2020-2021学年选修3-1第一章 静电场7 静电现象的应用习题

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(建议用时：45分钟)

[学业达标]

1．如图12­2­12是某时刻横波的波形图，则(　　) 【导学号：23570049】

图12­2­12

A．若质点a向下运动，则波是从右向左传播的

B．若质点b向下运动，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c向上运动

E．若波从左向右传播，则质点d向下运动

【解析】　根据质点振动方向与波的传播方向的关系，若a、b向下运动，则波向左传播，B项错误，A项正确；若波向左传播，则c向上运动，D项正确；若波向右传播，则d向下运动，E项正确．

【答案】　ADE

2．下列图中正确的波形图是(　　)

A　　　　　B　　　　C　　　　D　　　　 E

【解析】　根据“坡形”法，凡是在“上坡”区必向下运动，“下坡”区必向上运动，故B、C、E正确．

【答案】　BCE

3．质点A做简谐运动，其振动图象和t＝1.6 s时刻的波动图象如图12­2­13所示，则下列说法正确的是(　　) 【导学号：23570050】

图12­2­13

A．质点A向上运动

B．波向右传播

C．质点A向下运动

D．波向左传播

E．质点A比质点B先回到平衡位置

【解析】　由振动图象可得质点A正在向上运动，则结合波动图象可以看出，波正向右传播，故A、B、E正确．

【答案】　ABE

4．如图12­2­14所示，甲是________的图象，乙是________图象．

图12­2­14

【解析】　波的图象的横坐标为各质点的平衡位置；振动图象中横坐标为时间．

【答案】　波　振动

5.一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形如图12­2­15所示，a，b，c，d为介质中的四个质点，此时刻四个质点瞬时速度va、vb、vc、vd的大小关系是________．【解析】　由于简谐波中各质点都在做简谐运动，而且a，b均在最大位移处，因而va＝vb＝0，c在平衡位置，速度最大，而vd≠0，故有vc＞vd＞va＝vb.

图12­2­15

【答案】　vc＞vd＞va＝vb

6．取向上为质点振动的正方向，得到如图12­2­16所示的两个图象，其中图甲是一列波的图象，A是介质中的一个质点，图乙是介质中另一个质点的振动图象，B为振动中的某一个时刻，图甲中A质点在该时刻的运动方向是______，图乙中B时刻质点的运动方向是______.

【导学号：23570051】

甲　　　　　　　　　　　　　乙

图12­2­16

【解析】　图甲表示的是波的图象，由于波沿x轴负方向传播，所以，图中质点A的振动方向向下；图乙表示的是振动图象，在图中B所对应的时刻质点应当向下运动(因为下一时刻位移为负值)．

【答案】　向下(或沿－y方向)

向下(或沿－y方向)

7.一列简谐机械横波某时刻的波形如图12­2­17所示，波源的平衡位置坐标为x＝0.当波源质点处于其平衡位置上方且向下运动时，介质中平衡位置坐标x＝2 m的质点在其平衡位置________方且向________运动．

图12­2­17

【解析】　

此列波沿x轴正向传播，波源质点在平衡位置上方且向下运动，其波形示意图如图所示．由图可知，x＝2 m处质点在平衡位置下方且向上运动．

【答案】　下　上

8.一列沿x轴正方向传播的横波在某一时刻的波形图象如图12­2­18所示，已知波的传播速度是16 m/s.

图12­2­18

 (1)指出这列波中质点振动的振幅是多少．

(2)画出再经过0.125 s时的波的图象．

【解析】　(1)由图象可以看出，质点振动的最大位移是10 cm.因此，振幅是10 cm.(2)经0.125 s波形沿x轴正

方向移动的距离为Δx＝vΔt＝16×0.125 m＝2 m．所以，经过0.125 s后的波形图象如图中的虚线所示．

【答案】　(1)10 cm　(2)图见解析

[能力提升]

9.如图12­2­19所示是一列简谐波在某时刻的波形图，若此时质点P正处于加速运动过程中，则此时(　　) 【导学号：23570052】

图12­2­19

A．质点Q处于加速运动过程中

B．质点Q处于减速运动过程中

C．质点N处于减速运动过程中

D．质点N处于加速运动过程中

E．波是向左传播的

【解析】　P点加速运动说明P点向平衡位置运动，此列波向左传播，故Q点、N点均向上运动，Q点正远离平衡位置，处于减速运动过程，N点正向平衡位置靠近，处于加速运动过程，故BDE正确．

【答案】　BDE

10．图12­2­20为一列简谐波在t＝0时刻的图象，已知质点P将比质点Q后回到平衡位置，则下列说法中正确的是(　　)

图12­2­20

A．波一定沿x轴正方向传播

B．质点Q与质点R的运动方向相同

C．质点P的速度正在增大

D．质点R的加速度正在减小

E．质点Q的速度正在增大

【解析】　因P点比Q点后回到平衡位置，可知P点向＋y方向振动，Q点向－y方向振动，可判断波向＋x方向传播，即P点远离平衡位置，速度正在减小，Q点靠近平衡位置，速度正在增大；R点与Q点均向－y方向运动，R点正远离平衡位置，位移增大，加速度增大．

【答案】　ABE

11.如图12­2­21所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时的波形．当R点在t＝0时的振动状态传到S点时，PR范围内(含P，R)有一些质点正在向y轴负方向运动，这些质点的x坐标取值范围________．

图12­2­21

【解析】　当R点在t＝0时的运动状态传到S点时，其波形如图所示，由图可判断正在向y轴负方向运动的质点应在1 cm＜x＜3 cm和5 cm＜x＜7 cm.

【答案】　2 cm≤x＜3 cm

12．图12­2­22(a)表示一列简谐波在介质中传播时，某一质点a的振动图象，请在图(b)中作出这列简谐波在t＝0时刻的波形图(质点a画在坐标原点上，且波沿x轴正方向传播). 【导学号：23570053】

图12­2­22

【解析】　由图(a)可知，t＝0时刻质点a正处于平衡位置且沿＋y方向运动，经达到正向最大位移处，x轴正向为波传播的方向，利用波形与振动方向关系的判断方法，得出t＝0时的波形如图所示．

【答案】　见解析