2017-2018学年高中物理 课时跟踪检测(六)波的图像 教科版选修3-4

课时跟踪检测(六) 波 的 图 像

1.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，某时刻的波形如图1所示。P为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短的时间内，质点P的速度v和加速度a的大小变化情况是( )

图1

A．v变小，a变大 C．v变大，a变大

B．v变小，a变小 D. v变大，a变小

2．一列简谐横波沿x轴传播，t＝0时刻的波形如图2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( )

图2

A．沿x轴负方向，60 m/s C．沿x轴负方向，30 m/s

B．沿x轴正方向，60 m/s D. 沿x轴正方向，30 m/s

3. (北京高考)一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波，波速为4 m/s。某时刻波形如图3所示，下列说法正确的是( )

图3

A．这列波的振幅为4 cm B．这列波的周期为1 s

C．此时x＝4 m处质点沿y轴负方向运动 D．此时x＝4 m处质点的加速度为零

4．(四川高考)如图4甲所示是一列简谐横波在t＝1.25 s时的波形图，已知c位置的质点比a位置的晚0.5 s起振，则图乙所示的振动图像对应的质点可能位于( )

图4

A．a＜x＜b C．c＜x＜d

B．b＜x＜c D. d＜x＜e

5．图5中实线是一列简谐横波在某时刻的波形图，虚线是经过0.2 s时刻波的波形图。下列说法中正确的是( )

图5

A．波源的振动周期可能是0.8 s B．波源的振动周期可能是1.6 s C．波速一定为5 m/s

D．在任何一个周期内振动质点的位移都为8 m

6．在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点的距离均为L，如图6甲所示。一列横波沿该直线向右传播，t＝0时到达质点1，质点1开始向下运动，经过时间Δt第一次出现如图乙所示的波形。则该波的( )

图6

A．周期为Δt，波长为8L 2

B．周期为Δt，波长为8L

32

C．周期为Δt，波速为12L/Δt

3D．周期为Δt，波速为8L/Δt

7．如图7所示是一列简谐波在某时刻的波形图，若每隔0.2 s，波沿＋x方向推进0.8 m，试画出17 s后的波形图。

图7

2

8．(山东高考)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图8所示，介质中质点P、Q分别位于x＝2 m、x＝4 m处。从t＝0时刻开始计时，当t＝15 s时质点Q刚好第4次到达波峰。

图8

(1)求波速。

(2)写出质点P做简谐运动的表达式(不要求推导过程)。

答 案

1．选A 波的传播方向和质点的振动方向在波形图的同一侧，根据波沿x轴正向传播可判断质点P振动方向向上，远离平衡位置，根据简谐振动，离平衡位置越远，速度越小，加速度越大，选项A对。

2．选A 由题意和波的图像可知，波沿x轴负方向传播，波长λ＝24 m，由图乙可知λ

周期T＝0.4 s，所以波速为v＝＝60 m/s，故选项A正确。

T3．选D 本题考查波的图像知识，意在考查考生对波的有关物理量(波长、周期等)的理解能力。由题图可知，这列波的振幅为2 cm，波长λ＝8 m，而波速v＝4 m/s，知周期Tλ8

＝＝ s＝2 s，则A、B项错误；根据振动方向与波传播方向的关系，可知此时x＝4 mv4处的质点沿y轴正方向运动，其加速度为0，则C项错误，D项正确。

4．选D 本题考查机械振动和机械波的相关知识，意在考查考生的理解能力和分析综合能力。根据所给波形图和c位置的质点比a位置的质点晚0.5 s起振，则该列简谐横波的周期是T＝1 s，又根据周期和所给波形图能找到t＝0时的波形图(余弦图像)，又根据所给振动图像可知，t＝0时所找质点应该位于平衡位置上方且向上振动，又结合t＝0时的波形图可知，所找质点可能位于d

3

5．选A 根据波动图可以看到，波长λ＝4 m，不确定波的传播方向，如果波向左传播，

x?1?则实线波向左平移x＝?n＋?λ＝4n＋1与虚线波重合，时间为0.2 s，传播速度v＝＝

0.2 s?4?

λ

(20n＋5) m/s，波速可能等于5 m/s，也可能是25 m/s等，选项C错。波振动周期T＝＝

v4

s，若n＝0则周期最大等于0.8 s，选项A对，若波向右传播，则实线波向右平移x20n＋5

x?3?＝?n＋?λ＝4n＋3与虚线波重合，时间为0.2 s，传播速度v＝＝(20n＋15) m/s，0.2 s?4?

λ44

周期T＝＝ s，周期最大为 s不可能为1.6 s，选项B错。质点经过一个周期

v20n＋1515的振动，仍回到初始位置位移为0，选项D错。

6．选BC 从t＝0时刻开始，质点1向下振动经Δt时间第一次出现图乙所示波形。32λ8L可知Δt＝T，所以T＝Δt，由图λ＝8L波速为v＝＝＝12L/Δt。选项B、C正

23T2Δt/3确。

0.8

7．解析：由题知波速v＝ m/s＝4 m/s，由图知波长λ＝8 m。

0.2λ8

周期T＝＝ s＝2 s，

v4

Δt1711

17秒内的周期数n＝＝＝8，将8舍弃，取，根据波动的时间与空间的周期性，

T2221

将波沿＋x方向平移λ即可，如图中虚线所示。

2

答案：见解析

8．解析：(1)设简谐横波的波速为v，波长为λ，周期为T，由图像知，λ＝4 m。由题意知

t＝3T＋T① v＝②

T联立①②式，代入数据得 λ

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v＝1 m/s③

(2)质点P做简谐运动的表达式为

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