高二物理 机械波图像分析题目带答案(7页).doc

-高二物理 机械波图像分析题目带答案-第 7 页1如图甲所示，是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t 0时刻的波形图，P是离原点x1 2 m的一个介质质点，Q是离原点x2 4 m的一个介质质点，此时离原点x3 6 m的介质质点刚刚要开始振动图乙是该简谐波传播方向上的某一质点的振动图象(计时起点相同)由此可知()A这列波的波长为 2 mB乙图可能是图甲中质点Q的振动图象C这列波的传播速度为v 3 m/s D这列波的波源起振方向为向上答案B解析由题图甲读出波长4 m，由图乙读出周期T2 s，波速vm/s2 m/s，故A、C错误；由图乙看出，t0时刻，质点经过平衡位置向上，而图甲中，Q点也经过平衡位置向上运动，故乙图可能是图甲中质点Q的振动图象，故B正确波源的起振方向与x36 m的质点在t0时刻的振动方向相同，简谐波沿x轴正方向传播，则知x36 m的质点在t0时刻的振动方向向下，则波源的起振方向沿y轴负方向，故D错误2质点以坐标原点O为中心位置在y轴上做简谐运动，其振动图象如图所示，振动在介质中产生的简谐横波沿x轴正方向传播，波速为1.0 m/s.0.3 s后，此质点立即停止运动，再经过0.1 s后的波形图为()答案C解析简谐横波沿x轴正方向传播，波源停止振动后，波将继续在介质中匀速传播，0.4 s内简谐横波在介质中传播的总距离为xvt0.4 m，即0.4 s时，x轴上0.4 m处的质点刚好起振，由振动图象可知其振动方向沿y轴正方向，故C选项描述的波形图正确3一简谐机械横波沿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的小C图乙可以表示质点a的振动D图乙可以表示质点b的振动答案D解析题图甲为波动图象，题图乙为振动图象t0时刻，a质点在波峰位置，速度为零，加速度最大，b质点在平衡位置，加速度为零，速度最大，故选项A、B错；在波的图象中，根据上下坡法可以判断出质点的振动方向，所以t0时刻，b点在平衡位置且向下振动，故选项C错，D对4(多选)一列波源在x0处的简谐波，沿x轴正方向传播，周期为0.02 s，t0时刻的波形如图5所示此时x12 cm处的质点P恰好开始振动则()图5A质点P开始振动时的方向沿y轴正方向B波源开始振动时的方向沿y轴负方向C此后一个周期内，质点P通过的路程为8 cmD这列波的波速为4 m/s答案BD解析质点P开始振动时的方向沿y轴负方向，则波源开始振动时的方向也沿y轴负方向，选项A错误，B正确；此后一个周期内，质点P通过的路程为4个振幅，为4×5 cm20 cm，选项C错误；这列波的波长为8 cm，波速v4 m/s，选项D正确5(多选)在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v200 m/s，已知t0时波刚好传播到x40 m处，如图6所示在x400 m处有一接收器(图中未画出)，则下列说法正确的是()图6A波源开始振动时方向沿y轴负方向B从t0开始经0.15 s，x40 m处的质点运动的路程为0.6 mC接收器在t2 s时才能接收到此波D若波源向x轴正方向运动，接收器收到的波的频率可能为9 Hz答案AB解析由题图知，x40 m处的质点的起振方向向下，则波源的起振方向也向下(y轴负向)，A对；由题图知20 m，A10 cm，T0.1 s，而t10.15 sT，所以x40 m处的质点经0.15 s运动的路程为s×4A6A60 cm0.6 m，B对；波由x40 m处传到x400 m处所需时间t s1.8 s，C错当波源向x轴正向运动时，波源将靠近接收器，由多普勒效应知，接收器收到的频率将大于波源频率，而波源频率为f10 Hz，D错二、填空题(本题共2小题，共14分)6. (8分)图7为某一简谐横波在t0时刻的波形图，由此可知该波沿_传播，该时刻a、b、c三点中加速度最大的是_点，若从这一时刻开始，第一次最快回到平衡位置的是_点，若t0.02 s时，质点c第一次到达波谷处，则此波的波速为_ m/s.图7答案x轴正方向cc1007(6分)如图8所示为一列简谐波某时刻的波形图波向右传播，波速为2 m/s.由图中所示时刻起，经过5.5 s，质点A相对平衡位置的位移为_ m，通过的路程为_ m，波传播的距离是_ m.图8答案0.22.211解析要求在t5.5 s内质点A通过的路程和位移，关键是确定t5.5 s与周期T的关系由波的图象可直接读出4 m，则T s2 s，t2T.由波的传播方向知，此时A点振动方向向上，经过2T后，质点A将在负方向最大位移处，即为0.2 m，质点A在t时间内通过的路程为d2×4A2.2 m波在t内传播的距离为svt2×5.5 m11 m.三、计算题(本题共4小题，共46分计算时必须有必要的文字说明、方程式和重要解题步骤，有数值计算的要注明单位)13. (10分)如图9为一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图，质点P的振动周期为0.4 s求该波的波速并判断P点此时的振动方向图9答案2.5 m/s沿y轴正方向解析由波形图可知，波长1.0 m，则波速为v“上下坡法”可知，P点的振动方向沿y轴正方向1(10分)一列简谐横波在t10时刻的波形图如图10所示，已知该波沿x轴正方向传播，在t20.7 s末时，质点P刚好第二次出现波峰，求：(1)波速v；(2)x6 m处的Q点第一次出现波谷的时刻t3.答案(1)5 m/s(2)0.8 s解析(1)由波形图可直接读出波长2 m根据带动法可判断t10时刻P质点应向y轴负方向运动由题意可知t2t1T，即0.7 sT，则T0.4 s根据v得v m/s5 m/s.(2)根据波形平移法，t10时刻x2 m的质点第一次 到达波谷，到t3时刻波谷沿波的传播方向平移至x6 m的Q质点处，此时Q质点第一次出现波谷，由xvt得t3 s0.8 s.8. (12分)如图11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，且在t20.55 s时刻质点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，波中质点N走过的路程和相对于平衡位置的位移分别是多少？答案(1)此波向左传播(2)2 m/s(3)120 cm2.5 cm解析(1)质点M的运动方向沿y轴负方向，根据带动法知波向左传播(2)由题图知0.4 m；图中M质点向下运动，经过2T恰好第3次到达y轴正方向最大位移处，t20.55 s(20.75)T，得T0.2 s，所以v2 m/s.(3)从t10至t31.2 s，经过时间为t1.2 s6T，质点N走过的路程为s6×4A120 cm，N还在图示位置，所以位移y2.5 cm.16. (14分)已知在t1时刻简谐横波的波形如图12中实线所示；在t2时刻该波的波形如图中虚线所示t2t10.02 s，求：图12(1)该波可能的传播速度(2)若已知T<t2t1<2T，且图中P质点在t1时刻的瞬时速度方向向上，求波速(3)若0.01 s<T<0.02 s，且从t1时刻起，图中Q质点比R质点先回到平衡位置，求波速答案(1)向右传播时，v100(3n1) m/s(n0,1，2，)向左传播时，v100(3n2) m/s(n0,1,2，)(2)500 m/s(3)400 m/s解析(1)由题图知6 m，如果这列简谐横波是向右传播的，在t2t1内波形向右匀速传播了(n)，所以波速v100(3n1) m/s(n0,1,2)；同理可得若该波是向左传播的，可能的波速v100(3n2) m/s(n0,1,2)(2)P质点瞬时速度向上，说明波向左传播，T<t2t1<2T，说明这段时间内波向左传播了个波长，v500 m/s(3)“Q质点比R质点先回到平衡位置”，说明波只能是向右传播的，而0.01 s<T<0.02 s，也就是T<0.02 s<2T，所以这段时间内波向右传播了个波长，v400 m/s.