高中物理 第二章 机械波 2.2 机械波的案例分析每课一练 沪科版选修3-4

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1、2.2机械波的案例分析[基础题]1．简谐横波某时刻的波形如图1所示，P为介质中的一个质点．以下说法正确的是(　　)图1A．若波沿x轴正方向传播，则P质点此时刻速度沿x轴正方向B．若波沿x轴正方向传播，则P质点此时刻加速度沿y轴正方向C．再过个周期时，质点P的位移为负值D．经过一个周期，质点P通过的路程为4A答案　D解析　横波中，质点振动方向与波的传播方向应垂直，故A错；质点加速度的方向一定指向平衡位置，故B错；由于不知道波的传播方向，则无法判断个周期后质点P的位置，故C错；只有选项D正确．2．(2014·安徽·16)一简谐横波沿x轴正向传播，图2是t＝0时刻的波形图，图3是介质中某质点

2、的振动图象，则该质点的x坐标值合理的是(　　)图2图3A．0.5mB．1.5mC．2.5mD．3.5m答案　C解析　明确波的图象与振动图象的物理意义．由质点振动图象可知t＝0时刻，质点位移为负且向负方向运动，可直接排除A、B、D选项，仅选项C符合题意，故选项C正确．3.一列横波在某时刻的波形图像如图4所示，此时质点F的运动方向向下，则下列说法正确的是(　　)图4A．波水平向右传播B．质点H与质点F的运动方向相同C．质点C比质点B先回到平衡位置D．此时刻质点C的加速度为零答案　C4．如图5所示是一列简谐波在某一时刻波的图像，下列说法正确的是(　　)图5A．波一定沿x轴正方向传播B．a、b

3、两个质点的速度方向相反C．若a点此时的速度方向沿y轴的正方向，那么波的传播方向是沿x轴的正方向D．若波沿x轴的负方向传播，则b质点的振动方向沿y轴的负方向答案　BC解析　题目没指明波的传播方向，故应有两种情况，A错误；但无论向哪个方向传播，由于a、b两个质点在波的传播方向上相隔半个波长，它们的速度方向都相反，B正确；由质点振动方向和波传播方向的关系(可用带动法确定关系)知C正确，D错误．5．下列波形图中正确的是(　　)答案　BC解析　根据带动法或用微平移法确定．A项中，波是从左向右进行传播，在箭头对应点的左侧取一点a，则该点应向上振动，故A错误．同理可得B、C正确，D错误．6.在波的传

4、播方向上有A、B两点，相距1.8m，它们的振动图像如图6所示，波的传播速度的大小可能是(　　)图6A．18m/sB．12m/sC．6m/sD．3.6m/s答案　ACD解析　由振动图像可看出：T＝0.2sA、B间隔距离为半波长的奇数倍，Δx＝(2n＋1)＝1.8m(n＝0,1,2…)所以λ＝m(n＝0,1,2…)由v＝得v＝m/s(n＝0,1,2，…)，将n＝0,1,2…代入得A、C、D选项正确．7．一振动周期为T、振幅为A、位于x＝0点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐振动．该波源产生的一维简谐横波沿x轴正向传播，波速为v，传播过程中无能量损失．一段时间后，该振动传播至某质点P，关于

5、质点P振动的说法正确的是________．A．振幅一定为AB．周期一定为TC．速度的最大值一定为vD．开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于它离波源的距离E．若P点与波源距离s＝vT，则质点P的位移与波源的相同答案　ABE解析　质点P振动的振幅、周期、开始振动的方向都与波源相同，故选项A、B正确，D错误；质点振动的速度与波速v无关，选项C错误；E选项中，P点与波源振动情况完全一致，选项E正确．[能力题]8.如图7所示是一列简谐波在某时刻的波形图，若每隔0.2s波沿＋x方向行进0.8m，试画出17s后的波形图．图7答案　见解析解析　方法一：平移法由题知波速v＝m/s＝4m/s，由题图知波长

6、λ＝8m.可知周期T＝＝s＝2s，17秒内的周期数n＝＝＝8，将8舍弃，取，根据波动的时间与空间的周期性，将波向＋x方向平移λ即可，如图中虚线所示．方法二：特殊质点法如图所示，在图中原波形上取两特殊质点a、b，因Δt＝8T，舍弃8，取T，找出a、b两质点再振动后的位置a′、b′，过a′、b′画一条正弦曲线即可．9．如图8所示，甲为某一列波在t＝1.0s时的图像，乙为参与该波动的P质点的振动图像．图8(1)说出两图中AA′意义？(2)说出甲图中OA′B图线的意义？(3)求该波速v.(4)在甲图中画出再经3.5s时的波形图．(5)求再经过3.5s时P质点的路程s和位移．答案　见解析解析　(

7、1)甲图中AA′表示A质点的振幅或1.0s时A质点的位移大小为0.2m，方向为负．乙图中AA′表示P质点的振幅，也是P质点在0.25s时位移大小为0.2m，方向为负．(2)甲图中OA′B段图线表示O到B之间所有质点在1.0s时的位移，方向均为负．由乙图看出P质点在1.0s时沿y轴负方向振动．所以甲图中波向左传播，则OA′间各质点负向远离平衡位置方向振动，A′B间各质点正向靠近平衡位置方向振动．(3)从甲图得波长λ＝4m，从乙图得周期T＝1s，波