資源簡介

課時分層作業(十二)　波的描述
?題組一　波的圖像
1．下列選項為一列橫波在某介質中傳播時某一時刻的波形圖，已知波的傳播方向向右，能正確描述各質點繼續振動時運動方向的是(　　)
A　　　　　　　　B
C　　　　　　　　D
2．如圖所示為某一向右傳播的橫波在某時刻的波形圖，則下列敘述中正確的是(　　)
A．經過半個周期，質點C將運動到E點處
B．M點和P點的振動情況時刻相同
C．A點比F點后到達最低位置
D．B點和D點的振動步調相反
3．如圖所示是一列沿x軸向右傳播的橫波在某個時刻的波形圖，由圖可知(　　)
A．質點a此時的速度是零
B．質點b此時向y軸負方向運動
C．質點c的加速度為負
D．質點d的振幅小于2 cm
4．一列沿x軸正方向傳播的簡諧機械橫波，波速為 4 m/s。某時刻波形如圖所示，下列說法正確的是(　　)
A．這列波的振幅為4 cm
B．這列波的周期為0.5 s
C．此時x＝4 m處質點沿y軸負方向運動
D．此時x＝4 m處質點的加速度為0
?題組二　波長、頻率和波速的關系
5．船上的人和水下的潛水員都能聽見輪船的鳴笛聲。聲波在空氣中和在水中傳播時的(　　)
A．波速和波長均不同
B．頻率和波速均不同
C．波長和周期均不同
D．周期和頻率均不同
6．一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，頻率為 5 Hz，圖中A、B兩質點的橫坐標分別為x＝2 cm和x＝16 cm。某時刻的波形如圖所示，從該時刻算起，當質點B的位移和速度與圖示時刻質點A的運動狀態相同時，所需的最短時間為(　　)
A．0.08 s　　　　　　　　 B．0.12 s
C．0.14 s D．0.16 s
7．平靜湖面傳播著一列水面波(橫波)，在波的傳播方向上有相距3 m的甲、乙兩個小木塊隨波上下運動，測得兩個小木塊每分鐘都上下30次，甲在波谷時，乙在波峰，且兩木塊之間有一個波峰。這列水面波(　　)
A．頻率是30 Hz B．波長是3 m
C．波速是1 m/s D．周期是0.1 s
8．如圖所示，一列簡諧橫波平行于x軸傳播，圖中的實線和虛線分別為t＝0和t＝0.1 s時的波形圖。已知平衡位置在x＝6 m處的質點，在0到0.1 s時間內運動方向不變。這列簡諧波的周期為________ s，波速為______ m/s，傳播方向沿x軸________(選填“正方向”或“負方向”)。
9．一列沿x軸正方向傳播的橫波在某一時刻的波形如圖所示，已知該波沿x軸勻速前進，每秒向前傳播16 m。
(1)指出這列波中質點振動的振幅；
(2)畫出再經過0.125 s時的波形。
10．一列簡諧橫波在某時刻的波形如圖所示，此時刻質點P的速度為v，經過0.2 s后它的速度大小、方向第一次與v相同，再經過1.0 s它的速度大小、方向第二次與v相同，則下列判斷中正確的是(　　)
A．波沿x軸負方向傳播，且波速為10 m/s
B．若某時刻N質點到達波谷處，則Q質點一定到達波峰處
C．質點M與質點Q的位移大小總是相等、方向總是相反
D．從圖示位置開始計時，在3 s時刻，質點M偏離平衡位置的位移y＝－20 cm
11．如圖所示為一列簡諧橫波在t＝0時刻的波形圖，M為介質中的一個質點，若該波以20 m/s的速度沿x軸負方向傳播，則下列說法正確的是(　　)
A．在t＝0時刻，質點M向上振動
B．經過0.25 s，質點M通過的路程為10 cm
C．在t＝0.25 s時，質點M的速度方向與加速度方向相同
D．在t＝0.25 s時，質點M的加速度方向沿y軸正方向
12．圖中實線為一列簡諧橫波在某一時刻的波形曲線。經過0.3 s后，其波形圖曲線如圖中虛線所示。已知該波的周期T大于0.3 s。若波是沿x軸正方向傳播的，則該波的速度大小為________m/s，周期為________s；若波是沿x軸負方向傳播的，該波的周期為________s。
13．一列簡諧波的波源在圖中的坐標原點處，經過0.4 s，振動從原點向右傳播20 cm，此時波的圖像如圖所示，質點P離原點的距離為80 cm。則：
(1)判斷質點P起振時的速度方向；
(2)該波從原點向右傳播時開始計時，經過多長時間質點P第一次到達波峰？
(3)由圖示時刻開始計時，至質點P第一次到達波峰，求這段時間內波源在振動過程中通過的路程。
4 / 4課時分層作業(十二)
1．C　[處在位移最大處的質點一定向平衡位置運動，因此，A、D兩項錯誤；利用“上下坡”法可判斷C項正確，B項錯誤。]
2．D　[各質點在各自的平衡位置附近振動，不隨波遷移，所以經過半個周期，質點C會回到平衡位置，但不會運動到E點，A錯誤；利用“上下坡”法可知，此時M點向下運動，P點向上運動，B錯誤；波向右傳播，F點和A點都向上振動，A點先到達最低位置，C錯誤；B點和D點的振動相差半個周期，所以振動步調相反，D正確。]
3．A　[質點a此時處于波峰位置，它的速度為零，故A正確；質點b此時位于平衡位置，根據波向右傳播，可知質點b向y軸正方向運動，故B錯誤；質點c此時處于波谷位置，則回復力指向y軸正方向，即加速度為正，故C錯誤；所有質點的振幅均為2 cm，故D錯誤。]
4．D　[由題圖可得，這列波的振幅為2 cm，A錯誤；由題圖得，波長λ＝8 m，由T＝得T＝2 s，B錯誤；由波動與振動的關系得，此時x＝4 m處質點沿y軸正方向運動，且此質點正處在平衡位置，故加速度a＝0，C錯誤，D正確。]
5．A　[機械波從一種介質傳到另一種介質，是通過質點間受迫振動傳播的，頻率都等于波源的頻率，保持不變，周期T＝，則周期也不變，而機械波在不同介質中波速不同，根據v＝λf可知，波長隨波速成正比變化，A正確，B、C、D錯誤。]
6．C　[由題圖可知，波長λ＝20 cm，速度v＝λf＝0.2×5 m/s＝1 m/s。質點A的運動狀態傳播16 cm－2 cm＝14 cm，所需的最短時間為t＝ s＝0.14 s，選項C正確。]
7．C　[據題意，甲在波谷時，乙在波峰，且兩木塊之間有一個波峰，則1.5λ＝3 m，得λ＝2 m。由小木塊每分鐘振動30次得小木塊振動的頻率f＝ Hz＝0.5 Hz，周期為T＝＝2 s，故波速v＝λf＝2×0.5 m/s＝1 m/s。由以上分析可知C項正確。]
8．解析：由題意x＝6 m處的質點在0到0.1 s時間內的運動方向不變，知該質點在該時間內振動的時間小于半個周期，結合波形圖可知該時間應為個周期，顯然該時間內x＝6 m處的質點沿y軸負方向運動，則由波的傳播方向以及質點振動方向的關系可判斷，該簡諧橫波沿x軸負方向傳播；又由T＝0.1 s得T＝0.4 s，由波速與波長、周期的關系得v＝＝ m/s＝10 m/s。
答案：0.4　10　負方向
9．解析：(1)由題中圖像可以看出，質點振動的最大位移是10 cm，因此振幅是10 cm。
(2)由于波勻速前進，經0.125 s波沿x軸正方向移動的距離為Δx＝vΔt＝16×0.125 m＝2 m，所以再經過0.125 s時的波形如圖中虛線所示。
答案：(1)10 cm　(2)見解析圖
10．B　[假設P點向下振動，則第一次速度與v相同需要經過大于半個周期的時間，第二次速度與v相同需要經過小于半個周期的時間，與題目中給的時間不符合，所以P點應向上振動，根據同側法判斷該機械波應該向右傳播，選項A錯誤；根據題意得，兩次速度與v相同經過的時間加在一起為周期，即質點P的振動周期為0.2 s＋1.0 s＝1.2 s，所以波的傳播周期也為1.2 s，波長為12 m，所以波的傳播速度為10 m/s。N、Q相距，由于對稱性，N、Q速度大小相等，方向相反，所以N到波谷，Q到波峰，選項B正確；經過T波向右平移λ，可以發現M、Q均為正位移，選項C錯誤；3 s＝T，所以圖形正好與本題圖關于x軸對稱，所以此時刻質點M偏離平衡位置的位移y＝－10 cm，選項D錯誤。]
11．D　[根據“下坡上，上坡下”可知，t＝0時刻，質點M向下振動，故A錯誤；根據題圖可知，該波波長為4 m，故周期T＝＝0.2 s，經過一個周期質點M通過的路程為8 cm，又因為質點向平衡位置運動時速度越來越大，故自題圖所示時刻在0.05 s時間內質點M通過的路程大于振幅2 cm，故經過0.25 s，質點M通過的路程大于10 cm，故B錯誤；在t＝0.25 s時質點M到達平衡位置下方，此時正在向下振動，速度方向沿y軸負方向，而加速度方向指向平衡位置，即沿y軸正方向，故C錯誤，D正確。]
12．解析：若該波沿x軸正方向傳播，則有T＋nT＝0.3 s(n＝0，1，2，…)，由于T＞0.3 s，所以n＝0，解得該波的周期為T＝0.4 s，該波的波速為v＝＝ m/s＝0.5 m/s。若該波沿x軸負方向傳播，則有T＋nT＝0.3 s(n＝0，1，2，…)，由于T>0.3 s，所以n＝0，解得該波的周期為T＝1.2 s。
答案：0.5　0.4　1.2
13．解析：(1)振動從原點向右傳播，由題圖可知，x＝20 cm處質點的起振方向沿y軸負方向，則質點P起振時的速度方向也沿y軸負方向。
(2)由題意可知，經過0.4 s，振動從原點向右傳播20 cm，得波速v＝＝50 cm/s。由題圖可知，此時x＝5 cm處的質點第一次達到波峰，x＝5 cm處質點的振動狀態傳到P點時波傳播的距離x′＝75 cm，則質點P第一次到達波峰所需的時間t′＝＋0.4 s＝1.9 s。
(3)由題圖所示時刻開始計時，至質點P第一次到達波峰，這段時間內波形平移了75 cm，則所需時間t2＝1.5 s，則1.5 s＝T，波源通過的路程為×4A＝60 cm。
答案：(1)沿y軸負方向　(2)1.9 s　(3)60 cm
3 / 3

展開更多......

收起↑