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2019-2020学年高中物理人教版选修3-4同步作业与测评:12.2 波的图象 Word版含解析

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  • 2025/7/5 21:08:26

点总是位移大小相等、方向相反;速率大小相等、方向相反,所以A正确。

7.一列简谐波在t时刻的波形如图实线所示,此时刻质点M的运动方向向上,经过时间Δt的波形如图中虚线所示,若振源周期为T,则( )

TTA.Δt一定为4 B.Δt可能为4 3T3T

C.Δt一定为4 D.Δt可能为4 答案 D

解析 由图可知质点M从平衡位置处,经Δt振动到负的最大位移处至少经历3T3T,故Δt可能为44,D正确。

二、非选择题

8.一位演员抖动长绸的一端,长绸随之上下飞舞,这样形成了一列简谐波,如图所示,求:

(1)此波的振幅是多大? (2)此时A点的振动方向如何? T

(3)B点经过后,位移是多少?

2答案 (1)50 cm (2)沿y轴正方向 (3)0 解析 (1)由图象可直接读出振幅A=50 cm。

(2)由于波向右传播,因而每个质点的振动追随它左边的质点的振动情况,此时A点左边的质点的位移为正向位移,因而A点沿y轴正方向振动。

T

(3)再过2后波形与现在反向,B点又回到平衡位置,位移为零。

9.如图所示是一列沿x轴正方向传播的横波某时刻的波形,则:

(1)波形图上a、b、c三点的加速度哪个最大?加速度的大小与波的传播方向是否有关?

(2)a、b、c三个质点下一时刻做什么运动?

答案 (1)b点 无关 (2)b质点向上加速,a质点向下加速,c质点向上减速。 解析 (1)a、b、c三个质点都做简谐运动,加速度大小与位移成正比,方向与位移方向相反,所以b点的加速度最大。质点加速度的大小与波的传播方向无关。

(2)此时刻b质点速度为零,下一时刻一定向平衡位置做加速运动;波沿x轴正方向传播,由“上下坡”法可知下一时刻a质点向下运动,c质点向上运动,而a、c质点的加速度都是沿y轴负方向,故a质点做加速运动,c质点做减速运动。

10.如图所示,甲为某一波在t=1.0 s时的图象,乙为参与该波动P质点的振动图象,求:

(1)说出两图中AA′的意义; (2)说出甲图中OA′B图线的意义; (3)在甲图中画出再经3.5 s时的波形图; (4)求再经过3.5 s时P质点的路程s和位移。

答案 (1)甲图中的AA′表示A质点的振幅,乙图中的AA′表示质点P的振幅。

(2)甲图中OA′B图线表示O到B之间所有质点在1.0 s时的位移情况。 (3)如解析图所示 (4)2.8 m 0

解析 (1)甲图中AA′表示A质点的振幅或1.0 s时x=1.0 m的质点的位移大小为0.2 m,方向为负;乙图中AA′表示P质点的振幅。也代表P质点在0.25 s时的位移大小为0.2 m,方向为负。

(2)甲图中OA′B段图线表示O到B之间所有质点在1.0 s时的位移,方向均为负。由乙图看出P质点在1.0 s时向-y方向振动,由“上下坡”法可知甲图中波向左传播,则OA′间各质点正向远离平衡位置方向振动,A′B间各质点正向靠近平衡位置方向振动。

(3)由题乙图知振动周期T=1.0 s,且波是向左传播,根据题甲图由“上下坡”法可知质点O向-y方向振动,再经3.5 s质点O回到平衡位置且向+y方向振动;同理可以分析出质点A经过3.5 s刚好到达波峰的位置,然后用光滑曲线连接O、A并往后顺次延伸可得再经3.5 s时的波形图,如图所示。

Δt3.5

(4)求路程:因为n=T=1=7。

2

2

所以路程s=2A·n=2×0.2×7 m=2.8 m。

求位移:由于波动的重复性,经历时间为周期的整数倍时,位移不变,所以T

只需考查从图示时刻P质点经2时的位移即可,所以经3.5 s质点P的位移仍为0。

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点总是位移大小相等、方向相反;速率大小相等、方向相反,所以A正确。 7.一列简谐波在t时刻的波形如图实线所示,此时刻质点M的运动方向向上,经过时间Δt的波形如图中虚线所示,若振源周期为T,则( ) TTA.Δt一定为4 B.Δt可能为4 3T3TC.Δt一定为4 D.Δt可能为4 答案 D 解析 由图可知质点M从平衡位置处,经Δt振动到负的最大位移处至少经历3T3T,故Δt可能为44,D正确。 二、非选择题 8.一位演员抖动长绸的一端,长绸随之上下飞舞,这样形成了一列简谐波,如图所示,求: (1)此波的振幅是多大? (2)此时A点的振动方向如何? T(3)B点经过后,位移是多少? 2答案 (1)50

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