专题三 波的图像和多解问题-2021-2022学年高中物理选择性必修第一册新课标辅导【精讲精练】人教版(课时作业)

[课下作业] [基础训练] 1．(多选)简谐横波某时刻波形如图Ⅲ­11所示。a为介质中的一个质点，由图像可知 图Ⅲ­11 A．此时质点a加速度方向一定沿y轴负方向 B．此时质点a的速度方向一定沿y轴负方向 C．经过半个周期，质点a的位移一定为负值 D．经过半个周期，质点a通过的路程一定为2A 解析　质点a做简谐运动，其回复力指向平衡位置，故此时其加速度一定沿y轴负方向。速度方向与波的传播方向有关，若波向右传播，则此时质点a向y轴正方向运动；若波向左传播，则此时质点a向y轴负方向运动。经半个周期后，质点a到了x轴下方的对称点，通过的路程为2A。 答案　ACD 2．一列简谐横波沿x轴传播，t＝0时的波形如图Ⅲ­12所示，质点A与质点B相距1 m，A点速度沿y轴正方向；t＝0.02 s时，质点A第一次到达正向最大位移处，由此可知 图Ⅲ­12 A．此波沿x轴正方向传播 B．此波沿x轴负方向传播 C．从t＝0时起，经过0.04 s，质点A沿波传播方向迁移了1 m D．在t＝0.04 s时，质点B处在平衡位置，速度沿y轴负方向 解析　由A点向上振动，可判定波沿x轴负方向传播，故选项B正确；由波的图像看出，经t＝0.02 s质点A第一次到达最大位移处，则t＝T，T＝0.08 s，经0.04 s，质点B处在平衡位置，速度沿y轴正方向，故选项D错误；波传播过程中，质点A并不随波迁移，故选项C错误。 答案　B 3．(多选)一列横波在t＝0时刻的波形如图Ⅲ­13中实线所示，在t＝1 s时的波形如图中虚线所示。由此可以判定此波的 图Ⅲ­13 A．波长一定是4 cm　　 B．周期一定是4 s C．振幅一定是2 cm D．传播速度一定是1 cm/s 解析　解波形的题目，一般可分为两类：一类是读图，可以直接从图上读出振幅和波长，此题便可读出波长是4 cm，振幅是2 cm，故选项A、C正确；另一类是根据图像给定的条件，去计算波速和周期，判定波传播的方向，判定某一质点的运动情况及判定某一时刻的波形。解决这类问题是建立在正确读图和对波动的正确理解上的，是较深层次的考查。此题表示出在1 s时间内图像的变化，若波沿x轴正方向传播这1 s时间与周期的关系为nT＋T＝1 s(n＝0,1,2,3…)是不确定解，因此选项B错误；同理，传播速度也不确定，选项D错误。 答案　AC 4．一列简谐横波沿直线传播，某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距6 m，且这两质点之间的波峰只有一个，则该简谐波可能的波长为 A．4 m、6 m和8 m B．6 m、8 m和12 m C．4 m、6 m和12 m D．4 m、8 m和12 m 解析　由于该波上两质点处于平衡位置且相距6 m，且两质点间波峰只有一个，故6 m与波长λ的关系有三种可能：λ＝6 m，λ＝6 m，故波长的可能值为6 m，12 m,4 m，选项C正确。＝6 m， 答案　C 5．(2020·运城市高二期末)在波的传播方向上，两质点a、b相距1.05 m，已知a达到最大位移时，b恰好在平衡位置，若波的频率是200 Hz，则波速可能是 A．150 m/s B．140 m/s C．280 m/s D．420 m/s 解析　已知a达到最大位移时，b恰好在平衡位置，则波长满足。，其中n为整数。则该波的波速可以表示为v＝λf＝λ＝1.05，合并解得λ＝λ＝1.05或 答案　C 6．(多选)如图Ⅲ­4所示，甲、乙、丙、丁为用频闪照相机连续拍摄的四张在x轴上0～6 m区间段简谐波的照片。已知波沿x轴传播，照相机频闪时间间隔相等且小于波的周期，第一张照片与第四张照片时间间隔为1 s，则由照片判断下列选项正确的是 图Ⅲ­4 A．波的波长为4 m B．波一定沿＋x方向传播 C．波速可能为15 m/s D．波速可能为9 m/s 解析　由图知，波长为λ＝4 m，故选项A正确；由于无法确定图中质点的振动方向，也就无法判断波的传播方向，故选项B错误；若波沿＋x轴传播，则得t＝1 s＝，联立得v＝(4n＋3) m/s，n＝0,1,2，…，当n＝3时，v＝15 m/s；同理得若波沿 －x轴传播，v＝(4n＋1) m/s ，n＝0,1,2…，当n＝2时，v＝9 m/s，故选项C、D正确。T，波速v＝ 答案　CD 7. (2021·山东高二月考)(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t秒与(t＋0.2 s)秒两个时刻，x轴上(－3 m，3 m)区间的波形完全相同，如图Ⅲ­15所示。并且图中M、N两质点在t秒时位移均为。下列说法中正确的是 图Ⅲ­15 A．该波的最大周期为0.2 s B．该波的最大波速为20 m/s C．从t秒时刻起，x＝2 m处的质点比x＝2.5 m处的质点先回到平衡位置 D．在从t秒时刻起，质点M第一次到达平衡位置时，质点N