第三章测评
(时间:75分钟 满分:100分)
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.无人驾驶技术已逐渐成熟,某巡航控制系统可以控制无人车在前车减速时自动减速、前车加速时自动加速。汽车使用的传感器会发射和接收调制过的无线电波,通过多普勒效应造成的频率变化来测量目标的相对距离和相对速度。若该传感器发射的无线电波的频率为f,接收到的回波的频率为f',则( )
A.当f'=f时,表明前车一定做匀速直线运动
B.当f'=f时,表明前车一定处于静止状态
C.当f'>f时,表明无人车需要减速行驶
D.当f'2. 健身者把两根绳子一端固定在P点上,用双手各自将绳子的另一端分别握住,然后根据锻炼的需要以不同的频率、不同的幅度上下抖动绳子,使绳子振动起来。某时刻,绳子形成的波形如图所示(还未传到P点),其中a、b是右手绳子上的两个点,则( )
A.健身者右手刚抖动时的方向向下
B.无论右手如何抖动绳子,a、b两点的振动步调都不可能相反
C.如果增大抖动的频率,绳上波形传播到P点的时间变短
D.如果增大抖动的频率,a、b两点间可能出现两个完整波形
3.同一音叉发出的声波同时在水中和空气中传播,某时刻的波形曲线如图所示。以下说法正确的是( )
A.声波在水中波长较大,b是水中声波的波形曲线
B.声波在空气中波长较大,b是空气中声波的波形曲线
C.水中质点振动频率较高,a是水中声波的波形曲线
D.空气中质点振动频率较高,a是空气中声波的波形曲线
4.(2021北京朝阳月考)如图所示,1、2、3、4…是一个水平放置松弛状态下的弹簧(可认为是均匀介质)上一系列等间距的质点。某时刻,质点1在外力作用下从平衡位置开始沿左右方向做简谐运动,带动2、3、4…各个质点离开平衡位置依次左右振动,形成一列简谐纵波。已知质点1开始振动的方向是向左,经过二分之一个周期,质点9开始运动,则针对此时刻,下列说法正确的是( )
A.质点3向右运动 B.质点5所受回复力为零
C.质点6的加速度向左 D.质点9的振幅为零
5. (2021江苏适应性测试)如图所示为波源O传出的一列水波,相邻实线间的距离等于一个波长,下列说法正确的是( )
A.波通过孔A,不发生明显的衍射现象
B.波通过孔B,不发生衍射现象
C.波遇到障碍物C,发生明显的衍射现象
D.波遇到障碍物D,发生明显的衍射现象
6.(2021上海崇明检测)A、B两列简谐横波均沿x轴正方向传播,在某时刻的波形分别如图甲、乙所示,经过时间t(t小于A波的周期TA),这两列简谐横波的波形分别变为图丙、丁所示,则A、B两列波的波速vA、vB之比可能是( )
A.1∶3 B.2∶3
C.2∶1 D.3∶1
7.一列横波在x轴上沿x轴正方向传播,其中t时刻和t+0.4 s时刻在x轴上-3 m至3 m区间内的波形图如图中同一条图线所示,则下列说法正确的是( )
A.质点振动周期一定为0.4 s
B.该波最小波速为10 m/s
C.从t时刻开始计时,x=2 m处的质点比x=2.5 m处的质点后回到平衡位置
D.在t+0.8 s时刻,x=-2 m处的质点位移为零
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分,在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8.(2021天津实验中学检测)
如图所示,两位学生课外研究简谐绳波的特点,P1、P2是处于绳两端的两个波源,波源的振动频率均为f,振幅均为Y,某时刻P1发出的波恰好传到c,P2发出的波恰好传到a,图中只画出了此时刻两列波在ac部分的叠加波形,下列说法正确的是( )
A.a、b、c三点是振动减弱点
B.a、c是振动减弱点,b是振动加强点,振幅为2Y
C.再经过时间,b处质点距离平衡位置最远
D.再经过时间,ac间的波形是一条直线
9.某横波在介质中沿x轴传播,图甲为t=0.25 s时的波形,图乙为P点(x=1.5 m处的质点)的振动图像,那么下列说法正确的是( )
A.该波向右传播,速度为2 m/s
B.质点L与质点N的运动方向总相反
C.t=0.25 s时,质点M处于平衡位置,并正在往正方向运动
D.t=1.25 s时,质点K向右运动了2 m
10.(2021安徽太和第一中学高三开学考试)一振动片以50 Hz的频率做简谐运动时,固定在振动片上的一根细杆同步周期性地触动水面上O点,发出的波在水面上向四周传播,假设该波为简谐横波,波速为20 m/s,如图所示,在水面上的P、Q两点分别有一片可看作质点的小树叶,它们到水波中心的距离分别为OP=1.0 m,OQ=0.8 m,则下列说法正确的是( )
A.Q、P的起振方向相同
B.P的起振时刻比Q的晚半个周期
C.当Q在最高点时,P恰好到平衡位置
D.当P通过平衡位置时,Q也恰好通过平衡位置
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11.(6分)(2021上海宝山区模拟)在水槽中产生一列水波,将一支圆珠笔插入水中,可以观察到圆珠笔对波的传播几乎没有影响,这种现象叫作波的 现象,明显产生这种现象的条件是 。
12. (8分)在xOy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波,波速为2 m/s,振幅为A。M、N是平衡位置相距2 m的两个质点,如图所示。在t=0时,M通过其平衡位置沿y轴正方向运动,N位于其平衡位置上方最大位移处。已知该波的周期大于1 s。则该波的波长为 m;周期为 s;从t= s到t= s,质点M向 (选填“上”或“下”)运动,其动能逐渐 (选填“增大”或“减小”)。
13.(12分)如图所示,甲图为某波源的振动图像,乙图是该波源产生的横波在某时刻的波形,波的图像的坐标原点表示波源。问:
(1)这列波的波速多大
(2)若波沿x轴正方向传播,当波动图中质点Q第一次到达平衡位置且向上运动时,从乙图图示时刻开始质点P已经经过了多少路程
14.(12分)如图所示,一列向右传播的简谐横波,波速大小为0.6 m/s,P质点的横坐标x=0.96 m,从图中状态开始计时。
(1)P点刚开始振动时,振动方向如何
(2)经过多长时间P点第一次达到波谷
(3)经过多长时间P点第二次达到波峰
15.(16分)一列横波在x轴上传播,a、b是x轴上相距sab=6 m的两质点,t=0时,b点正好到达最高点,且b点到x轴的距离为4 cm,而此时a点恰好经过平衡位置向上运动。已知这列波的频率为25 Hz。
(1)求经过时间1 s,a质点运动的路程;
(2)若a、b在x轴上的距离大于一个波长,求该波的波速大小。
参考答案
第三章测评
1.C 当f=f'时,表明前车与无人车速度相同,但不一定做匀速直线运动,也不一定静止,故A、B错误;当f'>f时,说明接收到的频率增大,说明两车距离减小,表明无人车需要减速行驶,故C正确;当f'2.D 由题图可知健身者右手刚抖动时的方向向上,故A错误;波的传播速度由介质决定,介质不变,波速不变,绳子上的波形传播到P点的时间不变,故C错误;若改变抖动的频率使波长变化,当a、b两点平衡位置间的距离等于半个波长时,它们的振动步调相反,B错误;如果增大抖动的频率,则波长变短,a、b两点间可能出现两个完整波形,故D正确。
3.A 波的频率取决于波源的振动频率,与介质无关,故同一音叉发出的声波在水中与在空气中传播时频率相同。但机械波在介质中传播的速度只取决于介质性质,与波的频率无关,声波在水中传播的速度大于在空气中传播的速度。由v=λf知,声波在水中的波长较大,对应于题图中波形曲线b,故只有选项A正确。
4.A 经过时,质点1从平衡位置再次运动到平衡位置,质点3振动了T,即质点3向右运动,故A正确;经过时,质点5从平衡位置运动到最左端,可知质点5所受回复力向右,不为零,故B错误;经过时,质点6振动了T,可知质点6的加速度方向向右,故C错误;在波传播过程中,后一个质点重复前一个质点的振动,可知每一个质点开始振动的时候都和波源起振的情况相同,其振幅一样大,所以质点9的振幅不为零,故D错误。
5.D 观察题图,孔B和障碍物C尺寸明显大于波长,不会发生明显衍射现象,但仍然有衍射现象,只是不明显,不易观察;孔A和障碍物D尺寸分别小于和接近波长,会发生明显衍射现象。故D正确,A、B、C错误。
6.A 由题图可知波长λA=24 cm,λB=12 cm,t=,t=kTB,得TA∶TB=2k∶1(k=1,2,3,…),则由v=得vA∶vB=1∶k,当k=1时vA∶vB=1∶1,当k=2时vA∶vB=1∶2,当k=3时vA∶vB=1∶3,故A正确,B、C、D错误。
7.B 因为机械波每经过1个周期,波形相同,所以T= s(n=1,2,3,…),选项A错误;根据波形图可知,波长λ=4 m,所以波速v==10n m/s(n=1,2,3,…),当n=1时,波速最小,为10 m/s,选项B正确;已知波沿x轴正方向传播,在t时刻x=2 m处的质点从最大位移处向平衡位置移动,而x=2.5 m处的质点向正向最大位移位置运动,所以x=2 m处的质点比x=2.5 m处的质点先回到平衡位置,选项C错误;在t+0.8 s时刻,横波的波形与t时刻波形相同,x=-2 m处的质点位移不为零,选项D错误。
8.AD 两列波的频率均为f,相遇后发生稳定的干涉,a、b、c三点始终处于平衡位置,是振动减弱点,故A正确,B、C错误;再经过时间,即经过四分之一个周期,两列绳波相互叠加,恰好抵消,ac间的波形是一条直线,故D正确。
9.AB 波长为4 m,周期2 s,该波向右传播,波速为2 m/s,故选项A正确;质点L与质点N相距半个波长,质点L与质点N的运动方向总相反,故选项B正确;t=0.25 s时,质点M处于波谷,故选项C错误;t=1.25 s时,质点K位于波谷,故选项D错误。
10.ABD 机械波传播过程中,介质中的每个质点的起振方向均与振源相同,选项A正确;波由O传到P用时tP==0.05 s,波由O传到Q用时tQ==0.04 s,由于T==0.02 s,故tP-tQ=0.01 s=,即P比Q晚半个周期开始振动,B正确;由于P比Q的振动晚半个周期,故两点的振动步调总是相反,当Q位于波峰时,P一定位于波谷,两者总是同时到达最大位移(一正方向,一负方向),并同时通过平衡位置(但运动方向相反),C错误,D正确。
11.答案 衍射 障碍物(或狭缝、小孔)的尺寸与波长相差不多或比波长小
解析 水波绕过圆珠笔继续传播的现象是波的衍射;若要发生明显的衍射,需要障碍物(或狭缝、小孔)的尺寸与波长相差不多或比波长小。
12.答案 下 增大
解析 t=0时,M通过其平衡位置沿y轴正方向运动,N位于其平衡位置上方最大位移处,根据周期T>1 s,由波长λ=vT可得λ>2 m;又知波向右传播,由M、N两质点在t=0时刻的位置及振动方向可得MN=2 m=λ,故波长λ= m,周期T= s;在t=0时刻,质点M在平衡位置向上振动,故从t= s到t= s,即从,质点M从波峰运动到平衡位置,即向下运动,且动能逐渐增大。
13.答案 (1)1 m/s (2)0.4 m
解析 (1)由振动图像可知周期T=0.2 s,由波的图像可知波长λ=0.2 m,则由波速公式可得v= m/s=1 m/s。
(2)P点一共振动了t= s=0.4 s=2T
可得P点经过的路程为2×4A=2×4×0.05 m=0.4 m。
14.答案 (1)沿y轴负方向 (2)1.3 s (3)1.9 s
解析 (1)横波沿x轴正方向传播,初始时x坐标为0.24 m处质点起振方向沿y轴负方向,故P质点刚开始振动的方向也沿y轴负方向。
(2)P点第一次达到波谷的时间,就是初始时刻x坐标为0.18 m处的质点的振动状态传到P点所需要的时间,即t1=,其中Δx1=(0.96-0.18) m=0.78 m,所以t1= s=1.3 s。
(3)P点第二次达到波峰的时间等于初始时x坐标为0.06 m处质点的振动状态传到P质点所需要的时间与一个周期的和,即t2=+T=,又Δx2=(0.96-0.06) m=0.9 m,λ=0.24 m,所以t2= s=1.9 s。
15.答案 (1)4 m (2) m/s(n=1,2,3,…)或 m/s(n=1,2,3,…)
解析 (1)质点a一个周期运动的路程s0=4A=0.16 m,1 s内的周期数是n==25,1 s内运动的路程s=ns0=4 m。4 波的干涉
必备知识基础练
1.(2021广东深圳四校联盟期中)已知S1、S2为水波槽中的两个波源,它们在同一水槽中分别激起两列水波,已知两列波的波长λ1<λ2,某时刻在P点两列波的波峰与波峰相遇,则以下叙述正确的是( )
A.P点有时在波峰,有时在波谷,振动始终加强
B.P点始终在波峰
C.P点的振动不遵守波的叠加原理,P点的运动也不始终加强
D.P点的振动遵守波的叠加原理,但并不始终加强
2. 如图所示,水面上有A、B两个振动情况完全相同的振源,在AB连线的中垂线上有a、b、c三个质点。已知某时刻,a质点处是两列波的波峰的相遇点,c质点处是与a质点处波峰相邻的两列波的波谷的相遇点,b质点处为a、c两质点所在处的中点,则以下说法正确的是( )
A.a质点是振动加强点,c质点是振动减弱点
B.a质点与c质点都是振动加强点,b质点是振动减弱点
C.a质点与c质点此时刻是振动加强点,经过一段时间后变成振动减弱点,而b质点可能变成振动加强点
D.a、b、c质点都是振动加强点
3. 一个波源在绳的左端发出半个波①,频率为f1,振幅为A1;同时另一个波源在绳的右端发出半个波②,频率为f2,振幅为A2,P为两波源的中点,由图可知,下列说法错误的是( )
A.两列波同时到达两波源的中点P
B.两列波相遇后,P点波峰值可达A1+A2
C.两列波相遇时,各自仍保持原来的波形独立传播
D.两列波相遇时,绳上波峰可达A1+A2的点只有一个,此点在P点的左侧
4.(多选)(2021江苏扬州中学期中)如图所示,这是两列相向传播、振幅和波长都相同的横波,它们在O点相遇,此后可能出现的状态是( )
5.两波源S1、S2在水槽中形成的波形如图所示,其中实线表示波峰,虚线表示波谷,则( )
A.在两波相遇的区域中会产生干涉
B.在两波相遇的区域中不会产生干涉
C.a点的振动始终加强
D.a点的振动始终减弱
6.由两个完全相同的波源S1与S2发出的两列波在某时刻的情况如图所示,其中实线表示波峰,虚线表示波谷,下列说法正确的是( )
A.处于波谷与波谷相遇处的质点振动一定最弱
B.处于波峰与波峰相遇处的质点振动一定最强
C.振动最强质点的位移始终最大,大小为每一列波振幅的2倍
D.振动最弱的质点除了该时刻处于波峰与波谷的交点外,没有其他质点
关键能力提升练
7.(多选)(2021江苏高二月考)一根长20 m的软绳拉直后放置在光滑水平地板上,以绳中点为坐标原点,以绳上各质点的平衡位置为x轴建立图示坐标系。两人在绳端P、Q沿y轴方向不断有节奏地抖动,形成两列振幅分别为10 cm、20 cm的相向传播的机械波。已知P的波速为2 m/s,t=0时刻的波形如图所示。下列判断正确的有( )
A.两波源的起振方向相反
B.两列波的频率均为2 Hz,叠加区域有稳定干涉图样
C.t=6 s时,两波源间(不含波源)有5个质点的位移为-10 cm
D.叠加稳定时两波源间(不含波源)有10个质点的振幅为30 cm
8.(2021山东青岛模拟)如图所示,这是t=0时刻的简谐横波a与b的波形图,其中a沿x轴正方向传播,b沿x轴负方向传播,波速都是10 m/s,振动方向都平行于y轴。下列平衡位置在x=2 m处的质点从t=0开始在一个周期内的振动图像正确的是( )
9.如图所示,两列简谐波均沿x轴传播,传播速度大小相等,其中一列沿x轴正方向传播(如图中实线所示),一列沿x轴负方向传播(如图中虚线表示),这两列波的频率相同,振动方向沿y轴,则图中x=1、2、3、4、5、6、7、8各点中振幅最大的是x= 的点,振幅最小的是x= 的点。
10. (2021湖北武汉一中期末)如图所示,S1、S2是两个同向的相干波源,相距4 m,两列相干波的波长为λ=2 m,则在以S1、S2连线为半径、S2为圆心的圆周上共有几处振动最弱的点
11. (2021陕西西安中学月考)一振动片以频率f做简谐振动时,固定在振动片上的两根细杆同步周期性地触动水面上a、b两点,两波源发出的波在水面上形成稳定的干涉图样。c是水面上的一点,a、b、c间的距离均为l,如图所示。已知除c点外,在ac连线上还有其他振幅极大的点,其中距c最近的点到c的距离为l。求:
(1)波的波长大小;
(2)波的传播速度大小。
参考答案
4 波的干涉
1.D 两波源产生的波都在水中传播,故波速v相等,而两列波的波长λ1<λ2,根据v=λf可知,两列波的频率不同,所以两列波不能产生干涉现象,不能形成稳定的干涉图样,A错误;任意两列波都可以叠加,故C错误,D正确;P点在其平衡位置附近振动,B错误。
2.D 在AB的垂直平分线上的所有的点到A、B的路程差都等于0,因此都是振动加强点,故选项D正确。
3.B 因两列波在同一介质(绳)中传播,所以波速相同,由图可知λ1>λ2,说明它们的波峰离P点距离不等,波同时传至P点,但波峰不会同时到P点,所以P点波峰值小于A1+A2,两列波波峰能同时传到的点应在P点左侧,故选项A、D正确,选项B错误;又由于波具有独立性,互不干扰,故选项C正确。
4.BD 当左列波的波峰和右列波的波谷相遇时,叠加后的图像为B;当两列波的波峰相遇时,叠加后的图像为D;而A和C是不可能出现的。
5.B 由题图知,两列波的波长不相等,由c=λf知,两列波的频率不同,不满足波的干涉条件。
6.B 波谷与波谷相遇的质点和波峰与波峰相遇的质点振动一定最强,振动最强的质点仍然在振动,位移也会为零,振动减弱的点可能处于它振动的波峰,也可能处于它振动的波谷。
7.AC P起振方向沿y轴负方向,而Q起振方向沿y轴正方向,因此起振方向相反,A正确;波速由介质决定的,因此两列波的速度相等,根据v=λf,可知f=0.5 Hz,两列波的频率均为0.5 Hz,叠加区域有稳定干涉图样,B错误;t=6 s时,两列波都向前传播了12 m,波形如图所示,
当两列波叠加时,合振动等于两个振动的矢量和,由图像可知,在x=-7 m,x=-1 m,x=3 m处位移都是-10 cm,且在6~8 m间还有两个点位移是-10 cm,因此有5个点位移为-10 cm,C正确;振动稳定后,某时刻振动图像如图所示,
从图中可知,在叠加稳定时两波源间(不含波源)有9个质点的振幅为30 cm,D错误。
8.B 由题可知,两列波的波速相等,波长相等,则频率相等,能发生干涉。过周期后,两列波的波峰同时到达x=2 m处的质点,则此质点振动总是加强,振幅为两列波振幅之和,即3 cm,t=0时刻该质点从平衡位置沿y轴正方向振动,所以B正确。
9.答案 4、8 2、6
解析 在图示时刻,两列波引起各质点振动的位移之和都为零,但其中一些点是振动过程中恰好经过平衡位置,而另外一些点是振动减弱且振幅为零。对x=4处的质点,两列波均使该质点从平衡位置向上运动,是同向叠加的,即振幅可以达到两列波分别引起的振幅之和,同理,x=8处的质点也是同向叠加,是加强点;而x=2和x=6处质点则为反向叠加,即为振幅最小点。
10.答案 8
解析 两
列相干波在空间上会发生稳定的干涉现象,某点振动加强或减弱由两列波源到该点的距离差及波长决定。
当某点到波源的距离差Δx=(2n+1)(n=0,1,2,…)时,该点振动减弱。设圆周上某点P振动最弱。如图所示,由干涉条件得|S1P-S2P|=(2n+1)(n=0,1,2,…),而λ=2 m,S2P=4 m,0≤S1P≤8 m,分别代入后可得共有8处振动最弱的点(注意是整个圆周上)。
11.答案 (1)l (2)fl
解析 (1)设ac连线上与c点最近的振幅极大的点为d,则
ad=l-l=l
bd=l
bd-ad=l
根据干涉加强点距离差的关系有Δx=x1-x2=nλ
所以波长为l。习题课:振动图像与波的图像的比较、机械波的多解问题
必备知识基础练
1.图甲是一列简谐横波在t=20 s时的波形,图乙是这列波中P点的振动图线,那么该波的传播速度和传播方向是( )
A.v=25 cm/s,向左传播
B.v=50 cm/s,向左传播
C.v=25 cm/s,向右传播
D.v=50 cm/s,向右传播
2.(多选)(2021湖北名校联盟期中)图甲为一列简谐横波在t=2 s时的波形图,图乙为平衡位置在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 ( )
甲
乙
A.波速为0.5 m/s
B.波的传播方向向右
C.0~2 s时间内,P运动的路程为8 cm
D.0~2 s时间内,P向y轴正方向运动
3.一列沿x轴正方向传播的简谐横波,t=0时刻的波形如图中实线所示,t=0.2 s时刻的波形如图中虚线所示,则( )
A.t=0.2 s时质点P的运动方向向右
B.波的周期可能为0.27 s
C.波的频率可能为1.25 Hz
D.波的传播速度可能为20 m/s
4.(多选)
如图所示,机械波沿直线ab向右传播,ab=2 m,某时刻a点处于波谷位置,b点在平衡位置且向上运动,下列说法正确的是( )
A.波长可能是 m B.波长可能是 m
C.波长可能小于 m D.波长可能大于 m
5.(多选)一列简谐横波,在t=0时波形如图所示,P、Q两点的坐标分别为(-1,0)、(-7,0),波的传播方向由右向左,已知 t=0.7 s 时,P点第二次出现波峰,则( )
A.t=0.9 s时,Q点第一次出现波峰
B.t=1.2 s时,Q点第一次出现波峰
C.波源起振方向一定向上
D.质点Q位于波峰时,质点P位于波谷
6.(多选)
甲
如图甲所示,一列简谐横波在x轴上传播,图乙和图丙分别为x轴上P、Q两质点的振动图像,且xPQ=6 m。下列判断正确的是( )
A.波长可能是8 m
B.波长可能是10 m
C.波速可能是1.2 m/s
D.波速可能是3.6 m/s
7.(2021四川高二期末)一列简谐横波,某时刻的波形图像如图甲所示,从该时刻开始计时,波上质点Q的振动图像如图乙所示,则:
(1)从该时刻起,再经过Δt=0.4 s,质点P的位移、通过的路程分别为多少
(2)再经多长时间x=45 m处的质点(未画出)第二次位于波峰
关键能力提升练
8.(多选)(2021浙江高三月考)一机械波沿x轴传播,图甲为t=0时的波动图像,图乙为x=5 m处的A质点的振动图像,此时P、Q两质点的位移均为-1 m,则( )
A.这列波向x轴正方向传播,波速为 m/s
B.t=0.2 s时,P、Q两质点加速度相同
C.P质点的振动方程为y=2sint- cm
D.这列波的波动方程为y=2sinx+ cm
9.渔船上的声呐利用超声波来探测远方鱼群的方位。某渔船发出的一列超声波在t=0时的波形如图甲所示,图乙为质点P的振动图像,则 ( )
A.该波的波速为1.5 m/s
B.该波沿x轴负方向传播
C.0~1 s时间内,质点P沿x轴运动了1.5 m
D.0~1 s时间内,质点P运动的路程为2 m
10.P、Q是一列简谐横波中的两质点,已知P离振源较近,P、Q两点的平衡位置相距15 m(小于一个波长),各自的振动图像如图所示。此列波的波速为 m/s。
11. 如图所示,A、B是一列简谐横波中的两质点。某时刻,A正处于正向最大位移处,另一点B恰好通过平衡位置向-y方向振动。已知A、B的平衡位置坐标分别为xA=0、xB=70 m,并且波长λ符合不等式:20 m<λ<80 m。求波长。
参考答案
习题课:振动图像与波的图像的比较、机械波的多解问题
1.B 由题图乙知T=2 s。由题图甲知λ=100 cm。由v=得v= cm/s=50 cm/s,选项A、C错误;由题图乙知,2 s末,P点向上振动,根据振动的周期性,可得 20 s 时P点仍向上振动,可判断波向左传播,选项B正确,D错误。
2.AC 由题图甲读出波长λ=2.0 m,由题图乙读出周期T=4 s,则v==0.5 m/s,选项A正确;题图甲是t=2 s时的波形图,题图乙是x=1.5 m处质点的振动图像,该质点在t=2 s时向下振动,所以波向左传播,B错误;在0~2 s内质点P由波峰向波谷振动,通过的路程s=2A=8 cm,C正确,D错误。
3.C t=0.2 s时质点P的运动方向向上(y轴正方向),A错;波长λ=24 m,Δt=T=0.2 s,T= s(n=0,1,2,3,…),B错;f= Hz,n=0时,f=1.25 Hz,C对;波速v==30(4n+1) m/s,D错。
4.BC
t=0时刻,a质点在波谷,b质点在平衡位置且向上运动,如图所示,根据波由a传向b,可知波长λ满足λ+nλ=2 m(n=0,1,2,…),这样λ= m(n=0,1,2,…),由此可知波长不可能大于 m。当n=0时,λ= m;当n=2时,λ= m,大于 m;当n=3时,λ= m,小于 m。故应选B、C。
5.ACD 由题图知波长λ=4 m,第二个波峰到达P点所需时间为T=0.7 s,有T=0.4 s,波速v= m/s=10 m/s。第一个波峰传播到Q,传播距离Δx=2 m-(-7 m)=9 m,所需时间Δt= s=0.9 s,故选项A正确,B错误;P、Q两点间距6 m=λ,振动情况相反,选项D正确;波的最前方x=1 m处的质点正处于平衡位置向上运动,由此可知波源起振方向向上,选项C正确。
6.AC 若波是从Q向P传播,则P、Q的振动相差个周期,距离相差个波长,则λ1=6 m,即λ1= m(n=0,1,2,3,…),同理,波从P向Q传播时,λ2= m(n=0,1,2,…),由此知选项A正确,B错误;根据波速公式v=,波对应的传播速度分别为v1= m/s(n=0,1,2,…),v2= m/s(n=0,1,2,…),由此知选项C正确,D错误。
7.答案 (1)0 4 cm (2)1.8 s
解析 (1)由振动图像可以看出,此波的周期为0.8 s。因为Δt=0.4 s,Δt=,故经0.4 s质点P回到平衡位置。质点P的位移为0,质点P通过的路程为2A=4 cm。
(2)由Q点在t=0时刻向上振动知,波沿x轴正方向传播。波速v= m/s=25 m/s,x=45 m处的质点第一次到达波峰的时间t1= s=1 s,此质点第二次位于波峰的时间t=t1+T=1.8 s。
8.CD t=0时x=5 m处的A质点的振动方向向上,可知该波向x轴正方向传播,根据题图甲可知该波的波长为λ=20 m,根据题图乙可知该波的周期为T=1.2 s,所以该波的波速为v= m/s= m/s,故A错误;根据题意分析,t=0.2 s时,P、Q质点加速度不相同,故B错误;由题图可知波长为20 m,振幅为2 cm,P点的振动方程为y=AsinωPt-=Asin·t-=2sint- cm,故C正确;这列波的波动方程为y=Acos ·x=2sinx+ cm,故D正确。
9.D 质点P的振动周期等于波的传播周期,则v= m/s=1.5×103 m/s,故A错误。由P的振动图像可知,t=0时质点P正在向y轴正方向运动,结合波形图可知,该波沿x轴正方向传播,故B错误。质点P只能在其平衡位置上下振动,不会随波的传播而迁移,故C错误。质点P在0~1 s内运动的路程s=4A·n=4×5×10-6× m=2 m,故D正确。
10.答案 2.5
解析 由题图知,周期为T=8 s,因点P离波源较近,波由P传到Q,则P、Q间的距离Δx=λ,得λ= m(n=0,1,2,…),因P、Q两点的平衡位置相距15 m(小于一个波长),所以λ=20 m;则波速为v= m/s=2.5 m/s。
11.答案 波向-x方向传播时,波长为 m、 m或56 m 波向+x方向传播时,波长为 m或40 m
解析 本题考查波传播的双向性和空间的周期性,若无限制,则A、B之间平衡位置的距离70 m=nλ+Δx,其中Δx小于λ。由某时刻A、B的位置及振动方向可以判断,Δx应为λ。
若Δx=,则可写出通式xB-xA=λ,得70 m=λ,所以波长通式为λ= m(n=0,1,2,3,…),将n=0,1,2,3,…依次代入通式解得λ=280 m,56 m, m, m,…由已知20 m<λ<80 m的限制条件,得波长应为 m或 m或56 m,且该波向-x方向传播。2 波的描述
必备知识基础练
1.一列波从空气传入水中,保持不变的物理量是 ( )
A.波速 B.波长
C.频率 D.以上都不变
2.(2021山东潍坊月考)一个人手持绳子一端上下抖动,绳子上产生波,若人抖动的频率加快,则( )
A.波长变大 B.波长不变
C.波速变大 D.波速不变
3.(多选)一列向右传播的横波在某个时刻的波形如图所示,由图像可知( )
A.质点a此时的位移是零
B.质点b此时向-y方向运动
C.质点c、d的振幅相等
D.质点c此时的加速度方向为沿y轴正向
4.(多选)如图所示为一完整的波形,下列有关说法正确的是( )
A.若P是振源,此时P向上振动
B.若Q是振源,此时Q向上振动
C.若P是振源,此时P向下振动
D.若Q是振源,此时Q向下振动
5.一列沿x轴正方向传播的横波在某时刻的波形如图甲所示,a、b、c、d为介质中沿波的传播方向上4个质点的位置,若从该时刻开始经过3个周期开始计时的振动图像如图乙所示的质点是( )
A.a处质点 B.b处质点
C.c处质点 D.d处质点
6.(多选)大家熟悉的do,re,mi,fa,sol,la,si是一组按照音调高低次序排列起来的音阶,下表中列出了某乐律中各音的频率。下列说法正确的是( )
唱名 do re mi fa sol la si
f/Hz 264 297 330 352 396 440 495
A.do音和sol音的振动频率之比为2∶3
B.do音和sol音的振动周期之比为2∶3
C.do音和sol音在空气中传播时的波长之比为3∶2
D.do音和sol音在空气中传播时的速度之比为2∶3
7.下图为一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形,质点P的振动周期为0.4 s。则该波的波速为 m/s,P点此时的振动方向为 。
8.(2021江苏扬州高二月考)如图所示是一列横波在某一时刻的波形图像。已知这列波的频率为5 Hz,此时x=0.5 m处的质点正向y轴正方向振动,问:
(1)这列波正在向哪个方向传播
(2)波速大小是多少
(3)该质点1 s内通过的路程是多少
关键能力提升练
9.图示是一列简谐波沿x轴正方向传播的某时刻的波形。a位于正向最大位移处,b恰好处于平衡位置,经过Δt=时间,下列关于a、b两个质点所通过的路程sa、sb的关系的说法正确的是( )
A.sa=sb
B.saC.sa>sb
D.不能判断两者大小关系
10.质点A做简谐运动,其振动图像和t=1.6 s时刻的波的图像如图甲、乙所示,则下列说法正确的是( )
A.t=1.6 s时质点A向上运动,波向左传播
B.t=1.6 s时质点A向上运动,波向右传播
C.t=1.6 s时质点A向下运动,波向左传播
D.t=1.6 s时质点A向下运动,波向右传播
11.(2021上海青浦中学高三上期中)一列简谐横波在均匀介质中沿x轴正方向传播,波速为1 m/s,t=0时刻,该波的波形如图所示,P、Q分别为x=4 m、x=7 m处的质点,此时P质点恰好开始振动,则t=5 s时刻,Q点( )
A.经过平衡位置,向上运动
B.经过平衡位置,向下运动
C.位于波峰位置
D.位于波谷位置
12.(多选)(2021江苏海安高级中学高二期末)直角坐标系的y轴为两种均匀介质Ⅰ、Ⅱ的分界线,位于x=0处的一波源发出的两列机械波a、b同时分别在介质Ⅰ、Ⅱ中传播,某时刻的波形图如图所示,此时刻a波恰好传到x=4 m处,下列说法正确的是( )
A.波源的起振方向沿y轴负方向
B.两列波的频率关系fa=4fb
C.此时刻b波传到x=-16 m处
D.质点P在这段时间内的路程为50 cm
13.(多选)如图所示,一列简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时刻的波形为图中实线,t=1 s时刻的波形为图中虚线,已知该波的周期大于1 s。则下列说法正确的是( )
A.该波的波速为5 m/s
B.该波的周期为1.6 s
C.t=0时刻,x=10 m处的b质点正在向y轴负方向运动
D.t=1 s时刻,x=4 m处的a质点相对平衡点的位移为1.5 cm
14.如图所示,一列简谐横波沿x轴正方向传播,在x轴上有P、M、Q三点,从波传到x=5 m的M点时开始计时,已知t1=0.7 s时M点第二次出现波峰。求:
(1)这列波传播的速度大小;
(2)从t=0起到t2=1 s止,质点Q(x=9 m)通过的路程。
参考答案
2 波的描述
1.C 波的频率由波源决定,与介质无关,选项C正确;波速由介质决定,波由一种介质进入另一种介质,波速v发生变化,选项A、D错误;由λ=知选项B错误。
2.D 介质不变,波速不变,当人抖动的频率加快时,波的频率增大,由v=λf知此波的波长变小。故A、B、C错误,D正确。
3.CD 质点a此时的位移是最大值,故选项A错误;因波向右传播,b质点处在下坡路上,应向上运动,故选项B错误;同一列简谐波中的质点的振幅都是一样的,故选项C正确;质点c此时的加速度方向为沿y轴正向,故选项D正确。
4.AD 若P为振源,则该波向右传播,P处于下坡路上,所以向上振动,A正确;若Q为振源,则该波向左传播,Q处于上坡路上,所以向下振动,D正确。
5.C 从振动图像乙可知,开始计时时质点从平衡位置向y轴负方向运动,再结合甲给出的四个质点和波形及传播方向可知,乙所描述的是c质点的运动,C正确。
6.AC do音和sol音的振动频率之比,do音和sol音的振动周期之比,故A正确,B错误;do音和sol音在空气中传播时的波速相同,由v=λf知,do音和sol音在空气中传播时波长之比,故C正确,D错误。
7.答案 2.5 沿y轴正向
解析 由题图可知波长λ=1.0 m,则波速v==2.5 m/s。将波形沿正x轴方向平移少许,比较P点的运动状态可知,P点沿y轴正向运动。
8.答案 (1)向x轴正方向传播 (2)10 m/s (3)2 m
解析 (1)由于x=0.5 m处的质点正向y轴正方向振动,故这列波正在向x轴正方向传播。
(2)由题图可知λ=2 m,根据v=λf,
代入数据可得,波速大小v=10 m/s。
(3)每经过一个周期,质点振动4倍振幅的路程,而每1 s运动5个周期,故1 s内通过的路程s=5×4×0.1 m=2 m。
9.B 因各个质点均做受迫振动,重复波源的振动,故振动频率、周期、振幅相同,而a正处于正向最大位移处,速度为零,在时间Δt内,向平衡位置运动,速度由零逐渐增大,但达不到最大速度(到平衡位置时的速度);b正在从平衡位置向上运动,具有最大速度,在时间Δt内,它向正方向最大位移处运动,速度逐渐减小,但在时间Δt内的平均速度比a质点大。
10.B 由振动图像可得质点A在t=1.6 s时正向上运动,再结合波的图像可以看出,波向右传播,故B正确。
11.A 由题图可知波长为4 m,则周期为T= s=4 s,振动由P点传到Q点所用的时间为t=T=3 s,此时Q点开始沿y轴负方向振动,再经过2 s,Q点回到平衡位置开始向上运动,故选A。
12.ACD 此时刻x=4 m处的质点刚刚开始振动,根据质点的传播方向和振动方向的关系可知,该质点此时刻向y轴负方向振动,说明波源开始振动的方向也为y轴负方向,A正确;由题意可知,这两列波是由同一波源发出的,两列波的频率相同,B错误;由题图可知,a波的波长为λa=1 m,b波的波长为λb=4 m,根据公式v==λf可得,根据x=vt,可得,代入数据得xb=16 m,b波向左传播,所以此时刻b波传到x=-16 m处,C正确;分析可知质点P振动的时间为2.5个周期,质点P在这段时间内的路程为s=2.5×4×5 cm=50 cm,D正确。
13.AB 由于波的周期大于1 s,所以1 s内波的传播距离小于其波长,由题图可知,该波在1 s内传播的距离s=5 m,所以波速v==5 m/s,故A正确;由题图可知波长λ=8 m,所以周期T= s=1.6 s,故B正确;由于波在向x轴正方向传播,故t=0时刻,b质点正在向y轴正方向运动,故C错误;t=0时刻,a质点处于波谷位置,以该时刻为计时起点,则a质点的振动方程为y=3sint- cm,代入t=1 s得y=3sin cm= cm,故D错误。
14.答案 (1)10 m/s (2)60 cm
解析 (1)质点M在t=0时沿y轴负方向振动,经过个周期第二次出现波峰
所以t1=T
解得T=0.4 s
由题图可知波长为4 m,可得波速为
v= m/s=10 m/s。
(2)从t=0开始,设经过Δt,质点Q开始振动,则有
Δt= s=0.4 s
所以质点Q振动的时间为
Δt1=t2-Δt=1 s-0.4 s=0.6 s
质点Q的路程为5 多普勒效应
必备知识基础练
1.下列关于多普勒效应的说法正确的是( )
A.只要波源在运动,就一定能观察到多普勒效应
B.如果声源静止,就观察不到多普勒效应
C.当声源朝着观察者运动时,声源的频率变高
D.当声源相对于观察者运动时,观察者听到的声音的频率可能变高,也可能变低
2.(多选)当人听到声音的频率越来越低时,可能的原因是( )
A.声源和人都是静止的,声源振动的频率越来越低
B.人静止,声源远离人做匀速直线运动,声源振动的频率不变
C.人静止,声源远离人做匀加速直线运动,声源振动的频率不变
D.人静止,声源远离人做匀减速直线运动,声源振动的频率不变
3.(多选)如图所示,甲同学站立不动吹哨子(哨声频率不变),乙同学坐在秋千上来回摆动,假设人耳可以听出非常细微的音调变化,下列关于乙同学的感受的说法正确的是( )
A.乙同学从A向B运动过程中,感觉哨声音调变高
B.乙同学在点C向左运动时,感觉哨声音调变低
C.乙同学在点C向右运动时,感觉哨声音调不变
D.乙同学从E向D运动过程中,感觉哨声音调变高
关键能力提升练
4.(多选)我国自主研发的海翼号深海滑翔机,刷新了下潜深度的世界纪录。在深海中某处的滑翔机发出声呐信号(超声波)的频率为f,在海水中的传播速度为v,若停在海面上的监测船收到的频率稍大于滑翔机发出声呐信号的频率,则下列说法正确的是( )
A.声呐信号在海水中的波长为
B.声呐信号在海水中的波长为
C.滑翔机正在靠近该监测船
D.滑翔机正在远离该监测船
5.如图所示,在某公路的十字路口,甲以速度v1向东行走,乙站在路边,一辆汽车以速度v2通过路口向东行驶并鸣笛,已知汽车笛声的频率为f0,车速v2>v1。甲听到的笛声的频率为f1,乙听到的笛声的频率为f2,司机自己听到的笛声的频率为f3,请将此三人听到笛声的频率由高至低排序。
6.由波源S发出的波某一时刻在介质平面中的情形如图所示,实线为波峰,虚线为波谷。设波源频率为20 Hz,且不运动,而观察者在1 s内从A运动到B,观察者接收到多少个完全波 设波速为340 m/s,而要让观察者完全接收不到波,他每秒要运动多少米
参考答案
5 多普勒效应
1.D 波源运动时,波源与观察者距离不一定变化,不一定发生多普勒效应,故选项A错;声源静止时,若观察者相对声源运动,可能发生多普勒效应,故选项B错;声源朝着观察者运动时,声源频率不变,观察者接收到的频率变高,故选项C错;声源相对观察者运动时,二者距离可能增大,也可能减小,故观察者接收到的频率可能变低,也可能变高,故选项D对。
2.AC 人听到的声音的频率越来越低,声源远离观察者,且远离的速度越来越大,也就是加速远离。
3.AB 乙同学从A向B运动过程中,靠近声源,根据多普勒效应,感觉到哨声音调变高,A正确;乙同学在C点向左运动时,远离声源,感觉到音调变低,B正确;乙同学在C点向右运动时,靠近声源,根据多普勒效应,感觉到哨声音调变高,C错误;乙同学从E向D运动过程中,远离声源,感觉到音调变低,D错误。
4.BC 根据波速定义,v=λf,声呐信号在海水中的波长λ=,故选项A错误,选项B正确;根据多普勒效应,当滑翔机靠近监测船时,监测船接收到的频率大于滑翔机发出声呐信号的频率,故选项C正确,选项D错误。
5.答案 f1>f3>f2
解析 由于v2>v1,所以汽车和甲的相对距离减小,甲听到的频率变大,即f1>f0;由于乙静止不动,所以汽车和乙的相对距离增大,乙听到的频率变低,即f2f3>f2。
6.答案 19个 340 m3 波的反射、折射和衍射
必备知识基础练
1.(多选)(2021湖北武汉检测)以下关于波的认识,正确的是( )
A.潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况,用的是波的反射原理
B.隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质,是为了减少波的反射,从而达到隐形的目的
C.雷达的工作原理是利用波的折射进行定位
D.水波从深水区传到浅水区传播方向改变是波的折射现象
2.(多选)(2021山东寿光一中检测)如图所示,一小型渔港的防波堤两端M、N相距约60 m,在防波堤后A、B两处有两个小船进港躲避风浪。某次海啸引起的波浪沿垂直于防波堤的方向向防波堤传播,下列说法正确的有( )
A.假设波浪的波长约为10 m,则A、B两处小船基本上不受波浪影响
B.假设波浪的波长约为10 m,则A、B两处小船明显受到波浪影响
C.假设波浪的波长约为55 m,则A、B两处小船基本上不受波浪影响
D.假设波浪的波长约为55 m,则A、B两处小船明显受到波浪影响
3.已知空气中的声速为340 m/s。现有几种声波:①周期为0.05 s,②频率为104 Hz,③波长为10 m。它们传播时若遇到宽约为13 m的障碍物,能产生显著的衍射现象的是( )
A.①和② B.②和③
C.①和③ D.都可以
4.(多选)下列现象属于声波反射现象的是( )
A.隔着墙能听到房间外面有人讲话
B.音响设备制作时要考虑混合效应
C.夏日的雷声有时轰鸣不绝
D.在水里的人能听到岸上的声音
5.(2021上海嘉定第二中学期中)如图所示是水波遇到小孔后的图像,图中每两条实线间的距离表示一个波长,其中正确的图像是( )
关键能力提升练
6.(2021江苏苏州第一中学高二期中)小河中有一个实心桥墩P,A为靠近桥墩浮在水面上的一片树叶,俯视如图所示,小河水面平静。现在S处以某一频率拍打水面,树叶A未发生明显振动。要使树叶A发生明显振动,可以采用的方法是( )
A.提高拍打水面的频率
B.降低拍打水面的频率
C.提高拍打水面的力度
D.无论怎样拍打,树叶都不会振动起来
7.(2021北师大附中期中)一列声波在空气中的波长为0.2 m。当该声波从空气中以某一角度传入介质Ⅱ中时,波长变为0.6 m。已知空气中的声速是340 m/s。
(1)求该声波在介质Ⅱ中传播时的频率;
(2)求该声波在介质Ⅱ中传播的速度;
(3)若声波垂直进入介质Ⅱ,经0.4 s返回空气,则介质Ⅱ的深度为多少
参考答案
3 波的反射、折射和衍射
1.ABD 声呐利用了超声波反射原理,A正确;隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质都是为了减少其对电磁波的反射,B正确;雷达的工作原理是利用电磁波的反射进行定位,C错误;水波从深水区传到浅水区时,可把深水区域和浅水区域视为不同介质,故发生的是折射现象,D正确。
2.AD A、B两处小船明显受到影响是因为水波发生明显的衍射,波浪能传播到A、B处,当障碍物或缝隙的尺寸比波长小或跟波长差不多的时候,会发生明显的衍射现象,故A、D正确。
3.C ①②③三种声波的波长分别为λ1=340×0.05 m=17 m,λ2=0.034 m,λ3=10 m,根据发生明显衍射现象的条件可知,①③两声波的波长与障碍物的尺寸差不多,能产生明显的衍射现象,故选项C正确。
4.BC
5.D 根据发生明显衍射的条件,当波长与小孔的尺寸相当或大于小孔的尺寸时会发生明显的衍射现象,波遇到小孔发生明显的衍射现象时,小孔相当于新的波源,故选D。
6.B 拍打水面时,水波中的质点上下振动,形成的波向前传播,提高拍打水面的频率,则质点振动的频率增加,波的频率与振动的频率相等,根据λ=可知,波速不变,频率增大,则波长减小,衍射现象更不明显,反之降低频率,波长增大,衍射现象更明显,故A、C、D错误,B正确。
7.答案 (1)1 700 Hz (2)1 020 m/s (3)204 m
解析 (1)声波在空气中传播时,由v1=λ1f得f= Hz=1 700 Hz
由于声波在不同介质中传播时,频率不变,所以声波在介质Ⅱ中传播时,频率为1 700 Hz。
(2)由v2=λ2f得,声波在介质Ⅱ中的传播速度v2=λ2f=0.6×1 700 m/s=1 020 m/s。第三章 机械波
1 波的形成
必备知识基础练
1.科学探测表明,月球表面无大气层,在月球上,两名宇航员面对面讲话也无法听到,这是因为 ( )
A.月球太冷,声音传播太慢
B.月球上没有空气,声音无法传播
C.宇航员不适应月球,声音太轻
D.月球上太嘈杂,声音听不清楚
2.(多选)(2021北京四中期中)如图所示,水平放置的弹性长绳上有一系列均匀分布的质点,使质点1沿竖直方向做简谐运动,振动将沿绳向右传播,从质点1经过平衡位置向上运动时开始计时,当振动传播到质点13时,质点1恰好完成一次全振动。此时质点10的加速度( )
A.为零 B.为最大值
C.方向向上 D.方向向下
3.振源A带动细绳上各点上下做简谐运动,t=0时刻绳上形成的波形如图所示。规定绳上质点向上运动的方向为x轴的正方向,则P点的振动图像是( )
4.将一个小石子投向平静的湖面中心,会激起一圈圈波纹向外传播,如果此时水面上有一片树叶,下列对树叶运动情况的叙述正确的是( )
A.树叶慢慢向湖心运动
B.树叶慢慢向湖岸漂去
C.在原处上下振动
D.沿着波纹做圆周运动
5.(多选)一列波由波源处向周围扩展开去,下列说法正确的是( )
A.介质中各质点由近及远地传播开去
B.介质中质点的振动形式由近及远地传播开去
C.介质中质点振动的能量由近及远地传递开去
D.介质中质点只是振动而没有迁移
关键能力提升练
6.下图为波沿着一条右端固定的绳子传播到B点的波形示意图,由图可判断出A开始振动的方向是( )
A.向左 B.向右
C.向上 D.向下
7.(多选)下图是沿水平方向的介质中的部分质点,每相邻质点间的距离相等,其中O为波源,设波源的振动周期为T,自波源通过平衡位置竖直向下振动开始计时,经过T,质点1开始振动,则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法正确的是( )
A.介质中所有的质点的起振方向都竖直向下,且图中质点9起振最晚
B.图中所画出的质点起振时间都是相同的,起振的位置和起振的方向是不同的
C.图中质点8的振动完全重复质点7的振动,只是质点8起振、通过平衡位置或最大位移处的时间总是比质点7落后
D.只要图中所有的质点都已振动了,质点1与质点9的振动步调就完全一致
8.在敲响大钟时,有的同学发现,停止对大钟的撞击后,大钟仍“余音未绝”,分析其原因是( )
A.大钟的回声
B.大钟在继续振动,空气中继续形成声波
C.人的听觉发生“暂留”
D.大钟停止振动,但空气仍在振动
参考答案
1 波的形成
1.B
2.BD 根据题意,当振动传播到质点13时,质点1恰好完成一次全振动;故此时质点1~13间波形为一个完整的正弦波形,此时质点10处于正向最大位移处,回复力最大,方向指向平衡位置,即向下;根据牛顿第二定律,可知加速度最大,且方向也指向平衡位置,即向下,故选B、D。
3.B 根据前一质点的位置确定后一质点的运动方向,t=0时刻P点前一质点在下方,确定P点的起振方向是从平衡位置向下振动,故只有选项B正确。
4.C 由于波在传播过程中,各质点不随波迁移,只在各自的平衡位置附近做振动,故选C。
5.BCD 波动过程是振动形式和振动能量的传递过程,介质中质点并不随波迁移。
6.C 波的传播过程中各质点的振动是在振源的带动下依次进行的,所以每个质点开始的振动方向一定和振源的起振方向相同,从图中可知B点将开始向上振动,所以振源的起振方向向上,故选C。
7.ACD 从题图可知,质点9是图中距波源最远的点,起振方向向下,但起振时刻最晚,故选项A正确,选项B错误;质点7与质点8相比较,质点7是质点8的前质点,质点7先振动,质点8后振动,故选项C正确;质点9比质点1晚2T开始振动,一旦质点9起振后,1、9振动步调就完全一致,故选项D正确。
