2019_2020学年高中物理第十二章机械波2波的图象课后检测含解析新人教版选修3_4.doc
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1、2波的图象记一记波的图象知识体系1个图象波的图象1个区别波的图象与振动图象的区别2个判断波的传播方向与质点振动方向相互判断 辨一辨1.从波的图象可以知道各质点振动的振幅()2波的图象表示质点在各个不同时刻的位移()3在不同时刻波的图象有可能完全相同()4波的图象表示波中各质点在某一时刻的位移()5机械波在传播过程中,各质点起振方向都相同()6振动图象的图线实质是振动质点所经过的路径形状,波的图象其图线实质是某一时刻各个质点的连线形状()想一想1.为什么不同时刻波的图象的形状可能不同?提示:在波的传播过程中,各质点都在各自的平衡位置附近振动,不同时刻质点的位移可能不同,故不同时刻波的图象可能不同
2、2波中各质点做简谐运动,是一种变加速运动,是否说明波的传播也是变加速运动?提示:不能虽然质点做变加速运动,但是在均匀介质中波是匀速传播的3怎样从图形上区分振动图象和波动图象?提示:振动图象的横坐标轴是时间,波动图象的横坐标轴是各振动质点的平衡位置4振动图象和波动图象的物理意义有什么不同?提示:振动图象表示一个质点在各个不同时刻的位移变化情况,波动图象表示某一时刻各个质点的位移思考感悟:练一练1(多选)如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某个时刻的波形图,由图象可知()A质点b此时位移为零B质点b此时向y方向运动C质点d的振幅是2 cmD质点a再经过通过的路程是4 cm,偏离平衡位置的位移
3、是4 cm解析:由波形图知,质点b在平衡位置,所以,其位移此时为零,A项正确;因波沿x轴正方向传播,波源在左侧,由质点振动方向与波的传播方向的关系可知质点b此时向y方向运动,B项错误;简谐波在传播过程中,介质中各质点的振幅相同,所以质点d的振幅是2 cm,C项正确;再经过的时间,质点a将运动到负向最大位移处,D项错误答案:AC2一列沿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4 cmB这列波的周期为1 sC此时x4 m处质点沿y轴负方向运动D此时x4 m处质点的加速度为0解析:由图象可知,这列波的振幅为2 cm,A项错误;波长8 m
4、,故周期T s2 s,B项错误;波向右传播,根据“上下坡”法可知,x4 m处质点沿y轴正方向运动,C项错误;此时x4 m处质点处于平衡位置,回复力为零,加速度为零,D项正确答案:D3一列横波沿x轴正向传播,a、b、c、d为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置某时刻的波形如图甲所示,此后,若经过周期开始计时,则图乙描述的是()Aa处质点的振动图象 Bb处质点的振动图象Cc处质点的振动图象 Dd处质点的振动图象解析:波向右传播,可以确定经过周期后,b质点处于平衡位置且向下运动,从此时开始计时,b质点的振动图象如题图乙所示,B项正确答案:B4一列简谐横波沿x轴正向传播,传到M点时波形如图所示,再经
5、0.6 s,N点开始振动,则该波的振幅A为_,频率f为_解析:由图可知振幅A0.5 m波从M传到N的过程,波速v m/s10 m/s.由图可知4 m,所以T0.4 s,f2.5 Hz.答案:0.5 m2.5 Hz要点一 波的图象1(多选)关于如图所示的波形图,下列说法中正确的是()A此列波的振幅是0.1 mBx15 cm处质点的位移是0.1 mC若质点A的速度沿y轴正方向,则质点B的速度亦沿y轴正方向D质点A的加速度为沿y轴负方向,而B、C的加速度沿y轴正方向解析:从波的图象上可以直接读出振幅、各质点离开平衡位置的位移,A项正确,B项错误;各质点加速度的方向总是指向平衡位置,大小a,D项正确;
6、由于A、B两质点在此时刻都在同一“坡”上,根据上、下坡法可以判断C项正确答案:ACD2(多选)下列图中正确的波形图是()解析:根据“上、下坡”法,凡是在“上坡”区必向下运动,“下坡”区必向上运动,故B、C两项正确答案:BC要点二 质点的振动方向与波传播方向的关系3(多选)如图所示,由此图可知()A若质点a向下运动,则波是从左向右传播的B若质点b向上运动,则波是从左向右传播的C若波从右向左传播,则质点c向下运动D若波从右向左传播,则质点d向上运动解析:由波的形成特点可知,介质中先振动的质点将带动它后面的质点振动若质点a向下运动,则是被a右侧的质点带动,即波源在右侧,波是从右向左传播的,故A项错误
7、;同理可判断B、D两项正确,C项错误答案:BD4(多选)根据图甲、乙所示,下列说法正确的是()A甲是振动图象,乙是波的图象B甲是波的图象,乙是振动图象C甲中A质点向下振,乙中B时刻质点向下振D甲中A质点向上振,乙中B时刻质点向下振解析:波的图象的横坐标为波的传播方向上各质点的平衡位置,振动图象的横坐标为时间,故A项错误,B项正确;甲图中A质点被其左侧的质点带动向上振,乙图中B时刻后位移由零变为负值,故该时刻质点向下振,故C项错误,D项正确答案:BD5某一简谐横波在t时刻的波形图如图所示若波向右传播,画出后和前两个时刻的波的图象解析:方法一:特殊点法根据t时刻波的图象及传播方向,可知此时刻A、B
8、、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,便可得经后的波的图象如图中的虚线(a)所示同样道理,根据各个质点的振动方向可确定出前时刻各个质点所在位置,于是便可得到前时刻的波的图象如图中虚线(b)所示方法二:波形平移法由题图我们可以知道,在质点振动的一个周期内,波向前传播一个完整的波形的距离,即传播的距离x12 m,因此在内,波向前传播了3 m根据波的传播过程和传播的实质,若波向右传播,把波的原有图形向右移动3 m的距离,就得到了后时刻的波形图,同理可以得到前时刻波的图象答案:后图象如解析图中虚线(a)所示前图
9、象如解析图中虚线(b)所示要点三 振动图象与波动图象的比较6.(多选)一简谐机械横波沿x轴正方向传播,波长为,周期为T.t0时刻的波形如图甲所示,a、b是波上的两个质点图乙是波上某一质点的振动图象下列说法中正确的是()At0时质点a的速度比质点b的大Bt0时质点a的加速度比质点b的大C图乙可以表示质点a的振动D图乙可以表示质点b的振动Ea、b两质点的振幅相同解析:质点在平衡位置处的振动速度是最大的,所以在零时刻a的速度小于b的速度,A项错误;而质点偏离平衡位置越远加速度越大,a的加速度大于b的加速度,B项正确;根据波的图象“同侧法”可以判断在零时刻,b在平衡位置且向下振动,D项正确,C项错误因
10、是简谐波,E项正确答案:BDE7(多选)图(a)为一列简谐横波在t2 s时的波形图,图(b)为媒质中平衡位置在x1.5 m处的质点的振动图象,P是平衡位置为x2 m的质点下列说法正确的是()A波速为0.5 m/sB波的传播方向向右C02 s时间内,P运动的路程为8 cmD02 s时间内,P向y轴正方向运动E当t7 s时,P恰好回到平衡位置解析:由题图(a)读出波长2 m,由题图(b)读出周期T4 s,则v0.5 m/s,A项正确;题图(a)是t2 s时的波形图,题图(b)是x1.5 m处质点的振动图象,所以该质点在t2 s时向下振动,所以波向左传播,B项错误;在02 s内质点P由波峰向波谷振动
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