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1、精品教案可编辑第 2 章 2.3 机械波的案例分析(建议用时：45 分钟)学业达标 1.图 2-3-7为一列简谐波在t0 时刻的图像，已知质点P将比质点Q后回到平衡位置，则下列说法中正确的是()图 2-3-7A.波一定沿x轴正方向传播B.质点Q与质点R的运动方向相同C.质点P的速度正在增大D.质点R的加速度正在减小E.质点Q的速度正在增大【解析】因P点比Q点后回到平衡位置，可知P点向y方向振动，Q点向y方向振动，可判断波向x方向传播，即P点远离平衡位置，速度正在减小，Q点靠近平衡位置，速度正在增大；R点与Q点均向y方向运动，R点正远离平衡位置，位移增大，加速度增大.【答案】ABE2.一简谐机械
2、横波沿x轴正方向传播，波长为，周期为T.t0 时刻的波形如图2-3-8甲所示，a、b是波上的两个质点.图乙是波上某一质点的振动图像.下列说法中正确的是()甲乙图 2-3-8精品教案可编辑A.t0 时质点a的速度比质点b的大B.t0 时质点a的加速度比质点b的大C.图乙可以表示质点a的振动D.图乙可以表示质点b的振动E.a、b两质点的振幅相同【解析】质点在平衡位置处的振动速度是最大的，所以在零时刻a的速度小于b的速度，A 错误；而质点偏离平衡位置越远加速度越大，a的加速度大于b的加速度，B 正确；根据波的图像“同侧法”可以判断在零时刻，b在平衡位置且向下振动，D 正确，C 错误.因是简谐波，E
3、正确.【答案】BDE3.质点A做简谐运动，其振动图像和t1.6 s 时刻的波动图像如图2-3-9所示，则下列说法正确的是()图 2-3-9A.质点A向上运动B.波向右传播C.质点A向下运动D.波向左传播E.质点A比质点B先回到平衡位置【解析】由振动图像可得质点A正在向上运动，则结合波动图像可以看出，波正向右传播，故A、B、E正确.【答案】ABE4.一列简谐横波沿直线传播，该直线上的a、b两点相距 4.42 m.图 2-3-10中实、虚两条曲线分别表示平衡位置在a、b两点处质点的振动曲线.从图示可知()精品教案可编辑【导学号：38910024】图 2-3-10A.此列波的频率一定是10 HzB.
4、此列波的波长一定是0.1 mC.此列波的传播速度可能是34 m/sD.a点一定比b点距波源近E.此列波的波长可能是3.4 m【解析】由振动图像可知T0.1 s，故f1T10 Hz，A 对.由振动周期性可知当波从a传到b时有40.03 0.0250.1n4.42 m，即310n4.42 m，44.2310nm(n0,1,2，)，可知 B 错，E对；由vf得v442310nm/s(n0,1,2，)，当n1 时，v34 m/s，C 对.由于不知波的传播方向，故无法判断a、b中的哪一点离波源近，D 错.【答案】ACE5.如图 2-3-11所示，甲是 _ 图像，乙是 _ 图像.图 2-3-11【解析】波
5、动图像的横坐标为各质点的平衡位置；振动图像中横坐标为时间.【答案】波动振动6.取向上为质点振动的正方向，得到如图2-3-12所示的两个图像，其中图甲是一列波的图像，A是介质中的一个质点，图乙是介质中另一个质点的振动图像，B为振动中的某一精品教案可编辑个时刻，图甲中A质点在该时刻的运动方向是_，图乙中B时刻质点的运动方向是_.甲乙图 2-3-12【解析】图甲表示的是波的图像，由于波沿x轴负方向传播，所以，图中质点A的振动方向向下；图乙表示的是振动图像，在图中B所对应的时刻质点应当向下运动(因为下一时刻位移为负值).【答案】向下(或沿y方向)向下(或沿y方向)7.图 2-3-13(a)表示一列简谐
6、波在介质中传播时，某一质点a的振动图像，请在图(b)中作出这列简谐波在t0 时刻的波形图(质点a画在坐标原点上，且波沿x轴正方向传播).图 2-3-13【解析】由图(a)可知，t0 时刻质点a正处于平衡位置且沿y方向运动，经T4达到正向最大位移处，x轴正向为波传播的方向，利用波形与振动方向关系的判断方法，得出t0 时的波形如图所示.【答案】见解析8.如图 2-3-14甲为某一列波在t1.0 s 时的图像，图乙为参与该波的质点P的振动图像.精品教案可编辑图 2-3-14(1)求该波波速；(2)求再经过3.5 s 时P质点通过的路程；(3)波的传播方向.【导学号：38910025】【解析】(1)根
7、据两图像得4 m，T1.0 s所以vT4 m/s.(2)3.5 s 内的路程为stT4A3.51 0.8 m2.8 m.(3)由题中乙图知P质点 1.0 s 时沿y轴负方向振动，由“同侧法”可知，题图甲中波向左传播.【答案】(1)4 m/s(2)2.8 m(3)向左能力提升 9.(2014全国卷)图2-3-15(a)为一列简谐横波在t2 s 时的波形图，图(b)为媒质中平衡位置在x1.5 m 处的质点的振动图像，P是平衡位置为x2 m 的质点.下列说法正确的是()图 2-3-15A.波速为 0.5 m/sB.波的传播方向向右C.02 s 时间内，P运动的路程为8 cm精品教案可编辑D.02 s
8、 时间内，P向y轴正方向运动E.当t 7 s 时，P恰好回到平衡位置【解析】由题图(a)读出波长2.0 m，由题图(b)读出周期T4 s，则vT0.5 m/s，选项 A 正确；题图(a)是t2 s 时的波形图，题图(b)是x1.5 m 处质点的振动图像，所以该质点在t2 s 时向下振动，所以波向左传播，选项B 错误；在 02 s 内质点P由波峰向波谷振动，通过的路程s2A8 cm，选项 C 正确，选项D 错误；t7 s 时，P点振动了74个周期，所以这时P点位置与t34T3 s 时位置相同，即在平衡位置，所以选项E正确.【答案】ACE10.一列简谐机械横波某时刻的波形如图2-3-16所示，波源
9、的平衡位置坐标为x0.当波源质点处于其平衡位置上方且向下运动时，介质中平衡位置坐标x2 m 的质点在其平衡位置 _ 方且向 _ 运动.图 2-3-16【解析】此列波沿x轴正向传播，波源质点在平衡位置上方且向下运动，其波形示意图如图所示.由图可知，x2 m 处质点在平衡位置下方且向上运动.【答案】下上11.某列波在t0 时刻的波形如图2-3-17中实线所示，虚线为t0.3 s(该波的周期T0.3 s)时刻的波形图，已知t0 时刻质点P向平衡位置方向运动，请判定波的传播方向并求出波速.精品教案可编辑图 2-3-17【解析】由于在t0 时刻质点P向平衡位置方向运动，因此根据振动方向与波的传播方向的“
10、同侧”关系可知，波向x轴负方向传播，从图中可知，此波的波长为4 m，从实线到虚线经过的时间为0.3 s，因此周期满足的关系通项为(n34)T0.3 s，解得T1.24n3s，其中n0,1,2，又因为T 0.3 s，因此只有n0 满足，此时T0.4 s，根据波长、波速、周期的关系可知，波的传播速度为vT10 m/s.【答案】x轴负方向10 m/s12.如图 2-3-18所示，实线是一列简谐波在某一时刻的波形图像，虚线是0.2 s 后它的波形图像，则这列波可能的波速为多大？【导学号：38910026】图 2-3-18【解析】若向右传播则s右(n14)(4n1)m所以波速v右s右t4n10.2m/s(20n5)m/s(n0,1,2,3，)若波向左传播精品教案可编辑则s左(n34)(4n3)mv左s左t4n30.2m/s(20n15)m/s(n0,1,2,3，).【答案】(20n5)m/s(n 0,1,2,3，)或(20n15)m/s(n0,1,2,3，)