【人教版】2021版物理新导学同步选修3-4课件:波的图像
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02波的图象题型1ꢀ波的图象及其画法1.[河北邢台二中2019高二下月考]一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0 s时波形如图所示,已知波源振动的周期为0.4 s,则t=0.1 s时正确的波形是图中的(ꢀꢀ)C解析 A.B. C. D.确定一段时间后的波形图,有两种典型方法.(1)平移法:先算出经Δt时间波传播的距离Δx=vΔt,再把波形沿波的传播方向平移Δx即可.因为波动图象的重复性,若知波长λ,则波形平移nλ时波形不变,当Δx=nλ+x时,可采取去整nλ留零x的方法,只需平移x即可.(2)特殊点法:(若知周期T则更简单)在波形上找两特殊点,如过平衡位置的点和与它相邻的峰(谷)点,先确定这两点的振动方向,再看Δt=nT+t,由于经nT波形不变,所以也采取去整nT留零t的方法,分别找出两特殊点经t后的位置,然后按正弦规律画出新波形.本题波形向右平移个波长,故选C.2.[北京市房山区2019高二练习]振源A带动细绳上各点上下做简谐运动,t=0时刻绳上形成的波形如图所示.规定绳上质点向上运动的方向为x轴的正方向,则P点的振动图象是(ꢀBꢀ)A. B. C. D.解析由题图可知,t=0时刻P点处于平衡位置,各质点的振动都是由靠近振源的质点带动的,则由离P点较近且靠近振源的质点的位置即可判断出P点的起振方向,则P点开始时应向下方起振,故可知振动图象为B.题型2ꢀ从波的图象判断各质点的振动情况3.(多选)一列横波沿水平方向传播,某一时刻的波形如图所示,则图中a、b、c、d四个质点在此时刻具有相同运动方向的是(ꢀꢀ)BCB.a和dC.b和c D.bA.a和c和d解析若波向右传播,则a、d质点振动方向向上,b、c质点振动方向向下;若波向左传播,则a、d质点振动方向向下,b、c质点振动方向向上,故B、C正确.4.[四川宜宾叙州一中2019高二下月考]一列简谐横波沿x轴传播,某时刻的波形图如图所示,a、b、c 为介质中三个点,该时刻a点正向上运动.由此可知(ꢀCꢀ)A.该波沿x轴负方向传播B.该时刻c点的加速度正在减小C.该时刻以后,b点比c点先到达平衡位置D.该时刻b点的速率比c点的速率大解析图示时刻a点向上振动,根据“峰前质点上振”,可知波沿x轴正方向传播,故A错误;c点正向波谷运动,位移变大,回复力大小变大,则加速度增大,故B错误;根据“峰前质点上振”,波沿x轴正方向传播,可知b比c先到达平衡位置,故C正确;图象所示时刻b距离平衡位置比c点远,在该时刻b 点比c点的速率小,故D错误.故选C.5.简谐横波某时刻的波形如图所示,P为介质中的一个质点.若波沿x轴的正方向传播,下列说法正确的是(ꢀꢀ)CA.质点P此时刻的速度沿x轴的正方向B.质点P此时刻的加速度沿y轴的正方向C.再过半个周期时,质点P的位移为负值D.经过一个周期,质点P通过的路程为2A解析波沿x轴正方向传播,质点P的速度沿y轴正方向,加速度指向平衡位置,即沿y轴负方向,A、B错误;再过半个周期时,质点P位于平衡位置下方,此时位移为负值,C正确;经过一个周期,质点P通过的路程为4A,D错误.6.[上海市虹口区北虹中学2019高二下期中]一列横波在某一时刻的波形图如图所示,已知波沿x轴向左传播,则下列叙述正确的是(ꢀCꢀ)A.经过一定时间,E点将运动到C点处B.M点和P点的振动完全同步调C.P点比M点先到达最低位置D.B、D两点的加速度相同解析波传播过程中质点不会随波迁移,故A错误;M点和P点只是目前偏离平衡位置的距离一致,它们间距不是波长的整数倍,振动情况不同步,故B错误;波向左传播,因此P点运动方向沿y轴负方向,M点运动方向沿y轴正方向,则P点比M点先到达最低位置,故C正确;回复力始终指向平衡位置,B、D两点的加速度大小相等,方向相反,故D错误.7.(多选)如图是一列沿x轴向右传播的横波在某个时刻的波形图线,由图线可知(ꢀꢀ)ABCA.质点a此时的速度是零B.质点b此时向y轴正方向运动C.质点c的加速度为正D.质点d的振幅小于2 cm解析质点a此时处于波峰位置,它的速度为零,故A正确;质点b此时位于平衡位置,根据波向右传播,可知质点b向y轴正方向运动,故B正确;质点c此时处于波谷位置,则回复力指向y轴正方向,即加速度为正,故C正确;所有质点的振幅均为2 cm,故D错误.题型3ꢀ波的图象和振动图象的关系8.[河南南阳2019高二下月考](多选)取向上为质点振动的正方向,得到如图甲、乙所示的两个图象,则图象上A、B两点的运动方向是( ꢀA Cꢀ)A.A点向下B.A点向上C.B点向下D.B点向上解析题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,选项A正确、B错误;题图乙表示的是质点的振动图象,因为下一时刻位移为负值,故B质点向下运动,选项C正确、D错误.9.[河北唐山一中2019高三下冲刺]一列简谐横波,在t=1 s时刻的波形如图甲所示,图乙为波中质点P1的振动图象,则根据甲、乙两图判断不正确的是(ꢀꢀ)AA.此时刻,P2质点在平衡位置向下振动B.该波沿x轴负方向传播C.从t=0时刻起经过时间Δt=3 s,质点P1通过路程为6 cmD.t=2 s时,P2的位移为2 cm解析判定波的传播方向可根据“上下坡法则”,即沿波的传播方向看,“上坡”的点向下振动,“下坡”的点向上振动,简称为“上坡下,下坡上”.t=1 s时由题图乙可知,P1向下振动,根据“上下坡法则”可判定该波沿x轴负方向传播,则该时刻P2向上振动,经t =1 s到达波峰,A错误,B正确;t=2 s时,P2的位移为2 cm,D正确;t=0时刻起经过Δt=3 s=,经质点P1通过的路程为一个振幅,通过的路程为3A=6 cm,C正确.故选A.第2节波的图象刷基础10.[辽宁沈阳东北育才学校2019高二下期中](多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时波形图如图中实线所示,此时波刚好传到c点,t=0.6 s时波恰好传到e点,波形如图中虚线所示,a、b、c、d、e是介质中的质点,下列说法中正确的是(AꢀB Dꢀ)A.当t=0.5 s时质点b和质点c的位移相等B.当t=0.6 s时质点a的位移为cmC.质点c在0~0.6 s时间内沿x轴正方向移动了3 mD.质点d在0~0.6 s时间内通过的路程为20 cm解析由题意可得该波向右传播,质点起振的方向向上,波长是4 m,0.6 s的时间内传播的距离是λ,所以波的周期rad/s,波速t=0时,质点b在波峰,质点c在平衡位置向上振动,故可得t=0.5 s时,质点b的位移质点c的位移,,故质点b、c的位移相等,故A正确;质点a的初相为,振动方程为时间内只是在平衡位置上下振动,没有沿x轴正方向移动,故C错误;由题图可知,质点d在0~0.6 s内先向上运动到达最高点后又返回平衡位置,在这段时间内通过的路程是2倍的振幅,为20 cm,故D正确.第2节波的图象刷易错易错点ꢀ不会对波形图进行平移11.图甲是一列简谐横波在t=1.25 s时的波形图,已知c位置的质点比a位置的质点晚0.5 s起振.则图乙所示振动图象对应的质点可能位于(ꢀꢀ)DA.a、b之间B.b、c之间C.c、d之间D.d、e之间解析因为c位置的质点比a位置的质点晚0.5 s起振,所以波向右传播,周期是1 s,在t=1.25 s时的波形图也就是在t=T+T时的波形图,因此在t=T时的波形图就是题图甲中波形左移四分之一波长后的部分,如图所示.与题图乙对照,可知对应的质点可能位于O、a之间或d、e之间,故D正确.易错分析画某段时间后的波形图,不是把波形图直接按照前面的波形图往后延线,而是把波形图平移,如本题.。