波动图像习题

波动图像练习题

一、选择题

1.(2013·濮阳高二检测)下列关于简谐波的说法正确的是( )

①波中各质点的振动频率是相同的

②质点开始振动时的速度方向与波源的起振方向相同

③介质中质点随波由近及远地迁移

④波源的能量随振动形式由近及远地传播

A.①②③

B.②③④

C.①③④

D.①②④

【解析】选D。波中各质点都做受迫振动,振动频率与振源频率相同,①正确;各质点的起振方向都相同,②正确;机械波传播过程中,传递的是振动形式、能量和信息,介质中的质点不随波迁移,③错误,④正确,所以D正确。

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

A.v变小,a变大

B.v变小,a变小

C.v变大,a变大

D.v变大,a变小

【解析】选D。由波的传播方向及P点位置,可知P点此时正向平衡

位置振动,速度增大,加速度减小。

3.(多选)如图所示是一列波t时刻的图像,图像上有a、b、c三个质点,下列说法中正确的是( )

A.a、b两质点此时刻速度方向相同

B.a、c两质点此时刻加速度方向相同

C.c质点此时速度方向沿y轴负方向

D.a质点此时速度方向沿y轴正方向

【解析】选A、B。a、b两质点在相邻的波峰与波谷之间,振动方向相同,A选项正确;a、c两质点都位于x轴下方,加速度方向均指向y轴正方向,B选项正确;由于波的传播方向不定,故C、D选项不确定。

4.(2014·福建高考)在均匀介质中,一列沿x轴正向传播的横波,其波源O在第一个周期内的振动图像如图所示,则该波在第一个周期末的波形图是( )

【解析】选D。据振动图像可知波源O在第一个周期末向-y方向振动,结合波的传播方向可知A、C错误;波的前沿质点振动情况与波源开始振动情况相同,B错误,D正确。

5.(2013·福建高考)如图,t=0时刻,波源在坐标原点从平衡位置沿y 轴正向开始振动,振动周期为0.4s,在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波。下图中能够正确表示t=0.6s时波形的图是( )

【解题指南】解答本题时应理解以下两点:

(1)明确t=0时刻和t=0.6s时刻波源的振动方向。

(2)波沿正、负两方向传播的波形关于y轴对称。

【解析】选C。由于波沿正、负两方向传播的波形关于y轴对称,A、B错;t=0时刻波源沿y轴正向开始振动,经过0.6s即1.5T,波源位于平衡位置且沿y轴负向振动,据“同侧法”可知C对,D错。

二、非选择题

6.如图所示为某简谐横波在t=0时刻的波形图。

(1)若b点向上运动,则该波向哪个方向传播,f点向哪个方向振动?

(2)若波向右传播,请画出c点的振动图像。

(3)a、b、c、d、e、f、g、h几点中,动能最大的质点是。【解析】(1)由“左行波,左向上”可知波向左传播,则可知f点向下振动。

(2)若波向右传播,则t=0时刻,c质点在平衡位置且向下振动,其振动图像如图所示。

(3)在平衡位置的质点动能最大,即c、g两质点动能最大。

答案:见解析

【总结提升】波形图上某一质点振动情况的判断方法

在简谐波的图像中,每一个质点的振动规律同单个质点的简谐运动规律是完全相同的,因此波的图像中,涉及单个质点的振动问题可利用已有的振动规律做出判断。

一、选择题

1.(多选)(2013·威海高二检测)关于振动图像和波的图像,下列说法中正确的是

( ) A.振动图像研究的是一个质点在振动过程中位移随时间的变化,而波的图像研究的是某一时刻在波的传播方向上各个质点在空间的分布

B.振动图像的形状不随时间变化,而波的图像的形状随时间而变化

C.简谐运动图像和简谐波的图像其形状都是正弦(或余弦)曲线

D.振动图像的图线实质是振动质点所经过的路径形状,波的图像其图线实质是某一时刻各个质点的连线形状

【解析】选A、B、C。振动图像和波的图像都是用数学方法来描述物理现象,简谐运动图像和简谐波的图像都是正弦(或余弦)曲线,C正确,D错误。但它们各自表达的物理意义又不同,振动图像表示的是一个振动质点离开平衡位置的位移与时间的函数关系,而从波的图像(不论横波还是纵波)上能找出这一时刻各个质点所在的空间位置,即空间的分布,故A正确。因振动图像表示一个质点在各个时刻的位移情况,故不随时间变化,而波的图像表示的是某一时刻各质点在空间的分布,不同时刻这些质点因振动而所处的位置会有不同,故波的图像的形状会随时间而变化,故B正确。

2.一列简谐横波沿x轴正向传播,某时刻的图像如图所示,坐标为(3,0)的质点经过周期后该质点的坐标是( )

A.(3,2)

B.(4,2)

C.(4,-2)

D.(3,0)

【解析】选A。波向右传播,则质点(3,0)向上运动,周期后到达波峰处,坐标为(3,2),故A正确。

3.(2013·四川高考)图甲是一列简谐横波在t=1.25s时的波形图,已知c位置的质点比a位置的晚0.5s起振,则图乙所示振动图像对应的质点可能位于( )

A.a

B.b

C.c

D.d

【解题指南】解答本题时应注意以下两点:

(1)根据题意求出周期;

(2)题中图乙所示振动图像对应的质点在图甲所示时刻向下振动,在x 轴的上方。

【解析】选D。根据题意有=0.5s,则周期T=1s,在t=1.25s=T,题中图乙所示振动图像对应的质点向下振动,并且在x轴的上方。位于