教科版高中物理选修(3-4)2.2《波的图像》同步练习教学反思设计案例学案说课稿

2.2 波的图像

题组一 质点的振动方向与波传播方向的关系 1．下列图中正确的波形图是

( )

解析 根据“坡形”法，凡是在“上坡”区必向下运动，“下坡”区的必向上运动，故B、C正确． 答案 BC

2．如图2－3－12所示为一列简谐横波在某一时刻的波形图，已知质点A在此时刻的振动方向如图

中箭头所示，则以下说法中正确的是 ( )

图2－3－12

A．波向左传播，质点B向下振动，质点C向上振动 B．波向右传播，质点B向上振动，质点C向下振动 C．波向左传播，质点B向上振动，质点C向上振动 D．波向右传播，质点B向下振动，质点C向下振动

解析 解决该题有许多方法，现用“上下波”法判断，若波向右传播，则A质点处于下坡，应向上振动．由此可知波向左传播．同理可判断C向上振动，B向上振动，故C正确． 答案 C

3.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，某时刻的波形如图2－3－13所示．P为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短时间内，P的速度v和加速度a的大小变化情况是

( )

图2－3－13

A．v变小，a变大 C．v变大，a变大

B．v变小，a变小 D．v变大，a变小

解析 由波的传播方向及P点位置，可知P点此时正向平衡位置振动，速度增大，加速度减小． 答案 D

4．一列在竖直方向上振动的简谐波沿水平的x轴正方向传播，振幅为20 cm，周期为4×10

s．现沿x轴任意取五个相邻的点P1、P2、P3、P4、P5，它们在某一时刻离开平衡位置的位移都向上，大小都为10 cm.则在此时刻，P1、P2、P3、P4四点可能的运动方向是 A．P1向下，P2向上，P3向下，P4向上 B．P1向上，P2向下，P3向上，P4向下 C．P1向下，P2向下，P3向上，P4向上 D．P1向上，P2向上，P3向上，P4向上

解析 特别要注意，题目中指出的五个相邻的、位移向上且相等的质点，只能是如图(a)或(b)所示中的一种．

( )

－2

在(a)中，由上、下坡法可知P1、P3、P5向下，P2、P4向上． 在(b)中，由上、下坡法可知P1、P3、P5向上，P2、P4向下． 答案 AB 题组二 波的图像

5．关于波的图像的物理意义，下列说法正确的是

A．表示某一时刻某一质点的位移 B．表示各个时刻某一质点的位移 C．表示某一时刻各个质点的位移 D．表示各个时刻各个质点的位移

解析 波的图像表示的是介质中的各个质点在某一时刻离开各自的平衡位置的位移．

( )

答案 C

6．如图2－3－14所示为一列简谐波在某一时刻的波形图，此时刻质点F的振动方向如图所示．则

( )

图2－3－14

A．该波向左传播

B．质点B和D的运动方向相同 C．质点C比质点B先回到平衡位置 D．此时质点F和H的加速度相同 E．此时刻E点的位移为零

解析 由上、下坡法可知，波只有向左传播才会有此时刻质点F的运动方向向下．同理，质点

D、E的运动方向也向下，而质点A、B、H的运动方向向上．质点F、H相对各自平衡位置的位

移相同，由a＝－

kx可知，两质点的加速度相同．因质点C直接从最大位移处回到平衡位置，mT即tC＝，而质点B要先运动到最大位移处，再回到平衡位置，故tB>＝tC.故正确答案为A、

44C、D、E. 答案 ACDE

7．一列简谐横波某时刻的波形如图2－3－15中实线所示，经过0.50 s后的波形如图中虚线所

示．已知波的周期为T，而且0.25 s＜T＜0.50 s，则

( )

T

图2－3－15

A．当波向x轴的正方向传播时，波速大小为10 m/s

B．无论波向x轴正方向传播还是向x轴负方向传播，在这0.50 s内x＝1.0 m的M质点，通过的路程都相等

C．当波向x轴正方向传播时，x＝1.0 m的质点M和x＝2.5 m的质点N在0.50 s内通过的路程不相等

D．当t＝0.10 s时，x＝1.0 m的质点M振动的位移一定是0

解析 由波形图可知，波长λ＝4 m，当波向x轴的正方向传播时，0.50 s传播5λ/4,5T/4＝0.50 s，所以波速v＝λ/T＝10 m/s，选项A正确；当波向x轴的正方向传播时，在这0.50 s内x＝1.0 m的M质点通过的路程为5/4×4A＝5A＝10 cm；当波向x轴的负方向传播时，在这0.50 s内x＝1.0 m的M质点通过的路程为7/4×4A＝7A＝14 cm，选项B错误；当波向x轴正方向传播时，x＝1.0 m的质点M和x＝2.5 m的质点N在0.50 s内通过的路程相等，选项C错误；当波向x轴正方向传播时，当t＝0.10 s＝T/4时，x＝1.0 m的质点M的位移为0，当波向x轴负方向传播时，当t＝0.10 s＝0.35T时，x＝1.0 m的质点M的位移为负值，选项D错误． 答案 A

8.一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期2 s，t＝0时刻的波形如图2－3－16所示，该列波的波速是________m/s；质点a平衡位置的坐标xa＝2.5 m，再经________s它第一次经过平衡位置向y轴正方向运动．

图2－3－16

解析 由图可知波长λ＝4 m，则波速v＝

λ

4

＝m/s＝2 m/s.波沿x轴正方向传播，根据“上T2

下坡”法可判断出t＝0时刻x＝2 m处的质点正经过平衡位置向y轴正方向运动，要使此状态第一次传到xa＝2.5 m处的质点a，则波向右传播的距离s＝2.5 m－2 m＝0.5 m，则所用时间

s0.5 mt＝＝＝0.25 s.

v2 m/s

答案 2 0.25

题组三 振动图像与波的图像的关系

9．关于振动图像和波的图像，下列说法正确的是

A．波的图像反映的是很多质点在同一时刻的位移 B．通过波的图像可以找出任一质点在任一时刻的位移

( )

C．它们的横坐标都表示时间 D．它们的纵坐标都表示质点的位移

解析 波的图像反映的是沿波的传播方向上各个质点在某一时刻的位移，A项对，B项错；波的图像的横坐标表示的是振动质点的平衡位置坐标，C项错；波的图像和振动图像的纵坐标都表示质点的位移，D项对． 答案 AD

10．(2014·安徽理综，16)一简谐横波沿x轴正向传播，图2－3－17甲是t＝0时刻的波形图，图

乙是介质中某质点的振动图像，则该质点的x坐标值合理的是

( )

图2－3－17

A．0.5 m C．2.5 m

B．1.5 m D．3.5 m

解析 由图乙可知，在t＝0时刻此质点相对平衡位置的位移为－0.15 m，且振动方向向下，图甲中符合此要求的点在2～3 m之间，故C正确． 答案 C

11．[2014·课标Ⅰ，34(1)]图2－3－18(a)为一列简谐横波在t＝2 s时的波形图，图(b)为媒质

中平衡位置在 x＝1.5 m处的质点的振动图像，P是平衡位置为x＝2 m的质点．下列说法正确的是

( )

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