高中物理机械波经典讲解

------------------------------------------作者xxxx------------------------------------------日期xxxx 高中 高中语文新课程标准高中物理选修31全套教案高中英语研修观课报告高中物理学习方法和技巧高中数学说课稿范文 物理机械波经典讲解【精品文档】【精品文档】【精品文档】【精品文档】【精品文档】【精品文档】机械振动与机械波如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t时刻的波形图。已知该波的周期为T，a、b、c、d为沿波传播方向上的四个质点，则下列说法中正确的是（）A．在时，质点c的速度达到最大值B．在时，质点d的加速度达到最大值C．从t时刻起，质点a比质点b先回到平衡位置D．从t时刻起，在一个周期内，a、b、c、d四个质点所通过的路程均为一个波长【解析】波沿x轴正方向传播，所以质点b比质点a先回到平衡位置，选项C错误；一个周期的时间里，各质点的路程4倍的振幅，而不是一个波长，选项D错误。【答案】B1．图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置为x=1m处的质点，Q是平衡位置为x=4m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则A．t=0.15s时，质点Q的加速度达到正向最大B．t=0.15s时，质点P的运动方向沿y轴正方向C．从tt=0.25s，该波沿x轴正方向传播了6mD．从tt=0.25s，质点P通过的路程为30cmy/cmy/cmx/m-101024680t/10-2s-101051015200QP甲乙【解析】由乙图中Q点的振动图象可知t=0.15s时Q点在负的最大位移处，故具有正向最大加速度，故A正确；甲图描述的是t=0.10s时的波动图象，而根据乙图可知t=0.10s到t=0.25s内Q点将向下振动，这 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 在甲图中此时Q点将向下振动，根据质点振动方向和波传播方向的关系可知，波向左传播，判定出经过四分之一周期即t=0.15s时质点P运动方向为Y轴负方向，故B错误；根据甲乙两图可知波长和周期，则波速：v==40m/s，故从t=0.10s到t=0.25s，波沿x负方向传播了6m，而并非沿x轴正方向传播，故C错误；质点在一个周期内通过的路程为4个振幅长度，结合时P点的位置可知在三周期内，质点P通过的路程小于三个振幅即小于30cm，故D错误．故选A．2.（2013·北京海淀二模，18题）—根弹性绳沿x轴放置，左端位于坐标原点，用手握住绳的左端，当t=0时使其开始沿y轴做简谐运动，在t=0.25s时，绳上形成如图4所示的波形。关于此波,下列说法中正确的是A.此列波为横波,0点开始时向上运动B.此列波的波长为2m,波速为8m/SC.在t=后,A、B两点的振动情况总相同D.当t=10s时，质点B正通过平衡位置向上运动【答案】D【解析】由题意可知该简谐波沿x轴向右传播，质点沿y轴方向上下振动，故此列波为横波，由图可看出波长为2m，0点开始时向下运动，t=0.25s时，波刚传播到x=1m处，故波速为4m/s，选项A、B错误。t=1.25s时,波刚好传播到x=5m（即B点）处，A、B两点相距半波长的奇数倍，振动情况总相反，C错误。该简谐波的周期为=0.5s，t=1.25s时,波刚好传播到B点，B点向下运动，t=1.5s时，质点B正通过平衡位置向上运动，故再过17个周期，即当t=10s时，质点B正通过平衡位置向上运动3．如图所示，位于原点O处的波源在t=0时刻，从平衡位置（在x轴上）开始沿y轴正方向做周期为T的简谐运动，该波源产生的简谐横波沿x轴正方向传播，波速为v，关于在处的质点P，下列说法正确的是PxyOA．质点P开始振动的方向沿y轴正方向B．质点P振动周期为T，振动速度的最大值为vC．若某时刻波源在波谷，则质点P也一定在波谷D．若某时刻质点P在波峰，则波源在也一定在波峰【答案】A【解析】质点P在波源的驱动力作用下做受迫振动，开始振动的方向与波源开始振动方向相同，即沿y轴正方向，其振动周期等于波源振动的周期，则质点P的振动周期为T，P点的振动速度与波速不同，其最大速度无法确定，故A正确B错误．波长为λ=vT，=λ，则P点与波源振动情况总是相反，若某时刻波源在波谷，则质点P一定在波峰，若某时刻质点P在波峰，则波源一定在波谷，CD错误。4．如图所示是一列简谐横波在某时刻的波形图，若此时质元P正处于加速运动过程中，则此时A．质元Q和质元M均处于加速运动过程中B．质元Q和质元N均处于加速运动过程中C．质元Q处于加速运动过程中，质元M处于减速运动过程中D．质元Q处于减速运动过程中，质元N处于加速运动过程中本题应选D。5.沿轴正方向传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形曲线如图所示，其波速为10m／s，该时刻波恰好传播到x=6m的位置。介质中有a、b两质点，下列说法中正确的是A．时刻，b质点的运动方向向上B．时刻，b质点的速度大于a质点的速度C．时刻，b质点的加速度大于a质点的加速度D．时刻，处的质点位于波谷【答案】B【解析】由于波沿x轴正向传播，故时刻，质点b向下运动，选项A错误。由于此时质点a的位移达到最大值，故此时质点a的速度为0，加速度最大，选项B正确C错误。由于波速为10m／s，所以时刻x=8m的质点刚要起振，波还未传到处的质点，故选项D错误。6.如图甲所示，一列沿x轴正方向传播的简谐横波，O点为振源，P点到O点的距离L。t=0时刻O点由平衡位置开始振动，图乙为质点P的振动图像。下列判断正确的是甲乙A．该波的波速为2m/s，t=2s时刻振源O的振动方向沿y轴正方向B．该波的波速为4m/s，t=2s时刻振源O的振动方向沿y轴正方向C．该波的波速为2m/s，t=2s时刻振源O的振动方向沿y轴负方向D．该波的波速为4m/s，t=2s时刻振源O的振动方向沿y轴负方向【答案】A【解析】由图乙可知由O传波到P需要4s，故波速等于2m/s；由图乙可知质点P的起振方向沿y轴正方向，且周期为2s，故振源O的起振方向也沿y轴正方向，t=2s时刻，振源O刚好振动一个周期，振动方向跟起振方向一致，本题应选A.7.如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波，实线为t＝0时刻的波形图，虚线为t＝0.6s时的波形图，波的周期T>0.6s，则A．波的周期为0.8sB．在t＝0.9s时，P点沿y轴正方向运动C．经过0.6s，P点经过的路程为mD．在t＝0.5s时，Q点到达波峰位置【答案】C【解析】由已知条件可知=0.6s，故波的周期为2.4s，A错误；t＝0s时，质点P向上振动，故t＝0.9s时，P点沿y轴负方向运动，B错误；经过0.6s，P点经过的路程为一个振幅，即m，C正确；t＝0s时，质点Q向上振动，故在t＝0.5s时，Q点不能到达波峰位置，D错误。8.如图所示为一列沿着x轴正方向传播的横波在t=0时刻的波形图。已知这列波的周期T=2.0s。则0.2QUOTE01x/mmmmmmmmmy/mA．这列波的波速vB．在t=0时，xC．经过2.0s，这列波沿xD．在t=0.4s时，xy轴正方向【答案】D【解析】由图像可知波长=1m，由可知这列波的波速v=/s，A错误；在t=0时，x=处的质点在平衡位置，速度最大，B错误；经过2.0s，这列波沿x轴正方向传播，C错误；由于波沿x轴正方向传播，经过t=0.4s<，x=处的质点的运动方向为y轴正方向，D正确。9.一弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式为y，位移y的单位为m，时间t的单位为s。C.在t=0.2s时，振子的运动速度为零【答案】C【解析】将关系式y与简谐波的表达式对比可得，振幅A=，周期0.8s，选项AB错误。在t=0.2s=时，振子的位移达到最大，此时运动速度为零，选项C正确。阵子在平衡位置附近上下振动，若起振点在平衡位置或最大位移处，则0.2s时间内，振子的位移均为，若起振点不是上述位置，则D项错误。10．右图是沿x轴正向传播的简谐横波在某时刻的波形图，波速为2.0m/s，下列说法正确的是B．此时刻质点P的振动方向沿y轴正方向C．经过△D．经过△【答案】D【解析】周期T==2.0s，选项A错误；“峰前升，峰后降”，质点P此时在峰后，故沿y轴负向运动，选项B错误；质点P只在其平衡位置附近上下振动，不随波逐流，选项C错误；经过△t=4.0s=2T，质点Q通过的路程是振幅的8倍，即，选项D正确。11．甲为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，Q是平衡位置x=4.0m处的质点，图乙是质点Q的振动图象，A．t=0.10s时，质点Q的速度达到正向最大B．t=0.10s时，质点Q的运动方向沿y轴正方向C．从t=t=0.25s，该波沿xD．从t=t=0.15s，质点Q通过的路程为30cm乙t/sy/cm010-10y/cm100Q4862x/m-10甲图2【答案】C【解析】由题图可知该简谐横波沿x轴正向传播，t=0.10s时，质点Q到达平衡位置，正向下运动，其速度达到负向最大，选项A、B错误；该简谐横波的波速为，从t=t=0.25s，该波沿x轴正方向传播了，选项C正确；从t=t=0.15s，即，质点Q通过的路程为10cm，选项D错误。12.如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图象（图中仅画出0~12m范围内的波形）。经过s的时间，恰好第三次重复出现图示的波形。根据提供的信息，下列判断中正确的A．波的传播速度的大小为30m/sB．波中质点P的振动的周期为0.3sC．可以画出波中质点P的振动图像D．该时间段内质点P经过的路程为24m【答案】C【解析】由波动图象读出波长．根据“”，确定周期，由公式v=确定波速．质点经过3个周期，通过的路程是12个振幅，由于波的传播方向沿x轴正向，所以可以画出P点的振动图象．本题应选C。13.下列沿着x轴正方向传播的横波，在t=0s刻的波形如图甲所示，则图乙表示图甲中E,F,G,H四个质点中哪一个质点的振动图像E点,B.F点C.G点D.H点B【解析】由于该横波沿x轴正方向传播，根据“峰前升，峰后降”可知图乙表示质点F的振动图象，14．（2013·北京大兴一模，17题）一列沿x轴正向传播的横波在某时刻波的图象如图甲所示，A、B、C、D为介质中沿波的传播方向上四个质点，若从该时刻开始再经过5s作为计时零点，则图乙可以用来反映下列哪个质点的振动图象()A．质点B．质点BC．质点CD．质点DC【解析】由题图乙可知该横波周期为4s，经过5s即1.25个周期作为计时零点，质点向上运动，结合图甲以及横波沿x轴正向传播Px/cmy/mO-2040甲t/sy/m0-12乙15．如图甲为t=0时刻沿x轴方向传播的简谐横波，图乙是横波上P质点的振动图线，则该横波A．沿x轴正方向传播，波速为0.2m/sB．沿x轴正方向传播，波速为20m/sC．沿x轴负方向传播，波速为m/sD．沿x轴负方向传播，波速为20m/s【答案】C【解析】由图甲可知该横波波长=40cm，由图乙可知该横波周期T=2s，故该横波的波速又P质点的起振方向向上，故该横波沿x轴负方向传播；故选C。16．图5是一列简谐横波在t=2s时的波形图，图6是这列波中P点的振动图象，则该波的传播速度和传播方向是A．v=25m/s，向x轴负方向传播B．v=25m/s，向x轴正方向传播C．v=50m/s，向x轴负方向传播D．v=50m/s，向x轴正方向传播P图5图65Ox/my/cm50100150200图6Ot/sy/cm1234【答案】C【解析】由图6知，2s时刻P点正经过平衡位置向正方向运动，则由波动图象可知波应向x轴的负方向传播；而波的周期为2s，波长为100m，则波速v=m/s=50m/s；故C正确．17.如图为一列沿x轴负方向传播的简谐横波，实线为t＝0时刻的波形图，虚线为t＝0.6s时的波形图，波的周期T＞0.6s，则（）sB.在t＝0.9s时，P点沿y轴正方向运动C.经过0.4s，P点经过的路程为0.4mD.在t＝0.5s时，Q点到达波峰位置ACD【解析】根据题意应用平移法可知由实线得到虚线需要将图象沿x轴负方向平移（n+）λ，其中n=0、1、2、3、4…，故由实线传播到虚线这种状态需要（n+）T，即（n+）T=0.6s，解得T=，其中n=0、1、2、3、4…，当n=0时，解得T=0.8s，当n=1时，解得T=0.34s，又T＞0.6s，故周期为0.8s，故A正确；由于波沿x轴负方向传播，故t=0时p点沿y轴负方向运动，故t=0.8s时p点沿y轴负方向运动，而周期T=0.8s，故0.9s时P点沿y轴负方向运动．故B错误．在一个周期内p点完成一个全振动，即其运动路程为4A，而0.4s=T，故p点的运动路程为2A=，C正确；由题意可知波长λ=8m，则波速v==10m/s，在t=0时Q点的横坐标为5m，由于波沿y轴负方向运动，故在t=0.5s的时间内波沿x轴负方向传播的距离为x=vt=10×0.5=5m，故在t=0.5s时，Q点振动情况和t=0时距离坐标原点10m处的质点的振动情况相同，而t=0时距离坐标原点10m处的质点在波峰，在t=0.5s时，Q点到达波峰位置．18．沿x轴正向传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形如图6所示，P为介质中的一个质点，该波的传播速度为2.5m/s，则t=0.8s时（）0y/cmx/m图62-21234567PA．质点P对平衡位置的位移为正值B．质点P的速度方向与对平衡位置的位移方向相同C．质点P的速度方向与加速度的方向相同D．质点P的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反【答案】BD【解析】由题图可知波长，故周期=1.6s，由于波沿x轴正向传播，t=0时刻质点P向上运动，经过t=0.8s=，质点P向下运动，位移为负，加速度方向为正，选项BD正确。