2024-2025學年高中物理第十二章機械波2波的圖象課時作業(yè)含解析新人教版選修3-4

PAGEPAGE6波的圖象時間：45分鐘一、選擇題(1～6為單選，7～9為多選)1．下列選項為一列橫波在某介質(zhì)中傳播時某一時刻的波形圖，已知波的傳播方向向右，能正確描述各質(zhì)點接著振動時運動方向的是(C)解析：處在波峰或波谷處的質(zhì)點肯定向平衡位置處運動，因此A、D錯誤；依據(jù)“上下坡”法“上坡下，下坡上”可知B錯誤，C正確．2．如下圖所示，實線為簡諧波在時刻t的圖象，虛線為簡諧波經(jīng)Δt時間后的圖象．則下列說法中正確的是(D)A．這列簡諧波肯定沿x軸正向傳播B．這列簡諧波肯定沿x軸負向傳播C．實線上的質(zhì)點a經(jīng)Δt時間后位于虛線上a1位置D．實線上的質(zhì)點a經(jīng)Δt時間后位于虛線上a2位置解析：經(jīng)Δt時間后的波形可能是t時刻的波形向右平移(向右傳播)得到的，也可能是向左平移(向左傳播)得到的，依據(jù)題意無法推斷，A、B錯誤；波上質(zhì)點在平衡位置上下兩側(cè)振動，并不隨波遷移，故C錯誤，D正確．3．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，以下說法正確的是(D)A．若波沿x軸正方向傳播，則P質(zhì)點此時刻速度沿x軸正方向B．若波沿x軸正方向傳播，則P質(zhì)點此時刻加速度沿y軸正方向C．再過eq\f(1,4)個周期，質(zhì)點P的位移為負值D．經(jīng)過一個周期，質(zhì)點P通過的路程為4A解析：橫波中，質(zhì)點振動方向與波的傳播方向應垂直，故A錯；質(zhì)點加速度的方向肯定指向平衡位置，故B錯；由于不知道波的傳播方向，則無法推斷eq\f(1,4)個周期后質(zhì)點P的位置，故C錯．只有選項D正確．4．下圖為一列簡諧波在t＝0時刻的圖象，已知質(zhì)點P將比質(zhì)點Q后回到平衡位置，則下列說法中正確的是(A)A．波肯定沿x軸正方向傳播B．質(zhì)點Q與質(zhì)點R的運動方向相反C．質(zhì)點P的速度正在增大D．質(zhì)點R的加速度正在減小解析：因P點比Q點后回到平衡位置，可知P點向＋y方向振動，Q點向－y方向振動，可推斷波向＋x方向傳播，即P點遠離平衡位置，速度正在減小，Q點靠近平衡位置，速度正在增大；R點與Q點均向－y方向運動，R點正遠離平衡位置，位移增大，加速度增大．5．如圖所示是沿x軸正方向傳播的一列橫波在t＝0時刻的一部分波形，此時質(zhì)點P的位移為y0.則此后質(zhì)點P的振動圖象是如圖中的(B)解析：依據(jù)波動傳播規(guī)律，此后質(zhì)點P的振動圖象與選項B中圖象一樣，選項B正確．6．一列橫波沿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eq\f(3,4)周期起先計時，則圖乙描述的是(B)A．a(chǎn)處質(zhì)點的振動圖象 B．b處質(zhì)點的振動圖象C．c處質(zhì)點的振動圖象 D．d處質(zhì)點的振動圖象解析：依據(jù)波的圖象可知：a處質(zhì)點經(jīng)過eq\f(3,4)周期，在波谷；b處質(zhì)點經(jīng)過eq\f(3,4)周期，在平衡位置且向下振動；c處質(zhì)點經(jīng)過eq\f(3,4)周期，在波峰；d處質(zhì)點經(jīng)過eq\f(3,4)周期，在平衡位置且向上振動．則圖乙描述的是b處質(zhì)點的振動圖象，故答案為B.7．取向上為質(zhì)點振動的正方向，得到如下圖所示的兩個圖象，則圖線上A、B兩點的運動方向是(AC)A．A點向下 B．A點向上C．B點向下 D．B點向上解析：題圖甲表示的是波的圖象，由于波沿x軸負方向傳播，所以圖中質(zhì)點A的振動方向向下，A正確，B錯誤；題圖乙表示的是振動圖象，在圖中B所對應的時刻質(zhì)點應當向下運動(因為下一時刻位移為負值)，C正確，D錯誤．8．關于如圖所示的波形圖，下列說法中正確的是(ACD)A．此列波的振幅是0.1mB．x＝15cm處質(zhì)點的位移是0.1mC．若質(zhì)點A的速度沿y軸正方向，則質(zhì)點B的速度也沿y軸正方向D．質(zhì)點A的加速度為沿y軸負方向，而B、C的加速度沿y軸正方向解析：從波的圖象上可以干脆讀出振幅、各質(zhì)點離開平衡位置的位移，A對、B錯．各質(zhì)點加速度的方向總是指向平衡位置，大小為a＝－eq\f(kx,m)，D正確．由于A、B兩質(zhì)點在此時刻都在同一“坡”上，依據(jù)“上下坡”法可以推斷C正確．9．一列橫波沿繩子向右傳播，某時刻繩子形成如圖所示的凹凸形態(tài)，對此時繩上A、B、C、D、E、F6個質(zhì)點，有(AD)A．它們的振幅相同B．其中D和F的速度方向相同C．其中A和C的速度方向相同D．從今時起，B比C先回到平衡位置解析：各質(zhì)點先后到達波峰或波谷處，振幅相同，A正確．由于各質(zhì)點都要“跟隨”前邊質(zhì)點振動，在波向右傳播時，質(zhì)點D向上振動，質(zhì)點F向下振動，二者雖然速度大小相同，但方向不同，B錯．同理可知A向下運動，C向上運動，二者速度方向相反，C錯．從今時起，B和C均向上振動，明顯B先到達波峰，先回到平衡位置，D正確．二、非選擇題10．如圖所示是一列橫波在t0時刻的波形圖，試依據(jù)波形圖回答下列問題．(1)該時刻加速度最大的質(zhì)點有哪些？(2)速度最大的質(zhì)點有哪些？(3)振動方向相同的質(zhì)點有哪些？這些點的分布有什么規(guī)律？(4)假如這列波沿x軸負方向傳播，質(zhì)點3受到的合外力方向如何？答案：見解析解析：(1)加速度最大的質(zhì)點肯定是位移最大的質(zhì)點，所以該時刻質(zhì)點2、6、10、14的加速度最大，但方向不相同．(2)該波是簡諧波，質(zhì)點做簡諧運動，因此處在平衡位置的質(zhì)點速度最大，分別是質(zhì)點0、4、8、12、16.(3)該時刻具有相同振動方向的質(zhì)點是0、1、7、8、9、15、16.與上述質(zhì)點振動方向相反的質(zhì)點是3、4、5、11、12、13.其規(guī)律是：從波形圖上看相同增減性的單調(diào)區(qū)間上各質(zhì)點的振動方向相同，相鄰的單調(diào)區(qū)間上質(zhì)點振動方向相反．(4)假如該波沿x軸負方向傳播，則質(zhì)點3的速度方向向下．因為位移方向是y軸正方向，其加速度方向沿y軸負方向，由牛頓其次定律知，質(zhì)點3受到四周質(zhì)點作用的合外力沿y軸負方向．11．如下圖是一列橫波在某一時刻的波形圖，該波沿x軸正方向傳播，求：(1)質(zhì)點A、C、D的振動方向各是怎樣的？(2)再經(jīng)過eq\f(3,4)T，質(zhì)點A通過的路程是多少？質(zhì)點C的位移是多少？答案：見解析解析：(1)波沿x軸正方向傳播，所以質(zhì)點A向上振動，質(zhì)點C向下振動，質(zhì)點D速度為零．(2)此時質(zhì)點A向上振動，再經(jīng)過eq\f(3,4)T，質(zhì)點A到達負向最大位移處，質(zhì)點A通過3個振幅的路程，即6cm；此時質(zhì)點C向下振動，再經(jīng)過eq\f(3,4)T，質(zhì)點C到達正向最大位移處，位移是2cm.12．一列簡諧波在x軸上傳播．波的振動周期