高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第3章 机械波本章综合与测试课时训练

专题强化练5　波的图像和振动图像

选择题

1.[2021新高考八省(市)1月联考,江苏卷,8,4分,]渔船上的声呐利用超声波来探测远方鱼群的方位。某渔船发出的一列超声波在t=0时的波动图像如图1所示,图2为质点P的振动图像,则              (　　)

图1

图2

A.该波的波速为1.5 m/s

B.该波沿x轴负方向传播

C.0~1 s时间内,质点P沿x轴运动了1.5 m

D.0~1 s时间内,质点P运动的路程为2 m

2.(2020山东济南高三上期末,)一列简谐横波沿x轴正方向传播,波速为0.5 m/s,周期为4 s。t=0时波形如图甲所示,a、b、c、d是波上的四个质点。如图乙所示是波上某一质点的振动图像。下列说法正确的是              (　　)

A.这列波的波长为1 m

B.t=0时质点a的速度与质点b的速度相等

C.t=1 s时质点a的加速度比质点b的加速度小

D.图乙表示的是质点b的振动图像

3.(2020浙江名校新高考研究联盟联考,)(多选)图甲为某一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0.5 s时的波形图,图乙为波上某一质点的振动图像,则下列说法正确的是              (　　)

A.该简谐横波的传播速度为4 m/s

B.图乙可能是图甲中M质点的振动图像

C.从此时刻起,P质点比Q质点先回到平衡位置

D.从此时刻起,经过4 s,P质点运动了1.6 m的路程

4.(2020天津南开高三上期末,)如图甲为一简谐横波在t=0.10 s时的波形图,P是平衡位置在x=0.5 m处的质点,Q是平衡位置在x=2 m处的质点;图乙为质点Q的振动图像。下列说法正确的是              (　　)

A.这列波沿x轴正方向传播

B.这列波的传播速度为2 m/s

C.t=0.15 s时,P的加速度方向与速度方向相同

D.从t=0.10 s到t=0.15 s,P通过的路程为10 cm

5.(2020湖北武汉金口中学高二月考,)图甲为某简谐横波在t=0时刻的波的图像,图乙为波传播方向上某质点的振动图像,下列说法正确的是              (　　)

A.该波的波速是25 m/s

B.该波一定沿x轴负方向传播

C.若乙图是质点P的振动图像,则t=0.35 s时,质点Q的坐标为(3 m,-5 cm)

D.若乙图是质点Q的振动图像,则t=0.35 s时,质点P的坐标为(8 m,0 cm)

6.(2020全国大联考高考物理模拟,)(多选)一简谐横波沿x轴传播,图甲是t=0时刻的波形图,图乙是介质中平衡位置在x=1.5 m处a质点的振动图像;b是平衡位置在x=2.5 m处的质点,则              (　　)

A.波的传播方向沿x轴正方向

B.波的传播速度的大小为1 m/s

C.t=0时,a的速率比b的大

D.t=1 s时,b位于平衡位置上方

E.0~1.5 s时间内,b沿y轴正方向运动

答案全解全析

专题强化练5　波的图像和振动图像

选择题

1.D　质点P的振动周期等于波的传播周期,则v== m/s=1.5×103 m/s,故A错误。由P的振动图像可知,t=0时质点P正在向y轴正方向运动,根据“带动法”分析可知,该波沿x轴正方向传播,故B错误。质点P只能在其平衡位置上下振动,不会随波的传播而迁移,故C错误。质点P在0~1 s内运动的路程s=4A·n=4×5×10-6× m=2 m,故D正确。

2.C　由题可知,波速为0.5 m/s,周期为4 s ,则波长λ=vT=0.5×4 m=2 m,A错误;t=0时质点a在波峰处,速度为零,质点b在平衡位置,速度最大,B错误;因为周期T=4 s,所以t=1 s时经历了,此时质点a在平衡位置,位移为零,加速度为零,质点b在波峰处,位移最大,加速度最大,C正确;由乙图可知,t=1 s时该质点在波谷处,与此相符的质点是d,D错误。

3.ABC　由甲图可得:λ=4 m,由乙图可得:T=1 s,所以该简谐横波的传播速度为:v==4 m/s,故A正确;由甲图可知,在t=0.5 s时,质点M在平衡位置向上振动,与图乙振动图像符合,则图乙可能是图甲中M质点的振动图像,选项B正确;在图示时刻质点Q向上振动,而质点P在最高点将要向下振动,可知从此时刻起,P质点比Q质点先回到平衡位置,选项C正确;因为4 s=4T,则从此时刻起,经过4 s,P质点运动了4×4A=16A=16×0.2 m=3.2 m的路程,选项D错误。

4.C　由乙图读出,在t=0.10 s时Q点的速度方向沿y轴负方向,根据波动规律结合图甲可知,该波沿x轴负方向传播,故A错误;由甲图读出波长为λ=4 m,由乙图读出周期为T=0.2 s,则波速为v== m/s=20 m/s,故B错误;从t=0.10 s到t=0.15 s,质点P振动了,根据波动规律可知,t=0.15 s时,质点P位于平衡位置上方,速度方向沿y轴负方向,加速度方向沿y轴负方向,两者方向相同,故C正确;在t=0.10 s时质点P不在平衡位置或最大位移处,所以从t=0.10 s到t=0.15 s,质点P通过的路程s≠A=10 cm,故D错误。

5.C　由题图甲读出波长为λ=4 m,由题图乙读出周期为T=0.2 s,则该波的波速v==20 m/s,A错误;由于不知道乙图为波的传播方向上哪个质点的振动图像,所以无法判断波的传播方向,B错误;若乙图是质点P的振动图像,t=0时刻P向下振动,则波沿x轴负方向传播,所以质点Q向上振动,经过时间t=0.35 s=T,处于波谷处,所以坐标为(3 m,-5 cm),C正确;若乙图是质点Q的振动图像,t=0时刻Q向下振动,则波沿x轴正方向传播,所以质点P向上振动,经过时间t=0.35 s=T时,处于波谷处,所以坐标为(1 m,-5 cm),D错误。

6.BDE　根据a质点的振动图像可知,t=0时刻质点a向下振动,可知波的传播方向沿x轴负方向,选项A错误;由题图可知λ=4 m,T=4 s,则波速v==1 m/s,选项B正确;由波形图可知t=0时,质点a、b的位移相同,可知a的速率与b的速率相等,选项C错误;t=0时刻质点b向上振动,则t=1 s=时,b位于平衡位置上方,选项D正确;经过1.5 s波向左传播1.5 m,此时b质点正好位于波峰位置,可知0~1.5 s时间内,b沿y轴正方向运动,选项E正确。故选B、D、E。