【创新设计】2011届高考物理一轮复习 第7章 第2课时 机械波的形成和传播 波的图象练习 人教大纲版

第2课时 机械波的形成和传播 波的图象P质点的振动图象图72121在坐标原点处有一质点O做简谐振动，它形成沿x轴传播的简谐横波，波长为16 m，在其右侧相距4 m处的质点P的振动图象如图7212所示，使用与P质点相同的计时起点，那么当t5 s时的波动图象是下图中的()解析：由振动图象可知，t5 s时，质点P正经过平衡位置向上运动比较波形图中距离O点右侧面4 m处的质点，A、B波形图中该处质点并不在平衡位置上，故A、B错；D图中4 m处质点经过平衡位置向下运动，D项错答案：C2.图7213汶川地震主要是印度洋板块的移动挤压，造成板块缓慢积累的能量突然释放而引起的强烈振动地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4 km/s和9 km/s.一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成(如图7213所示)在一次地震中，震源在地震仪下方，观察到两振子相差5 s开始振动，则()AP先开始振动，震源距地震仪约36 kmBP先开始振动，震源距地震仪约25 kmCH先开始振动，震源距地震仪约36 kmDH先开始振动，震源距地震仪约25 km解析：考查地震波的传播由纵波传播速度大于横波可知，纵波先到达地震仪处，竖直弹簧振子P先开始振动，水平弹簧振子H后开始振动，设地震发生到纵波到达地震仪时间为t，震源距地震仪距离为s，则有sv纵t，sv横(t5)，联立解得s36 km.答案：A3一列简谐横波以1 m/s的速度沿绳子由A向B传播，质点A、B间的水平距离x3 m，如图7214甲所示若t0时质点A刚从平衡位置开始向上振动，其振动图象如图7214乙所示，则B点的振动图象为()图7214解析：振动从A传到B的时间为3 s，即B从t3 s开始振动，其振动与t0时A的振动相同，故B正确答案：B 图72154(2010北京西城区抽样)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻的波形如图7215中的实线所示，此时波刚好传到P点，t0.6 s时刻的波形如图7215中的虚线所示，该时刻波刚好传到Q点，a、b、c、P、Q是介质中的质点，以下说法正确的是()A这列波的波速可能为116.7 m/sB这列波的周期为0.8 sC质点c在这段时间内通过的路程可能大于20 cmD在t0.1 s时刻，质点b、P的位移相同解析：0.6 s时间内波传播距离x30 m，波速vx/t50 m/s，A错误；由波形图可知，波长40 m，周期T/v0.8 s，B正确；t0.2 s时刻波传播到c点，则质点c在0.6 s时间内只有0.4 s在振动，通过的路程为20 cm，C错误；将波形图中的实线沿x轴正方向移动/8(5 m)，显然质点b、P的位移相同，D正确答案：BD 图72165位于坐标原点的波源S产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v40 m/s，已知t0时刻波刚好传播到x13 m处，如图7216所示下列说法正确的是()A波源S开始振动的方向沿y轴正方向Bt0.45 s时，x9 m处的质点的位移为零Ct0.45 s时，波刚好传播到x18 m处Dt0.45 s时，波刚好传播到x31 m处解析：波刚好传播到x13 m处时，根据波的传播方向可知该质点开始向y轴正方向运动，波的传播的过程是将波源的振动形式在传播方向上传播，因此波源的起振方向决定了任意刚起振的质点的振动方向，故波源S开始振动的方向沿y轴正方向，A对；波速v40 m/s，由图可知波长8 m，则周期T0.2 s，经过t0.45 s2T，将t0时刻的完整波形图向右移动0.4540 m18 m，波传播到x31 m处，可从波形图中看出x9 m处的质点刚到达最低点，故A、D正确答案：AD 1.图7217振源A带动细绳上下振动，某时刻在绳上形成的横波波形如图7217所示，规定绳上各质点向上运动方向为正方向，从波传播到绳上P点开始计时，下图中能表示P点在一个周期内振动图象的是()解析：绳上每一点的起振方向都相同，由图甲可知P点的起振方向向上，所以C选项正确答案：C2(2009神州模拟)已知平面简谐波在x轴上传播，原点O的振动图象如图7218(a)所示，t时刻的波形如图7218(b)所示，则tt0.5 s时刻的波形图线可能是()图7218答案：CD3.图7219如图7219所示，位于介质和分界面上的波源S，产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2，则()Af12f2，v1v2 Bf1f2，v10.5v2Cf1f2，v12v2 Df10.5f2，v1v2解析：因在介质中传播的机械波其周期和频率由波源决定，则在不同介质中传播的同源波频率相同f1f2.而波速由介质决定，又据v得.故只有C正确答案：C4如图7220甲所示是t1.0 s时沿x轴负方向传播的平面简谐波的图象，已知波速v1.0 m/s.则x1.0 m处的质点的振动图象是图7220乙中的()甲 乙图7220A B C D解析：从题中图甲可以看出，x1.0 m处质点在t1.0 s时的位移是2 cm，质点的运动方向向上；由题中图乙，只有图象满足1.0 s时的位移是2 cm，且运动方向向上答案：A图72215一列简谐横波沿直线由a向b传播，相距10.5 m的a、b两处的质点振动图象如图7221中a、b所示，则()A该波的振幅可能是20 cmB该波的波长可能是8.4 mC该波的波速可能是10.5 m/sD该波由a传播到b可能历时7 s解析：考查波的传播、振动图象、波动的多解性等知识点由振动图象可知，该波的振幅是10 cm，选项A错误；由相距10.5 m的ab两处的质点振动图象可知简谐横波的周期是T4 s，简谐横波由a传播到b需时间3T/4nT，选项D正确；由3/4n10.5 m，解得波长42/(4n3)，选项B错误；该波波速v/T10.5/(4n3)，选项C错误答案：D 图72226 如图7222甲所示，O点为振源，OPs，t0时刻O点由平衡位置开始振动，产生向右沿直线传播的简谐横波图7222乙为从t0时刻开始描绘的P点的振动图象下列判断中正确的是()A该波的频率为B这列波的波长为Ct0时刻，振源O振动的方向沿y轴正方向Dtt2时刻，P点的振动方向沿y轴负方向解析：由振动图象知，波的周期是(t2t1)，则波的频率为，A正确；由波速v得vT，B错；t0时刻，振源的振动方向与波传到P点时P的振动方向相同，可知振源振动的方向沿y轴正方向，C正确；当tt2时刻，P点的振动方向可由t2时刻后面的图象判断，振动方向沿y轴正方向，D错答案：AC图72237 振源以原点O为平衡位置，沿y轴方向做简谐运动，它激发的简谐波在x轴上沿正、负两个方向传播，在某一时刻沿x轴正向传播的波形如图7223所示在原点的左方有一质元P，从图示时刻开始，经过1/8周期，质元P所在的位置以及振动方向为()Ax轴下方，向上运动 Bx轴下方，向下运动Cx轴上方，向上运动 Dx轴上方，向下运动答案：A 图72248一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t0时刻的波形如图7224中实线所示，t0.2 s时刻的波形如图中的虚线所示，下列说法中不正确的是()At0.2 s时质点P的运动方向向上(即沿y轴正向)BP质点的振动周期可能是0.4 sC当x6 m处的质点运动到波峰位置时，x12 m处的质点恰运动到平衡位置且沿y轴正方向运动D当x12 m处的质点运动到波峰位置时，x24 m处的质点恰运动到波谷位置答案：B9.图7225如图7225所示，实线和虚线分别为某种波在t时刻和tt时刻的波形曲线B和C是横坐标分别为d和3d的两个质点下列说法中正确的是()A任一时刻，如果质点B向上运动，则质点C一定向下运动B任一时刻，如果质点B的速度为零，则质点C的速度也为零C如果波是向右传播的，则波的周期可能为tD如果波是向左传播的，则波的周期可能为t解析：由波动图象可判定B、C两质点振动方向不一定同时改变故A、B错该波的波长为3d，当波向右传播时，有vt3nd，其中v，所以周期T，当n1时，Tt，C对同理，波向左传播时，T，故D错答案：C10 (2009福建，17)图7226图7226甲为一列简谐横波在t0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置为x1 m处的质点，Q是平衡位置为x4 m处的质点，图7226乙为质点Q的振动图象，则()At0.15 s时，质点Q的加速度达到正向最大Bt0.15 s时，质点P的运动方向沿y轴负方向C从t0.10 s到t0.25 s，该波沿x轴正方向传播了6 mD从t0.10 s到t0.25 s，质点P通过的路程为30 cm解析：A选项，由乙图象看出，t0.15 s时，质点Q位于负方向的最大位移处，而简谐运动的加速度大小与位移成正比，方向与位移方向相反，所以加速度为正向最大值；B选项中，由乙图象看出，简谐运动的周期为T0.20 s，t0.10 s时，质点Q的速度方向沿y轴负方向，由甲图可以看出，波的传播方向应该沿x轴负方向，因甲图是t0.10 s的波形，所以t0.15 s时，经历了0.05 s的时间，图甲的波形向x轴负方向平移了2 m的距离，如图所示，因波向x轴负方向传播，则此时P点的运动方向沿y轴负方向；D选项中，由图甲可以看出，由于t0.10 s时刻质点P不处于平衡位置，故从t0.10 s到t0.25 s质点P通过的路程不为30 cm，本题正确选项为A、B.答案：AB11.图7227如图7227所示，一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速大小为0.6 m/s，P点的横坐标为96 cm，从图中状态开始计时，求：(1)经过多长时间质点P开始振动，振动方向如何；(2)经过多长时间，质点P第三次到达波峰解析：(1)图中状态为波刚传到24 cm处，故传到P点的时间为：t s1.2 s.由于题干图中24 cm处质点沿y轴负向振动，故P点开始振动方向沿y轴负向(2)可用两种方法求解质点振动法：周期为T s0.4 s故P点开始向下振动，经 T时间第一次到达波峰，再经2T时间第三次到达波峰，总时间是：ttT2T2.3 s.波形移动法：题干图状态下，距离P点最近的波峰(6 cm处)传到P点时，P点第一次到达波峰，再经2T时间第三次到达波峰，得总时间为：t s2T2.3 s.答案：(1)1.2 s沿y轴负向(2)2.3 s图722812如图7228所示为一列简谐波在t10时刻的图象此时波中质点M的运动方向沿y轴负方向，且t20.55 s时质点M恰好第3次到达y轴正方向最大位移处试求：(1)此波沿什么方向传播？(2)波速是多大？(3)从t10至t31.2 s，质点N运动的路程和相对于平衡位置的位移分别是多少？解析：(1)此波沿x轴负方向传播(2)在t10到t20.55 s这段时间时，质点M恰好第3次到达沿y轴正方向的最大位移处，则有：(2)T0.55 s，得T0.2 s.由图象得简谐波的波长为0.4 m，则波速v2 m/s.(3)在t10至t31.2 s这段时间，波中质点N经过了6个周期，即质点N回到始点，所以走过的路程为s654 cm120 cm.相对于平衡位置的位移为2.5 cm.答案：(1)沿x轴负方向(2)2 m/s(3)120 cm2.5 cm