高中物理--波的图象练习
高中物理-波的图象练习
基础夯实
一、选择题(1～4题为单选题,5、6题为多选题)
1．关于振动图象和波的图象,以下说法正确的是( D )
A ．波的图象反映出很多质点在不同时刻的位移
B ．通过波的图象可以找出任一质点在任一时刻的位移
C ．从振动图象可以找出很多质点在任一时刻的位移
D ．两种图象的纵坐标都表示质点离开平衡位置的位移
解析：波的图象表示的是连续介质中的各个质点在某一时刻的位移,振动图象表示的是某一质点在各个时刻的位移。
2．一列简谐横波沿x 轴正向传播,某时刻的图象如图所示,坐标为(3,0)的质点经过14
周期后该质点的坐标是( A )
A ．(3,2)
B ．(4,2)
C ．(4,－2)
D ．(3,0)
解析：波向右传播,则质点(3,0)向上运动,14
周期后到达波峰处,坐标为(3,2),故A 正确。 3．(河北衡水中学高二上学期调研)在图中所示为一简谐横波在某一时刻的波形图,已知此时质点A 正向上运动,如图中箭头所示,由此可判断此横波( C )
A ．向右传播,且此时质点
B 正减速运动
B ．向右传播,且此时质点
C 位移正增大
C ．向左传播,且此时质点
D 加速度减小
D ．向左传播,且此时质点
E 势能减小
解析：由题意,此时质点A 正向上运动,波形将向左平移,所以此横波向左传播．此时质点B 、C 的振动方向向下,D 、E 方向向上,B 向平衡位置运动,速度增大,C 向波谷运动,位移增大,D 向平衡位置运动,加速度减小,E 向波峰运动,位移增大,势能增大,故C 正确,A 、B 、D 错误。
4．如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐波在某一时刻的图象,下列说法中正确的是( D )
A．该时刻a点和d点处的质点位移相同,加速度方向相反
B．该时刻b点和c点处的质点位移相同,速度方向也相同
C．质点b比质点c先回到平衡位置
D．质点a比质点d先回到平衡位置
解析：题图时刻a、d两点位移相同,加速度相同,A错。据“上坡下、下坡上”可以判断a、b两点向上运动,c、d两点向下运动,所以c比b先回到平衡位置,a比d先回到平衡位置,C错,D 对。
5．(河南师大附中高二下学期月考)如图所示,水平放置的弹性长绳上有一系列均匀分布的质点1、2、3……,现使质点1沿竖直方向作简谐运动,振动将沿绳向右传播,质点1的起始振动方向向上,当振动传播到质点13时,质点1恰好完成一次全振动,此时质点9的运动情况是( BD )
A．加速度方向竖直向上B．加速度方向竖直向下
C．速度方向竖直向上D．速度方向竖直向下
解析：由题可知,质点1的起振方向向上,介质中各质点起振方向均向上,波向右传播,画出1－13个质点间的波形如图所示：
由图可以看出,质点9正在向下运动,速度方向向下,位移减小,加速度也正在减小,且方向竖直向下,故B、D正确,A、C错误。
6．取向上为质点振动的正方向,得到如图所示的两个图象,其中图甲是一列波的图象,A是介质中的一个质点,图乙是介质中另一个质点的振动图象,B为振动中的某一个时刻,关于图甲中A质点在该时刻的运动方向和图乙中B时刻质点的运动方向,下列说法正确的是( BC )
A．A质点向下B．A质点向上
C ．B 时刻向下
D ．B 时刻向上
解析：图甲表示的是波的图象,由于波沿x 轴正方向传播。所以,图中质点A 的振动方向向上,选项B 正确,A 错误；图乙表示的是振动图象,在图中B 所对应的时刻质点应当向下运动(因为下一时刻位移为负值),选项C 正确,D 错误。
二、非选择题
7．如图所示是一列横波在某一时刻的波形图,波沿x 轴正方向传播,则：
(1)A 点、C 点、D 点的振动方向各是怎样的？
(2)再经过34
T ,质点A 通过的路程是多少？质点C 的位移是多少？ 答案：(1)A 点向上,C 点向下,D 点无方向
(2)6cm,2cm
解析：(1)波沿x 轴正方向传播,所以A 点向上振动,C 点向下振动,D 点无运动方向。
(2)再过34
T ,A 点通过3个振幅的路程,即6cm ；质点C 到达正向最大位移处,位移是2cm 。 能力提升
一、选择题(1～4题为单选题,5、6题为多选题)
1．(山东省河泽市高三模拟)在坐标原点的波源从t ＝0时刻开始向上做简谐振动,振动周期T 。在t ＝3T 4时,波源突然停止运动,则t ＝T 时波的图象是( B )
解析：在t ＝3T 4
时,波源突然停止运动,知坐标原点处于负的最大位移处,在t ＝T 时,坐标原点仍然处于负的最大位移处,波形向前传播一个周期,质点开始向上振动,根据“上下坡法”知道起振的点处于下坡,故B 正确,A 、C 、D 错误,故选B 。
2．在均匀介质中,一列沿x 轴正向传播的横波,其波源O 在第一个周期内的振动图象如图所示,则该波在第一个周期末的波形图是( D )
解析：由振动图象知,波源O在一个周期内刚好完成一次全振动,此时质点O在平衡位置向下振动,故选项D正确。
3．如图,t＝0时刻,波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正向开始振动,振动周期为0.4s,在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波。下图中能够正确表示t＝0.6s时波形的图是( C )
解析：由于波沿正、负两方向传播的波形关于y轴对称,A、B错；t＝0时刻波源沿y轴正向开始振动,经过0.6s即1.5T,波源位于平衡位置且沿y轴负向振动,据“同侧法”可知C对,D错。
4．一列横波在介质中向右传播,如图为此波某时刻的波形,并且只有M、N间的质点在振动,下列说法正确的是( A )
A．波源是M,且波恰好传至N质点
B．波源是N,且波恰好传至M质点
C．Q质点此时的振动方向向下
D．从该时刻起,Q质点比P质点先回到平衡位置
解析：因为波向右传播,只有M、N间的质点振动,故M是波源且恰传到N点,每一质点的振动追随与它相邻的左边质点的振动,因而Q点振动方向向上,从此时刻起,P点由最大位移直接回到平衡位置,Q先向上到最大位移处再回到平衡位置。
5．一简谐机械波沿x轴正方向传播,周期为T。t＝0时刻的波形如图1所示,a、b是波上的两个质点。图2是波上某一质点的振动图象。下列说法中正确的是( BD )
A ．t ＝0时质点a 的速度比质点b 的大
B ．t ＝0时质点a 的加速度比质点b 的大
C ．图2可以表示质点a 的振动
D ．图2可以表示质点b 的振动
解析：t ＝0时刻a 在波峰,速度为零,加速度最大,b 在平衡位置,加速度为零,速度最大,A 错、B 对。根据“上下坡”法可以判断,t ＝0时刻b 点在平衡位置且向下运动,C 错D 对。
6．(沈阳二中高二下学期期中)图甲为一列简谐波在某一时刻的波形图,Q 、P 是波上的质点,图乙为质点P 以此时刻为计时起点的振动图象,从该时刻起,下列说法中正确的是( BC )
A ．经过0.05s 时,质点Q 的加速度大于质点P 的加速度
B ．经过0.05s 时,质点Q 的加速度小于质点P 的加速度
C ．经过0.1s 时,质点Q 的运动方向沿y 轴负方向
D ．经过0.1s 时,质点Q 的运动方向沿y 轴正方向
解析：根据图乙可判质点P 此时刻向下振动,所以波沿x 轴正向传播,此时质点Q 沿y 轴向上
振动,经过14T 质点P 处于负向最大位移处,其加速度大于此时Q 的加速度,故A 错B 正确；经过12
T 质点Q 位于平衡位置上方正在向下振动,故C 正确,D 错误。
二、非选择题
7．一列简谐波向右传播,沿波的传播方向上有相隔一定距离的P 、Q 两点,当P 点经过平衡位置时,Q 点也恰好经过平衡位置,如图所示,已知P 、Q 间只有一个波峰,试画出P 、Q 间可能的波形。
答案：
解析：简谐波的波形是正弦波,根据P 、Q 两点均在平衡位置,且P 、Q 间只有一个波峰,故可画出4种波形,见答案。