高考物理一輪總復習 第十一章 第2講 機械波的形成和傳播波的圖像課時提能演練 新人教版

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1、高考物理一輪總復習 第十一章 第2講 機械波的形成和傳播 波的圖像課時提能演練 新人教版 一、選擇題(本大題共5小題,每小題6分,共30分。每小題只有一個選項正確) 1.一列簡諧橫波沿x軸傳播,某時刻的波形如圖所示,已知此時質點F的運動方向沿y軸負方向,則　(　　) A.此波向x軸正方向傳播 B.質點C此時向y軸負方向運動 C.質點C將比質點B先回到平衡位置 D.質點E的振幅為零 【解析】選C。已知質點F的運動方向為y軸負方向,即F質點正在“模仿”右邊質點的振動,這說明波源在右邊,波從右向左傳播,即此波向x軸負方向傳播,選項A錯誤;質點C此時剛到達最大位移處,速度為0,此后

2、才向y軸負方向運動,選項B錯誤;質點B要先向y軸正方向運動到達波峰位置再回到平衡位置,而質點C直接從波峰位置回到平衡位置,所以選項C正確;振幅指的是質點離開平衡位置到達的最大距離,雖然此時質點E的位移為零,但其振幅不為零,選項D錯誤。 2.如圖所示為一列在均勻介質中沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在某時刻的波形圖,波速為4m/s,則　(　　) A.質點P此時刻的振動方向沿y軸正方向 B.P點振幅比Q點振幅小 C.經過Δt=3s,質點Q通過的路程是0.6m D.經過Δt=3s,質點P將向右移動12m 【解析】選C。在機械波的傳播過程中,前一質點帶動后一質點振動,已知機械波沿x軸正方向傳

3、播,利用“帶動”原理可知,質點P此時刻的振動方向沿y軸負方向,選項A錯誤;沿波傳播方向上各質點并不隨波遷移,而是在平衡位置附近做簡諧運動,并且各質點振動的幅度相同,即振幅相同,據此可判斷選項B、D錯誤;根據波形圖可知,波長λ=4m,振幅A=5cm,已知v=4m/s,所以T==1s,Δt=3s=3T,所以質點Q通過的路程是12A=60cm=0.6 m,所以選項C正確。 3.(xx·福州模擬)一列沿x軸傳播的簡諧橫波,t=0時刻的波形如圖所示,此時質元P恰在波峰,質元Q恰在平衡位置且向上振動。再過0.2s,質元Q第一次到達波峰,則　(　　) A.波沿x軸負方向傳播 B.波的傳播速度為20

4、m/s C.1 s末質元P的位移為零 D.質元P的振動位移隨時間變化的關系式為y=0.2sin(2πt+)m 【解析】選C。由于質元Q恰在平衡位置且向上振動可知波沿x軸正方向傳播,A錯;由于再過0.2s,質元Q第一次到達波峰,因此T=0.8s,波的傳播速度為30m/s,B錯;經過1s質元P回到平衡位置,位移為零,C對;由于ω==rad/s,所以質元P的振動位移隨時間變化關系式為y=0.2sin(t+),所以D錯,故選C。 4.一列橫波沿x軸正向傳播,a、b、c、d為介質中的沿波傳播方向上四個質點的平衡位置。某時刻的波形如圖甲所示,此后,若經過周期開始計時,則圖乙描述的是　(　　)

5、 A.a處質點的振動圖像　　　 B.b處質點的振動圖像 C.c處質點的振動圖像 D.d處質點的振動圖像 【解析】選B。根據波的圖像,可知:a處質點經過周期,在波谷;b處質點經過周期,在平衡位置且向下振動;c處質點經過周期,在波峰;d處質點經過周期,在平衡位置且向上振動,則圖乙描述的是b處質點的振動圖像,故答案為B。 【總結提升】巧解波動與振動圖像綜合問題 分析波動與振動圖像綜合問題應抓住“一分、一看、二找” (1)分清振動圖像與波動圖像。此問題最簡單,只要看清橫坐標即可,橫坐標為x則為波動圖像,橫坐標為t則為振動圖像。 (2)看清橫、縱坐標的單位。尤其要注意單位前的數(shù)量級。

6、 (3)找準波動圖像對應的時刻。 (4)找準振動圖像對應的質點。 5.一列簡諧橫波沿x軸傳播,波長為1.2m,振幅為A。當坐標為x=0處質元的位移為-A且向y軸負方向運動時,坐標為x=0.4m處質元的位移為A。當坐標為x=0.2m處的質元位于平衡位置且向y軸正方向運動時,x=0.4m處質元的位移和運動方向分別為　(　　) A.-A、沿y軸正方向 B.-A、沿y軸負方向 C.-A、沿y軸正方向 D.-A、沿y軸負方向 【解題指南】解答本題應明確以下三個方面: (1)波動的函數(shù)表達式與圖像的對應關系。 (2)波動圖像的對稱性。 (3)根據題意能畫出對應時刻的波形圖。 【解析

7、】選C。根據題意,畫出此時波形圖,可以看到,此時x=0.2m處的質元正在平衡位置向下運動。再經過半個周期,x=0.2m處的質元回到平衡位置向上運動,在這半個周期當中,x=0.4m處的質元已經過了波谷正在向著平衡位置運動,根據簡諧運動的對稱性,此時的位移與半個周期之前的位移大小相等。所以C正確。 二、非選擇題(本大題20分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位) 6.(能力挑戰(zhàn)題)一列簡諧橫波在x軸上傳播著,在t1=0和t2=0.005s時的波形曲線如圖所示: (1)橫波的波長是多大?振幅A是多大? (2)設周期大于(t2-t1),如果波向左傳播,波速多大? (

8、3)設周期小于(t2-t1),且波速為6800m/s,求波的傳播方向。 【解析】(1)由圖像得λ=8m,A =0.2cm?！? (3分) (2)若波向左傳播:則有Δt=(n+)T(n=0、1、2…) 即T==s (3分) 當n=0時,T=s,　 (2分) 當n=1時,T=s<0.005s(舍去)　 (2分) 所以v==1200m/s (3分) (3)由T==s=s得==4　 (4分) 即波傳播了4個波長,利用“去整留零”結合波形曲線可知波傳播方

9、向向右。 (3分) 答案:(1)8m　0.2 cm　(2)1 200 m/s　(3)向右 【總結提升】根據波速判斷波的傳播方向的方法 由于波的傳播方向的不確定性以及波傳播的周期性造成每隔周期的整數(shù)倍時波形重復,因此根據兩個時刻的波形和波速來判斷波的傳播方向問題主要利用“去整留零”的辦法,具體可用如下兩種辦法: (1)根據圖像中的波長和已知的波速,計算出周期,利用題中的時間間隔與周期的比值來判斷兩個波形的空間關系,根據“去整留零”的辦法得到一個周期內的關系,結合圖像得出波的傳播方向。 (2)根據題中的波速和時間間隔計算出波傳播的距離,利用波傳播的距離與圖像中波長的比值來判斷兩個波形的

10、空間關系,根據“去整留零”的辦法得到一個周期內的關系,結合圖像得出波的傳播方向。 【變式備選】一列簡諧橫波某時刻的波形如圖中實線所示,經過0.50s后的波形如圖中虛線所示。已知波的周期為T,而且0.25s