2022年高二物理-机械波图像分析题目带答案 .docx

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1、精品_精品资料_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头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可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解析由题图甲读出波长 4 m,由图乙读出周期 T2 s,波速 v 4m/s2 m/ s,可编辑资料 - - -

2、欢迎下载精品_精品资料_ T2故 A 、C 错误.由图乙看出, t0 时刻,质点经过平稳位置向上,而图甲中, Q 点也经过平稳位置向上运动,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 x3 6 m 的质点在 t 0 时刻的振动方向相同, 简谐波沿 x 轴正方向传播,就知 x3 6 m 的质点在 t 0 时刻的振动方向向下, 就波源的起振方向沿 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,其振动图象如以下图,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,此质点立刻停止运动,再经过0.1

3、 s 后的波形图为 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_答案C解析简谐横波沿 x 轴正方向传播, 波源停止振动后, 波将连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.t 0 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 以下说法正确的选项是 A t0 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

4、 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t 0 时刻, a 质点在波峰位置,速度为零,加速度最大, b 质点在平稳位置,加速度为零,速度最大,应选项A、 B 错.在波的图象中,依据上下坡法可以判定出质点的振动方向,所以t 0 时刻, b 点在平稳位置且向下振动,应选项 C 错, D 对4多项挑选 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,t 0 时刻可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_的波形如图 5 所示此时 x 12 cm 处的质点 P 恰好开头振动就 图 5 A质点 P 开

5、头振动时的方向沿 y 轴正方向B波源开头振动时的方向沿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 开头振动时的方向沿 y 轴负方向, 就波源开头振动时的方向也沿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 45 cm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_20 cm,选项 C 错误.这列波的波长为8 cm,波速 v T4 m/s,选项 D 正确可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_5 多项挑选 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 v

6、200 m/s,已知 t 0 时波刚好传播到 x 40 m 处,如图 6 所示 在 x 400 m 处有一接收器 图中未 画出 ,就以下说法正确的选项是图 6A. 波源开头振动时方向沿y 轴负方向B. 从 t 0 开头经 0.15 s, x 40 m 处的质点运动的路程为0.6 m C接收器在 t2 s 时才能接收到此波可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_D假设波源向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, x 40 m 处的质点的起振方向向下,就波源的起振方向也向下y 轴负可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_向,A 对.由题图知 20

7、 m, A 10 cm,T0.1 s,而 t1 0.15 s v32T,所以 x可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_240 m 处的质点经 0.15 s 运动的路程为s 34A6A 60 cm0.6 m,B 对.波由 x40x360可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_m 处传到 x400 m 处所需时间 tv 200 s 1.8 s,C 错当波源向 x 轴正向运动时,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_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,而波源频率可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1为 fT10 Hz,D 错可编辑

8、资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_二、填空题 此题共 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,假设从这一时刻开头,第一次最快回 到平稳位置的是点,假设 t0.02 s 时,质点 c 第一次到达波谷处, 就此波的波速为m/s.图 7答案x 轴正方向cc10076 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 相对平稳位置的位移为m,通过的路程为 m,波传播的距离是m.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_

9、图 8答案 0.22.211解析要求在 t 5.5 s 内质点 A 通过的路程和位移,关键是确定t 5.5 s 与周期 T 的可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_关系由波的图象可直接读出 4 m,就 T 4 s 2 s,t 3由波的传播方向知,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ v224T.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_4此时 A 点振动方向向上,经过23T 后,质点 A 将在负方向最大位移处,即为0.2 m,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_质点 A 在 t 时间内通过的路程为 d2344A 2.2 m波在 t 内传播的距离为 s v

10、t可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2 5.5 m 11 m.三、运算题 此题共 4 小题,共 46 分运算时必需有必要的文字说明、方程式和重要解题步骤,有数值运算的要注明单位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求该波的波速并判定P 点此时的振动方向图 9答案2.5 m/s沿 y 轴正方向可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解析由波形图可知,波长 1.0 m,就波速为 v 2.5 m/s.由“上下坡法 ” 可知, P可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_点的振动方向沿y 轴正方向

11、 T可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_110 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 刚好其次次显现波峰,求：1 波速 v.2 x 6 m 处的 Q 点第一次显现波谷的时刻t3.答案15 m/s20.8 s解析1由波形图可直接读出波长 2 m依据带动法可判定 t 1 0 时刻 P 质点应向 y轴负方向运动 由题意可知t2t 14T,即 0.7 s4T,就 T 0.4 s依据 v T得 v0.4 m/s7725 m/ s.2 依据波形平移法, t 10 时刻 x 2 m 的质点第一次 到达波谷,到传播方

12、向平移至x6 m 的 Q 质点处,此时 Q 质点第一次显现波谷,由t 3 时刻波谷沿波的xv t 得 t3625s 0.8 s.8. 12 分 如图 11为一列简谐波在t1 0 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 t 1 0 至 t31.2 s,波中质点 N 走过的路程和相对于平稳位置的位移分别是多少？ 答案1此波向左传播22 m/s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3120 cm2.5 cm解析1质点 M 的运动

13、方向沿y 轴负方向,依据带动法知波向左传播3(2) 由题图知 0.4 m.图中 M 质点向下运动,经过 24T 恰好第 3 次到达 y 轴正方向最可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_T大位移处, t 2 0.55 s2 0.75T,得 T0.2 s,所以 v 2 m/s.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(3) 从 t 1 0 至 t31.2 s,经过时间为 t 1.2 s6T,质点 N 走过的路程为 s64A120 cm,N 仍在图示位置,所以位移y 2.5 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

14、中虚线所示 t2 t 10.02 s,求：图 12(1) 该波可能的传播速度(2) 假设已知 Tt2 t1 2T,且图中 P 质点在 t1 时刻的瞬时速度方向向上,求波速(3) 假设 0.01 sT0.02 s,且从 t 1 时刻起,图中 Q 质点比 R 质点先回到平稳位置, 求波速答案1向右传播时, v 1003n1 m/sn0,1, 2, 向左传播时, v 1003n 2 m/ sn 0,1,2, 2500 m/s3400 m/ s解析1由题图知 6 m,假如这列简谐横波是向右传播的,在t2 t1 内波形向右匀速11n 3 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_传播了 n3,所以

15、波速 v 1003n 1 m/s n 0,1,2 .同理可得假设该波是t2 t1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_向左传播的,可能的波速v 1003n 2 m/ sn 0,1,2 (2) P 质点瞬时速度向上,说明波向左传播,Tt 2t 12T,说明这段时间内波向左传播了5533个波长, vt 2 t1500 m/s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(3) “ Q 质点比 R 质点先回到平稳位置 ” ,说明波只能是向右传播的, 而 0.01 sT0.02 s,443个波长, vt2t 13也就是 T0.02 s2T,所以这段时间内波向右传播了 400 m/s.可编辑资料 - - - 欢迎下载