高二物理机械波图像分析题目带答案

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A .这列波的波长为λ = 2 m

B .乙图可能是图甲中质点Q 的振动图象

C .这列波的传播速度为v = 3 m/s

D .这列波的波源起振方向为向上

答案 B

解析 由题图甲读出波长λ=4 m ,由图乙读出周期T =2 s ,波速v =λT =42

m/s =2 m/s ,故A 、C 错误;由图乙看出,t =0时刻,质点经过平衡位置向上,而图甲中,Q 点也经过平衡位置向上运动,故乙图可能是图甲中质点Q 的振动图象,故B 正确.

波源的起振方向与x 3=6 m 的质点在t =0时刻的振动方向相同,简谐波沿x 轴正方向传播,则知x 3=6 m 的质点在t =0时刻的振动方向向下,则波源的起振方向沿y 轴负方向,故D 错误.

2.质点以坐标原点O 为中心位置在y 轴上做简谐运动,其振动图象如图所示,振动在介质中产生的简谐横波沿x 轴正方向传播,波速为 m/ s 后,此质点立即停止运动,再经过 s 后的波形图为( )

答案 C

解析 简谐横波沿x 轴正方向传播,波源停止振动后,波将继续在介质中匀速传播, s 内简谐横波在介质中传播的总距离为x =vt = m ,即 s 时,x 轴上 m 处的质点刚好起振,由振动图象可知其振动方向沿y 轴正方向,故C 选项描述的波形图正确.

3.一简谐机械横波沿x轴正方向传播,波长为λ,周期为=0时刻的波形如图甲所示,a、b是波上的两个质点.图乙是波上某一质点的振动图象.下列说法正确的是( )

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的小

C.图乙可以表示质点a的振动

D.图乙可以表示质点b的振动

答案D

解析题图甲为波动图象,题图乙为振动图象.t=0时刻,a质点在波峰位置,速度为零,加速度最大,b质点在平衡位置,加速度为零,速度最大,故选项A、B错;在波的图象中,根据上下坡法可以判断出质点的振动方向,所以t=0时刻,b点在平衡位置且向下振动,故选项C错,D对.

4.(多选)一列波源在x=0处的简谐波,沿x轴正方向传播,周期为 s,t0时刻的波形如图5所示.此时x=12 cm处的质点P恰好开始振动.则( )

图5

A.质点P开始振动时的方向沿y轴正方向

B.波源开始振动时的方向沿y轴负方向

C.此后一个周期内,质点P通过的路程为8 cm

D.这列波的波速为4 m/s

答案BD

解析质点P开始振动时的方向沿y轴负方向,则波源开始振动时的方向也沿y轴负方

向,选项A 错误,B 正确;此后一个周期内,质点P 通过的路程为4个振幅,为4×5 cm =20 cm ,选项C 错误;这列波的波长为8 cm ,波速v =λT

=4 m/s ,选项D 正确.

5.(多选)在坐标原点的波源产生一列沿x 轴正方向传播的简谐横波,波速v =200 m/s ,已知t =0时波刚好传播到x =40 m 处,如图6所示.在x =400 m 处有一接收器(图中未画出),则下列说法正确的是( )

图6

A .波源开始振动时方向沿y 轴负方向

B .从t =0开始经 s ,x =40 m 处的质点运动的路程为 m

C .接收器在t =2 s 时才能接收到此波

D .若波源向x 轴正方向运动,接收器收到的波的频率可能为9 Hz

答案 AB

解析 由题图知,x =40 m 处的质点的起振方向向下,则波源的起振方向也向下(y 轴负

向),A 对;由题图知λ=20 m ,A =10 cm ,T =λv = s ,而Δt 1= s =32

T ,所以x =40 m 处的质点经 s 运动的路程为s =32

×4A =6A =60 cm = m ,B 对;波由x =40 m 处传到x =400 m 处所需时间Δt =Δx v =360200

s = s ,C 错.当波源向x 轴正向运动时,波源将靠近接收器,由多普勒效应知,接收器收到的频率将大于波源频率,而波源频率为f =1T

=10 Hz ,D 错.

二、填空题(本题共2小题,共14分)

6. (8分)图7为某一简谐横波在t =0时刻的波形图,由此可知该波沿________传播,该时刻a 、b 、c 三点中加速度最大的是________点,若从这一时刻开始,第一次最快回到平衡位置的是________点,若t = s 时,质点c 第一次到达波谷处,则此波的波速为________ m/s.

图7

答案 x 轴正方向 c c 100

7.(6分)如图8所示为一列简谐波某时刻的波形图.波向右传播,波速为2 m/s.由图中所示时刻起,经过 s ,质点A 相对平衡位置的位移为________ m ,通过的路程为________ m ,波传播的距离是________ m.

图8

答案 - 11

解析 要求在Δt = s 内质点A 通过的路程和位移,关键是确定Δt = s 与周期T 的关

系.由波的图象可直接读出λ=4 m ,则T =λv =42 s =2 s ,Δt =234

T .由波的传播方向知,此时A 点振动方向向上,经过234

T 后,质点A 将在负方向最大位移处,即为- m ,质点A 在Δt 时间内通过的路程为d =234

×4A = m .波在Δt 内传播的距离为s =v Δt =2× m=11 m.

三、计算题(本题共4小题,共46分.计算时必须有必要的文字说明、方程式和重要解题步骤,有数值计算的要注明单位)

13. (10分)如图9为一列沿x 轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图,质点P