【物理】2020届一轮复习人教版波的图像课时作业

【物理】2020届一轮复习人教版波的图像课时作业

‎2020届一轮复习人教版 波的图像 课时作业 ‎ ‎ 1、如图所示，一个做简谐运动的质点，先后以同样大小的速度通过相距10cm的A、B两点，历时0.5s，过B点后再经过t=0.5s质点以方向相反、大小相同的速度再次通过B点，则质点振动的周期是（　　）‎ A．0.5s B．1.0s C．2.0s D．4.0s 2、一列沿x轴正向传播的简谐横波，当波传到0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7.0s B.波源的起振方向向上 C.该波的波速为0.5m/s D.再经过1.0s，x=2m处质点刚好处在波谷的位置 3、两列平面简谐横波在空中叠加，其中简谐横波a(图中虚线所示)沿x轴正方向传播，简谐横波b(图中实线所示)沿x轴负方向传播，波速都是20 m/s. t＝0时，这两列波的波动图像如图所示，那么位于x＝45 m处的质点P第一次到达波峰的时间和第一次处于平衡位置的时间分别是 ( )‎ A. 1.50 s，0.25 s B. 0.25 s，0.75 s C. 0.50 s，0.75 s D. 0.50 s，0.25 s ‎4、一列简谐横波以10 m/s的速度沿x轴正方向传播，t = 0 时刻这列波的波形如右图所示。则a质点的振动图像为（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎5、图a是一列简谐横波在t=2s时的波形图，图b是这列波中P点的振动图象，则该波的传播速度和传播方向是（　　）‎ A．v=25m/s，向x轴负方向传播 B．v=25m/s，向x轴正方向传播 C．v=50m/s，向x轴负方向传播 D．v=50m/s，向x轴正方向传播 6、如图(甲)所示,一条水平张紧的弹性长绳上有等间距的Q'、P'、O、P、Q质点,相邻两质点间距离为1 m,t=0时刻质点O从平衡位置开始沿y轴正方向振动,并产生分别向左向右传播的简谐横波,质点O振动图象如图(乙)所示,当质点O第一次达到正向最大位移时刻,质点P刚开始振动,则下列说法正确的是(　 　)‎ A.这列波的波长为2 m,传播速度为2 m/s B.当质点Q'第二次达到正向最大位移时,质点O已经走过35 cm路程 C.t=3 s时,质点P、P'均在平衡位置且向上运动 D.t=2 s时,质点P位于波峰,质点P'则位于波谷 ‎ 7、如图 示，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x=﹣0.2m和x=1.2m处，两列波的速度大小均为v=0.4m/s，两波源的振幅均为A=2cm．图示为t=0时刻两列波的图象（传播方向如图所示），该时刻平衡位置位于x=0.2m和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动，质点M的平衡位置处于x=0.5m处．关于各质点运动情况的判断正确的是（　　）‎ A．t=0时刻质点P、Q均沿y轴负方向运动 B．t=1s时刻，质点M的位移为﹣4cm C．从t=0开始经过2.5s，质点P通过的路程为18cm D．t=0.75s时刻，质点P、Q都运动到x=0.5m ‎　 8、两列振幅、波长相同的简谐横波,以相同的速率沿相反方向在同一介质中传播,如图所示为某一时刻的波形图,其中实线为向右传播的波.虚线为向左传播的波,a、b、c、d、e为五个等距离的质点,两列波传播的过程中,下列说法中正确的是（　　）‎ A.质点a、b、c、d、e始终静止不动 ‎ B.质点b、d始终静止不动 C.质点a、c、e始终静止不动 ‎ D.质点a、c、e以振幅2A作简谐运动 ‎9、两列简谐横波在同种介质中沿x轴相向传播，如图所示是两列波在t＝0时的各自波形图，实线波A向右传播，周期为TA . 虚线波B向左传播。已知实线波的振幅为10cm，虚线波的振幅为5cm。则下列说法正确的是（ ）‎ A. 虚线波B遇到障碍物时更容易发生明显的衍射现象 B. 实线波和虚线波的频率之比为2∶3‎ C. 两列波在相遇区域内会发生干涉现象 D. t＝时，x＝5m处的质点的位移为10cm ‎10、如图所示，一列简谐横波沿x轴方向传播，实线表示t=0时刻的波形图，虚线表示t=0.2s时刻的波形图，已知波速为80m/s。则下列说法正确的是( )‎ A. 波沿x轴负方向传播 B. 该波的周期为0.125s C. 在t=0时刻，波上质点a沿y轴正方向运动 D. 从t=0时刻起，在0.075s内a质点通过的路程为20cm E. 若观察者从坐标原点O沿x轴负方向运动，则观察者单位时间内接收到波的个数比波源的频率数小 ‎11、一列简谐横波在t=0时刻的波形图如图中的实线所示，t=0.1s时刻的波形图如图中的虚线所示，若该波传播的速度为10m/s，则（ ）‎ A. t=0时刻质点a沿y轴正方向运动 B. 这列波沿x轴正方向传播 C. 这列波的周期为0.4s D. 从t=0时刻开始质点a经0.2s通过的路程为0.4m E. 处质点的振动方程为 12、一列简谐横波，某时刻的波形如图甲所示，从该时刻开始计时，波上A质点的振动图象如图乙所示，‎ ‎①该列波沿x轴　 　传播（填“正向”或“负向”）；‎ ‎②该列波的波速大小为　 　m/s；‎ ‎③若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象，则所遇到的波的频率为　 　Hz． 13、如图所示，实线是某时刻的波形图线，虚线是后的波形图线．‎ ‎（1）求波速。‎ ‎（2）若波速为，求波的传播方向．‎ ‎14、一列简谐横波沿x轴传播，t1=0时刻的波形如图中实线所示，t2=0.1s时刻的波形如中虚线所示.已知波传播的周期0.2s>T>0.1s，求：‎ ‎①x=1lm处的质点P在t1、t2两个时刻的振动方向。‎ ‎②这列波传播的速度大小。‎ ‎15、一列简谐波沿x轴方向传播，已知x轴上x1=0和x2=2m两处质点的振动图象分别如图（甲）、（乙）所示，求：‎ ‎（1）若此波沿x轴正向传播，则波的传播速度的可能值；‎ ‎（2）若此波沿x轴负向传播，则波的传播速度的可能值． 16、‎ 机械振动在介质中传播就形成了机械波，当质点振动方向与波传播方向垂直时形成的是横波。当质点振动方向与波传播方向在同一直线上时形成的是纵波。现有一机械横波在某时刻的波形图如下图所示，已知波沿x轴负方向传播，质点p的横坐标x＝0.32m．从此时刻开始计时．‎ ‎①若质点p振动的周期为0.1 s，求此波传播的速度大小；‎ ‎②若p点经过0.2 s第一次达到正向最大位移，求此波传播的速度大小；‎ ‎③若p点经过0.2 s能到达平衡位置，求此波传播的速度大小。 17、如图所示，实线是一列简谐横波在t1时刻的波形图，虚线是在t2=(t1+0.4)s时刻的波形图。‎ ‎①若波速为12.5m/s，求质点M在t1时刻的振动方向。‎ ‎②在t1到t2的时间内，如果M通过的路程为1.4m，那么波的传播方向怎样?波速多大?‎ ‎18、一列简谐横波，沿波的传播方向依次有P、Q两点， 平衡位置相距5.5 m，其振动图象如图所示，实线为P点的振动图象，虚线为Q点的振动图象。求：‎ ‎(ⅰ)该波的波长；‎ ‎(ⅱ)该波的最大传播速度。‎ ‎ 19、一列横波的波源在坐标原点O处，经过0．6s振动从O处向右传播30cm，如图所示。P点到O点的距离是90cm。求：‎ ‎①求这列波的波长与周期，‎ ‎②从此时可开始计时，经多长时间质点P第二次到达波峰?‎ ‎20、一列简谐波沿﹣x方向传播，t=0时刻的波形图如图所示，t=0.3s时Q质点恰好第一次到达波谷位置，求：‎ ‎①0.3s内P质点通过的路程；‎ ‎②这列波的波速v．‎ ‎ ‎ 参考答案 ‎1、答案：C ‎【考点】简谐运动的振幅、周期和频率．‎ ‎【分析】简谐运动的质点，先后以同样大小的速度通过A、B两点，则可判定这两点关于平衡位置对称，则平衡位置到B点的时间为0.5秒的一半；由当再次经过B点的时间，即可求出从B点到最大位置的时间为0.5秒的一半，因此质点的振动同期为平衡位置到最大位置时间的4倍．‎ ‎【解答】解：简谐运动的质点，先后以同样大小的速度通过A、B两点，则可判定这两点关于平衡位置O点对称，所以质点由A到O时间与由O到B的时间相等．‎ 那么平衡位置O到B点的时间t1=，‎ 因过B点后再经过t=0.5s质点以方向相反、大小相同的速度再次通过B点，则有从B点到最大位置的时间t2=．‎ 因此，质点振动的周期是T=4×（t1+t2）=2s 故选：C 简谐运动的质点，以同样的速度经过某两点时，它们的位置关于平衡位置对称；当经过同一位置时，它们的速度大小相同，方向相反． 2、答案：C 考点:波长、频率和波速的关系；横波的图象．‎ 分析:由题意，波在t=7.0s内传播的距离为x=3.5m，由v=求出波速，由图读出波长，由波速公式v=求出周期．波源的起振方向图示时刻x=3.5m处质点的振动方向相同，由波形的平移法判断．根据时间与周期的关系，分析再经过1.0s，x=2m处质点的位置．‎ 解答:解：A、C由题意，波在t=7.0s内传播的距离为x=3.5m，则波速为v==0.5m/s．由图知，波长λ=2m，则周期为T==．故A错误，C正确．‎ B、波源的起振方向图示时刻x=3.5m处质点的振动方向相同，由波形的平移法得知，波源的起振方向向下．故B错误．‎ D、时间t=1s=T，则再经过1.0s，x=2m处质点刚好处在平衡位置．故D错误．‎ 故选C 点评:本题要掌握用到两个波速公式v=和v=．根据波形的平移法判断质点的振动方向是基本能力，波的基本特点之一是：质点的起振方向与波源的起振方向相同． 3、答案：B 由图可知，要使P点第一次到达波峰，则两波均应传播距离x=5m，所以t=x/v=5/20=0.25s；‎ 由图可知,要使P点第一次到达平衡位置,则两波均应传播距离x′=15m；‎ 故所用时间为t′=x′/v=15/20s=0.75s 故选：B。 4、答案：D 试题分析：由波形图象知道波长λ=4m，由公式v=λf得到则周期T=0．4s，故AC错误．因为t=0时刻a质点处于平衡位置且向下运动，故C错误，D正确．故选D。‎ 考点：波的图线和振动图像 ‎【名师名师点评】此题是机械振动、机械波的简单综合题，关键抓住它们之间的联系，能判断质点在某时刻的振动方向。 5、答案：C ‎【考点】波长、频率和波速的关系；波的形成和传播；横波的图象 ‎【分析】由b点的振动图象可知t=2s时刻P点的振动方向，则可知波的传播方向；‎ 由振动图象可知波的周期，由波动图象可知波长，则由波长、频率和波速的关系可求得波速．‎ ‎【解答】解：由b图可知，2s时刻P点正经过平衡位置向正方向运动，则由波动图象可知波应向x轴的负方向传播；‎ 而波的周期为2s，波长为100m，则波速v==m/s=50m/s；‎ 故C正确；‎ 故选C．‎ 只要能知道任一点的振动方向，即可由带动法判断出波的传播方向；但本题一定要注意波对应的时刻为2s，故应从振动图象中找出2s时的P点的振动情况． 6、答案：B 由(乙)图可得,T=4 s,由当质点O第一次达到正向最大位移时,质点P刚开始振动可知λ=4 m,传播速度v==1 m/s,A错;质点Q'第二次达到正向最大位移需要1T=7 s,质点O已经走过的路程为7A=35 cm,B对;1 s的时间,振动传到P、P'处,再过1 s,两质点均达到波峰,再过1 s的时间,两质点均经平衡位置向下运动,C、D均错.‎ ‎　虽然波的周期(频率)和质点的振动周期(频率)相等,但是波的传播速度和质点的振动速度却有本质的区别. 7、答案：AB ‎【分析】根据波形平移法分析质点的运动方向．由图读出波长，从而由波速公式算出波的周期．根据所给的时间与周期的关系，分析质点M的位置，确定其位移．结合波的叠加原理分析．‎ ‎【解答】解：A、根据波形平移法可知，t=0时刻质点P、Q均沿y轴负方向运动，故A正确．‎ B、P、Q到M点的距离都是x=0.3m，则波从图示位置传到M点的时间为 t==s=0.75s，则t=0.75s时刻，两列波都传到质点M，波传到M点时，根据波形平移法可知M点开始向下振动．图知波长λ=0.4m，则波的周期为 T==s=1s，所以两质点传到M的时间为 t=0.75s=T，当t=1s时刻，两波的波谷恰好传到质点M，所以位移为﹣4cm．故B正确．‎ C、从t=0开始经过1s，经过的时间为1T，质点P通过的路程为 S1=4A=4×2cm=8cm．在t=1s到1.5s时，质点P不振动．在t=1.5s到2.5s时间内，右边的波通过P点，质点P通过的路程为 S2=4A=4×2cm=8cm．所以从t=0开始经过2.5s，质点P通过的路程为 S=S1+S2=16cm．故C错误，‎ D、质点不随波迁移，只在各自的平衡位置附近振动，所以质点P、Q都不会运动到M点，故D错误．‎ 故选：AB 本题要掌握波的独立传播原理：两列波相遇后保持原来的性质不变．理解波的叠加遵守矢量合成法则，例如当该波的波峰与波峰相遇时，此处相对平衡位置的位移为振幅的二倍；当波峰与波谷相遇时此处的位移为零． 8、答案：BD 9、答案：AD 由波形图可知，虚线波B的波长大于实线波A的波长，则虚线波B遇到障碍物时更容易发生明显的衍射现象，选项A正确；因，，两列波的波速相同，根据可知实线波和虚线波的频率之比为3:2，选项B错误；两列波的频率不同，则两列波相遇时不会产生干涉现象，选项C错误；t=TA时，两波均向前传播4m，此时x=5m处的质点由实线波引起的位移为10cm，由虚线波引起的位移为零，则此时此质点的位移为10cm，选项D正确；故选AD. 10、答案：ADE 波长λ=12m，波速为v=80m/s，t=0.2s传播的距离为x=vt=16m=1λ，可知该波沿x轴负方向传播，选项A正确；该波的周期为，选项B错误；因波沿x轴负向传播，则在t=0时刻，波上质点a沿y轴负方向运动，选项C错误；0.075s =0.5T．则从t=0时刻起，在0.075s内a质点通过的路程为2A=20cm，选项D正确；因波沿x轴负向传播，根据多普勒效应，若观察者从坐标原点O沿x轴负方向运动，则观察者单位时间内接收到波的个数比波源的频率数小，选项E正确；故选ADE.‎ 名师点评：本题关键是时间t=0.2s与T的关系，利用波形的平移法判断波的传播方向．根据时间与周期的关系，分析质点的运动状态．要理解波的双向性和周期性． 11、答案：CDE AB：由图可知波的波长λ=4m，在时间t=0.1s内，波传播的距离为 ‎ ，根据波形的平移法可知，这列波沿x轴负向传播；t=0时刻质点a向y轴负方向运动。故AB两项均错误。‎ C：由，得。故C项正确。‎ D：从t=0时刻开始质点a经0.2s是半个周期，通过的路程为2倍的振幅，。故D项正确。‎ E：x=2m处的质点起始位置在平衡位置且向y轴负方向振动，振动方程为。故E项正确。‎ ‎12、答案：①正向　②1　③2.5‎ ‎【考点】横波的图象；波长、频率和波速的关系 ‎【分析】由振动图象读出该时刻（t=0）A质点的振动方向，再判断波的传播方向．由振动图象读出周期，由波动图象读出波长，求出波速．‎ ‎【解答】解：①因A点沿负方向振动，则其滞后于左边的质点，则可知波沿X正向传播．‎ ‎　②由波动图可知波长为0.4m，由振动图可知周期T为0.4S，则V=‎ ‎③发生稳定的干涉现象要相同频率，则 故答案为：①正向　②1　③2.5‎ 本题考查识别、理解振动图象和波动图象的能力和把握两种图象联系的能力．会分析求解波速． 13、答案：（1）如波向右传播，波速20n+5. m/s；如波向左传播，波速20n+15m/s；（2）向右传播 ‎（1）波向左传播时传播的距离为 s＝(n+)λ＝(4n+3)m（n=0，1，2…），波速为 ‎ 向右传播时传播的距离为s＝(n+)λ＝(4n+1)m（m），（n=0，1，2…），波速为 ，（n=0，1，2…） （2）若波速为25m/s，根据v=（20n+5）m/s可知，当n=1时，v=25m/s，所以波向右传播．‎ 名师点评：本题是知道两个时刻的波形研究波传播的距离、波速、周期的问题，关键是理解波的周期性，运用数学知识列出通项式. 14、答案：(1) 时刻质点P沿y轴负方向振动 时刻质点P沿y轴正方向振动 (2) ‎ ‎①由于0.2s>T>0.1s,因此小于一个周期 若=，则T=0.4s，不符合题意 若=，则，符合题意 故此波沿x轴负方向传播 根据质点的振动和波的传播方向之间的关系可知，时刻质点P沿y轴负方向振动时刻质点P沿y轴正方向振动． ‎ ‎②由题可知，波长=8m 则波传播的速度：‎ 本题答案是：(1) 时刻质点P沿y轴负方向振动 时刻质点P沿y轴正方向振动 (2) ‎ ‎.................. 15、答案：（1）若沿x轴正向传播，波速为m/s，（n=0，1，2…）．‎ ‎（2）若沿x轴负向传播，波速为m/s，（n=0，1，2…）． 【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图象．‎ ‎【分析】由振动图象读出周期．根据x1=0处质点和x2=1m质点的振动图象，分析状态与位置关系，找出波长的通项，求出波速的通项．‎ ‎【解答】解：由所给出的振动图象可知周期T=4s．‎ 由题图可知，t=0时刻，x1=0的质点在正向最大位移处，x2=2 m的质点在平衡位置向y轴负方向运动 所以当简谐波沿x轴正向传播时，两质点间距离为△x=（n+）λ1，当波沿x轴负方向传播时，两质点间距离为△x=（n+）λ2，其中n=0，1，2…‎ 因为（n+）λ1=2 m，所以λ1=m 因为（n+）λ2=2 m，所以λ2=m 波沿x轴正方向传播时的波速 v1==m/s，（n=0，1，2…）‎ 波沿x轴负方向传播时的波速 v2==m/s，（n=0，1，2…）‎ 答：（1）若沿x轴正向传播，波速为m/s，（n=0，1，2…）．‎ ‎（2）若沿x轴负向传播，波速为m/s，（n=0，1，2…）． 16、答案：①依题意，周期T＝0.1s ‎ 波速v＝＝8m/s. ‎ ‎②波沿x轴负方向传播的距离为Δx＝0.68 m， ‎ p点恰好第一次达到正向最大位移．波速v＝＝3.4 m/s. ‎ ‎③波沿x轴负方向传播，若p点恰好第一次到达平衡位置则Δx1＝0.08 m，由周期性可知波传播的可能距离Δx＝Δx1＋n，(n＝0,1,2,3，…) ‎ 可能波速v＝＝(0.4＋2n) m/s，(n＝0,1,2,3，…)‎ ‎①依题意，周期T＝0.1s ‎ 波速v＝＝8m/s. ‎ ‎②波沿x轴负方向传播的距离为Δx＝0.68 m， ‎ p点恰好第一次达到正向最大位移．波速v＝＝3.4 m/s. ‎ ‎③波沿x轴负方向传播，若p点恰好第一次到达平衡位置则Δx1＝0.08 m，由周期性可知波传播的可能距离Δx＝Δx1＋n，(n＝0,1,2,3，…) ‎ 可能波速v＝＝(0.4＋2n) m/s，(n＝0,1,2,3，…) 17、答案：(1) 质点M向上振动 (2) 波沿x轴负方向传播；波速为17.5m/s ‎ (1)从波的图象可以看出，波长为λ＝4 m．若波沿x轴正方向传播，波传播的距离为x1＝λ(n＝0、1、2…)，波传播的速度为v1＝＝5(4n＋1) m/s(n＝0、1、2…)，波速不可能等于35 m/s，说明波沿x轴负方向传播，质点M向下振动．‎ ‎(2)从波的图象可以看出质点的振幅为A＝20 cm＝0.2 m．如果M通过的路程为x′＝1 m，则经历的时间与周期的比值 ，说明波沿x轴正方向传播；波速为. 18、答案：(ⅰ) m，n＝0,1,2,3，……‎ ‎(ⅱ)6 m/s ‎(ⅰ)根据题图可知，该波的周期T＝1.0 s，‎ 所以ω＝＝2π rad/s t＝0时，P点位于坐标原点，坐标为(0,0)，且向上振动，Q点处于一半振幅处且向上振动，根据y＝Asin 2πt，又P点比Q点先振动，‎ 可知对Q点有，，‎ 则Q点的横坐标为x＝λ；‎ 由P、Q的振动图象可知，P、Q之间的距离为 λ＝5.5 m，‎ 解得λ＝ m，n＝0,1,2,3，……‎ ‎(ⅱ)当n＝0时，波长最大，λm＝6 m，T＝1.0 s 则最大波速v＝ m/s＝6 m/s。‎ ‎ 19、答案：①0.2m；0.4s②1.7s ‎①由图可得，根据得，T=0.4s ‎②波速 波从A传到P处：‎ 再经，第二次到达波峰，则 20、答案：①0.3s内P质点通过的路程是6cm；‎ ‎②这列波的波速v是10m/s． 【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图象 ‎【分析】①先判断此时刻Q点的振动方向，结合t=0.3s时，Q点恰好第一次处于波谷位置，由T=0.3s求出周期，再求P质点通过的路程．‎ ‎②由图读出波长，根据波长和周期求出波速．‎ ‎【解答】解：①波沿﹣x方向传播，此时Q向上振动，则由题意得 T=0.3s 所以周期 T=0.4s 在0.3s内P质点从波峰向下运动到波谷再到平衡位置，路程为 S=3A=3×2cm=6cm ‎②根据图象可知波长 λ=4m，则波速为 v===10m/s 答：①0.3s内P质点通过的路程是6cm；‎ ‎②这列波的波速v是10m/s．‎ 本题考查了波的图象、振动和波动的关系，能根据波形图判断质点的振动方向，根据时间与周期的倍数关系求质点通过的路程是这类问题中常用的方法，要熟练运用． ‎