广东2014版高中物理《复习方略》课时提升作业(二十) 第七章 第2讲机械波的形成和传播 波的图像.doc

1、优质文档优质文档温馨提示：此套题为 Word 版，请按住 Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭 Word 文档返回原板块。课时提升作业(二十)(40 分钟 100 分)一、选择题(本大题共 10 小题,每小题 7 分,共 70 分。每小题至少一个答案正确,选不全得 3 分)1.(2012宝山模拟)一列简谐横波在介质中传播,当波源质点突然停止振动时,介质中其他质点的振动及能量传递的情况是 ( )A.所有质点都立即停止振动B.已经振动的质点将继续振动,未振动的质点则不会振动C.能量将会继续向远处传递D.能量传递随即停止2.(2012福建高考)一列简谐横波沿 x 轴传播,t

2、=0 时刻的波形如图甲所示,此时质点 P 正沿 y 轴负方向运动,其振动图像如图乙所示,则该波的传播方向和波速分别是 ( )A.沿 x 轴负方向,60m/s B.沿 x 轴正方向,60m/sC.沿 x 轴负方向,30m/s D.沿 x 轴正方向,30m/s优质文档优质文档3.一列简谐横波沿 x 轴负方向传播,波速 v=4m/s。已知坐标原点(x=0)处质点的振动图像如图所示。下列四幅图中能够正确表示 t=0.15s 时的波形的是 ( )4.(2013德阳模拟)振源 S 在 O 点做竖直方向的简谐运动,频率为 10Hz,形成向左和向右传播的两列波,t=0 时刻向右传播的简谐横波如图所示(向左传播

3、的简谐横波图中未画出),则以下说法正确的是 ( )A.t=0 时,x=1m 处的质点振动方向向下B.t=0 时,x=-2m 处的质点振动方向向上C.t=0.175s 时,x=-1m 处的质点处在波谷位置优质文档优质文档D.t=0.175s 时,x=1m 处的质点处在波峰位置5.(2013唐山模拟)一列沿 x 轴正向传播的简谐横波,当波传到 O 点时开始计时,7.0s 时刚好传到x=3.5m 处,如图所示。由此可以判定 ( )A.该波的振动周期为 7.0 sB.波源的起振方向向上C.该波的波速为 0.5 m/sD.再经过 1.0 s,x=2m 处质点刚好处在波谷位置6.(2011大纲版全国卷)一

4、列简谐横波沿 x 轴传播,波长为 1.2m,振幅为 A.当坐标为 x=0 处质元的位移为- A 且向 y 轴负方向运动时,坐标为 x=0.4m 处质元32的位移为 A。当坐标为 x=0.2m 处的质元位于平衡位置且向 y 轴正方向运动时,32x=0.4m 处质元的位移和运动方向分别为 ( )A.- A、沿 y 轴正方向12B.- A、沿 y 轴负方向12C.- A、沿 y 轴正方向32D.- A、沿 y 轴负方向327.(2013玉林模拟)一列简谐横波,A 为振源,在 B 点刚开始振动时的图像如图所示。图中数据单位都是 m,已知波的传播速度为 10m/s,下列说法正确的是( )优质文档优质文档

5、A.振源 A 开始振动时的速度方向向下B.从振源 A 开始振动到形成如图所示波形,经过时间为 1.6sC.此后再经过 0.2s,振源 A 到达波峰D.从 M 点开始运动到如图所示时刻,M 通过的路程为 1.0m8.(2013万州模拟)位于坐标原点的波源 S 不断地产生一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波,波速v=40m/s,已知 t=0 时刻波刚好传播到 x=13m 处,部分波形图如图所示,下列说法正确的是( )A.波源 S 开始振动的方向沿 y 轴正方向B.t=0.45s 时,x=9m 处的质点的位移为 5 cmC.t=0.45s 时,波刚好传播到 x=18m 处D.t=0.45s 时,波刚好

6、传播到 x=31m 处9.一列简谐波在某一时刻的波形如图中实线所示,若经过一段时间后,波形变成图中虚线所示,波的速度大小为 1m/s,那么这段时间可能是 ( )A.1 s B. 2 s C.3 s D.4 s优质文档优质文档10.(能力挑战题)一列简谐横波在某一时刻的波形图如图甲所示,图中 P、Q 两质点的横坐标分别为 x=1.5m 和 x=4.5m。P 点的振动图像如图乙所示,则下列四幅图中,Q 点的振动图像可能是 ( )二、计算题(本大题共 2 小题,共 30 分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)11.(2013武汉模拟)(15 分)一列简谐横波的波速 v=40cm/

7、s,在某一时刻的波形如图所示,在这一时刻质点 A 振动的速度方向沿 y 轴正方向。求:(1)这列波的频率、周期和传播方向;(2)从这一时刻起在 0.5s 内质点 B 运动的路程和位移;优质文档优质文档(3)画出再经过 0.75s 时的波形图。12.(15 分)某实验室中悬挂着一弹簧振子 A 和一单摆 B,弹簧振子的弹簧和小球(球中间有孔)都套在固定的光滑竖直杆上。某次有感地震中观察到静止的振子A 开始振动 4.0s 后,单摆 B 才开始摆动。此次地震中同一震源产生的地震纵波和横波的波长分别为 10km 和 5.0 km,频率为 1.0 Hz。假设该实验室恰好位于震源的正上方,求震源离实验室的距

8、离。答案解析1.【解析】选 C。当波源质点突然停止振动时,已经振动的质点将继续振动并带动未振动的质点,从而将波源的振动形式和能量继续传播出去,所以只有选项 C 正确。2.【解析】选 A。由波动图像和 P 点的振动图像可知,据同侧法可知该波沿 x 轴负方向传播,B、 D 错。由图甲知波长 =24m,由图乙知周期 T=0.4s,因此波速 v=60m/s,A 对、C 错。3.【解析】选 A。由题图可知,周期 T=0.4s,所以波 长 =vT=1.6m,由振动图线知0.15s 时振子向下运动,这时振子在横轴的上方;且向左传播。振子向下振动。所以 A 对。4.【解析】选 C。t=0 时,沿+x 方向传播

9、的波由 “下坡上振”知 x=1m 处质点向上振动,A错。此时 x=-2m 处的质点振动方向向下,B 错。由于 T= =0.1s,t=0.175s 时,即1t=(1+ )T 时,x=1m 和 x=-1m 处的质点均处在波谷位置 ,C 对,D 错。34优质文档优质文档5.【解析】选 C。由波 动图 像知, T=7.0s,故 T=4.0s,A 错。由波的最前端质点将向下74振动知,波源的起振方向向下,B 错。由波动图像知 =2m,故 v= =0.5m/s,C 对。再经 1.0 s 即 T,x=2m 处质点刚好处在平衡位置,D 错。146.【解题指南】解答本题应注意以下几点:(1)依题 意画出波形 图

10、。(2)找出关 键质 元的位移和运动方向。【解析】选 C。依 题意可画出如 图中实线所示的波形图,设波向右传播,x=0 处的质元正处于 y=- A32处,x=0.4m 处的质元的位移为 y= A 处,满足题意。当 x=0.2m 处的质元处在平32衡位置向 y 轴正方向运动时,波形图如图中虚线所示,显然 x=0.4m 处的质元正处于 y=- A 处,且沿 y 轴正方向运动,C 对。32【变式备选】(2011 四川高考) 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.1cmx3cm 范围内的质点正在向 y 轴的负方向

11、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优质文档优质文档D.Q 处的质点此时运动 到 P 处【解析】选 B。当 Q 点在 t=0 时的振动状态传播到 P 点时,波形图如图中虚线所示。此时,1cmx3cm 范围内的质点分布在波峰两侧,两侧质点振动方向相反,A 项错;同一时刻,Q 处质点达到波谷位置,加速度方向沿y 轴正方向,B 项正确,C 项错;因为波在传播 过程中,质点不随波迁移,D 项错。7.【解析】选 B。波向右传播,则 B 点向上起振 ,故振源 A 起振方向向上,选项 A 错;波由 A 点传到 B 点,时间 t= = s=1.6 s,选项 B

12、 正确;由题图可知,波长为 6m,周x1610期 T= = s=0.6 s,此时 A 振动方向向下,要到达波峰需要的时间大于半个周期 610(0.3s),选项 C 错;由题图可知,M、B 两点相距两个波长,即此时 M 点已振动了两个周期,M 点通过的路程应为 0.8m,选项 D 错。8.【解析】选 A、D。波形沿 x 轴正方向传播,由于 x=13m 处质点的起振方向沿 y 轴正向,故波源 S 的起振方向也沿 y 轴正向,A 对。由波形图知 =8m,故周期T= =0.2s,由波的传播方向知,t=0 时刻,x=9m 处质点正从平衡位置向下振动,经过0.45s=(2+ )T,即 t=0.45s 时刻

13、,该质点的位移为-5cm,B 错。t=0.45s 时,波传播到14x=13+vt=31m 处,C 错 D 对。9.【解题指南】解答本题要弄清以下两个方面:(1)题意未告诉波的传播方向,可理解为向哪个方向都可能。(2)振源每完成 的振动,波就向前推进 的波长。n4 n4优质文档优质文档【解析】选 A、C。由 图知 =4m,则 T= =4s,若波向右传播,由图知传播的距离为(n+),则传播 这个距离用的时间 t=(n+ )T,当 n=0 时,t=1s,n=1 时,t=5s,故 A 正确;若14 14波向左传播,由图知传播的距离为(n+ ),则传播这个距离用的时间 t=(n+ )T,当34 34n=

14、0 时,t=3s,n=1 时,t=7s,故 C 正确;B 、D 均错 。【总结提升】波动多解性问题的解决方法解决波动图像中的多解问题的一般思路:(1)首先分析出造成多解的原因。(2)抓住 质点周期性运动及其与波的传播之间的联系,并要灵活地用周期个数来表示波的传播时间,用波长个数来表示波的传播距离。(3)然后由 =vT 进行计 算,若有限定条件,再 进行讨论。10.【解析】选 B、C。由题图甲可知 =4m,因 xPQ=3m,P、Q 两点振动相差 T。若波右传,取 t=0 时刻,即 P 点经平衡位置向上振34动时,Q 点刚好在波峰,如图:A 错,B 对;若波左传,取 t=0 时刻,即 P 点经平衡

15、位置向上振动时,Q 点应在波谷,如图,C 对,D 错。11.【解析】(1)从图中可看出,波长 =8cm, (1 分)这列波的频率 f= =5Hz, (1 分)v周期 T= =0.2s; (1 分)1优质文档优质文档A 点此刻振动的速度方向向上,由“质点带动法”可知,A 点右侧附近的质点是它起振前已经振动了的质点,所以波源在右边,波沿 x 轴负方向传播。 (2 分)(2)由于 质点 B 此刻位于平衡位置,且速度方向沿 y 轴负方向,故经 0.5s,即 2.5 个周期后质点 B 又回到平衡位置,此刻的速度方向变为竖直向上,所以质点 B 在0.5s 内的位移等于零 (2 分)通过的路程 s=2.54

16、A=10A=1m。 (3 分)(3)0.75s=(3+ )T,由波形的平移规律可得,再经过 0.75s 的波形为开始时刻的波形34沿 x 轴负方向平移 ,如图中虚线所示。 (5 分)34答案：(1)5Hz 0.2 s 沿 x 轴负方向 (2)1m 0 (3)见解析12.【解题指南】解答本题要明确以下三点:(1)悬挂的 弹 簧振子振动是纵波传播的原因,单摆的摆动是横波传播的原因。(2)公式 对纵、横波都适用。v=(3)两波 传播的距离相同,所用时间不同 t 横 =t 纵 +4。【解析】设地震纵波和横波的传播速度分别为 vP 和 vS,则 vP=fP (2 分)vS=fS (2 分)式中,f 为地震波的频率, P 和 S 分别表示地震纵波和横波的波长。 设震源离实验室的距离为 s,纵波从震源传播到实验室所需时间为 t,则s=vPt (3 分)