高中物理 粤教版选修3-4 课后作业2.2　机械波的图象描述 Word版含解析

2.2
1．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，某时刻的波形如图所示．P为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短时间内，P的速度v和加速度a的大小变化情况是(　　)
A．v变小，a变大 B．v变小，a变小
C．v变大，a变大 D．v变大，a变小
【解析】　由图象可以看出，该时刻P质点的振动速度方向沿y轴正方向， 在此后的一段极短时间内，振动速度v的大小变大，而加速度大小变小，当质点P振动到平衡位置时，速度最大而加速度为零，故选D.
【答案】　D
2．(多选)一列横波沿绳子向右传播，某时刻形成如图所示的凸凹形状，对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点，下列说法正确的是(　　)
A．它们的振幅相同
B．其中D、F速度方向相同
C．其中A、C速度方向相同
D．从此时算起，B比C先回到平衡位置
【解析】　简谐波中各个质点的振幅都相同，A正确；B、C、D三点速度方向相同，A、C位移大小相等，方向相同，速度方向相反，D、F两点速度方向相反，B、C错误；波向右传播，B离振源近，B比C先回到平衡位置，D对．
【答案】　AD
3．(多选)图中正确的波形图是(　　)
【解析】　根据上下坡法，凡是在“上坡”区的必向下运动，在“下坡”区的必向上运动，故B、C正确．
【答案】　BC
4．(多选)如图所示为一弹性绳3 s时的波形，有关这列波的说法以下正确的是(　　)
A．若波向右传播，则3 s时质点P的振动方向向下
B．若波向左传播，则3 s时质点P的振动方向向下
C．若波向右传播，则3 s时质点Q的起振方向向下
D．若波向左传播，则3 s时质点Q的起振方向向上
【解析】　若波向右传播，根据上下坡法，P点在3 s时处于下坡段，故向上振动，A错；若向左传播，P点处于上坡段，要向下振动，B项正确．
质点的起振方向跟波的最前沿质点的振动方向相同．当波向右传播时，P点是最前沿，3 s时该质点向上振，故Q点的起振方向向上，C项错；若波向左传播，M点是最前沿，3 s时该质点向上振，故Q点的起振方向向上，D项对．所以，正确选项为B、D.
【答案】　BD
5．如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为t1＝0时的波形图，此时P质点向y轴负方向运动，虚线为t2＝0.01 s时的波形图．已知周期T>0.01 s.
(1)波沿x轴________(填“正”或“负”)方向传播；
(2)求波速．
【解析】　①根据“上坡下”判断，向正方向传播．
②由题意知，λ＝8 m
t2－t1＝T①
v＝②
联立①②式，代入数据解得
v＝100 m/s.③
【答案】　①正　②100 m/s
6．一列简谐横波沿x轴负方向传播，波速v＝4 m/s.已知坐标原点(x＝0)处质点的振动图象如图所示．在下列4幅图(如图所示)中能够正确表示t＝0.15 s时波形的图是(　　)
【解析】　由题图可看出，t＝0.15 s时质点位移为正，且此时刻该点正向y轴负方向振动，由此可断定只有A项正确．
【答案】　A
7．一列简谐横波在t＝0时刻的波形如图所示中的实线所示，t＝0.02 s时刻的波形如图中虚线所示．若该波的周期T大于0.02 s，则该波的传播速度可能是(　　)
A．2 m/s B．3 m/s
C．4 m/s D．5 m/s
【解析】　因波的周期T大于0.02 s，当简谐波沿x轴正方向传播时，＝t＝0.02 s，T＝0.08 s，λ＝0.08 m，则波速v＝＝1 m/s；当简谐波沿x轴的负方向传播时，T＝t＝0.02 s，T＝ s，λ＝0.08 m则波速v＝＝3 m/s，故正确答案为B.
【答案】　B
[能力提升练]
8．介质中坐标原点O处的波源在t＝0时刻开始振动，产生的简谐波沿x轴正向传播，t0时刻传到L处，波形如图所示．下列能描述x0处质点振动的图象是(　　)
【解析】　因波沿x轴正向传播，由“上下坡法”可知t＝t0时L处的质点振动方向向下，可知x0处的起振方向向下，故A、B两项均错；还可判断x0处的质点振动方向也向下，故C项正确，D项错误．
【答案】　C
9．一列向左传播的简谐波在某时刻的波形图如图所示，已知波速为0.5 m/s，画出此时刻后7 s和前7 s的波形图．
【解析】　由图得λ＝2 m．T＝＝4 s，沿传播方向传播7 s的距离，把该时刻波形图向波传播的反方向平移(去整存零)，即得7 s前的瞬时波形，如图中①所示，同理，把该时刻波形向左平移，即得7 s后的波形图，如图中②所示．
【答案】　见解析