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1、人教版高中物理选择性必修第一册课时作业第二节第1课时 波的图像一、单项选择题 1、一列向右传播的横波在某时刻的波形图如图所示,其中质点P、Q到平衡位置的距离相等。波的周期为T。关于P、Q两质点,以下说法正确的是(深度解析)A.该时刻质点P的速度在增大B.该时刻质点Q的加速度在减小C.再经过,两质点到平衡位置的距离仍相等D.该时刻两质点的速度相同2、一列简谐波沿x轴正方向传播,某时刻波形图如图甲所示,a、b、c、d是波传播方向上的四个振动质点的平衡位置。如再过个周期,其中某质点继续振动的图像如图乙所示,则该质点是()A.a处质点 B.b处质点C.c处质点 D.d处质点3、一列简谐横波在均匀介质中
2、沿x轴正方向传播,波速为1 m/s,t=0时刻,该波的波形如图所示,P、Q分别为x=4 m、x=7 m处的质点,此时P质点恰好开始振动,则t=5 s时刻,Q点( )A.经过平衡位置,向上运动B.经过平衡位置,向下运动C.位于波峰位置D.位于波谷位置4、如图所示是一列简谐横波在t=0时刻的波形图，已知这列波沿x轴正方向传播，波速为20 m/s.P是离原点为2 m的一个质点，则在t=0.17 s时刻，质点P的：速度和加速度都沿-y方向；速度沿+y方向，加速度沿-y方向；速度和加速度都正在增大；速度正在增大，加速度正在减小.以上四种判断中正确的是( )A.只有 B.只有 C.只有 D.只有5、一简谐
3、横波沿x轴正方向传播,周期为T,波长为。若在x=0处质点的振动图像如图所示,则该波在t=时刻的波形为()6、如图所示为一简谐横波在某一时刻的波形图,已知此时质点A正向上运动,如图中箭头所示,由此可断定此横波()A.向右传播,且此时质点B正向上运动B.向右传播,且此时质点C正向下运动C.向左传播,且此时质点D正向上运动D.向左传播,且此时质点E正向下运动7、如图所示,实线为简谐波在时刻t的图像,虚线为简谐波又经t时间后的图像。则下列说法中正确的是()A.这列简谐波一定沿x轴正向传播B.这列简谐波一定沿x轴负向传播C.实线上的质点a经t时间后位于虚线上a1位置D.实线上的质点a经t时间后位于虚线上
4、a2位置8、一列横波某时刻的图像如图甲所示,图乙表示介质中某质点从该时刻开始一段时间内的振动图像。则有 ( )A.若波沿x轴的正方向传播,则图乙可能为K质点的振动图像B.若波沿x轴的正方向传播,则图乙可能为M质点的振动图像C.若图乙为L质点的振动图像,则波沿x轴的正方向传播D.若图乙为N质点的振动图像,则波沿x轴的正方向传播二、多项选择题9、如下的四个图中,用水平箭头表示波的传播方向,用竖直箭头表示质点的振动方向,则正确的波形图是()10、某次地震中,纵波波速为7 km/s,横波波速为3.2 km/s,地震波频率为10 Hz。M点的观察者在接收到纵波15.3 s后才接收到横波,从横波传到M点的
5、时刻开始计时,图甲为横波引起的M点的振动图像,图乙为t=2T时刻的横波波动图像,则()A.震源距离M点约为90 kmB.图甲中时刻,M点速度大小为0C.该横波沿x轴负方向传播D.沿横波传播方向距离M点16 km处的N点在5.275 s后将处于波谷11、一列波的波源S在O点做竖直方向、频率为10 Hz的简谐运动,t0时刻,向右传播的波形如图所示,向左传播的波形未画出。下列说法正确的是( )A.t0时刻,x=1 m处的质点运动方向向上B.t0时刻,x=-2 m处的质点运动方向向上C.t0+0.175 s时刻,x=-1 m处的质点处在波谷位置D.t0-0.025 s时刻,x=1 m处的质点处在波峰位
6、置12、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xP=1.5 m和xQ=4.5 m。P质点的振动图像如图乙所示。则Q质点的振动图像可能是( )A. B.C. D.13、如图甲是一列简谐横波在t=0.2 s时刻的波形图,P是平衡位置距离原点1.5 m的一个质点,Q是平衡位置距离原点2 m的一个质点,图乙是质点Q的振动图像。则( )A.这列简谐波的波速为10 m/sB.这列简谐波的传播方向为+x方向C.0.3 s时P的速度正在增大,加速度正在减小D.t=0.4 s到t=0.6 s质点P通过的路程为4 cm14、图甲为一列简谐横波在t=0.10 s时刻的波形图,是平衡
7、位置在x=1.0 m处的质点,Q是平衡位置在x=4.0 m处的质点;图乙为质点Q的振动图像。则()A.质点Q做简谐运动的表达式为y=0.10 sin 10t mB.在t=0.25 s时,质点的加速度方向与y轴正方向相同C.从t=0.10 s到t=0.20 s,该波沿x轴负方向传播了4 mD.从t=0.10 s到t=0.25 s,质点通过的路程为30 cm三、非选择题15、如图所示，一列简谐波沿x轴传播，实线为t1=0时的波形图，此时P质点向y轴负方向运动，虚线为t2=0.01 s时的波形图.已知周期T0.01 s.(1)波沿x轴_(填“正”或“负”)方向传播.(2)求波速.16、(1)如图所示
8、是一列简谐波沿x轴正方向传播的某时刻的波形图,a在正向最大位移处,b恰好处在平衡位置,经过t=的时间,关于a、b两个质点所通过的路程的关系,下列说法正确的是( )A.sa=sb B.sasb D.以上三种情况都有可能(2)一列横波在某时刻的波形图如图所示,质点a的运动方向向下,则波的传播方向向 ,在此时刻运动方向向上的质点有 ,加速度方向向下的质点有 17、图甲中的B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波,遇到人体组织时会产生不同程度的反射,探头接收到的超声波信号由计算机处理,从而形成B超图像。图乙为血管探头沿x轴正方向发射的简谐超声波的图像,t=0时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的频率
9、为1107 Hz。求:(1)血管探头发出的超声波在血管中的传播速度;(2)01.2510-7 s内质点M的路程;(3)从t=0时刻到质点N第一次到达波峰所经历的时间。18、甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播,传播速度均为v=25 cm/s,两列波在t=0时的波形曲线如图所示,求:(1)t=0时,介质中偏离平衡位置位移为16 cm的所有质点的x坐标;(2)在t=0时刻以后,介质中最早出现偏离平衡位置位移为-16 cm的质点的时间。答案与解析1、C解析：波向右传播,则P质点向上运动,可知P质点的速度正在减小,A错误;波向右传播,则Q质点向下运动,可知Q质点的加速度正在增大,B错
10、误;由图可知,P、Q两质点平衡位置的间距是半个波长,故P、Q的振动情况总是相反,再经过,两质点到平衡位置的距离仍相等,该时刻两质点的速度大小相等,方向相反,C正确,D错误。2、D解析：再过个周期后,a处质点处于波谷,c处质点处于波峰,b处质点处于平衡位置且向下运动,d处质点处于平衡位置且向上运动,所以题图乙是d处质点继续振动的图像,故选D。3、A解析：由题图可知波长为4 m,则周期为T= s=4 s,振动由P点传到Q点所用的时间为t=T=3 s,此时Q点开始沿y轴负方向振动,再经过2 s,Q点回到平衡位置开始向上运动,故选A。4、C解析：由已知，该波的波长=4 m，波速v=20 m/s，因此周
11、期为T=/v=0.2 s；因为波向右传播，所以t=0时刻P质点振动方向向下；0.75 T 0.17 s T，所以P质点在其平衡位置上方，正在向平衡位置运动，位移为正，正在减小；速度为负，正在增大；加速度为负，正在减小.正确，选C.5、A解析：由振动图像可知,x=0处的质点在t=时刻处在平衡位置,且正在向下运动;该简谐横波沿着x轴正方向传播,根据“上坡下,下坡上”的规律可知,只有A图中x=0处的质点正通过平衡位置向下运动,符合要求。6、C解析：质点A正向上运动,则可断定波向左传播,质点B、C正向下运动,质点D、E正向上运动,故C正确,A、B、D错误。7、D解析：经t时间后的波形可能是t时刻的波形
12、向右平移(即波向右传播)得到的,也可能是向左平移(即波向左传播)得到的,根据题意无法判断波的传播方向,A、B错误;波传播方向上的各质点在其平衡位置附近振动,并不随波迁移,C错误,D正确。8、C解析：题图乙所示质点在t=0时处在平衡位置且向上运动,那么,由题图甲可得,若波沿x轴负方向传播,题图乙与质点N振动情况一致;若波沿x轴正方向传播,题图乙和质点L振动情况一致,A、B错误。若题图乙为L质点的振动图像,则波沿x轴的正方向传播,C正确。若题图乙为N质点的振动图像,则波沿x轴的负方向传播,D错误。9、BC解析：由“同侧法”可知,表示波的传播方向与质点振动方向的两个箭头在曲线的同侧,正确的是B、C项
13、10、AD解析：设震源与M点的距离为x(km),则-=15.3 s,解得x=90 km,故A正确;图甲中时刻,M点在平衡位置,速度最大,故B错误;由振动图像可知,在t=2T时刻,M点向上振动,由“同侧法”可知该横波沿x轴正方向传播,故C错误;横波的周期为T=0.1 s,横波由M点传到N点的时间t1= s=5 s,再经过0.275 s=2T质点N处于波谷,故D正确。故选A、D。11、AC解析：由于波源在O点处,x轴正半轴的波向右传播,则将波形图向右微平移,可知x=1 m处的质点向上运动,故A正确;t0时刻,x=-2 m处的质点与x=2 m处的质点运动方向相同,运动方向向下,故B错误;波的周期为T
14、= s=0.1 s,则从t0到t0+0.175 s时刻,经过了1T,x=-1 m处的质点与x=1 m处的质点的位移相同,处于波谷,故C正确;t0-0.025 s时刻在t0之前T,x=1 m处的质点处于波谷,故D错误。12、BC解析：该波的波长为4 m,P、Q两质点的平衡位置间的距离为3 m,若波沿x轴正方向传播,当P在平衡位置向上振动时,Q此时应处于波峰,B正确;若波沿x轴负方向传播,当P处于平衡位置向上振动时,Q应处于波谷,C正确。13、AD解析：由甲、乙两图可知T=0.4 s,=4 m,则由波速与波长、周期的关系可得v=10 m/s,故A正确;乙图为Q点的振动图像,由图可知,当t=0.2
15、s时,Q点的振动方向沿着y轴的负方向,对甲图,由同侧法可知,这列简谐波的传播方向为-x方向,故B错误;与0.2 s时相比,0.3 s时这列波向左传播了x=vt=1 m,此时P点正在远离平衡位置向下振动,可知此时P点的速度在减小,加速度在增大,故C错误;从t=0.4 s到t=0.6 s,P点振动了半个周期,故P点通过的路程为s=2A=4 cm,D正确。14、ABC解析：质点Q做简谐运动的表达式为y=A sin t=0.10sin t m=0.10 sin 10t m,故A正确;由图乙可知在t=0.10 s时刻,质点Q在平衡位置处向下运动,根据同侧法可知,波向x轴的负方向传播,同理可得,在t=0.
16、10 s时刻,质点P向上运动,在t=0.25 s时,即在t=0.10 s时刻起历时0.15 s=T后,质点处于y轴负半轴,其加速度方向与y轴正方向相同,故B正确;根据v=可知,波向x轴负方向传播的速度大小v= m/s=40 m/s,则从t=0.10 s到t=0.20 s,该波沿x轴负方向传播了x=vt=40(0.20-0.10) m=4 m,故C正确;由于t=0.10 s时,P点不是在波峰或波谷或者平衡位置,故从t=0.10 s到t=0.25 s的周期内,通过的路程不等于3A=30 cm,故D错误。15、解析：(1)由波动图像可知波长=8 m，又由机械波的传播方向和质点的振动方向间的关系“上坡
17、抬头，下坡低头”可以判定，波沿x轴正方向传播.(2)由题意可知经过质点P回到平衡位置.可得周期T=0.08 s，波速v= m/s=100 m/s答案： (1)正 (2)100 m/s16、答案：(1)B(2)x轴负方向c、d、ee解析：(1)根据波的形成和传播规律可知,图中时刻质点b正向上运动,在t=时间内,因此sasb,选项B对,A、C、D错。(2)由“带动法”或“微平移法”可知波沿x轴负方向传播;根据波的形成过程中质点的带动特点,可以判断a、b、c、d、e质点的运动方向分别是向下、向下、向上、向上、向上,所以,运动方向向上的质点是c、d、e;位移为正时,加速度为负,则加速度方向向下的质点是
18、e。17、答案：1)1.4103 m/s(2)2 mm(3)210-7 s解析：(1)由题图乙知波长=1410-2 mm=1.410-4 m则波速v=f=1.410-41107 m/s=1.4103 m/s(2)质点M振动的周期T= s=110-7 s由于1.2510-7 s=T所以质点M在01.2510-7 s内运动的路程s=4A=40.4 mm=2 mm(3)从t=0时刻到质点N第一次到达波峰所经历的时间t= s=210-7 s18、答案：(1)x=(50+300n) cm(n=0,1,2,)(2)0.1 s解析：(1)根据两列波的振幅都为8 cm,质点偏离平衡位置位移为16 cm,即为两
19、列波的波峰相遇。设质点的坐标为x,根据波形图可知,乙、甲两列波的波长分别为乙=60 cm,甲=50 cm则甲、乙两列波的波峰坐标分别为x甲=50+k150(cm)(k1=0,1,2,)x乙=50+k260(cm)(k2=0,1,2,)综上,所有波峰和波峰相遇的质点的x坐标为x=(50+300n) cm,其中n=0,1,2,(2)偏离平衡位置位移为-16 cm的质点是两列波的波谷相遇的点,t=0时,两列波波谷位置x坐标之差x= cm- cm,其中n1=0,1,2,;n2=0,1,2,整理可得x=10(6n1-5n2)+5(cm),其中n1=0,1,2,;n2=0,1,2,波谷之间最小的距离为x=5 cm学科网（北京）股份有限公司