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2.波的图象
基础巩固
1 关于波的图象,下列说法正确的是( )
A.波的图象反映的是某一时刻介质中各质点的位移情况
B.若已知某一质点在某时刻的振动方向,则可以由波的图象判断出波的传播方向
C.从波的图象中能读出质点的振幅和周期
D.在不同时刻波的图象有可能完全相同
解析:由波的图象的物理意义可知选项 A 正确;采用质点带动法,可由波的图象和质点振动方向判
断波的传播方向,故选项 B 正确;由振动图象可读出振幅和周期,由波的图象可读出波长和振幅,所
以选项 C 错误;根据波的图象的重复性可知,相隔时间为周期整数倍的两个时刻波形相同,故选项 D
正确。
答案:ABD
2 一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图如图所示,P 点是介质中的某一点,则 P
点的运动方向是 ( )
A.向上 B.向下
C.向右 D.向左
解析:由于波向右传播,因而左边的点先振动,右边的点后振动,在 P 点右侧附近找一点 N,则 N 点振
动比 P 要晚,N 点向上运动,即 P、N 均向上运动。若假设 P、N 向下运动,则 N 比 P 先振动,波向左传
播,因而 A 项正确。
答案:A2
3 关于如图所示的波形,下列说法正确的是( )
A.此列波的振幅是 0.1 m
B.x=15 m 处质点的位移是 0.1 m
C.若质点 A 的速度沿 y 轴正方向,则质点 B 的速度也沿 y 轴正方向
D.质点 A 的加速度沿 y 轴负方向,而质点 B、C 的加速度沿 y 轴正方向
解析:从波形上可以直接读出振幅、各质点离开平衡位置的位移,A 项正确,B 项错误。各质点加速
度的方向总是指向平衡位置,大小为 a= - kx
m ,D 项正确。由于A、B 两质点在此时刻都在同一“坡”
上,根据“上下坡”法可以判断 C 项正确。
答案:ACD
4 一列横波在某时刻的波形如图所示。已知波由右向左传播,下列说法正确的是 ( )
A.质点 D 的运动方向向下,质点 B 的运动方向向上
B.质点 C 比质点 B 先回到平衡位置
C.此时质点 C 的速度、加速度均为零
D.C 与 G 两质点的运动方向始终相反
解析:根据波的传播方向向左可判断出 B 质点的运动方向向上,D 质点的运动方向向下,因此选项 A
正确;质点 B 的运动方向向上,回到平衡位置的时间大于T
4,故C 质点先回到平衡位置,选项 B 正确;此3
时 C 质点位于最大位移处,速度为零,加速度最大,所以选项 C 错误;C 和 G 两质点的平衡位置相距半
个波长,振动情况始终相反,因此选项 D 正确。
答案:ABD
5 一列波 t 时刻的图象如图所示,图象上有 A、B、C 三个质点,下列说法正确的是( )
A.A、B 两质点此时刻速度方向相同
B.A、C 两质点此时刻加速度方向相同
C.C 质点此时速度方向沿 y 轴负方向
D.A 质点此时速度方向沿 y 轴正方向
解析:A、B 两质点在相邻的波峰与波谷之间,振动方向相同,A、C 两质点都位于 x 轴下方,加速度
方向均指向 y 轴正方向。由于波的传播方向不定,故选项 C、D 错误。
答案:AB
6 一列简谐横波某时刻的波形如图所示,波源的平衡位置坐标 x=0。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 x=2 m 的质点所处位置及运动情况是( )
A.在其平衡位置下方且向上运动
B.在其平衡位置下方且向下运动
C.在其平衡位置上方且向上运动
D.在其平衡位置上方且向下运动
解析:波源和 x=2m 处的质点振动方向始终相反,步调反向,可判断 A 项正确。4
答案:A
7 一简谐横波沿 x 轴正向传播,图甲是 t=0 时刻的波形,图乙是介质中某质点的振动图象,则该质
点的 x 坐标值合理的是( )
A.0.5 m B.1.5 m
C.2.5 m D.3.5 m
解析:由质点振动图象可知,t=0 时刻质点 y 坐标介于-0.1~-0.2 之间,且振动方向向下。再由波的
图象以及波的传播方向和振动方向的关系可知,该质点 x 坐标的合理值是 x=2.5m。故选项 C 正确。
答案:C
8 一列沿 x 轴正方向传播的横波在某一时刻的波形如图所示,已知波的传播速率是 16 m/s。
(1)指出这列波中质点振动的振幅是多少?
(2)画出再经过 0.125 s 时的波形。
解析:(1)由图象可以看出,质点振动的最大位移是 10cm,因此质点振动的振幅是 10cm。
(2)经 0.125s 波形沿 x 轴正方向移动的距离为 Δx=16×0.125m=2m,所以经过 0.125s 后的波形如图
中的虚线所示。5
答案:(1)10 cm (2)如解析图中虚线所示
能力提升
1 简谐横波某时刻的波形如图所示,由此图可知( )
A.若质点 A 向下运动,则波是从左向右传播的
B.若质点 B 向上运动,则波是从左向右传播的
C.若波从右向左传播,则质点 C 向下运动
D.若波从右向左传播,则质点 D 向上运动
解析:如果波从左向右传播,则 A、B 两点都向上运动,C、D 两点都向下运动,可知 A 项错误,B 项正
确;如果波从右向左传播,则 A、B 两点都向下运动,C、D 两点都向上运动,可知 C 项错误,D 项正确。
答案:BD
2 一列简谐横波自右向左传播,在 t=0 时刻的波形如图所示,已知在 t1=0.7 s 时 P 点出现第二次
波峰(0.7 s 内 P 点出现两次波峰),Q 点的坐标是(-5,0),则以下判断正确的是( )
A.质点 A 和质点 B 在 t=0 时刻的位移相同
B.在 t=0 时刻,质点 C 向上运动6
C.在 t1=0.7 s 末,Q 点第一次出现波峰
D.在 t2=0.9 s 末,Q 点第一次出现波峰
解析:t=0 时刻,A、B 位移等大反向,故 A 项错误;因波向左传播,故质点 C 向上运动,B 项正确;波动
中各质点的振动周期为 T,则7
4T = 0.7s,故 T=0.4s。波源振动一个周期的时间内,波向前移动一个波
长,由题图知,该长度为 4m,而 Q 点到与其最近的波峰间的距离为 7m,故在 0.7s 末 Q 点第一次出现
波峰,C 项正确,D 项错误。
答案:BC
3 图甲是一列简谐横波在 t=1.25 s 时的波形,已知 c 位置的质点比 a 位置的晚 0.5 s 起振,则图
乙所示振动图象对应的质点可能位于( )
A.a