2024高中物理刷題首秧第十二章第2課時(shí)波的圖象對點(diǎn)練+鞏固練含解析新人教版選修3-4

PAGEPAGE10第2課時(shí)波的圖象[對點(diǎn)訓(xùn)練]學(xué)問點(diǎn)一·波的圖象的理解1．關(guān)于波的圖象的物理意義，下列說法正確的是()A．表示某一時(shí)刻某一質(zhì)點(diǎn)的位移B．表示各個(gè)時(shí)刻某一質(zhì)點(diǎn)的位移C．表示某一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移D．表示各個(gè)時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移答案C解析波的圖象表示的是介質(zhì)中的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻離開各自平衡位置的位移狀況，故C正確。2．如圖所示是一列波的波形圖，波沿x軸正方向傳播，就a、b、c、d四個(gè)質(zhì)點(diǎn)而言，速度為正，加速度為零的點(diǎn)是()A．a(chǎn)B．bC．cD．d答案D解析依據(jù)波的傳播方向和波的圖象可得質(zhì)點(diǎn)a、b速度為負(fù)，質(zhì)點(diǎn)c、d的速度方向?yàn)檎?，質(zhì)點(diǎn)d在平衡位置，加速度為零，故D正確。3．如圖所示為一列簡諧橫波在某一時(shí)刻的波的圖象，已知質(zhì)點(diǎn)a在此刻的振動(dòng)方向向下，則()A．波向左傳播，質(zhì)點(diǎn)b向下振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)c向上振動(dòng)B．波向右傳播，質(zhì)點(diǎn)b向上振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)c向下振動(dòng)C．波向左傳播，質(zhì)點(diǎn)b向上振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)c向上振動(dòng)D．波向右傳播，質(zhì)點(diǎn)b向下振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)c向下振動(dòng)答案C解析由于質(zhì)點(diǎn)a在此刻是向著負(fù)方向的最大位移處振動(dòng)的，可知它的運(yùn)動(dòng)落后于右側(cè)鄰近的那個(gè)質(zhì)點(diǎn)，所以波向左傳播。再來確定質(zhì)點(diǎn)b、c的振動(dòng)方向，與b右側(cè)鄰近的那個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是超前于b的，它的位置在b之上，則b向上運(yùn)動(dòng)；同理c也向上運(yùn)動(dòng)，故C正確。4．一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，某時(shí)刻的波形如圖所示。P為介質(zhì)中的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，從該時(shí)刻起先的一段極短時(shí)間內(nèi)，P的速度v和加速度a的大小改變狀況是()A．v變小，a變大B．v變小，a變小C．v變大，a變大D．v變大，a變小答案D解析由波向x軸正方向傳播可得出質(zhì)點(diǎn)P向上振動(dòng)，也就是向平衡位置振動(dòng)，因此在起先的一段極短時(shí)間內(nèi)，速度變大，加速度變小，故D正確。5．一列簡諧橫波沿x軸正向傳播，某時(shí)刻的圖象如圖所示，坐標(biāo)為(3,0)的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過eq\f(1,4)周期后該質(zhì)點(diǎn)的坐標(biāo)是()A．(3,2)B．(4,2)C．(4，－2)D．(3,0)答案A解析波向右傳播，則質(zhì)點(diǎn)(3,0)向上運(yùn)動(dòng)，eq\f(1,4)周期后到達(dá)波峰處，坐標(biāo)為(3,2)，故A正確。6．老師為演示簡諧橫波的形成過程，挑了30個(gè)身高差不多的同學(xué)在操場上排成一排，相鄰?fù)瑢W(xué)間隔0．5m，然后從排頭的同學(xué)起先，周期性地做蹲下、站起的動(dòng)作，后面的同學(xué)比前面的同學(xué)遲0．5s起先運(yùn)動(dòng)，并一個(gè)一個(gè)依次向后傳，每位同學(xué)完成一次蹲下、站起的動(dòng)作用時(shí)4s，則()A．為使模擬較為勝利，同學(xué)們應(yīng)盡量勻速地蹲下、站起B(yǎng)．從第一位同學(xué)起先到“波”傳到最終一位用時(shí)15sC．第一位同學(xué)和第五位同學(xué)的動(dòng)作總是相反D．第一位同學(xué)和第四位同學(xué)的動(dòng)作總是相反答案C解析每個(gè)同學(xué)在蹲下、站起過程中應(yīng)是做簡諧運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；從第一位傳到最終一位是用時(shí)29個(gè)0．5s，即14．5s，B錯(cuò)誤；分析可得第一位同學(xué)和第五位同學(xué)的動(dòng)作總是相反，D錯(cuò)誤，C正確。7．如圖所示，是一列簡諧波沿x軸正方向傳播的某時(shí)刻的波形圖，a在正向最大位移處，b恰好處在平衡位置，經(jīng)過Δt＝eq\f(T,8)的時(shí)間，關(guān)于a、b兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)所通過的路程的關(guān)系下列說法正確的是()A．sa＝sbB．sa＜sbC．sa＞sbD．以上三種狀況都有可能答案B解析依據(jù)波的形成和傳播規(guī)律可知，圖中時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)b正向上運(yùn)動(dòng)，在Δt＝eq\f(T,8)時(shí)間內(nèi)，eq\x\to(v)a＜eq\x\to(v)b，因此sa＜sb，B正確，A、C、D錯(cuò)誤。學(xué)問點(diǎn)二·波的圖象和振動(dòng)圖象8．(多選)關(guān)于振動(dòng)圖象和波的圖象，下列說法中正確的是()A．振動(dòng)圖象探討的是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在振動(dòng)過程中位移隨時(shí)間的改變，而波的圖象探討的是某一時(shí)刻在波的傳播方向上各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在空間的分布B．振動(dòng)圖象的形態(tài)不隨時(shí)間改變，而波的圖象的形態(tài)隨時(shí)間而改變C．簡諧運(yùn)動(dòng)圖象和簡諧波的圖象其形態(tài)都是正弦(或余弦)曲線D．振動(dòng)圖象的圖線實(shí)質(zhì)是振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)所經(jīng)過的路徑形態(tài)，波的圖象其圖線實(shí)質(zhì)是某一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的連線形態(tài)答案ABC解析振動(dòng)圖象探討的是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻離開平衡位置的狀況，而波的圖象探討的是某一時(shí)刻不同質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的狀況，A正確；振動(dòng)圖象的形態(tài)不隨時(shí)間改變，而是向后連續(xù)延長，而波動(dòng)圖象隨時(shí)間在周期性的改變，B正確；波動(dòng)圖象和振動(dòng)圖象都是正弦(或余弦)曲線，C正確；波的圖象的圖線是某一時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位置連線，而振動(dòng)圖象的圖線是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻的位置連線，并非是質(zhì)點(diǎn)所經(jīng)過的路徑形態(tài)，D錯(cuò)誤。9．(多選)如圖甲所示的y-x圖線表示一列簡諧波在沿x軸方向傳播時(shí)的波形圖，若以圖甲所示狀況為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，那么圖乙所示y-t圖線表示的是()A．當(dāng)這列波沿x軸正方向傳播時(shí)，是表示a質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象B．當(dāng)這列波沿x軸負(fù)方向傳播時(shí)，是表示a質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象C．當(dāng)這列波沿x軸正方向傳播時(shí)，是表示b質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象D．當(dāng)這列波沿x軸負(fù)方向傳播時(shí)，是表示b質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象答案AD解析依據(jù)波的傳播方向，確定質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，進(jìn)而畫出該點(diǎn)的振動(dòng)圖象。假如這列波沿x軸正方向傳播，a點(diǎn)應(yīng)向上運(yùn)動(dòng)，b點(diǎn)應(yīng)向下運(yùn)動(dòng)，這樣振動(dòng)圖象表示的是a質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象；假如這列波沿x軸負(fù)方向傳播，a點(diǎn)應(yīng)向下運(yùn)動(dòng)，b點(diǎn)應(yīng)向上運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)圖象表示的是b質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，故A、D正確。10．介質(zhì)中坐標(biāo)原點(diǎn)O處的波源在t＝0時(shí)刻起先振動(dòng)，產(chǎn)生的簡諧波沿x軸正向傳播，t0時(shí)刻傳到L處，波形如圖所示。下列能描述x0處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的圖象是()答案C解析由波形圖可知，t0時(shí)刻L處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸的負(fù)方向，所以，x0處的質(zhì)點(diǎn)剛起先振動(dòng)時(shí)的方向也沿y軸的負(fù)方向，所以A、B錯(cuò)誤；由波形圖可知，在t0時(shí)刻x0處質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，結(jié)合振動(dòng)圖象可知D錯(cuò)誤，C正確。學(xué)問點(diǎn)三·會畫波形圖11．一列簡諧波向右傳播，沿波的傳播方向上有相隔肯定距離的P、Q兩點(diǎn)，當(dāng)P點(diǎn)經(jīng)過平衡位置時(shí)，Q點(diǎn)也恰好經(jīng)過平衡位置，如圖所示，已知P、Q間只有一個(gè)波峰，試畫出P、Q間可能的波形。答案見解析解析可能的波形圖如①、②、③、④所示。易錯(cuò)點(diǎn)·振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象的關(guān)系12．一簡諧橫波沿x軸正向傳播，如圖甲所示是t＝0時(shí)刻的波形圖，圖乙是介質(zhì)中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，則該質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)值合理的是()A．0．5mB．1．5mC．2．5mD．3．5m易錯(cuò)分析不清晰振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象的物理意義而出現(xiàn)錯(cuò)選，不會由振動(dòng)圖象判定質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向而出錯(cuò)，不留意波動(dòng)圖象是哪個(gè)時(shí)刻的波形圖，找不出與振動(dòng)圖象的聯(lián)系而出錯(cuò)。答案C解析由題圖乙可知，在t＝0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的縱坐標(biāo)為－0．1m≥y≥－0．2m，并且向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，又因波沿x軸正方向傳播，綜上可知，該質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)值在2m＜x＜3m之間，C正確。[提升訓(xùn)練]一、選擇題1．細(xì)致視察甲、乙兩圖，分別推斷它們屬于何種圖象()A．甲是振動(dòng)圖象，乙是波動(dòng)圖象B．甲是波動(dòng)圖象，乙是振動(dòng)圖象C．都是波動(dòng)圖象D．都是振動(dòng)圖象答案B解析波動(dòng)圖象橫坐標(biāo)為波的傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置；振動(dòng)圖象橫坐標(biāo)為時(shí)間。故B正確。2．(多選)如圖是一列簡諧波某一時(shí)刻的波形圖，下列說法正確的是()A．波肯定沿x軸正方向傳播B．a(chǎn)、b兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度方向相反C．若a質(zhì)點(diǎn)此時(shí)的速度方向沿y軸正方向，那么波的傳播方向是沿x軸的正方向D．若波沿x軸的負(fù)方向傳播，則b質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度方向沿y軸的負(fù)方向答案BC解析x軸是表示在波傳播方向上的一系列質(zhì)點(diǎn)的平衡位置，但x軸指向不表示波的傳播方向，故A錯(cuò)誤；依據(jù)“上下坡”法，無論波向左還是向右傳播，a、b都處于不同“坡區(qū)”，所以兩者振動(dòng)速度方向相反，故B正確；同理可推斷C正確，D錯(cuò)誤。3．如圖所示為某一時(shí)刻簡諧橫波的圖象，波的傳播方向沿x軸正方向，下列說法中正確的是()A．此時(shí)刻C點(diǎn)振幅為負(fù)值B．此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)B、E的速度相同C．此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)C、F的加速度、速度都為零D．此時(shí)刻D點(diǎn)正沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)答案D解析振幅為偏離平衡位置的最大距離，沒有正負(fù)之分，A錯(cuò)誤；B、E兩質(zhì)點(diǎn)速度方向相反，B錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)C、F的加速度最大，C錯(cuò)誤；由“上下坡”法可推斷D點(diǎn)振動(dòng)方向向下，D正確。4．如圖所示是一列簡諧橫波在某時(shí)刻的波形圖，若此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P正處于加速運(yùn)動(dòng)過程中，則此時(shí)()A．質(zhì)點(diǎn)Q和質(zhì)點(diǎn)N均處于加速運(yùn)動(dòng)過程中B．質(zhì)點(diǎn)Q和質(zhì)點(diǎn)N均處于減速運(yùn)動(dòng)過程中C．質(zhì)點(diǎn)Q處于加速運(yùn)動(dòng)過程中，質(zhì)點(diǎn)N處于減速運(yùn)動(dòng)過程中D．質(zhì)點(diǎn)Q處于減速運(yùn)動(dòng)過程中，質(zhì)點(diǎn)N處于加速運(yùn)動(dòng)過程中答案D解析質(zhì)點(diǎn)P正處于加速運(yùn)動(dòng)過程中，說明質(zhì)點(diǎn)P正在向平衡位置運(yùn)動(dòng)，由“上下坡”法可知該波是沿x軸負(fù)方向傳播的，所以此時(shí)質(zhì)點(diǎn)Q處于減速運(yùn)動(dòng)過程中，質(zhì)點(diǎn)N處于加速運(yùn)動(dòng)過程中，故D正確。5．一列橫波沿x軸正向傳播，a、b、c、d為介質(zhì)中沿波傳播方向上四個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置。某時(shí)刻的波形如圖甲所示，此后，若經(jīng)過eq\f(3,4)周期起先計(jì)時(shí)，則圖乙描述的是()A．a(chǎn)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象B．b處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象C．c處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象D．d處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象答案B解析經(jīng)過eq\f(3,4)周期起先計(jì)時(shí)時(shí)，從振動(dòng)圖象可以看出質(zhì)點(diǎn)將沿y軸由平衡位置向下振動(dòng)，而從波動(dòng)圖象示意圖“上下坡”法可知經(jīng)過eq\f(3,4)周期，僅有質(zhì)點(diǎn)b將離開平衡位置向y軸負(fù)方向振動(dòng)，故B正確。6．一列簡諧機(jī)械橫波某時(shí)刻的波形圖如圖所示，波源的平衡位置坐標(biāo)為x＝0。當(dāng)波源質(zhì)點(diǎn)處于其平衡位置上方且向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，介質(zhì)中平衡位置坐標(biāo)x＝2m的質(zhì)點(diǎn)所處位置及運(yùn)動(dòng)狀況是()A．在其平衡位置下方且向上運(yùn)動(dòng)B．在其平衡位置下方且向下運(yùn)動(dòng)C．在其平衡位置上方且向上運(yùn)動(dòng)D．在其平衡位置上方且向下運(yùn)動(dòng)答案A解析如圖所示，平衡位置相距2m的隨意兩質(zhì)點(diǎn)總是位移大小相等、方向相反；速率大小相等、方向相反，所以A正確。7．一列簡諧波在t時(shí)刻的波形如圖實(shí)線所示，此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)M的運(yùn)動(dòng)方向向上，經(jīng)過時(shí)間Δt的波形如圖中虛線所示，若振源周期為T，則()A．Δt肯定為eq\f(T,4)B．Δt可能為eq\f(T,4)C．Δt肯定為eq\f(3T,4)D．Δt可能為eq\f(3T,4)答案D解析由圖可知質(zhì)點(diǎn)M從平衡位置處，經(jīng)Δt振動(dòng)到負(fù)的最大位移處至少經(jīng)驗(yàn)eq\f(3T,4)，故Δt可能為eq\f(3T,4)，D正確。二、非選擇題8．一位演員抖動(dòng)長綢的一端，長綢隨之上下飄舞，這樣形成了一列簡諧波，如圖所示，求：(1)此波的振幅是多大？(2)此時(shí)A點(diǎn)的振動(dòng)方向如何？(3)B點(diǎn)經(jīng)過eq\f(T,2)后，位移是多少？答案(1)50cm(2)沿y軸正方向(3)0解析(1)由圖象可干脆讀出振幅A＝50cm。(2)由于波向右傳播，因而每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)追隨它左邊的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀況，此時(shí)A點(diǎn)左邊的質(zhì)點(diǎn)的位移為正向位移，因而A點(diǎn)沿y軸正方向振動(dòng)。(3)再過eq\f(T,2)后波形與現(xiàn)在反向，B點(diǎn)又回到平衡位置，位移為零。9．如圖所示是一列沿x軸正方向傳播的橫波某時(shí)刻的波形，則：(1)波形圖上a、b、c三點(diǎn)的加速度哪個(gè)最大？加速度的大小與波的傳播方向是否有關(guān)？(2)a、b、c三個(gè)質(zhì)點(diǎn)下一時(shí)刻做什么運(yùn)動(dòng)？答案(1)b點(diǎn)無關(guān)(2)b質(zhì)點(diǎn)向上加速，a質(zhì)點(diǎn)向下加速，c質(zhì)點(diǎn)向上減速。解析(1)a、b、c三個(gè)質(zhì)點(diǎn)都做簡諧運(yùn)動(dòng)，加速度大小與位移成正比，方向與位移方向相反，所以b點(diǎn)的加速度最大。質(zhì)點(diǎn)加速度的大小與波的傳播方向無關(guān)。(2)此時(shí)刻b質(zhì)點(diǎn)速度為零，下一時(shí)刻肯定向平衡位置做加速運(yùn)動(dòng)；波沿x軸正方向傳播，由“上下坡”法可知下一時(shí)刻a質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，c質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，而a、c質(zhì)點(diǎn)的加速度都是沿y軸負(fù)方向，故a質(zhì)點(diǎn)做加速運(yùn)動(dòng)，c質(zhì)點(diǎn)做減速運(yùn)動(dòng)。10．如圖所示，甲為某一波在t＝1．0s時(shí)的圖象，乙為參加該波動(dòng)P質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，求：(1)說出兩圖中AA′的意義；(2)說出甲圖中OA′B圖線的意義；(3)在甲圖中畫出再經(jīng)3．5s時(shí)的波形圖；(4)求再經(jīng)過3．5s時(shí)P質(zhì)點(diǎn)的路程s和位移。答案(1)甲圖中的AA′表示A質(zhì)點(diǎn)的振幅，乙圖中的AA′表示質(zhì)點(diǎn)P的振幅。(2)甲圖中OA′B圖線表示O到B之間全部質(zhì)點(diǎn)在1．0s時(shí)的位移狀況。(3)如解析圖所示(4)2．8m0解析(1)甲圖中AA′表示A質(zhì)點(diǎn)的振幅或1．0s時(shí)x＝1．0m的質(zhì)點(diǎn)的位移大小為0．2m，方向?yàn)樨?fù)；乙圖中AA′表示P質(zhì)點(diǎn)的振幅。也代表P質(zhì)點(diǎn)在0．25s時(shí)的位移大小為0．2m，方向?yàn)樨?fù)。(2)甲圖中OA′B段圖線表示O到B之間全部質(zhì)點(diǎn)在1．0s時(shí)的位移，方向均為負(fù)。由乙圖看出P質(zhì)點(diǎn)在1．0s時(shí)向－y方向振動(dòng)，由“上下坡”法可知甲圖中波向左傳播，則OA′間各質(zhì)點(diǎn)正向遠(yuǎn)離平衡位置方向振動(dòng)，A′B間各質(zhì)點(diǎn)正向靠近平衡位置方向振動(dòng)。(3)由題乙圖知振動(dòng)周期T＝1．0s，且波是