![江苏专用新人教版高中物理选择性必修第一册课时检测13习题课二波的图像与振动图像的综合问题波的多解问题含解析第1页](http://img-preview.51jiaoxi.com/3/6/13152721/0/0.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![江苏专用新人教版高中物理选择性必修第一册课时检测13习题课二波的图像与振动图像的综合问题波的多解问题含解析第2页](http://img-preview.51jiaoxi.com/3/6/13152721/0/1.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![江苏专用新人教版高中物理选择性必修第一册课时检测13习题课二波的图像与振动图像的综合问题波的多解问题含解析第3页](http://img-preview.51jiaoxi.com/3/6/13152721/0/2.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
所属成套资源:江苏专用新人教版高中物理选择性必修第一册成套课时检测含解析
江苏专用新人教版高中物理选择性必修第一册课时检测13习题课二波的图像与振动图像的综合问题波的多解问题含解析
展开波的图像与振动图像的综合问题 波的多解问题1.一列简谐横波在t0时刻的波形图如图甲所示,a、b、c、d分别为介质中的4个质点。该波的周期为T,则下列判断中正确的是( )A.若波沿x轴正向传播,则乙图可表示c质点从t0时刻开始的振动图像B.若波沿x轴正向传播,则乙图可表示b质点从时刻开始的振动图像C.若波沿x轴负向传播,则乙图可表示a质点从时刻开始的振动图像D.若波沿x轴负向传播,则乙图可表示d质点从时刻开始的振动图像解析:选D 若波沿x轴正向传播,根据“同侧法”可知处于平衡位置的a向上振动,c向下振动;而题图乙的振动图像反映的是质点从平衡位置开始向上振动的图像,则满足b质点在时刻的振动规律,故A、B错误。若波沿x轴负向传播,则此时刻开始a向下振动,d从波峰向下振动,a经过T到达波峰,d经过回到平衡位置向上振动,故C错误,D正确。2.质点A做简谐运动,其振动图像和t=1.6 s时刻的波动图像如图所示,则在t= 1.6 s时,下列说法正确的是( )A.质点A向上运动,波向左传播B.质点A向上运动,波向右传播C.质点A向下运动,波向左传播D.质点A向下运动,波向右传播解析:选B 由振动图像可知t=1.6 s时,质点A向上振动,根据“上坡下振,下坡上振”,可确定A点处于波的图像的下坡,则波应沿x轴正方向传播,故B项正确。3.一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图如图所示,质点P的x坐标为3 m。已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4 s,下列说法正确的是( )A.波速为4 m/sB.波的频率为2.5 HzC.x坐标为15 m的质点在t=0.2 s时恰好位于波谷D.x坐标为22 m的质点在t=0.2 s时恰好位于波峰解析:选D 任意振动质点连续两次通过平衡位置所用时间为半个周期,即T=0.4 s,则T=0.8 s,f==1.25 Hz,选项B错误;由题图知该波的波长λ=4 m,波速v==5 m/s,选项A错误;画出t=0.2 s时的波形图如图所示,因15 m=3λ+λ,故x=15 m的质点与x=3 m 处的质点振动情况一样,即恰好位于平衡位置,选项C错误;因22 m=5λ+λ,故x=22 m处的质点与x=2 m处的质点振动情况一样,即在波峰位置,选项D正确。4.一列简谐横波沿直线由a向b传播,平衡位置相距10.5 m的a、b两处的质点振动图像如图中a、b所示,则( )A.该波的振幅可能是20 mB.该波的波长可能是40 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:选C 由题图读出,该波的振幅为A=10 cm,故A错误;由题图看出,在t=0时刻,质点a经过平衡位置向上运动,质点b位于波谷,波由a向b传播,结合波形得到a、b间距离与波长的关系为Δx=λ,(n=0,1,2…),得到波长为λ==(m),当n=1时,λ=8.4 m,波速为v==(m/s),当n=0时,v=10.5 m/s,故B错误, C正确;该波由a传播到b的时间为t=T=(4n+1)s,(n=0,1,2…),由于n是整数, t不可能等于7 s,故D错误。5.一列简谐横波在t=0时刻的波形如图中的实线所示,t=0.02 s时刻的波形如图中虚线表示,若该波的周期T大于0.02 s,则该波的传播速度可能是( )A.7 m/s B.3 m/sC.2 m/s D.5 m/s解析:选B 因T>0.02 s,易知若波向右传播,则波传播的距离x1=0.02 m,则波速v1== m/s=1 m/s;若波向左传播,则波传播的距离x2=0.06 m,则波速v2== m/s=3 m/s,故B正确。6.图(a)为一列简谐横波在t=0.10 s 时刻的波形图,P是平衡位置在x=1.0 m处的质点,Q是平衡位置在x=4.0 m处的质点;图(b)为质点Q的振动图像,下列说法正确的是( )A.在t=0.10 s时,质点Q向y轴正方向运动B.在t=0.25 s时,质点P的加速度方向与y轴负方向相同C.从t=0.10 s到t=0.25 s,该波沿x轴负方向传播了6 mD.从t=0.10 s到t=0.25 s,质点P通过的路程为30 cm解析:选C 题图(b)为质点Q的振动图像,则知在t=0.10 s时,质点Q正从平衡位置向波谷运动,所以质点Q向y轴负方向运动,故A错误;在t=0.10 s时,质点Q沿y轴负方向运动,根据波形平移法可知该波沿x轴负方向传播,此时P点正向上运动,由题图(b)读出周期T=0.2 s,从t=0.10 s到t=0.25 s经过的时间为Δt=0.15 s=T,则在t=0.25 s时,质点P位于x轴下方,加速度方向与y轴正方向相同,故B错误;由题图(a)知波长λ=8 m,则波速为v== 40 m/s,从t=0.10 s到t=0.25 s经过的时间为Δt=0.15 s,该波沿x轴负方向传播的距离为Δx=vΔt=40×0.15 m=6 m,故C正确;从t=0.10 s到t= 0.25 s经过的时间为Δt=0.15 s=T,由于t=0.10 s时刻质点P不在平衡位置或波峰、波谷处,所以质点P通过的路程不是3A=30 cm,故D错误。7.一列简谐横波沿直线传播,某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距6 m,且这两质点之间的波峰只有一个,则该简谐波可能的波长为( )A.4 m、6 m和8 m B.6 m、8 m和12 mC.4 m、6 m和12 m D.4 m、8 m和12 m解析:选C 根据题意,有以下三种情况符合要求:ab=6 m,即=6 m,λ1=12 mcd=6 m,即λ2=6 mef =6 m,即λ3=6 m,λ3=4 m,故C正确,A、B、D错误。8.一列简谐横波在x轴上传播,在t1=0时刻的波形图如图中实线所示,图中虚线是t2=0.15 s时的波形图。已知该波的周期大于0.15 s,这列波的速度v为( )A.若波沿x轴正方向传播,则v=200 m/sB.若波沿x轴正方向传播,则v=300 m/sC.若波沿x轴负方向传播,则v=200 m/sD.若波沿x轴负方向传播,则v=300 m/s解析:选D 若波向右传播,Δt=t2-t1=0.15 s,Δt=nT+T,因为Δt<T,所以n=0,则T=0.6 s,v== m/s=100 m/s;若波向左传播,Δt=nT+T,Δt<T,所以n=0,则T=0.2 s,v== m/s=300 m/s。故D选项正确。 9.一列简谐横波沿x轴传播,a、b为x轴上的两质点,平衡位置分别为x=0,x=xb(xb>0)。a点的振动规律如图所示。已知波速为v=10 m/s,在t=0.1 s 时b的位移为0.05 m,则下列判断可能正确的是( )A.波沿x轴正向传播,xb=0.5 mB.波沿x轴正向传播,xb=1.0 mC.波沿x轴负向传播,xb=2.5 mD.波沿x轴负向传播,xb=3.5 m解析:选C 由振动图像可知,振动周期T=0.2 s,所以λ=vT=10×0.2 m=2 m。由题意可知在t=0.1 s时,a向上振动,b在最大位移处,如果波沿x轴正方向传播,根据“同侧法”,a、b之间的距离为λ(n=0,1,2,3,…),所以xb=λ=(2n+1.5)m(n=0,1,2,3,…),当n=0时,xb=1.5 m,不可能为1.0 m;如果波沿x轴负方向传播,根据“同侧法”,a、b之间的距离为λ(n=0,1,2,3,…),所以xb=λ=(2n+0.5)m(n=0,1,2,3,…),当n=1时,xb=2.5 m,故C正确。10.有一列沿x轴传播的简谐横波,在某一时刻它的波形图如图甲所示,M和N是这列简谐横波上的两个质点,从该时刻起某同学记录下了质点N在一段时间内的振动图像,如图乙所示。则下列说法错误的是( )A.该列简谐横波正以1.0 m/s的速度沿x轴负方向传播B.图甲所示时刻M和N两质点的速度都为零C.M和N两质点的振动方向始终相反D.当t=6 s时质点M距离其平衡位置最远,且加速度最大解析:选B 由题图甲可知,该简谐横波的波长为λ=8 m,由题图乙可知,振动周期为T=8 s,所以波速为v==1.0 m/s,根据题图乙可知该时刻质点N振动方向向上,所以该波沿x轴负方向传播,A正确;题图甲所示时刻,M、N均位于平衡位置,加速度为零,速度最大,B错误;因为质点M、N相差半个波长,所以它们的振动方向总是相反的, C正确;由题图乙可知,当t=6 s时质点N处于波谷位置距离其平衡位置最远,由于M和N两质点的振动总是相反的,因此M处于波峰位置,且加速度最大,D正确。11.如图所示,一列简谐横波沿x轴正方向传播,实线为t=0时刻的波形图,虚线为t=0.1 s时刻的波形图,质点S的横坐标x=2.5 m,波源不在坐标原点O,则下列说法正确的是( )A.质点S的振幅为12 mB.波的频率可能为10 HzC.波的传播速度可能为10 m/sD.质点S沿x轴正方向运动解析:选C 质点S的振幅等于波的振幅,由题图知,振幅为0.12 m,A错误;波沿x轴正方向传播,则Δt=nT+=0.1 s(n=0,1,2,3…),周期为T= s(n=0,1,2,3…)频率为f== Hz= Hz(n=0,1,2,3…)所以波的频率可能为2.5 Hz、12.5 Hz、……不可能为10 Hz,B错误;波速为v=λf,由题图可知λ=4 m,v=4× m/s=10(4n+1)m/s(n=0,1,2,3…),当n=0时,v=10 m/s,C正确;简谐横波的传播过程是振动形式的传播,质点不会沿波的传播方向运动,D错误。12.一列简谐横波在x轴上传播,在t1=0和t2=0.05 s时,其波形分别用如图所示的实线和虚线表示。(1)求这列波可能具有的波速;(2)当波速为280 m/s时,波的传播方向如何?以此波速传播时,x=8 m处的质点P从平衡位置运动至波谷所需的最短时间是多少?解析:(1)若波沿x轴正向传播,则Δs=λ+nλ=(2+8n)m,n=0,1,2,…v== m/s=(40+160n)m/s若波沿x轴负向传播,则Δs′=λ+nλ=(6+8n)m,n=0,1,2,…v′== m/s=(120+160n)m/s。(2)当波速为280 m/s时,有280=(120+160n),n=1,所以波向x轴负方向传播T== s所以P质点第一次到达波谷所需最短时间为t== s≈2.1×10-2 s。答案:见解析
![文档详情页底部广告位](http://img.51jiaoxi.com/images/257d7bc79dd514896def3dc0b2e3f598.jpg)