2018_2019高中物理第十二章机械波第2节波的图象课时作业新人教版选修3_4

第十二章 第二节 波的图象
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2016年高二上学期调研)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2017～2018学年高二下学期月考)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2017年高三模拟)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2016年高二下学期期中)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14
T 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。