=0时的波形图可能为( )
(6分)
A.
B.
C.
D.
14. 位于坐标原点O的波源在t=0时开始振动,振动图像如图所示,所形成的简谐横波沿x轴正方向传播。
平衡位置在x=3.5m处的质点P开始振动时,波源恰好第2次处于波谷位置,则( )
(6分)
A.波的周期是0.1s
B.波的振幅是0.2m
C.波的传播速度是10m/s
D.平衡位置在x=4.5m处的质点Q开始振动时,质点P处于波峰位置
15. 一列简谐横波沿x轴传播,周期为2s,t=0时刻的波形曲线如图所示,
此时介质中质点b向y轴负方向运动,下列说法正确的是( )
(6分)
A.该波的波速为1.0m/s
B.该波沿x轴正方向传播
C.t=0.25s时质点a和质点c的运动方向相反
D.t=0.5s时介质中质点a向y轴负方向运动
E.t=1.5s时介质中质点b的速率达到最大值
16. 一列简谐横波沿x轴传播,图(a)是t=0时刻的波形图;P是介质中位于x=2m处的质点,
其振动图像如图(b)所示。下列说法正确的是( )
(6分)
A.波速为2m/s
B.波向左传播
C.波的振幅是10cm
D.x=3m处的质点在t=7s时位于平衡位置
E.质点P在0~7s时间内运动的路程为70cm
17. 一列简谐横波在介质中沿x轴传播,波速为2m/s,t=0时的波形图如图所示,P为该介质中的一质点。
则( )
(6分)
A.该波的波长为14m
B.该波的周期为8s
C.t=0时质点P的加速度方向沿y轴负方向
D.0~2s内质点P运动的路程有可能小于0.1m
18. 位于x=0.25m的波源P从t=0时刻开始振动,形成的简谐横波沿x轴正负方向传播,在t=
2.0s时波源停止振动,t=2.1s时的部分波形如图所示,其中质点a的平衡位置xa=1.75m,
质点b的平衡位置xb=﹣0.5m。下列说法正确的是( )
(6分)
A.沿x轴正负方向传播的波发生干涉
B.t=0.42s时,波源的位移为正
C.t=2.25s时,质点a沿y轴负方向振动
D.在0到2s内,质点b运动总路程是2.55m
19. 两列振幅相等、波长均为λ、周期均为T的简谐横波沿同一绳子相向传播,
若两列波均由一次全振动产生,t=0时刻的波形如图所示,此时两列波相距λ,则( )
(6分)
A. 时,波形如图2甲所示
B. 时,波形如图2乙所示
C. 时,波形如图2丙所示
D.t=T时,波形如图2丁所示
20. 一列简谐横波沿x轴传播,平衡位置位于坐标原点O的质点振动图像如右图所示。当t=7s时,
简谐波的波动图像可能正确的是( )
(6分)
A.
B.
C.
D.