高中物理教科版 (2019)选择性必修 第一册3 波的图像作业课件ppt

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1.(多选)关于波的图像,下列说法正确的是(　　)A.波的图像反映的是某一质点振动时各时刻相对平衡位置的位移B.若已知某一质点在某时刻的振动方向,则可以由波的图像判断出波的传播方向C.从波的图像中能读出波的周期D.在不同时刻波的图像有可能完全相同
解析 波的图像反映的是某一时刻在介质中各质点相对平衡位置的位移,A错误;采用质点带动法,可由波的图像和质点振动方向判断出波的传播方向,B正确;由振动图像可读出波的周期,由波的图像不能读出波的周期,C错误;根据波的图像的重复性可知,相隔时间为周期整数倍的两个时刻波形相同,D正确。
2.(多选)如图所示,一列简谐横波沿x轴正方向传播,各质点振动的平衡位置都在x轴上,振幅为2 cm。在传播方向上有两质点M、N,在t=0时刻位移均为1 cm,其中M质点的速度沿y轴负方向,N质点的速度沿y轴正方向,下列说法正确的是(　　)A.t=0时刻,M、N两质点的加速度相同B.M、N两质点的平衡位置间的距离为半波长的奇数倍C.当M质点的速度最大时,N质点的速度为零D.当N质点的位移为2 cm时,M质点的位移为-1 cm
解析 由简谐运动可知加速度为a=- y可知,t=0时刻,M、N两质点的加速度相同,A正确;M、N两质点平衡位置间的距离不是半个波长的奇数倍,B错误;当M质点回到平衡位置速度最大时,此时N质点不在波峰位置,速度不为零,C错误;由平移法可知,N质点的位移为2 cm时,波向右传播了2 cm,则此时M质点的位移为-1 cm,D正确。
3.图甲中B超成像的基本原理就是通过探头向人体发送超声波信号,遇到人体组织会产生不同程度的反射,接收后经计算机的处理,形成B超图像。图乙为沿x轴正方向发送的超声波图像,已知超声波的频率约为1.25×105 Hz,下列说法不正确的是(　　)A.此超声波在人体内传播速度约为1 500 m/sB.图乙中质点A此时沿y轴正方向运动C.图乙中质点A、B此时的速度不同D.图乙中质点B从图示时刻开始经过2×10-6 s通过的路程为4 mm
解析 根据图乙可得,图像的波长为12 mm,由v=λf=1.25×105×1.2×10-2 m/s=1 500 m/s,A正确;超声波沿x轴正方向传播,质点A此时沿y轴正方向运动,B正确;质点A、B此时的运动方向相反,故此时速度不同,C正确;质点B振动的频率为T= =8×10-6 s,质点B从图示时刻开始经过2×10-6 s,即运动了四分之一个周期,因质点B在图示时刻不在平衡点或波峰波谷的位置,故四分之一个周期的运动路程小于一个振幅(4 mm),D错误。本题选择不正确的,故选D。
4.(多选)一列简谐横波在某一时刻的波形图如图所示,已知质点A在此时刻的振动方向如图中箭头所示,则下列说法正确的是(　　)A.波向左传播B.波向右传播C.质点B向上振动D.质点C向下振动
解析 用“上下坡”法判断,若波向右传播,则A质点处于下坡,应向上振动,由此可知波向左传播。同理可判断C向上振动,B向上振动。故选A、C。
5.(多选)一列向右传播的简谐横波在某个时刻的波形如图所示。由图像可知(　　)A.质点B此时位移为零B.质点B此时向-y方向运动C.质点D的振幅是2 cmD.质点A再经过 通过的路程是4 cm,偏离平衡位置的位移是4 cm
解析 由波形知,质点B在平衡位置,所以此刻其位移为0,选项A正确;根据“同侧法”可知质点B此时向+y方向运动,选项B错误;简谐横波传播过程中,介质中的各质点振幅相同,所以质点D的振幅是2 cm,选项C正确;再过 ,质点A将运动到负向最大位移处,它通过的路程是4 cm,偏离平衡位置的位移为-2 cm,故选项D错误。
6.(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0和t=0.20 s时的波形分别如图中实线和虚线所示。已知该波的周期T>0.20 s。下列说法正确的是(　 　)A.波速为0.40 m/sB.波长为0.08 mC.x=0.08 m的质点在t=0.70 s时位于波谷D.若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s,则它在该介质中的波长为0.32 m
7.一列简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时刻,波刚好传到E点,波形如图甲所示,若从该时刻开始计时,已知质点P振动周期为0.5 s。(1)判断此时刻质点P的振动方向和加速度方向。(2)经过多长时间x=11 m处的质点Q第二次到达波峰?(3)若取质点Q开始振动时为计时起点,在图乙中画出质点Q的振动图像。(至少一个周期)
答案 (1)沿y轴正方向　沿y轴正方向　(2)1.875 s　(3)见解析解析 (1)波沿x轴正方向传播,根据“同侧法”可知,质点P沿y轴正方向振动,根据简谐运动可知质点P加速度沿y轴正方向。
经过的总时间为t=1 s+0.875 s=1.875 s。(3)质点Q起振方向向下,振动图像如图所示。
8.(多选)如图所示,因波源S周期性振动产生向右传播的机械波,振幅呈现A、2A交替变化。t=0时刻恰好传到x=7d处,P、Q分别是x=3d和x=7d处的两个质点,下列说法正确的是(　　 )A.波源S的振动频率在不断地发生变化B.机械波的传播速度始终保持不变C.P、Q同处于平衡位置时,二者的速度方向一定相反D.当机械波由t=0时刻刚好传到x=12d处时,P、Q经过的路程相等
解析 机械波在同一介质中传播,则波速不变,因波长不断变化,则周期和频率不断变化,选项A、B正确;因振幅为2A的波的波长等于振幅为A的波长的2倍,则振幅为2A的波的周期等于振幅为A的周期的2倍,则当P由图示位置经过 回到平衡位置向下振动时,Q振动半个周期回到平衡位置,Q的振动方向向下,则P、Q同处于平衡位置时,二者的速度方向一定相同,选项C错误;当机械波向右传过5d后,P经过的路程为s1=4A+3×2A=10A,Q经过的路程为s2=4×2A+2A=10A,P和Q经过的路程相等,故D正确。
9.一列简谐横波沿x轴正方向传播,如图所示,实线为t=0时刻的波形图,该时刻振动恰好传到横坐标为60 m的P点,M、N为波传播方向上的两质点,N质点的横坐标为70 m;再过1.2 s振动恰好传到横坐标为90 m的Q点,虚线所示为t=0时刻后某时刻的波形,则下列说法正确的是(　　)A.这列波的波速为50 m/sB.振动恰好传到Q点时,N质点位于平衡位置且沿y轴正方向运动C.t=2 s时,M质点在y=-5 cm位置,且沿y轴负方向运动D.虚线所示波形可能是t=6 s时刻的波形
10.如图甲所示,海洋生态自动监测浮标,可用于监测水质和气象等参数。一列水波(视为简谐横波)沿海面传播,在波的传播方向上相距12 m的两处分别有两浮标A、B,两浮标随波上下运动,其中浮标A的振动图像如图乙所示。当浮标A运动到波峰时,浮标B恰好运动到波谷。(1)求此时刻浮标A的位移。(2)若此时浮标A、B之间只有一个波峰,求这列水波的波长和传播速度大小。
答案 (1)0.8 m　(2)8 m　2 m/s解析 (1)由图乙可知当浮标A运动到波峰时,浮标A的位移为y=80 cm=0.8 m。(2)当浮标A运动到波峰时,浮标B恰好运动到波谷,且此时浮标A、B之间只有一个波峰,所以浮标A、B间的距离是1.5λ,即1.5λ=12 m解得这列水波的波长为λ=8 m由图乙可知周期为T=4 s
11.某同学探究一弹性绳波的产生和传播,经过处理得到如图所示一列沿x轴正方向传播的简谐横波,已知波的周期是0.4 s。(1)求波的传播速度。(2)经过1 s,求波传播的距离。(3)在图中画出0.5 s后的波形图。