2018_2019高中物理第十二章机械波第2节波的图象课时作业新人教版选修3_4
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波的图象基础巩固1.如图所示为一波形图,波沿x轴负方向传播,就标明的质点而言,速度为正、加速度为负的质点是( )A.P B.Q C.R D.S2.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所示,则下列说法正确的是( )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3.一简谐波在某时刻的波形图如图所示,则下列说法中正确的是( )A.此列波的振幅是0.1 mB.x=15 m处质点的位移是0.1 mC.若A质点的速度沿y轴正方向,则B质点的速度也沿y轴正方向D.A质点的加速度沿y轴负方向,而B、C两质点的加速度沿y轴正方向4.简谐横波某时刻波形图象如图所示,a为介质中的一个质点,由图象可知( )A.质点a加速度方向一定沿y轴负方向B.质点a的速度方向一定沿y轴负方向C.经过半个周期质点a的位移一定为负值D.经过半个周期质点a通过的路程一定为2A5.一列简谐波在t时刻的波形图如图所示,波沿x轴正方向传播,且波速为2 m/s,在图中分别画出(t+3) s和(t-3) s两个时刻的波的图象。
能力提升6.如图所示为一列沿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坐标取值范围是( )A.2 cm≤x≤4 cm B.2 cm<x<4 cmC.2 cm≤x<3 cm D.2 cm<x≤3 cm7.如图所示,实线为简谐波在时刻t的图象,虚线为简谐波经Δt时间后的图象。
则下列说法中正确的是( )A.这列简谐波一定沿x轴正向传播B.这列简谐波一定沿x轴负向传播C.实线上的质点a经Δt时间后位于虚线上a1位置D.实线上的质点a经Δt时间后位于虚线上a2位置8.如图所示为一列简谐波在某一时刻的波形,求:(1)该波的振幅;(2)已知该波向右传播,说明A、B、C、D各质点的振动方向。
波的图象波的图象1.波的图象的作法2.波的图象的特点(1)波的图象也称波形图,简称波形,如果波形是正弦(或余弦)曲线,这样的波叫正弦波,也叫简谐波。
(2)介质中有正弦波传播时,介质中的质点在做简谐运动。
[辨是非](对的划“√”,错的划“×”)1.纵波没有图象。
(×)2.通过波的图象可以找出任一质点在任意时刻的位移。
(√)3.波的图象表示某一时刻某一质点的位移。
(×)[释疑难·对点练]1.波的图象的理解(1)波的图象是某一时刻介质中各个质点运动情况的“定格”,可借用“定格”这一比喻加深理解。
可以将波的图象比喻为某一时刻对所有质点拍摄下的“集体照”,即反映了同一时刻各个质点的位移情况。
(2)简谐波的图象是正(余)弦曲线,是最简单的一种波,各个质点振动的最大位移都相等。
(3)波的图象的周期性:在波的传播过程中,各质点都在各自的平衡位置附近振动,不同时刻质点的位移不同,则不同时刻波的图象不同。
质点的振动位移做周期性变化,则波的图象也做周期性变化。
经过一个周期,波的图象复原一次。
(4)波的传播方向的双向性:如果只知道波沿x轴传播,则有可能沿x轴正方向传播,也有可能沿x轴负方向传播,具有双向性。
2.由波的图象可以获得的信息知道了一列波在某时刻的波形图,如图所示,能从这列波的图象中了解到的波的情况主要有以下几点:(1)可以直接看出该时刻沿波传播方向上各质点的位移。
图线上各点的纵坐标表示的是各点在该时刻的位移。
图线上的M点的位移是2 cm。
(2)可以直接看出在波的传播过程中,介质中各点的振幅A,即波动图象上纵坐标最大值的绝对值,图中波的振幅为A=4 cm。
(3)可以判断出沿波的传播方向上各质点在该时刻的运动方向。
如图线上的N点,在M点的带动下,N将向上运动。
[试身手]1.(多选)根据甲、乙两图,分别判断它们属于何种图象( )A.甲是波的图象B.甲是振动图象C.乙是波的图象 D.乙是振动图象解析:选AD 波的图象的横轴为长度轴,振动图象的横轴为时刻轴,故甲为波的图象,乙为振动图象,A、D正确。
波的图象(40分钟)1.如图甲、乙所示,有关两个图象的说法正确的是()A.甲为振动图象B.乙为振动图象C.甲为波的图象D.乙为波的图象答案:BC2.如图所示,画出了一列向右传播的横波在某个时刻的波形,由图象可知()A.质点a此时的位移是零B.质点b此时向-y方向运动C.质点c、d的振幅相等D.质点c此时的加速度方向为正解析:质点a此时的位移是最大值,故选项A错误;因波向右传播,b质点处在下坡路上,应向上运动,故选项B错误;同一列简谐波中的质点的振幅都是一样的,故选项C正确;质点c此时的加速度方向为正,故选项D正确。
答案:CD3.右图为一完整的波形,下列有关说法正确的是()A.若P是振源,此时P向上振动B.若Q是振源,此时Q向上振动C.若P是振源,此时P向下振动D.若Q是振源,此时Q向下振动解析:若P为振源,则该波向右传播,P处于下坡路上,所以向上振动,A正确;若Q为振源,则该波向左传播,Q处于上坡路上,所以向下振动,D正确。
答案:AD4.一列沿x轴正方向传播的横波在某时刻的波形如图甲所示,a、b、c、d为介质中沿波的传播方向上4个质点的位置,若从该时刻开始经过3个周期开始计时的振动图象如图乙所示的质点是()A.a处质点B.b处质点C.c处质点D.d处质点解析:从振动图象乙可知,开始计时时质点从平衡位置向y轴负方向运动,再结合甲给出的四个质点和波形及传播方向可知,乙所描述的是c质点的运动,C正确。
答案:C5.图示为一列波在某一时刻的波形,波的传播方向沿x轴正方向,下列说法正确的是()A.质点A、D的振幅相等B.该时刻质点B、E的速度相同C.该时刻质点D、F的加速度为零D.该时刻质点C正向上运动解析:所有质点振幅相等,故选项A正确;B、E两点速度大小相等,方向相反,故选项B错误;D、F两点偏离平衡位置的位移最大,加速度最大,故选项C错误;因为波向x轴正方向传播,所以C 质点正向上运动,故选项D正确。
2 波的图象更上一层楼基础·巩固1。
图12—2—14所示为一横波在某一时刻的波形图,已知D质点此时的运动方向如图所示,下列说法正确的是( )图12—2-14A.波向右传播B.此时A点的运动方向向下C.质点E与D点的运动方向相同D。
质点C比质点B先回到平衡位置解析:质点D的运动方向向下,根据特殊点法,振源在右,所以波应该向左传播,则A质点的运动方向向上.E质点运动方向向上,与D方向相反,质点C是直接向下运动的,而B是先向上运动到最高点再向下运动,故C比B先回到平衡位置.答案:D2。
一列简谐横波向x轴正方向传播,如图12—2-15所示是某时刻波的图象,以下说法不正确的是( )图12-2—15A.各质点的振幅均为2cmB.a、c质点(水平相距半个波长)的振动方向相同C.b 质点具有正向最大速度 D 。
d 质点具有正向最大加速度解析:因介质中各质点的振幅都相同,故A 选项正确;由“坡形"法可判断a 质点向下运动,b 、c 两质点向上运动.d 质点速度为零,但加速度最大,故C 、D 选项正确.B 选项错. 答案:B3.如图12-2—16所示为一列简谐波在某一时刻的波形图,此时刻质点F 的振动方向如图所示,则( )图12-2—16A.该波向左传播B.质点B 和D 的运动方向相同C.质点C 比质点B 先回到平衡位置 D 。
此时质点F 和H 的加速度相同 E.此时刻E 点的位移为零解析:由平移法可知,波只有向左传播才会有此时刻质点F 的运动方向向下.同理,质点D 、E 的运动方向也向下,而质点A 、B 、H 的运动方向向上。
质点F 、H 相对各自平衡位置的位移相同,由简谐振动的运动学特征a=—mkx可知,两质点的加速度相同。
因质点C 直接从最大位移处回到平衡位置,即t C =4T,而质点B 要先运动到最大位移处,再回到平衡位置,故t B >4T=t c . 答案:ACDE4.已知一列波在某介质中向某一方向传播,如图12—2—17所示,并且此时振动还只发生在MN 之间,并知此波的周期为T,Q 质点速度方向在波形图中是向下的,下列说法中正确的是( )图12—2-17A.波源是M,由波源起源开始计时,P 点已经振动时间T B 。
12.2波的图象1.关于振动图象和波的图象,下列说法中正确的是( )A .振动图象研究的是一个质点在振动过程中位移随时间的变化,而波的图象研究的是某一时刻在波的传播方向上各个质点在空间的分布B .振动图象的形状不随时间变化,而波的图象的形状随时间而变化C .简谐运动图象和简谐波的图象其形状都是正弦(或余弦)曲线D .振动图象的图线实质是振动质点所经过的路径形状,波的图象其图线实质是某一时刻各个质点的连线形状答案:ABC2.如图所示为一列简谐横波在某一时刻的波形图,已知质点A 在此时刻的振动方向如图中箭头所示,则以下说法中正确的是( )A .波向左传播,质点B 向下振动,质点C 向上振动B .波向右传播,质点B 向上振动,质点C 向下振动C .波向左传播,质点B 向上振动,质点C 向上振动D .波向右传播,质点B 向下振动,质点C 向下振动答案:C3.如图所示为一列简谐波在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( )A .波一定沿x 轴正方向传播B .质点Q 与质点R 的运动方向相反C .质点P 的速度正在增大D .质点R 的加速度正在减小答案:A4.一列横波沿x 轴正向传播,a 、b 、c 、d 为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置.某时刻的波形如图1所示,此后若经过34周期开始计时,则图2描述的是( )A .a 处质点的振动图象B .b 处质点的振动图象C .c 处质点的振动图象D .d 处质点的振动图象答案:B5.关于如图所示的波形图,下列说法中正确的是( )A.此列波的振幅是0.1 mB.x=15 cm处质点的位移是0.1 mC.若质点A的速度沿y轴正方向,则质点B的速度亦沿y轴正方向D.质点A的加速度沿y轴负方向,而B、C的加速度沿y轴正方向答案:ACD6.简谐横波某时刻波形图如图所示,a为介质中的一个质点,由图象可知( )A.质点a加速度方向一定沿y轴负方向B.质点a的速度方向一定沿y轴负方向C.经过半个周期,质点a的位移一定为负值答案:ACD7.一列简谐横波沿x轴传播,某时刻的波形如图所示.关于波的传播方向与质点a、b、c、d、e的运动情况,下列说法正确的是( )A.若波沿x轴正方向传播,则质点a运动的速度将减小B.若质点e比质点d先回到平衡位置,则波沿x轴正方向传播C.若波沿x轴负方向传播,则质点c向下运动D.若波沿x轴正方向传播,再经过半个周期质点b将运动到质点d现在的位置答案:C8.介质中坐标原点O处的波源在t=0时刻开始振动,产生的简谐波沿x轴正向传播,t0时刻传到L处,波形如图所示.下列能描述x0处质点振动的图象是( )答案:C9.一列简谐波在t时刻的波形如图所示,此时刻介质质点M的运动方向向上,经过时间Δt后的波形如图中虚线所示,若波源周期为T,则( )A .Δt 一定为14T B .Δt 可能为14T C .Δt 一定为34T D .Δt 可能为34T 答案:D 10.如图为一列沿x 轴负方向传播的简谐横波在t =0时的波形图,当Q 点在t =0时的振动状态传到P 点时,则( )A .1 cm <x <3 cm 范围内的质点正在向y 轴的负方向运动B .Q 处的质点此时的加速度沿y 轴的正方向C .Q 处的质点此时正在波峰位置D .Q 处的质点此时运动到P 处答案:B11.下图为一列沿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 坐标取值范围是( )A .2 cm≤x ≤4 cmB .2 cm<x <4 cmC .2 cm≤x <3 cmD .2 cm<x ≤3 cm答案:C12.一列沿x 轴正方向传播的横波在某一时刻的波形图象如图所示,已知波的传播速度是16 m/s.(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 时的波形图象.答案:(1)10 cm (2)如图中虚线所示.。
课时提升作业七波的图象(40分钟100分)一、选择题(本题共7小题,每小题8分,共56分)1.(多选)关于振动图象与波的图象,下列说法中正确的是( )A.振动图象描述的是一个质点在振动过程中位移随时间的变化规律B.波的图象研究的是某一时刻在波的传播方向上各个质点在空间的分布情况C.简谐运动图象和简谐波的图象,其形状都是正弦(或余弦)曲线D.振动图象的图线实质是振动质点所经过的路径形状,波的图象实质是某一时刻各个质点的连线形状【解析】选A、B、C。
简谐运动图象和简谐波的图象,其形状都是正弦(或余弦)曲线,故C对。
振动图象的图线实质是振动质点偏离平衡位置的位移随时间的变化关系,波的图象实质是某一时刻在波的传播方向上各个质点在空间的分布情况,故A、B对,D错。
2.一列简谐横波沿x轴正向传播,某时刻的图象如图所示,坐标为(3,0)的质点经过周期后该质点的坐标是( )A.(3,2)B.(4,2)C.(4,-2)D.(3,0)【解析】选A。
波向右传播,则质点(3,0)向上运动,周期后到达波峰处,坐标为(3,2),故A正确。
3.(多选)一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某一时刻的图象如图所示,则下列说法中正确的是( )A.该时刻质点P向上运动B.该时刻质点P向下运动C.从该时刻算起,再经过一短暂时间,质点P的速度增大D.从该时刻算起,再经过一短暂时间,质点P的速度减小【解析】选A、C。
由波的传播方向与质点振动方向关系的方法得:A对,B错;由于在该时刻质点P向上运动,逐渐向平衡位置靠近,速度增大,故C对,D错。
4.根据如图所示的两图象,关于判断它们属于何种图象的说法正确的是( )A.甲是振动图象,乙是波动图象B.甲是波动图象,乙是振动图象C.都是波动图象D.都是振动图象【解析】选B。
波的图象横轴为x轴,表示传播方向及介质中各质点到坐标原点的位移,振动图象横轴为t轴,表示时间,故B选项正确。
5.(多选)如图所示为一列简谐波在某时刻的波形图,此时刻质点F的振动方向如图所示,则( )A.该波向左传播B.质点C比质点B先回到平衡位置C.质点C和F的振幅相同D.质点C在此时刻的加速度为零【解析】选A、B、C。
第2节波的图象1.用横坐标x表示在波的传播方向上各质点的________________,纵坐标y表示某一时刻各质点偏离平衡位置的____________,选取质点振动的某一个方向为________正方向,x轴一般________为正,把某一时刻所有质点的________描在座标系里,用一条________ 的曲线把坐标系中的各点连接起来就是这时的________________.2.波的图象也称____________,简称________,若是波的图象是正弦曲线,如此的波叫做____________,也叫____________.介质中有正弦波传播时,介质的质点在做________________.3.波形图表示介质中的“各个质点”在______________的位移,振动图象表示介质中“某一质点”在________________的位移.4.别离判断图1中的两图象属于何种图象()图1A.甲是振动图象,乙是波动图象B.甲是波动图象,乙是振动图象C.都是波动图象D.都是振动图象5.关于振动图象和波的图象,下列说法中正确的是()A.振动图象研究的是一个质点在振动进程中位移随时刻的转变,而波的图象研究的是某一时刻在波的传播方向上各个质点在空间的散布B.振动图象的形状不随时刻转变,而波的图象的形状随时刻而转变C.简谐运动图象和简谐波的图象其形状都是正弦(或余弦)曲线D.振动图象的图线实质是振动质点所通过的路径形状,波的图象其图线实质是某一时刻各个质点的连线形状6.如图2所示,由此图可知()图2A.若质点a向下运动,则波是从左向右传播的B.若质点b向上运动,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d 向上运动概念规律练知识点一 对波的图象的熟悉 1.如图3所示,图3画出了一列沿x 轴正方向传播的简谐横波在某个时刻的波形,由图象可知( ) A .质点b 现在位移为零B .质点b 现在向-y 方向运动C .质点d 的振幅是2 cmD .质点a 再通过T2通过的路程是4 cm ,偏离平衡位置的位移是4 cm图42.如图4所示,是一列简谐波沿x 轴正方向传播的某时刻的波形图,a 在正向最大位移 处,b 恰益处在平衡位置,通过Δt =T8的时刻,关于a 、b 两个质点所通过的路程的关系下列说法正确的是( )A .sa =sbB .sa<sbC .sa>sbD .以上三种情形都有可能 知识点二 波动与振动图象的关系3.一列简谐波在t =0时刻的波形图如图5(a)所示,图(b)表示该波传播的介质中某质点 尔后一段时刻内的振动图象,则( )图5A .若波沿x 轴正方向传播,(b)图应为a 点的振动图象B .若波沿x 轴正方向传播,(b)图应为b 点的振动图象C .若波沿x 轴正方向传播,(b)图应为c 点的振动图象D .若波沿x 轴正方向传播,(b)图应为d 点的振动图象4.一列简谐横波沿x 轴负方向传播,如图6甲是t =1 s 时的波形图,图乙是波中某振动质点位移随时刻转变的振动图线(两图用同一时刻起点).则图乙可能是图甲中哪个质点的振动图线()图6A.x=0处的质点B.x=1 m处的质点C.x=2 m处的质点D.x=3 m处的质点方式技能练质点振动方向与波传播方向的互判技能5.如图7所示是一列简谐横波某时刻的波形图,下列关于所标点的振动方向的描述正确的是()图7A.质点a向上运动B.质点b向上运动C.质点c向上运动D.质点d向下运动6.如图8所示为一列简谐横波在某一时刻的波形图,已知质点A在现在刻的振动方向如图中箭头所示,则以下说法中正确的是()图8A.波向左传播,质点B向下振动,质点C向上振动B.波向右传播,质点B向上振动,质点C向下振动C.波向左传播,质点B向上振动,质点C向上振动D.波向右传播,质点B向下振动,质点C向下振动1.关于波的图象的物理意义,下列说法中正确的是()A.表示某一时刻某一质点相对平衡位置的位移B.表示各个时刻某一质点相对平衡位置的位移C.表示某一时刻各个质点相对平衡位置的位移D.表示各个时刻各个质点相对平衡位置的位移2.按照图9甲、乙所示,别离判断下列说法正确的是()图9A.甲是振动图象,乙是波动图象B.甲是波动图象,乙是振动图象C.甲中A质点向下振,乙中B时刻质点向下振D.甲中A质点向上振,乙中B时刻质点向下振图103.如图10所示是一列波t时刻的图象,图象上有a、b、c三个质点,下列说法中正确的是()A.a、b两质点现在刻速度方向相同B.a、c两质点现在刻加速度方向相同C.c质点现在速度方向沿y轴负方向D.a质点现在速度方向沿y轴正方向图114.一列横波沿绳索向右传播,某时刻绳索形成如图11所示的凹、凸形状.对现在绳上A、B、C、D、E、F六个质点,下列说法中正确的是()A.它们的振幅相同B.质点D和F的速度方向相同C.质点A和C的速度方向相同D.从现在算起,质点B比C先回到平衡位置图125.一列横波在某时刻的波形图象如图12所示,现在质点F的运动方向向下,则下列说法正确的是()A.波水平向右传播B.质点H与质点F的运动方向相同C.质点C比质点B先回到平衡位置D.现在刻质点C的加速度为零图136.如图13所示是一列简谐波某一时刻波的图象,下列说法正确的是()A.波必然沿x轴正方向传播B.a、b两个质点的速度方向相反C.若a点现在的速度方向沿y轴的正方向,那么波的传播方向是沿x轴的正方向D.若波沿x轴的负方向传播,则b质点的振动方向沿y轴的负方向7.下列波形图中正确的是()8.图14简谐横波某时刻的波形图线如图14所示,由此图可知()A.若质点a向下运动,则波是从左向右传播的B.若质点b向上运动,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d向上运动图159.如图15所示是一列波t时刻的图象,图象上有a、b两点,下列说法中正确的是() A.现在刻b质点的速度为零B.a质点比b质点要先抵达平衡位置C.若波沿x轴正方向传播,a质点速度沿y轴负方向D.若b质点比a质点先抵达平衡位置,波的传播方向必沿x轴负方向图1610.一列沿x轴正方向传播的简谐横波,某时刻的波形如图16所示.P为介质中的一个质点,从该时刻开始的一段极短时刻内,P的速度v和加速度a的大小转变情形是() A.v变小,a变大B.v变小,a变小C.v变大,a变大D .v 变大,a 变小 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案11.如图17所示是一列横波在某一时刻的波形图,波沿x 轴正向传播.图17(1)该时刻A 质点运动的方向是向________,C 点的运动方向是向________,D 点的运动 方向是向________.(2)再通过T2,质点A 通过的路程是________cm ,质点C 的位移是________cm.图1812.一列横波某时刻的波形如图18所示,通过 s 图中P 点第一次抵达波峰的位置, 则再经 s ,P 点的位移和速度别离是________,________.13.如图19所示是一列横波在某一时刻的波形图,波沿x 轴正方向传播,求:图19(1)A 点、C 点的振动方向各是如何的;(2)再通过34T ,质点A 通过的路程和质点C 的位移.14.如图20甲表示一列简谐波在介质中传播时,某一质点a 的振动图象,请你在乙图中 作出这列简谐波在t =0时刻向+x 方向传播的波形图(质点a 画在座标原点上).图20第2节 波的图象 课前预习练1.平衡位置 位移 y 轴 向右 位移 光滑 波的图象 2.波形图 波形 正弦波 简谐波 简谐运动 3.某一时刻 各个时刻 4.B5.ABC [解题的关键是理解振动图象和波的图象的意义和区别.振动和波动图象都是用数学方式来描述物理现象,简谐运动图象和简谐波都是正弦(或余弦)曲线,故C 项正确,D 错误;但它们各自表达的物理意义又不同,振动图象表示的是一个振动质点离开平衡位置的位移与时刻的函数关系,而从波的图象(不论横波仍是纵波)上能找出这一时刻各个质点所在的空间位置,即空间的散布,故A 项正确.因振动图象表示一个质点在各个时刻的位移情形,故不随时刻转变,而波的图象表示的是某一时刻各质点在空间的散布,不同时刻,这些质点因振动而使所处的位置会有所不同,故波动图象的形状会随时刻而转变,B 项正确.]6.BD [由波的形成特点可知,介质中先振动的质点将带动它后面的质点振动.若质点a 向下运动,则是被a 右边的质点带动,即波是从右向左传播的,故A 错.同理可判断B 、D 正确,C 错误.] 课堂探讨练1.AC [由波形知,质点b 在平衡位置,所以其位移此刻为0,选项A 正确;因波向右传播,波源在左侧,在质点b 的左侧选一参考点b′,由图知b′在b 上方,所以质点b 现在向+y 方向运动,选项B 错误;简谐波传播进程中,介质各质点振幅相同,所以质点d 的振幅是2 cm ,选项C 正确;再过T2的时刻,质点a 将运动到负向最大位移处,它偏离平衡位置的位移为-2 cm ,故选项D 错误.]点评 判断b 点的振动(速度)方向时易与振动图象混淆,振动图象上判断某时刻质点的振动(速度)方向时,可直接从x -t 图象上看该质点下一时刻的位移即可,波动图象上也是看下一时刻该质点的位移,但从图象上不能直接得出,而是利用先振的带动后振的,找到现在“先振”的质点的位移即为下一时刻该质点的位移,然后就可以够判断出该质点的振动(速度)方向.2.B [在简谐波传播进程中各质点在各自的平衡位置周围做简谐运动,所以质点做的是变速运动,由题中图象知,在图示时刻,质点a 位于最大位移处,则其加速度最大,速度为零,而质点b 位于平衡位置,其加速度为零,速度最大,所以在Δt =T8的时刻内,a 质点的平均速度小于b 质点的平均速度,因此sa<sb.] 点评 形成简谐波时,波源和介质中各质点都在各自的平衡位置周围做简谐运动,即质点的运动遵循简谐运动的规律.3.B[按照(b)图第一判定出此质点在0时刻的位置和振动方向,然后在波形图中寻觅符合条件的点.在(b)的振动图象中,t=0时质点在平衡位置且向y轴正方向运动,在平衡位置的点只有b、d,故选项A、C错误;因题干中未给出波的传播方向,现在还不知b、d的运动方向.若波沿x正向传播,波源在左侧,b、d两点都是在其左侧点的带动下振动的,b 左侧的点在其上方,因此b质点正向上运动,符合要求,选项B正确;d左侧的点在其下方,d质点正向下运动,不合要求,选项D错误.]点评由振动图象能够明白质点的运动规律,再由波动图象中波的传播方向和质点振动方向的关系肯定出振动图象所描述的点.4.A[由振动图线知该质点在t=1 s时处于平衡位置且向y轴负方向运动,在波形图中,在t=1 s时处于平衡位置且沿y轴负方向运动的是x=0和x=4 m处两质点.]点评解决此类问题时,要注意波动图象所对应的时刻,切不能够为都是描述零时刻的波形图.5.C[由传播方向知,波源在左侧,找a左侧临近的a′点,由图可知a′在a的下方,则a 向下运动,同理得b点的运动方向向下,c点、d点都向上,故C正确.]6.C[解决该题有多种方式,现用“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C正确.]方式总结质点振动方向与波传播方向的关系大体可由下列几种方式肯定(1)带动法带动法是利用波的形成机理来判断的方式,它是最根本的方式.原理:先振动的质点带动临近的后振动质点.方式:在质点P靠近波源一侧临近的图象上另找一点P′,若P′在P上方,则P向上运动,若P′在P下方,则P向下运动.如图所示.(2)微平移法原理:波向前传播,波形也向前平移.方式:作出经微小时刻Δt后的波形,就明白了各质点通过Δt时刻抵达的位置,此刻质点振动方向也就明白了.(3)上下坡法沿波的传播方向看,“上坡”的点向下运动,“下坡”的点向上运动,简称“上坡下,下坡上”.如图所示(4)同侧法质点的振动方向与波的传播方向在波的图象的同一侧.如图所示.若波向右传播,则P向下运动.课后巩固练1.C [由波的图象的物理意义知C 正确.]2.BD [波动图象的横坐标为波的传播方向上各质点的平衡位置,振动图象的横坐标为时刻,故A 错,B 对.甲中A 质点被其左侧的质点带动向上振,乙中B 时刻后位移由零变成负值,故向下振,所以C 错,D 对.]3.AB [a 、b 两质点在相邻的波峰与波谷之间,振动方向相同,A 选项正确;,a 、c 两质点都位于x 轴下方,加速度方向均指向y 轴正方向,B 选项正确;由于波的传播方向不定,故C 、D 选项不肯定.]4.AD [简谐波在介质中传播时,各质点都做相同的简谐运动,故振幅都相同,A 正确;由波的传播方向可知现在A 、E 、F 向下振,B 、C 、D 向上振,故B 、C 错误;B 比C 先振,故B 比C 先回到平衡位置,D 正确.] 5.C6.BC [题目没指明波的传播方向,故应有两种情形,A 错误;但无论向哪个方向传播,a 、b 两个质点的速度方向都相反,B 正确;由质点振动方向和波传播方向的关系(可用带动法肯定关系)知C 正确,D 错误.]7.BC [按照“上下坡”法,凡是在“上坡”区必向下运动,“下坡”区的必向上运动,故B 、C 正确.]8.BD [按照“上下坡”法或“平移法”都能够判断.] 9.ACD10.D [本题考查简谐振动及波的规律,从波动图像中按照同侧原理能够判断现在P 点正向上运动,在简谐运动中正靠近原点,做加速度逐渐减小的加速运动,故D 项正确.] 11.(1)上 下 下 (2)4 0解析 (1)由于波沿x 轴正方向传播,所以A 点在“下坡区”,向上运动;C 点、D 点均在“上坡区”,C 、D 两点都向下运动;(2)再通过T2,A 又回到平衡位置,所以A 通过的路程为4 cm ;C 点也回到平衡位置,其位移为0.12.-2 cm 0解析 因为波的传播方向未知,所以 s =14T 或 s =34T ,再经 s ,即半个周期或一个半周期,位移为-2 cm ,速度为零.分析出 s 为T 4或34T 是处置本题的关键.13.观点析解析 (1)波沿x 轴正方向传播,所以A 点向上振动,C 点向下振动.(2)再过34T ,质点A 通过3个振幅的路程,即6 cm ;质点C 抵达正向最大位移处,位移是2cm.14.观点析图解析由题甲图知,t=0时质点a在平衡位置且正向y轴正方向运动,结合题中要求,将质点a画在座标原点上,波向+x方向传播,表明零时刻a右边同一“坡”上的质点均在平衡位置的-y方向上,都在a的带动下向上运动,波的图象如图所示.。
第十二章 第二节 波的图象1.(多选)(西藏日喀则一中2017年高二下学期期中)简谐横波某 时刻的波形图线如图所示.由此图可知( AD )A .若质点a 向上运动,则波是从左向右传播的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d 向上运动解析:由“上下坡法”可判,若波向右传播,则a 、b 向上运动,c 、d 向下运动;若波向左传播,则a 、b 向下运动,c 、d 向上运动。
故选A 、D 。
2.(北京市房山区2018届高三上学期期末)图甲为一列简谐横波在t =0时刻的波形图象,图乙为横波中x =6m 处质点P 的振动图象,则下列说法中正确的是( C )A .波的传播方向沿x 轴正方向B .在t =1s 时刻,x =2m 的质点加速度最小C .在t =3s 时刻,图甲中质点P 相对平衡位置的位移为-20cmD .从t =0时刻开始到t =6s ,P 质点的路程为20cm解析:在乙图上读出t =0时刻P 质点的振动方向沿y 轴正方向,在甲图上判断出该波的传播方向沿x 轴负方向。
故A 错误。
由乙图读出周期为T =4s ,则在t =1s =14T 时刻,x =2m 的质点到达最低点,加速度最大,选项B 错误;由振动图象可知,在t =3s 时刻,图甲中质点P 相对平衡位置的位移为-20cm ,选项C 正确;从t =0时刻开始到t =6s =1.5T ,P 质点的路程为1.5×4A =120cm ,选项D 错误。
3.(多选)(浙江省台州市2018届高三上学期期末)一列波的波源S 在O 点做竖直方向、频率为10Hz 的简谐运动,t 0时刻,向右传播的波形如图所示,向左传播的波形未画出。
下列说法正确的是( AC )A .t 0时刻,x =1m 处的质点振动方向向上B .t 0时刻,x =-2m 处的质点振动方向向上C .t 0+0.175s 时刻,x =-1m 处的质点处在波谷位置D .t 0-0.125s 时刻,x =1m 处的质点处在波峰位置解析:由波的方向向右则波形向右平移,可知x =1m 处的质点向上运动,故A 正确;t 0时刻,x =-2m 处的质点与t 0时,x =2m 处的质点振动方向相同,振动方向向下,故B 错误。
第2节波的图象1.如图1所示,下列说法中正确的是( )A.此列波的振幅是0.1 mB.x=15 m处质点的位移是0.1 mC.若A的速度沿y轴正方向,则B的速度亦沿y轴正方向图1D.A的加速度沿y轴的负方向,而B、C的加速度沿y轴的正方向解析:从波动图象上可以直接读出振幅、某质点的位移,判定运动方向,可知A、C、D 均正确。
答案:ACD2.一列横波沿绳子向右传播,某时刻绳子形成如图2所示的凹凸形状,对此绳上A、B、C、D、E、F6个质点有( )图2A.它们的振幅相同B.其中D和F的速度方向相同C.其中A和C的速度方向相同D.从此时算起,B比C先回到平衡位置解析:各质点先后达到波峰或波谷处,振幅相同,选项A正确。
由于各质点均要“尾随”前边质点振动,在波向右传播时,质点D向上振动,质点F向下振动,二者虽然速度大小相同,但方向不同,B错。
同样理由,知A向下运动,C向上运动,二者速度方向相反,C错。
从此时起,B和C均向上振动,显然B先达波峰,先回到平衡位置,选项D正确。
答案:AD3.如图3所示,实线为简谐波在时刻t的图象,虚线为简谐波又经Δt时间后的图象。
则下列说法中正确的是( )图3A .这列简谐波一定沿x 轴正向传播B .这列简谐波一定沿x 轴负向传播C .实线上的质点a 经Δt 时间后位于虚线上a 1位置D .实线上的质点a 经Δt 时间后位于虚线上a 2位置解析:经Δt 时间后的波形可能是t 时刻的波形向右平移(向右传播)得到的,也可能是向左平移(向左传播)得到的,根据题意无法判断,A 、B 错误;波上质点在平衡位置上下两侧振动,并不随波迁移,故C 错误,D 正确。
答案:D4.(2011·重庆高考)介质中坐标原点 O 处的波源在t =0时刻开始振动,产生的简谐波沿x 轴正向传播,t 0时刻传到L 处,波形如图4所示。
下列能描述x 0处质点振动的图象是( ) 图4图5解析:波向右传播,由波形图知t 0时刻x =L 处的质点向下振动,则各质点开始振动方向向下,选项A 、B 错误;由波形图还知在t 0时刻,x =x 0处的质点向下振动,则选项C 正确、选项D 错误。
2018-2019 学年高中物理人教版选修 3-4 教学案:第十二章 第 2 节 波的图像 Word 版含答案2018-2019 学年高中物理人教版选修 3-4 教学 案:第十二章 第 2 节 波的图像 Word 版含答 案(可编辑)姓名,年级: 时间:2018-2019 学年高中物理人教版选修 3-4 教学案:第十二章 第 2 节 波的图像 Word 版含答案第2节波的图像1。
正弦波在介质中传播时,波所到处的介质质点都做简谐运动。
2.波形图表示介质中的“各个质点”在“某一时刻”的位移,振动图像则表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移. 3.从波的传播方向看,“上坡"的点向下运动,“下坡”的点向上运动,简称“上坡下,下坡上”.一、波的图像的画法二、正弦波 1.概念 波的图像是正弦曲线,这样的波称为正弦波,也叫简谐波,如图所示。
2.介质中有正弦波传播时,介质中的质点在做简谐运动。
三、振动图像和波的图像 1.振动图像表示介质中的“某个质点”在“各个时刻”的位移。
2.波的图像表示介质中的“各个质点"在“某个时刻”的位移。
1.自主思考——判一判 (1)波的图像表示质点在各个不同时刻的位移.(×)2018-2019 学年高中物理人教版选修 3-4 教学案:第十二章 第 2 节 波的图像 Word 版含答案(2)只有横波才能画出波的图像。
(×) (3)波的图像表示波中各质点在某一时刻的位移。
(√) (4)简谐波中各质点做的是简谐运动。
(√) 2.合作探究—-议一议 如图甲为波的图像,图乙为振动图像,波的图像外形上与振动图像相似,如何辨别它们?提示:可根据图像的横坐标的意义进行区别,若横坐标为时间 t,表示振动图像,若横坐标 为位置 x,表示波的图像.对波的图像的理 解1.对波的图像的理解 (1)波的图像是某一时刻介质中各个质点运动情况的“定格”。
可以将波的图像比喻为某一 时刻对所有质点拍摄下的“集体照"。
第十二章 第二节 波的图象
基础夯实
一、选择题(1~4题为单选题,5、6题为多选题)
1.关于振动图象和波的图象,以下说法正确的是( D )
A .波的图象反映出很多质点在不同时刻的位移
B .通过波的图象可以找出任一质点在任一时刻的位移
C .从振动图象可以找出很多质点在任一时刻的位移
D .两种图象的纵坐标都表示质点离开平衡位置的位移
解析:波的图象表示的是连续介质中的各个质点在某一时刻的位移,振动图象表示的是某一质点在各个时刻的位移。
2.一列简谐横波沿x 轴正向传播,某时刻的图象如图所示,坐标为(3,0)的质点经过14
周期后该质点的坐标是( A )
A .(3,2)
B .(4,2)
C .(4,-2)
D .(3,0)
解析:波向右传播,则质点(3,0)向上运动,14
周期后到达波峰处,坐标为(3,2),故A 正确。
3.(河北衡水中学2016年高二上学期调研)在图中所示为一简谐横波在某一时刻的波形图,已知此时质点A 正向上运动,如图中箭头所示,由此可判断此横波( C )
A .向右传播,且此时质点
B 正减速运动
B .向右传播,且此时质点
C 位移正增大
C .向左传播,且此时质点
D 加速度减小
D .向左传播,且此时质点
E 势能减小
解析:由题意,此时质点A 正向上运动,波形将向左平移,所以此横波向左传播.此时质点B 、C 的振动方向向下,D 、E 方向向上,B 向平衡位置运动,速度增大,C 向波谷运动,位移增大,
D向平衡位置运动,加速度减小,E向波峰运动,位移增大,势能增大,故C正确,A、B、D错误。
4.如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐波在某一时刻的图象,下列说法中正确的是( D )
A.该时刻a点和d点处的质点位移相同,加速度方向相反
B.该时刻b点和c点处的质点位移相同,速度方向也相同
C.质点b比质点c先回到平衡位置
D.质点a比质点d先回到平衡位置
解析:题图时刻a、d两点位移相同,加速度相同,A错。
据“上坡下、下坡上”可以判断a、b两点向上运动,c、d两点向下运动,所以c比b先回到平衡位置,a比d先回到平衡位置,C 错,D对。
5.(河南师大附中2017~2018学年高二下学期月考)如图所示,水平放置的弹性长绳上有一系列均匀分布的质点1、2、3……,现使质点1沿竖直方向作简谐运动,振动将沿绳向右传播,质点1的起始振动方向向上,当振动传播到质点13时,质点1恰好完成一次全振动,此时质点9的运动情况是( BD )
A.加速度方向竖直向上B.加速度方向竖直向下
C.速度方向竖直向上D.速度方向竖直向下
解析:由题可知,质点1的起振方向向上,介质中各质点起振方向均向上,波向右传播,画出1-13个质点间的波形如图所示:
由图可以看出,质点9正在向下运动,速度方向向下,位移减小,加速度也正在减小,且方向竖直向下,故B、D正确,A、C错误。
6.取向上为质点振动的正方向,得到如图所示的两个图象,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,关于图甲中A质点在该时刻的运动方向和图乙中B时刻质点的运动方向,下列说法正确的是( BC )
A .A 质点向下
B .A 质点向上
C .B 时刻向下
D .B 时刻向上
解析:图甲表示的是波的图象,由于波沿x 轴正方向传播。
所以,图中质点A 的振动方向向上,选项B 正确,A 错误;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),选项C 正确,D 错误。
二、非选择题
7.如图所示是一列横波在某一时刻的波形图,波沿x 轴正方向传播,则:
(1)A 点、C 点、D 点的振动方向各是怎样的?
(2)再经过34
T ,质点A 通过的路程是多少?质点C 的位移是多少? 答案:(1)A 点向上,C 点向下,D 点无方向
(2)6cm ,2cm
解析:(1)波沿x 轴正方向传播,所以A 点向上振动,C 点向下振动,D 点无运动方向。
(2)再过34
T ,A 点通过3个振幅的路程,即6cm ;质点C 到达正向最大位移处,位移是2cm 。
能力提升
一、选择题(1~4题为单选题,5、6题为多选题)
1.(山东省河泽市2017年高三模拟)在坐标原点的波源从t =0时刻开始向上做简谐振动,
振动周期T 。
在t =3T 4时,波源突然停止运动,则t =T 时波的图象是( B )
解析:在t =3T 4
时,波源突然停止运动,知坐标原点处于负的最大位移处,在t =T 时,坐标原点仍然处于负的最大位移处,波形向前传播一个周期,质点开始向上振动,根据“上下坡法”知道起振的点处于下坡,故B 正确,A 、C 、D 错误,故选B 。
2.在均匀介质中,一列沿x 轴正向传播的横波,其波源O 在第一个周期内的振动图象如图所示,则该波在第一个周期末的波形图是( D )
解析:由振动图象知,波源O 在一个周期内刚好完成一次全振动,此时质点O 在平衡位置向下振动,故选项D 正确。
3.如图,t =0时刻,波源在坐标原点从平衡位置沿y 轴正向开始振动,振动周期为0.4s ,在同一均匀介质中形成沿x 轴正、负两方向传播的简谐横波。
下图中能够正确表示t =0.6s 时波形的图是( C )
解析:由于波沿正、负两方向传播的波形关于y 轴对称,A 、B 错;t =0时刻波源沿y 轴正向开始振动,经过0.6s 即1.5T ,波源位于平衡位置且沿y 轴负向振动,据“同侧法”可知C 对,D 错。
4.一列横波在介质中向右传播,如图为此波某时刻的波形,并且只有M 、N 间的质点在振动,下列说法正确的是( A )
A .波源是M ,且波恰好传至N 质点
B .波源是N ,且波恰好传至M 质点
C .Q 质点此时的振动方向向下
D .从该时刻起,Q 质点比P 质点先回到平衡位置
解析:因为波向右传播,只有M 、N 间的质点振动,故M 是波源且恰传到N 点,每一质点的振动追随与它相邻的左边质点的振动,因而Q 点振动方向向上,从此时刻起,P 点由最大位移直接回到平衡位置,Q 先向上到最大位移处再回到平衡位置。
5.一简谐机械波沿x 轴正方向传播,周期为T 。
t =0时刻的波形如图1所示,a 、b 是波上的两个质点。
图2是波上某一质点的振动图象。
下列说法中正确的是( BD )
A .t =0时质点a 的速度比质点b 的大
B .t =0时质点a 的加速度比质点b 的大
C .图2可以表示质点a 的振动
D .图2可以表示质点b 的振动
解析:t =0时刻a 在波峰,速度为零,加速度最大,b 在平衡位置,加速度为零,速度最大,A 错、B 对。
根据“上下坡”法可以判断,t =0时刻b 点在平衡位置且向下运动,C 错D 对。
6.(沈阳二中2016年高二下学期期中)图甲为一列简谐波在某一时刻的波形图,Q 、P 是波上的质点,图乙为质点P 以此时刻为计时起点的振动图象,从该时刻起,下列说法中正确的是( BC )
A .经过0.05s 时,质点Q 的加速度大于质点P 的加速度
B .经过0.05s 时,质点Q 的加速度小于质点P 的加速度
C .经过0.1s 时,质点Q 的运动方向沿y 轴负方向
D .经过0.1s 时,质点Q 的运动方向沿y 轴正方向
解析:根据图乙可判质点P 此时刻向下振动,所以波沿x 轴正向传播,此时质点Q 沿y 轴向
上振动,经过14
T 质点P 处于负向最大位移处,其加速度大于此时Q 的加速度,故A 错B 正确;经过12
T 质点Q 位于平衡位置上方正在向下振动,故C 正确,D 错误。
二、非选择题
7.一列简谐波向右传播,沿波的传播方向上有相隔一定距离的P 、Q 两点,当P 点经过平衡位置时,Q 点也恰好经过平衡位置,如图所示,已知P 、Q 间只有一个波峰,试画出P 、Q 间可能的波形。
答案:
解析:简谐波的波形是正弦波,根据P、Q两点均在平衡位置,且P、Q间只有一个波峰,故
可画出4种波形,见答案。