2019人教版选择性必修第一册 第三章 机械波 第2节波的描述 基础训练
一、多选题
1.一列简谐横波沿x轴传播.t=0时的波形如图所示,质点A与质点B相距lm,A点速度沿y轴正方向;t=0.02s时,质点A第一次到达正向最大位移处.由此可知( )
A.此波沿x轴负方向传播
B.此波的传播速度为25m/s
C.从t=0时起,经过0.04s,质点A沿波传播方向迁移了1m
D.在t=0.04s时,质点B处在平衡位置,速度沿y轴正方向
E.此列波能和频率为50 Hz的横波发生干涉现象
2.一列沿轴正方向传播的简谐横波,从波源起振后某一时刻开始计时,t=1s时刻波形图如图所示,该时刻点开始振动,再过1.5s,点开始振动。下列判断正确的是( )
A.这列波的传播速度为6m/s
B.波源的起振方向沿y轴正方向
C.t=0.5s时刻,x=5.0m处质点在波谷
D.t=2.7s时刻,质点M、N与各自平衡位置间的距离相等
3.关于振动和波动,下列说法正确的是( )
A.做简谐振动的物体,经过同一位置时,加速度可能不同
B.在受迫振动中,驱动力的频率不一定等于物体的固有频率
C.在波的干涉中,振动加强的点不一定处在波峰或波谷的叠加处
D.波源与观察者互相靠近或者互相远离时,接收到的频率会发生变化
E.在波的传播方向上对平衡位置的位移始终相同的质点间距离等于波长
4.沿x轴传播的简谐横波上有平衡位置相距4m的两点P、Q,如图甲、乙分别是P、Q两质点的振动图像。已知波长大于2 m,这列波可能的波速为( )
A.m/s B.m/s C.8 m/s D.24m/s E.40m/s
5.以下说法中不正确的有( )
A.作简谐运动的物体每次通过同一位置时都具有相同的加速度和速度
B.横波在传播过程中,波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期
C.鸣笛汽车驶近路人的过程中,路人听到的声波频率与波源相比增大
D.单摆摆动过程中摆球所受的回复力与它偏离平衡位置的位移成正比,方向总是指向悬点
6.一列简谐横波沿x轴正方向传播,图(a)是t=0时刻的波形图,图(b)和图(c)分别是x轴上某两处质点的振动图像。由此可知,这两质点平衡位置之间的距离可能是( )
A.m B.1m C.2m D.m
7.一列沿x轴传播的简谐横波,t=0时刻的波形如图所示,此时质元P恰在波峰,质元Q恰在平衡位置且向上振动.再过0.2s,质点Q第一次到达波峰,则下列说法正确的是( )
A.波沿x轴负方向传播
B.波的传播速度为30m/s
C.1s末质元P的位移为零
D.质元P的振动位移随时间变化的关系式为x=0.2sin(2πt+)m
E.0~0.9s 时间内P点通过的路程为()m
8.一简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时刻的波形如图(a)所示,x=0.40m处的质点P的振动图线如图(b)所示,已知该波的波长大于0.40m,则下列说法正确的是( )
A.质点P在t=0时刻沿y轴负方向运动
B.该列波的波长一定为1.2m
C.该波传播的速度一定为0.4m/s
D.从t=0.6s到t=1.5s,质点P通过的路程为4cm
9.下列说法中正确的是( )
A.光的偏振现象证明了光波是横波
B.机械波和电磁波一样,从空气进入水中波长变短
C.白光经过三棱镜色散后,紫光的传播方向改变量最大
D.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度
E.在白织灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹,这是光的干涉现象
10.一列简谐横波在t=0时刻的波形图如图中实线所示,t=s时的波形图如图中虚线所示,若波传播的速度v=8m/s,下列说法正确的是( )
A.这列波的周期为0.4s
B.这列波沿x轴负方向传播
C.t=0时刻质点a沿y轴负方向运动
D.x=2m处的质点的位移表达式为y=0.2sin4πt(m)
11.图中实线和虚线分别是x轴上传播的一列简谐横波在t=0和t=0.03 s时刻的波形图,x=1.2 m处的质点在t=0.03 s时刻向y轴正方向运动,则( )
A.该波的频率可能是125 Hz
B.该波的波速可能是10 m/s
C.t=0时x=1.4 m处质点的加速度方向沿y轴负方向
D.各质点在0.03 s内随波迁移0.9 m
12.一列简谐横波沿x轴正方向传播,在处的质点的振动图线如图甲所示,在处的质点的振动图线如图乙所示,以下说法正确的是( )
A.该波的周期为12s
B.该波的传播速度可能为2m/s
C.从时开始计时,处的质点做简谐运动的表达式为
D.在0~4s内处的质点通过的路程等于处的质点通过的路程
E.该波在传播过程中若遇到4.8m的障碍物,可能发生明显衍射现象
13.一列简谐横波沿x轴传播,相距2.0m的两个质元的振动图像分别为图示中的实线和虚线,已知该波的波长,则以下说法正确的是( )
A.该波上质元振动的振幅为2.0cm B.该波上质元振动的周期为0.25s
C.该波的波长一定为8.0m D.该波的波速可能为
14.一列简谐横波沿x轴正方向传播,t时刻的波形图如图中的实线所示,此时波刚好传到P点,t+0.6s时刻,这列波刚好传到Q点,波形图如图中的虚线所示,a、b、c、P、Q为介质中的质点,则下列说法正确的是___________
A.这列波的波长为40m
B.这列波的波速为16.7m/s
C.质点c在这段时间内通过的路程一定为30cm
D.从t时刻起,t+s时刻,质点a恰好第一次到达平衡位置
E.t+0.5s时刻,质点b、P的位移相同
15.一列简谐横波沿x轴传播,x轴上x1=1m和x2=4m处质点的振动图像分别如图甲和图乙所示。已知此两质点平衡位置之间的距离小于一个波长,则此列波的传播速率及方向可能是( )
A.v=3m/s,沿x轴正方向
B.v=0.6m/s,沿x轴正方向
C.v=0.4m/s,沿x轴负方向
D.v=1m/s,沿x轴负方向
16.甲、乙两列横波在同一介质中分别从波源M、N两点沿X轴相向传播,两波波源各自做简谐运动,振幅相同;某时刻的图象如图所示,甲波从波源起振到产生图示波形用时为1s.则()
A.甲乙两波波源有可能是同时起振的
B.甲乙两波的频率之比为3:2
C.再经过3s,平衡位置在x=7m处的质点振动方向向下
D.再经过3s两波源间(不含波源)有5个质点位移为零
17.在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波,波速v=10m/s,已知在t=0时刻的波形如图所示,此时波刚好传播到x=5m处,下列说法中正确的是( )
A.这列波的波长为4m
B.这列波的振幅为20cm
C.波源起振方向沿y轴正方向
D.再经过0.2的时间,质点a到达质点b现在所处的位置
18.以下说法正确的是( )
A.泊松亮斑是光的干涉现象,玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象
B.波传播方向上各质点与振源振动周期相同,是因为各质点的振动均可看成在其相邻的前一质点驱动力作用下的受迫振动
C.做简谐运动的质点先后通过同一点时,回复力、加速度相同,但相对平衡位置的位移不同
D.狭义相对论认为在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的
E.在“用单摆测重力加速度”的实验中,测量n次全振动的总时间时,计时的起始位置应选在小球运动到最低点的位置
二、单选题
19.一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0s时波形如图所示,已知波速为10m/s,则t=0.1s时正确的波形是图中的( )
A.
B.
C.
D.
20.如图所示,弹簧下端悬挂一个钢球,上端固定,它们组成一个振动系统.用手把钢球向上托起一段距离,然后释放,钢球便上下振动.如果钢球做简谐运动,则( )
A.弹簧对钢球的弹力是钢球做简谐运动的回复力
B.弹簧弹力为零时钢球处于平衡位置
C.钢球位于最高点和最低点时加速度大小相等
D.钢球的动能与弹簧的弹性势能之和保持不变
21.如图所示为一列简谐波在t=0时刻的波形图,Q、P是波上的两质点,此刻质点P沿y轴负方向运动,且t=1s时第一次运动到波谷位置。则质点Q的振动方程为( )
A.y=2sin(t+)m B.y=2sin(t-)m
C.y=2sin(t-)m D.y=2sin(t+)m
22.如图所示为一列横波的波形图,该波的波长为( )
A. B. C. D.
23.一列简谐横波在t=0时刻的波形如图中实线所示,在t=1s时刻的波形如图中虚线所示,以下关于此波的说法中错误的是( )
A.波长一定是4cm
B.周期一定是4s
C.振幅一定是2cm
D.传播速度可能是1cm/s
24.一列横波沿x轴正向传播,a、b、c、d为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置。某时刻的波形如图1所示,此后,若经过个周期开始计时,则图2描述的是( )
A.a处质点的振动图像
B.b处质点的振动图像
C.c处质点的振动图像
D.d处质点的振动图像
25.在均匀介质中,一列沿x轴正向传播的横波,其波源O在第一个周期内的振动图象,如右图所示,则该波在第一个周期末的波形图是( )
A. B.
C. D.
26.如图甲所示,沿波的传播方向上有六个质点a、b、c、d、e、f,相邻两质点之间的距离均为2m,各质点均静止在各自的平衡位置。t = 0时刻振源a开始做简谐运动,取竖直向上为振动位移的正方向,其振动图象如图乙所示,形成的简谐横波以2m/s的速度水平向右传播。则下列说法中正确的是( )
A.波传播到质点c时,质点c开始振动的方向沿y轴负方向
B.0 ~ 4s内质点b运动的路程为12cm
C.4 ~ 5s内质点d的加速度正在逐渐减小
D.6s时质点e第一次回到平衡位置
27.如图甲,为一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形图,图乙为从t=0时刻开始计时质点P运动的v—t图象,沿y轴正向为振动正方向,下列说法中正确的是( )
A.该列简谐横波沿x轴正方向传播
B.该列简谐横波沿x轴传播的速度为1.25m/s
C.t=0时刻质点P离开平衡位置的位移为cm
D.从t=0开始,经过2s,质点Q将沿x轴移动2m
28.一列机械波沿x轴正向传播,已知在x轴上相距为3m的两质点A和B振动图像分别如图甲、乙所示。这列波传播的速度可能是( )
A.8m/s B.10m/s C.12m/s D.16m/s
29.一简谐横波沿x轴正向传播,t=0时刻的波形图如图(a)所示,x=0.60m处的指点的振动图象如图(b)所示。已知该波的波长大于0.60m,则该波的波长为( )
A.0.60m B.0.80m C.1.60m D.1.20m
30.一简谐横波在x轴上传播,时的波形如图甲所示,处的质点的振动图线如图乙所示,已知波的振幅为5cm,则下列说法中正确的是( )
A.波的频率为3Hz
B.波的传播速度为2m/s
C.该波沿轴负向传播
D.时,处的质点的位移为cm
三、解答题
31.在一列沿水平直线传播的简谐横波上有相距4m的A、B两点,如图(甲)、(乙)分别是A、B两质点的振动图像,已知该波波长大于2m,求这列波可能的波速。
32.某列波在t=0时刻的波形图如图所示,此时质点P正向y轴正方向运动,经0.5s第2次达到波峰位置,求:
(1)判断波的传播方向;
(2)求周期T及波速v;
(3)在原图中画出t=0.7s时的波形图(至少画够一个波长)。
33.在一列横波的传播方向上有点P和点Q,两点间距离为15m,它们的振动图像如图所示。问:
(1)若P点距波源近,波速多大;
(2)若Q点距波源近,波速多大。
34.如图所示是一列简谐横波上A、B两点的振动图像,A、B两点相距8m.求:
(1)这列波可能的波长;
(2)这列波可能的波速。
四、填空题
35.如图(a)是一列简谐横波在t=0.2 s时的波形图,其中O是波源,图(b)是波上某一点P的振动图像.
(1)该波的波长为________m,周期为________s,波速为________m/s.
(2)说明P质点的位置_______________
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.ABD
【详解】
A. A点速度沿y轴正方向,则波沿x轴负方向传播,故A正确;
B.由题知A、B的距离:
1m
解得:
=2m
A经过四分之一个周期到达正向最大位移处,即:
s
解得:
T=0.08s
则波速:
m/s,
故B正确;
C.简谐横波沿x轴传播,质点A只上下振动,并不沿波的传播方向迁移.故C错误.
D. t=0时质点B向下运动,因为t=0.04s=,则在t=0.04s时,质点B处在平衡位置,速度沿y轴正方向.故D正确.
E.此波的频率为:
Hz
当两列波的频率相同时才能发生稳定的干涉.所以此列波不能和频率为50 Hz的横波发生干涉现象.故E错误.
2.BD
【详解】
A.质点M和N相距6m,波的传播时间为1.5s,则波速
故A错误;
B.由题意可知,波沿x轴正方向传播,由同侧法可知,质点M的起振方向沿y轴正方向,则波源的起振方向沿y轴正方向,故B正确;
C.周期为
t=0.5s=0.5T,波传播到x=4.0m处,x=5.0m处质点还没有振动,故C错误;
D.t=2.5s=2.5T,N点开始振动,质点M、N相隔1.5λ,振动情况完全相反,故质点M,N与各自平衡位置的距离相等,故D正确。
故选BD。
3.BCD
【详解】
A.在简谐振动的物体,加速度总与位移大小成正比,方向相反,故每次经过同一位置时,加速度一定相同,故A错误;
B.物体做受迫振动时,其驱动频率跟固有频率无关,故B正确;
C.在波的干涉中,振动加强的点不一定处在波峰或波谷的叠加处;也可能是平衡位置的叠加处,故C正确;
D.根据多普勒效应,波源与观察者互相靠近或者互相远离时,接收到的频率会发生变化;故D正确;
E.根据波长的定义,波长等于在波的传播方向上任意两个相邻的振动状态完全相同的两质点间距,故E错误。
故选BCD。
4.ACE
【详解】
由振动图像得质点的振动周期。
①若波由P向Q传播,Q点比Q点晚振动的时间
,,,,
所以P、Q间距离为
,,,,
则波长为
,,,,
因为,所以,
当时
,
当时
,
②若波由Q向P传播,P点比Q点晚振动的时间
,,,,
所以P、Q的距离为
,,,,
则波长为
,,,,
因为波长,所以,
当时
,
当时
,
故选ACE。
5.ABD
【详解】
A.作简谐运动的物体每次通过同一位置时都具有相同的加速度,而速度有两种方向,可能不同。故A错误,符合题意;
B.横波在传播过程中,波峰上的质点只在自己的平衡附近振动,不向前移动。故B错误,符合题意;
C.根据多普勒效应可知,鸣笛汽车驶向路人的过程中,路人听到的声波频率与波源相比增大,C正确,不符合题意;
D.单摆摆动过程中可视为简谐振动,根据F=-kx可知,摆球所受的回复力与它偏离平衡位置的位移成正比,方向总是指向平衡位置,故D错误,符合题意。
故选ABD。
6.AD
【详解】
题图b所示质点在t=0时在正向最大位移处,图c所示质点在t=0时,y=-0.05 m,运动方向沿y轴负方向,结合波形图找到对应的点,如图所示
若题图b所示质点为图中左侧波峰上的点,则两点距离为
若题图b所示质点为图中右侧波峰上的点,则两点距离为
考虑到空间周期性,则
x=nλ+(m)= 2n+(m)
或
x=nλ+(m)=2n+(m)(n=0、1、2…)
因此AD正确,BC错误。
故选AD。
7.BCE
【详解】
A.由题意质点Q恰好在平衡位置且向上振动,则知波沿x轴正方向传播,A错误;
B.由题得该波的周期为
T=0.8s
波长为
λ=24m
则波速为
B正确
C.t=1s=1T,可知1s末质点P到达平衡位置,位移为零,C正确;
D.图示时刻质点P的振动位移为
y=0.2m
根据数学知识可知其振动方程是余弦方程,即
D错误;
E.当t=0.9s时
而
所以0至0.9s时间内P点通过的路程为
E正确。
故选BCE。
8.BD
【详解】
A.由图(b)可知,t=0时刻,P质点的位移为cm,在下一时刻,位移大于cm,所以该质点在t=0时刻的运动方向沿y轴正方向,故A错误;
B.设P质点的振动方程
由图b可知,在t=0时刻
根据质点带动法和波向右传播,得P质点位于之间;可得
(或,不合题意)
P点的初相位是,该波的波长
结合图a可知P到O点的距离
由题意
联立可得
故B正确;
C.由图(b)可知
解得
则波速为
故C错误;
D.t=0.6s到t=1.5s为半个周期,因此质点P通过的路程一定等于振幅的2倍,即4cm,故D正确。
故选BD。
9.ACE
【详解】
A. 光的偏振现象证明了光波是横波,故A正确;
B. 机械波从空气进入水中波速变大,波长变长,而电磁波从空气进入水中,波速变小,波长变短,故B错误;
C. 可见光通过三棱镜后,传播方向改变最大的紫色的光,红光改变最小。在光的色散中,对于同一种介质,光的频率越大,介质对其的折射率就越大。而折射率越大,光的折射角就越小,偏转程度就越大。由于可见光中紫光的频率最大,所以紫色的光线的折射角最小,偏转最大,故C正确;
D. 拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加装一个偏振片以消除玻璃反射的偏振光。故D错误;
E. 在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹,是薄膜干涉。故E正确。
故选:ACE。
10.BC
【详解】
由图读出波长λ=4m,则波的周期为 T=s=0.5s,由题,波传播的时间为t=,根据波形的平移可知,波的传播方向沿x轴负方向,故A错误,B正确.波x轴负方向传播,由“上下坡法”可知t=0时,质点a沿y轴负方向运动.故C正确.t=0时刻x=2m处的质点正向y轴负方向运动,其位移表达式为 y=-Asint=-0.2sin(4πt)m.故D错误.故选BC.
点睛:本题要理解波的图象随时间变化的规律.波在一个周期内传播一个波长,波的图象重合.利用波形的平移或上下坡法是研究波动图象常用的方法.
11.AC
【详解】
A.由题x=1.2m处的质点在t=0.03s时刻向y轴正方向运动,可知波向右传播,则时间,频率
;
当n=3时,f=125Hz.故A符合题意;
B.波速的通项
,n=0,1,2…..
因为n是整数,故v不可能等于10m/s,故B不符合题意;
C.t=0时x=1.4m处质点位于x轴上方,加速度方向沿y轴负方向,故C符合题意;
D.质点不随波迁移.故D不符合题意。
故选AC。
考点:横波的图象;波长、频率和波速的关系。
点评:本题考查由两个时刻的波形列出通项的能力。考查运用数学知识解决物理问题能力是高考考查的五大能力之一。
12.ABE
【详解】
A.由图像可知,该简谐横波的周期为
所以A正确;
B.由题意可知
()
化简可得该波的波长为
()
由公式
可得该波的波速为
()
当
时
所以B正确;
C.由图甲可得,从时开始计时,处的质点做简谐运动的表达式为
其中
得
所以C错误;
D.由图乙可得,从时开始计时,处的质点做简谐运动的表达式为
当
时
所以两质点4s内通过的路程分别为
即
所以D错误;
E.由A选项可知,该波的波长为
()
当
时
当波长与障碍物的尺寸差不多,或是更小时,会发生明显的衍射现象,所以E正确。
故选ABE。
13.AD
【详解】
AB.由图读出该波上质元振动的振幅为,周期为,故A正确,B错误;
CD.若波从实线所示的质元向虚线所示的质元传播时,两个质元间的距离为
由于波长,所以n取0,得到波长,则波速为
若波从虚线所示的质元向实线所示的质元传播时,两个质元间的距离为
由于波长,所以n取0,得到波长,则波速为
故C错误,D正确。
故选AD。
14.ADE
【详解】
A、B、由图可知,波的波长为λ=40m;波从P传到Q的距离为x=90m-60m=30m,波速为 ;故A正确,B错误.
C、波从P传到c的时间为,在这段时间内质点c振动了半个周期,通过的路程等于2A=20cm;故C错误.
D、从t时刻开始计时,质点a的振动方程为 ,
当y=0,时,,故在这个时刻质点a第一次到达平衡位置,故D正确.
E、在 t 时刻,因波沿x轴正方向传播,故此时质点P是向上振动的,经后,P正在向下振动(负位移),是经过平衡位置后向下运动0.1s;质点b是正在向上振动的(负位移),是在到达最低点后向上运动0.1s,可见此时两个质点的位移相同;故E正确.
故选ADE.
15.AD
【详解】
若波沿x轴正向传播,则波长为
λ=4(x2-x1)=12m
则波速
若波沿x轴负向传播,则
波长
λ=4m
则波速
则AD正确,BC错误。
故选AD。
16.BD
【详解】
A.同种介质中机械波传播速度相同,根据甲分析:,所以乙传播时间,所以不是同时起振,A错误
B.波速相同,甲的频率,乙的频率,所以频率之比为3:2,B正确
C.再过3s,甲乙两波的传播距离:,即甲波谷到达x=7m处,乙波平衡位置与波峰之间振动到达x=7m处,根据叠加可知,质点向上振动,C错误
D.根据波的叠加原理,结合选项C分析:此时除了波源还有x=9m、x=6m、x=5~6m、x=2~3m处质点位移为0,故D正确
17.AC
【详解】
A.由简谐波图象可知,波长为4m,故A正确;
B.由简谐波图象可知,振幅为10cm,故B错误;
C.在波的传播过程中,每个质点都重复了波源的振动,t=0时刻x=5m处质点振动方向向上,故波源起振方向沿y轴正方向,故C正确;
D.质点只在自己的平衡位置附近上下振动,不会沿x轴正方向发生迁移,故D错误。
18.BDE
【详解】
A.泊松亮斑是光的衍射现象,破璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象,故A错误;
B.波传播方向上各质点的振动周期等于波源的振动周期,是因为各质点的振动均可看成在其相邻的前一质点驱动力作用下的受迫振动,故B正确;
C.做简谐运动的质点先后通过同一点时,相对平衡位置的位移相同,根据F=-kx可知回复力相同,那么,根据牛顿第二定律可得加速度相同,故C错误;
D.狭义相对论认为在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的,故D正确;
E.单接计时的起始位置应选在小球运动到最低点的位置,此时摆球的速度最大,计时比较准确,故E正确。
故选BDE。
19.C
【详解】
试题分析:因为波的波长为4m,波速为10m/s,故周期为0.4s,当t=0.1 s时正好经过了1/4个周期,即处于x=0处的质点向下移动到平衡位置,处于x=1m处的质点向上振动到最大位置处,x=2处的质点向上振动到平衡位置,故该波形是图C的波形,选项C正确.
考点:波形图像.
20.C
【详解】
回复力应该是振动方向上的合力,即重力和弹簧弹力的合力,故A错;当弹簧弹力为零时钢球受到重力不平衡,故B错;按照简谐运动的对称性可知在钢球位于最高点和最低点时加速度大小相等,方向相反,故C对;对于弹簧和钢球组成的系统来说机械能是守恒的,由于上下运动,重力势能的变化,所以不能说钢球的动能与弹簧的弹性势能之和保持不变,而是三种能量之和保持不变,故D错;
故选C
21.B
【详解】
t=1s时P点第一次回到波谷,则周期
T=4s
则
t=0时刻P点沿y轴负方向运动,说明波沿x轴正方向传播,则此时Q沿y轴正方向运动,且Q点对应的位移为-1m,所以Q点的振动方程为
故选B。
22.C
【详解】
由波形图可知,该波的波长为20cm,故C正确,ABD错误。
23.B
【详解】
AC.由图知,波长一定是4cm,振幅一定是2cm,故AC正确,不符合题意。
B.若波向右传播,则有
得
,(n=0,1,2,…);
同理若波向左传播,则有
(n=0,1,2,…)
n是整数,可知周期不一定4s。故B错误,符合题意。
D.若波向右传播,则波速为
当n=0时,v=1cm/s,故D正确,不符合题意。
故选B。
24.A
【详解】
经过个周期,a处质点由平衡位置向下振动,b处质点由正向最大位移向平衡位置振动,c处质点由平衡位置向上振动,d处质点由负向最大位移向平衡位置振动。结合振动图像,可知是该图像是a处质点的振动图像。
故选A。
25.D
【详解】
AC.因为介质中所以质点起振的方向都与振源起振的方向相同,由振动图象知波源开始振动的方向为负y方向,故第一个周期末开始振动的质点,其振动方向也是负y方向,根据上下波法可判断,A、C错误;
BD.由振动图象知,后半个周期振幅较大,根据波的传播特点知,B错误;D正确。
故选D.
26.B
【详解】
A.由振动图象可知,振动周期为T = 2s,波长为
λ = vT = 4m
质点a开始起振的方向为y轴正方向,故波传播到质点c时,质点c开始振动的方向也沿y轴正方向,A错误;
B.振动传到b点需要的时间为1s,故在剩下的3s内,质点b通过的路程为
s = 6A = 12cm
B正确;
C.4s时振动传到e点,此时d点在平衡位置向下振动,故4 ~ 5s内质点d的加速度先逐渐增大后逐渐减小,选项C错误;
D.振动传到e点需时间4s,故6s时质点e正好振动一个周期第二次回到平衡位置,D错误。
故选B。
27.C
【详解】
A.根据“上下坡”法则,该列简谐横波沿x轴负方向传播,所以A错误;
B.由图像可知波长为,周期为,则有
所以B错误;
C.由乙图知P点经过0.5s时达到最大的速度,P点处于平衡位置,此时P点振动了个周期,则P点在t=0时刻时离开平衡位置的位移为
所以C正确;
D.质点只能在平衡位置做上下振动不会随波移动,所以D错误;
故选C。
28.B
【详解】
根据图像,波的周期为
根据图像, 时刻,质点A在波谷,质点B在平衡位置向上运动,设波长为λ,根据题意,质点A、B平衡位置之间的距离为
又因为
解得
时
时
故选B。
29.C
【详解】
由图b可知,t=0时刻,该质点的位移为y=cm,在下一极短时刻,位移大于cm.所以该质点在t=0时刻的运动方向沿y轴正向。
由振动方程得:
则有
解得
波长大于0.60m,所以
因波速
则得
波长
λ=vT=1.60m。
故选C。
30.C
【详解】
A.由图可知周期为2s,则频率为0.5Hz,故A错误;
B.根据波动图像得到波长,根据振动图像,周期,波速
故B错误;
C.结合两个图像,可知波沿轴负向传播,故C正确;
D.时处质点位移为零,波沿轴负向传播,再经0.5s即四分之一周期,的质点在时刻沿轴负方向振动到最大位移,位移为cm,故D错误。
故选C。
31.若波由A向B传播,则波速为m/s;或者m/s,若波由B向A传播,则波速为40m/s,或者m/s
【详解】
试题分析:由振动图像得质点振动周期T=0.4s;若波由A向B传播,B点比A点晚振动的时间
Δt=nT+T(n=0、1、2、3……)
所以A、B间的距离为
Δs=nλ+λ(n=0、1、2、3……)
则波长为
λ==
因为λ>2m,所以n=0、1;当n=0时
λ1=m,v1==m/s
当n=1时
λ2=,v2==m/s
若波由B向A传播,A点比B点晚振动的时间
Δt=nT+T(n=0、1、2、3……)
所以A、B间的距离为
Δs=nλ+λ(n=0、1、2、3……)
则波长为
λ=
λ>2m,所以n=0、1,当n=0时
λ1=16m,v1=40m/s
当n=1时
λ2=,v2=m/s
32.(1)x轴正方向传播;(2)0.4s,5m/s;(3)
【详解】
(1)质点P正向y轴正方向运动,由波形平移法可知波沿x轴正方向传播。
(2)且由题意知,P点第2次到达波峰需要,即
得周期为
T=0.4s
由图读出波长为
λ=2m
则波速为
(3)t=0.7s时的波形如下图所示
33.(1)(n=0、1、2、3……);(2)(n=0、1、2、3……)
【详解】
(1)P点距波源近,表明P点先于Q点振动。由图可知,P点的振动状态传到Q点需要时间
(n=0、1、2、3……)
(2)若Q点距波源近,表明Q先于P振动,如图可知,Q点的振动状态传到P点需要时间:
(n=0、1、2、3……)
34.(1)m(n=0、1、2、3……)或者 m(n=0、1、2、3……)(2)m/s(n=0、1、2、3……)或者波速 m/s(n=0、1、2、3……)
【详解】
(1)若波由A传向B时,由图有:
m(n=0、1、2、3…)
解得:
m(n=0、1、2、3…)
此时的波速:
m/s(n=0、1、2、3……)
(2)当波由B向A传播时有:
m(n=0、1、2、3……)
得波长:
m(n=0、1、2、3……)
此时的波速:
m/s(n=0、1、2、3……)
35.4 0.2 20 波源O所在位置(或横坐标x=0)
【详解】
(1)由图知,波长为 λ=4m,周期为 T=0.2s,则波速为:
(2)由b图知,质点P在t=0.2s的位移为 y=0,速度方向向上,则在a图知,质点P的位置坐标为:x=4n(m),(n=0,1,2,3…)
点睛:对于波的图象要能够熟练判断质点的振动方向和波的传播方向间的关系.还要抓住振动图象和波动图象之间的联系进行分析.
答案第1页,共2页
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