高中物理 第12章 第2节 波的图象同步练习 新人教版选修34.docx

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高中物理第12章第2节波的图象同步练习新人教版选修34

2019-2020年高中物理第12章第2节波的图象同步练习新人教版选修3-4

一、选择题（1～5题为单选题，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（　　）

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

答案：

D

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．如图所示是一列波的波形图，波沿x轴正向传播，就a、b、c、d四个质点而言，速度为正，加速度为负的点是（　　）

A．b　　　　B．a　　　　

C．d　　　　D．c

答案：

D

解析：

波向右传播，则左侧质点的振动形式会传给右侧相邻的点，b点左侧的点在b的下方，故b速度为负，加速度为负；a点位于平衡位置，a点左侧的点在a的下方，故a速度为负，加速度为零；d点位于平衡位置，d点左侧的点在d的上方，故d速度为正，加速度为零；c点左侧的点在c的上方，故c速度为正，加速度为负；综上所述D正确。

3．一列简谐横波沿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

周期后该质点的坐标是（　　）

A．（3,2）B．（4,2）

C．（4，－2）D．（3,0）

答案：

A

解析：

波向右传播，则质点（3,0）向上运动，

周期后到达波峰处，坐标为（3,2），故A正确。

4.（福建四地六校xx～xx学年高二下学期联考）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（　　）

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

答案：

D

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．（潍坊市xx～xx学年高二下学期五校联考）振源A带动细绳振动，某时刻形成的横波波形如图1所示，在波传播到细绳上一点P时开始计时，则图2中能表示P点振动图象的是（　　）

答案：

C

解析：

由波的传播特点，前边的质点带动后面的质点，后面的质点重复前面的质点振动，由图1可知振源A初始是从平衡位置向下振动的，所以t＝0时刻，质点P应由平衡位置开始向下运动，选项C正确。

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（　　）

A．A质点向下B．A质点向上

C．B时刻向下D．B时刻向上

答案：

AC

解析：

图甲表示的是波的图象，由于波沿x轴负方向传播。

所以，图中质点A的振动方向向下，选项A正确，B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

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

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（1～3题为单选题，4～6题为多选题）

1．（龙岩市武平一中xx～xx学年高二下学期期中）在坐标原点的波源从t＝0时刻开始向上作简谐振动，振动周期T。

在t＝

时，波源突然停止运动，则t＝T时波的图象是（　　）

答案：

B

解析：

在t＝

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．（xx烟台市高三一模）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（　　）

答案：

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。

3．一列沿x轴正方向传播的横波在某时刻的波形如图甲所示，a，b，c，d为介质中沿波的传播方向上4个质点的位置，若从该时刻开始计时，则振动图象如图乙所示的质点是（　　）

A．a处质点B．b处质点

C．c处质点D．d处质点

答案：

C

解析：

从振动图象乙可知，开始计时时质点从平衡位置向y轴负方向运动，再结合甲给出的四个质点和波形图及传播方向，乙所描述的是c质点的运动，C正确。

4.一列横波在介质中向右传播，下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．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，P质点比Q质点先回到平衡位置

答案：

AD

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．如图所示，下列说法中正确的是（　　）

A．此列波的振幅是0.1m

B．x＝15m处质点的位移是0.1m

C．若A的速度沿y轴正方向，则B的速度亦沿y轴正方向

D．A的加速度沿y轴的负方向，而B、C的加速度沿y轴的正方向

答案：

ACD

解析：

从波动图象上可以直接读出振幅、某质点的位移，判定运动方向。

6．（北京市顺义区牛栏山一中xx～xx学年高二下学期期末）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（　　）

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

答案：

BD

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。

二、非选择题

7．某一简谐波在t＝0时刻的波形图如图中的实线所示。

若波向右传播，画出T/4后时刻的波的图象。

答案：

解析：

根据t＝0时刻波的图象及传播方向，可知此时刻A、B、C、D、E、F各质点在该时刻的振动方向，由各个质点的振动方向可确定出经T/4后各个质点所在的位置，将这些点所在位置用平滑曲线连接起来，便可得到经T/4后时刻的波的图象。

8．一列简谐波向右传播，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。

2019-2020年高中物理第12章第3节波长、频率和波速同步练习新人教版选修3-4

一、选择题（1～5题为单选题，6、7题为多选题）

1．简谐机械波在给定的介质中传播时，下列说法中正确的是（　　）

A．振幅越大，则波传播的速度越快

B．频率越大，则波传播的速度越快

C．在一个周期内，振动质点走过的路程等于一个波长

D．振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越短

答案：

D

解析：

波速与振幅和频率没有直接的因果关系，所以A、B错误；质点在一个周期内的运动路程只与振幅有关，与波速无关，并不一定等于波长，故C错误；质点振动频率与波的频率相同，又f＝

，故D正确。

2．下表给出30℃时，声波在不同介质中的传播速度。

显然当声波由空气进入纯水中时，波速增大，则下列说法中正确的是（　　）

介　质

空气

纯水

盐水

橡胶

软木

铜

铁

波速（m/s）

332

1490

1531

30～50

480

3800

4900

C．频率和波长都不变D．频率和波长都变大

答案：

B

解析：

波在传播过程中频率不变，一列波从空气进入水中时，频率f不变，波速v增大，则由公式v＝λf知波长增大。

3．（银川一中xx～xx学年高二下学期期中）如图所示是某一时刻的波形图象，波沿x轴正方向传播，波速是12m/s，则波长和频率分别是（　　）

A．3cm；200HzB．6cm；200Hz

C．2cm；400HzD．12cm；50Hz

答案：

B

解析：

由波形图可知，波长λ＝6cm，则周期为：

T＝

＝

s，所以频率为：

f＝

＝200Hz，故B正确。

4．（潍坊市xx～xx学年高二下学期三校联考）用手握住较长软绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横波。

某一时刻的波形如图所示，绳上a、b两质点均处于波峰位置。

下列说法正确的是（　　）

A．a、b两点之间的距离为半个波长

B．a、b两点振动开始时刻相差半个周期

C．b点完成全振动次数比a点多一次

D．b点完成全振动次数比a点少一次

答案：

D

解析：

由于a、b两质点是振动情况完全相同的相邻两质点，所以两者距离为一个波长，A错；波传播一个波长所用的时间为一个周期，故B错；由于波从a传到b，故a点比b点的全振动次数多一次，C错，D对。

5．（北京顺义区牛栏山中学xx～xx学年高二下学期期中）一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波，波速为4m/s，某时刻波形如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．这列波的振幅为4cm

B．这列波的周期为1s

C．此时x＝4m处质点沿y轴负方向运动

D．此时x＝4m处质点的加速度为0

答案：

D

解析：

振幅为A＝2cm，故A错误；由图知，波长λ＝8m，由波速公式v＝

，得周期T＝

＝2s，故B错误；波沿x轴正方向传播，由“上下坡”法得知，此时x＝4m处质点沿y轴正方向运动，故C错误；此时x＝4m处质点正处于平衡位置，加速度为零，故D正确。

6．三条在同一水平面上相互平行的弹性绳，在左端同一地点同时开始振动，经过一定时间后出现如图所示的情况，MN是距起始点相同距离的一条界线，则（　　）

A．B波的波长最大

B．A波的振动频率最大

C．A、B、C三列波的传播速度相等

D．C与A、B的材料一定不同

答案：

ABD

解析：

由图可知，B波的波长最大，A、B的传播速度相等，C波的传播速度最小，由于机械波的传播速度由介质决定，所以C与A、B的材料一定不同。

在相同时间内，A波的波源做全振动的次数最多，因此A波的振动频率最大。

7．（河北正定中学xx～xx学年高二下学期期中）波速均为v＝2m/s的甲、乙两列简谐横波都沿x轴正方向传播，某时刻波的图象分别如图所示，其中P、Q处的质点均处于波峰，关于这两列波，下列说法正确的是（　　）

A．甲波中的P处质点比M处质点先回平衡位置

B．从图示的时刻开始，经过1.0s，P质点通过的路程为20cm

C．此时刻，M点的运动方向沿x轴正方向

D．从图示的时刻开始，P处质点比Q处质点先回平衡位置

答案：

AD

解析：

波向右传播，此时M点向上运动，P处质点比M处质点先回平衡位置，故A正确；经过1s，P点到达波谷，故B正确；波向右传播，此时M点向上运动，沿y轴的正方向，故C错误；T甲＝

＝2s，T乙＝

＝4s，P点、Q点回到平衡位置的时间tP

二、非选择题

8．甲、乙二人分乘两只船在湖中钓鱼，两船相距24m，有一列水波在湖面上传播，使每只船每分钟上下浮动10次，当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有一个波峰，则此水波的波速为多少？

答案：

m/s

解析：

由题意可知T＝

s＝6s。

设此波的波长为λ，则有24＝λ＋

，λ＝16（m）

∴v＝

＝

m/s＝

m/s。

能力提升

一、选择题（1～3题为单选题，4、5题为多选题）

1.（信阳市xx～xx学年高二下学期检测）A、B两列波在某时刻的波形如图所示，经过t＝TA时间（TA为波A的周期），两波再次出现如图波形，则两波的波速之比vAvB不可能是（　　）

A．13B．12

C．21D．31

答案：

D

解析：

由图可知：

λA＝a，

λB＝a，

根据题意周期关系为：

t＝TA，t＝nTB（n＝1、2、3…）

所以有：

vA＝

，vB＝

（n＝1、2、3…）

故有：

＝

（n＝1、2、3…），故选项D不可能。

2．图示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波，实线为t＝0时刻的波形图，虚线为t＝0.6s时的波形图，波的周期T>0.6s，则（　　）

A．波的周期为2.4s

B．在t＝0.9s时，P点沿y轴正方向运动

C．经过0.4s，P点经过的路程为4m

D．在t＝0.5s时，Q点到达波峰位置

答案：

D

解析：

本题考查波形图象及图象上某点的振动情况，由题意知

T＝0.6s，得T＝0.8s，A错。

t＝0.9s时P点沿y轴负向运动B错，经过0.4s，P点经过的路程为2A＝0.4m，C错，Q点先向下运动经t＝0.5s恰到达波峰位置D正确，正确答案D。

3.（绵阳南山中学xx～xx学年高二下学期期中）如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，从波传到x＝5m的M点时开始计时，已知P点的振动周期为0.4s，下面说法中不正确的是（　　）

A．这列波的波长是4m

B．这列波的传播速度是10m/s

C．质点Q（x＝9m）经过0.5s才第一次到达波峰

D．M点右边各质点开始振动时的方向都是向下

答案：

C

解析：

由图象可知这列波的波长是4m，故A正确；根据v＝

得：

波速v＝10m/s，故B正确；再经过0.5s，即波向前传播了1

个周期，Q点位于波谷，故C错误；由质点带动法知Q点刚开始振动时振动方向向下，则M点右边各质点开始振动时的方向都是向下，故D正确。

4．一列简谐横波沿直线由A向B传播，A、B相距0.45m，下图是A处质点的振动图象。

当A处质点运动到波峰位置时，B处质点刚好到达平衡位置且向y轴正方向运动，这列波的波速可能是（　　）

A．4.5m/sB．3.0m/s

C．1.5m/sD．0.9m/s

答案：

AD

解析：

由y－t图象知：

T＝0.4s

由题意知：

0.45m＝（n＋

）λ

则v＝

＝

m/s（n＝0,1,2，…）

当n＝0时，v＝4.5m/s

当n＝1时，v＝0.9m/s

当n＝2时，v＝0.5m/s

由此可判断出A、D项正确，B、C项错。

5．（三门峡市xx～xx学年高二下学期期末）如图所示，甲、乙、丙、丁为用频闪照相机连续拍摄的四张在x轴上0～6cm区间段简谐波的照片。

已知波沿x轴传播，照相机频闪时间间隔相等且小于波的周期，第一张照片与第四张照片间隔为1s，则由照片可知（　　）

A．波的波长为4m

B．波一定是沿＋x方向传播

C．波速一定是4m/s

D．波可能是沿－x方向传播，且波速是9m/s

答案：

AD

解析：

由图知，波长为λ＝4m，故A正确；由于无法确定图中质点的振动方向，也就无法判断波的传播方向，故B错误；若波沿＋x轴传播，则得t＝1s＝（n＋

）T，波速v＝

，联立得v＝（4n＋3）m/s，n＝0,1,2，…当n＝0时，v＝3m/s；同理得，若波沿－x轴传播，v＝（4n＋1）m/s，n＝0,1,2，…当n＝2时，v＝9m/s，故C错误，D正确。

二、非选择题

6．如图所示，图甲为某波在t＝1.0s时的图象，图乙为参与该波动P质点的振动图象。

（1）求该波的波速。

（2）画出t＝3.5s时的波形。

答案：

（1）4m/s　

（2）见解析

解析：

（1）由图甲得波长λ＝4m，由图乙得周期T＝1s，所以波速v＝

＝4m/s。

（2）方法一：

平移法

由图乙可知1.0s时质点P向－y方向振动，所以图甲中的波沿x轴向左传播，传播距离Δx＝vΔt＝4×3.5m＝14m＝（3＋1/2）λ，所以只需将波形沿x轴负向平移

λ＝2m即可，如图

（1）所示。

方法二：

特殊点法

如图

（2）所示，在图中取两特殊质点a、b，因Δt＝3.5s＝3

T，舍弃3取

，找出a、b两质点振动

后的位置a′、b′，过a′、b′画出正弦曲线即可。

7.如图是一列沿x正向传播的简谐横波在传播方向上相距3m的两质点P和Q的振动图象，其实线是P点的振动图象，虚线是Q点的振动图象，若P质点离波源比Q质点近，则该波的最大波长是多少？

若Q质点离波源比P点近，则该波的最大波长又是多少？

答案：

4m　12m

解析：

由同一时刻P、Q两点的位移，画出P、Q间的波形图。

由图可知t＝0时，P在正向最大位移处，Q在平衡位置且向负向运动。

若P质点离波源近，则P、Q间的波形如图1所示，有

λ＝3，λ＝4m；若Q质点离波源近，则P、Q间的波形如图2所示，则有

λ＝3，λ＝12m。