人教版高中物理选修3-4同步练习：122波的图像.docx

人教版高中物理选修3-4同步练习：12.2 波的图像
一、选择题
1．关于振动和波的关系，下列说法正确的是（ ）．
A．如果振源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止
B．物体做机械振动，一定产生机械波
C．波的速度即振源的振动速度
D．波在介质中的传播频率与介质性质无关，仅由振源的振动频率决定

2．如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，P点是介质中的某一点，则P点的运动方向（ ）．

A．向上 B．向下 C．向右 D．向左

3．如图所示，一简谐横波在t=0时的波形是图中实线，在t1=0.2s时的波形是图中虚线，P为介质中x=4 m处的质点，则（ ）

A. 该波一定沿x轴正方向传播
B. 该波的传播速度可能为5 m/s
C. 从t=0开始，质点P经过0.2 s沿x轴正方向运动1 m
D. t=0.4 s时，质点P的位置y=4 cm 

4．一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图如图所示，a、b、c、d为介质中四个质点，此时刻四个质点瞬时速度大小关系是（ ）．

A．va=vb=vc=vd B．va=vb＞vd＞vc
C．vc＞vd＞va=vb D．va＞vb＞vc＞vd

5．一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波，波速为4 m/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＝4 m处的质点沿y轴负方向运动
D．此时x＝4 m处的质点的加速度为0
6．一列简谐横波沿x轴正向传播，某时刻的图像如图所示，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）

7．一列简谐横波某时刻的波形如图所示．波源的平衡位置坐标为x=0．当波源质点处于其平衡位置且向下运动时，介质中平衡位置坐标x=3 m的质点所处位置及运动情况是（ ）．

A．在其平衡位置且向上运动 B．在其平衡位置且向下运动
C．在正向最大位移处，速度为零 D．在负向最大位移处，速度为零

8．一列简谐横波某时刻波形图如图所示，a为介质中的一个质点，由图像可知（ ）．

A．质点a的加速度方向一定沿y轴负向
B．质点a的速度方向一定沿），轴负向
C．经半个周期质点a的位移一定为负值
D．经半个周期质点a通过的路程一定为2A
9．一列横波某时刻的波形如图所示，经过0.25 s图中P点第一次到达波峰的位置，此后再经0.75 s，P点的位移和速度可能是（ ）．

A．位移是2cm，速度为零 B．位移是零，速度方向沿+y的方向
C．位移是－2cm，速度为零 D．位移是零，速度方向沿－y的方向

10．图甲表示一列简谐横波在t＝20 s时的波形图，图乙是该列波中的质点P的振动图象，由甲、乙两图中所提供的信息可知这列波的传播速度v以及传播方向分别是(　　)

A. v＝25cm/s，向左传播　 B. v＝50cm/s，向左传播
C. v＝25cm/s，向右传播 D. v＝50cm/s，向右传播

二、填空题
11．一列横波在向右传播过程中，a和b两个质点在某一时刻处于如图所示的位置，其中b在平衡位置，a在最大位移处，在波的传播方向上，a、b两质点相距35cm，且大于一个波长而小于两个波长，则该波波长可能为____，画出相应波形图．

12．一列波的波速为0.5m／s，某时刻的波形图如图所示，经过一段时间（小于一个周期）后波形如细线所示，这段时间可能是____s或____s．

三、解答题
13．如图所示为一列沿x轴正向传播的横波在某时刻的波形，则：

（1）波形图上a、b、c三点的加速度哪个最大？加速度的大小与波的传播方向是否有关？
（2）a、b、c三个质点下一小段时间做什么运动？

14．如图所示为某简谐横波在t=0时刻的波形图．

（1）若b点向上运动，则该波向哪个方向传播，f点向哪个方向振动？
（2）若波向右传播，请画出c点的振动图像．
（3）a、b、c、d、e、f、g、h几点中，动能最大的质点是________．

15．如图所示，甲为某一列波在t=1.0 s时的图像，乙为参与该波动P质点的振动图像，波速为4 m／s．

（1）说出两图中AA＇的意义．
（2）说出图甲中OA＇B图线的意义．
（3）在图甲中画出再经3.5 s时的波形图．
（4）求再经过3.5 s时P质点的路程s和位移．

16．一列简谐波在t时刻的波形图如图所示，波沿x轴正方向传播，且波速为2 m／s，在图中分别画出（t+3）s和（t－3）s两个时刻的波的图像．

17．一列简谐波在x轴上传播，波的振动周期为0.4 s．已知t=0时刻的波形图如图所示，图中M处的质点此时正经过平衡位置沿y轴正方向运动，画出t=0.5 s时的波形图．

【答案与解析】
一、选择题
1．【答案】D
【解析】机械振动在介质中的传播形成机械波，振源停止振动，其他振动的质点仍然引起相邻质点的振动，即波继续在介质中传播，所以A、B两项错误；机械波在介质中的传播速度，由介质本身性质决定，与振源振动速度无关，所以C项错误；在波动中各质点振动的周期、频率是相同的，都等于波源的周期、频率，D项正确．
2．【答案】A
【解析】由于波向右传播，因而左边的点先振，右边的点后振，在P点右侧附近找一点N，则N点振动比P要晚，即P、N均向上运动．若假设P、N向下运动，则N比P先振，波向左传播．因而A项正确．
3．【答案】B
【解析】当波向左传播时，传播的距离，，波速，
当波向右传播时，传播的距离，，波速，
A、由于波传播方向的不定性，所以据波形图与时间无法判断该波的传播方向，故A错误；
B、据以上分析可知，当波向右传播时，该波的波速可能为，故B正确；
C、据波传播特点可知，各质点并不随波迁移，而是在平衡位置附近做简谐运动，故C错误；
D、据波的图象可知，时，质点P的位置，故D错误．
故选：B
4．【答案】C
【解析】由于简谐波中各质点都在做简谐运动，而且a、b均在最大位移处，因而va=vb=0，c在平衡位置，速度最大，vd≠0，则有vc＞vd＞va=vb=0．
5．【答案】D
【解析】由波形图可知：振幅A＝2 cm，λ＝8 m，，选项A、B均错误；x＝4 m处的质点此时正处于平衡位置处，加速度为零，由“上下坡法”可知，此时质点沿y轴正方向运动，所以选项C错误，D正确．
6．【答案】A
7．【答案】D
【解析】由波的图像可知，波源在坐标原点，即x=0处，则当其振动形成的机械波，沿x轴正向传播，某时刻的波的图像如题中所示，表示此时刻波源正在平衡位置，向上振动，所以再经半个周期x=0处的质点再回到平衡位置向下振动，而x=3 m处的质点也由正向最大位移处到达负向最大位移处，速度为零，故D项正确．
8．【答案】A、C、D
【解析】介质中任何一个质点都在做简谐运动，所以a质点此时位移为正值，则加速度一定沿y轴负向，经半个周期，a质点运动到x轴下方，即位移为负值，半个周期任何做简谐运动的质点，通过的路程为2A，故A、C、D三项正确．
9．【答案】B、D
【解析】此列波没有给出传播方向，因而可能向左也可能向右传播，P点在平衡位置附近振动，由此入手确定0.75 s后的位移和速度．
如果此波向左传播，此时P点运动方向向上。经0.25 s，P点第一次到达波峰，此时经过，此后再经0.75 s，即，P点到达平衡位置并向上运动，故B正确；如果此波向右传播，此时P点向下运动，经0.25 s，P点第一次到达波峰，此时经，此后再经0.75 s，即3个后，P点到达平衡位置并向下运动．故D正确．
10．【答案】B
【解析】由波的图象及P点的振动图象可知：波长λ＝100 cm，周期T＝2 s，可知波速；又根据振动图象可知20 s时P点的振动方向沿y轴正方向，可判断该简谐横波向左传播．

二、填空题
11．【答案】20cm或280cm
12．【答案】1，3
三、解答题
13．【答案】见解析
【解析】（1）b点，无关． （2）a点向下做加速运动，b点向上做加速运动，c点向上做减速运动．
14．【答案】见解析
【解析】（1）由“左行波，左向上”可知波向左传播，则可知f点向下振动．
（2）若波向右传播，则t=0时刻，c质点在平衡位置，且向下振动，其振动图像如图所示．

（3）在平衡位置的质点动能最大，即c、g两质点动能最大．

15．【答案】见解析
【解析】（1）依题意可知，甲图中的AA＇表示处于A处质点的振幅，乙图中的AA＇表示P质点的振幅．
（2）甲图中OA＇B图线表示0到B之间所有质点在1.0 s时的位移情况．
（3）传播距离：Δx=v·Δt=4×3.5 m=14 m=(3+1／2)×4 m．
所以只需将波形向x轴负方向平移2 m即可。如图所示．

（4）求路程：因为，
所以路程s=2An=2×0.2×7 m=2.8 m．
求位移：由于波动的重复性，经历时间为周期的整数倍时，位移不变，所以只需考查从图示时刻P质点经T ／2时的位移即可，由题图可知P质点经T／2时的位移为零，所以经3.5 s质点P的位移仍为零．
16．【答案】如图所示．
【解析】波形在3 s内传播的距离为Δx=vΔt=2×3 m=6 m，则(t+3)s时的波形图为t时刻波形图沿x轴正方向平移6 m，如图中实线所示．(t－3)s时刻的波形图为t时刻波形图沿x轴负方向平移6 m，如图中的虚线所示．

17．【答案】见解析，图略．
【解析】将原波形向左平移即为所求．