章末检测试卷(三)
(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.(2023·河源市部分高中联考)“纸杯电话”是一种深受小朋友喜欢的科技小制作,如图所示将两个纸杯作为电话的听筒,将两纸杯底部用细线相连,当拉紧细线对着一个纸杯讲话时,另一端就可以听到讲话的声音,下列关于“纸杯电话”中声波传播的说法正确的是( )
A.空气中的声波是横波
B.声波从空气进入细线传播时,频率会发生变化
C.声波从空气进入细线传播时,速度会发生变化
D.若两个小朋友同时在“电话”两端讲话,声波相遇时一定会发生干涉
2.(2023·广东卷)渔船常用回声探测器发射的声波探测水下鱼群与障碍物。声波在水中传播速度为1 500 m/s,若探测器发出频率为1.5×106 Hz的声波,下列说法正确的是( )
A.两列声波相遇时一定会发生干涉
B.声波由水中传播到空气中,波长会改变
C.该声波遇到尺寸约为1 m的被探测物时会发生明显衍射
D.探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度无关
3.一简谐横波沿x轴传播,某时刻的波形如图所示,已知此时质点F的运动方向向下,则( )
A.此波沿x轴正方向传播
B.质点D此时向下运动
C.质点B将比质点C先回到平衡位置
D.质点E的振幅为零
4.(2024·清远市高二期末)相距18 m的甲、乙两条船停在湖中,某时刻开始波源以0.2 Hz的频率上下振动,形成的水波可视为简谐横波,波源和甲、乙两船的相对位置如图所示,通过观察发现当甲船位于波谷时,乙船位于波峰,且两船之间还有一个波峰。下列说法正确的是( )
A.这列波的速度为2.4 m/s
B.这列波的波长为15 m
C.这列波的周期为0.5 s
D.一段时间后甲船靠近乙船
5.(2024·佛山市高二期中)某同学设计了如图甲所示的地震测量装置,水平方向X和竖直方向Y的构造相同。在某次测量中发现Y方向上位移传感器先出现图像,经过0.5 s后X方向上位移传感器也开始出现图像,其振动图像如图乙所示,已知当地P波的传播速度是6 km/s,S波的传播速度是4 km/s,则( )
A.X方向传感器接收到的是P波振动
B.该地震波的振动周期是0.1 s
C.该次地震中心与测试点距离10 km
D.两重球处于平衡位置时弹簧弹力均为0
6.如图所示,实线为一列简谐横波在某一时刻的波形曲线,经过0.3 s后,其波形曲线如图中虚线所示。若波是沿x轴正方向传播的(周期大于0.3 s),则该波的速度大小及周期分别为( )
A.0.5 m/s 0.4 s B. m/s 0.4 s
C.0.5 m/s 1.2 s D. m/s 1.2 s
7.(2024·茂名市高二期末)一根粗细均匀同种材质的轻绳,右端固定在墙上,手握着绳左端O点。t=0时刻,用力上下振动O点,产生一列向右传播的绳波,经过t=4.0 s的时间,绳上的波形如图所示。若绳波为简谐波,绳子足够长,以O为原点沿绳子方向建立x轴,则t=2.5 s时,下列区间中绳上各个质点中速度方向竖直向上的是( )
A.0.5 mB.0.75 mC.1.25 mD.1.5 m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。
8.一列横波沿水平方向传播,质点A平衡位置位于x=0.2 m处,质点P平衡位置位于x=0.4 m处,质点A的振动图像如图甲所示,图乙是t=0时该波的图像。下列说法正确的是( )
A.该波速为v=2 m/s
B.该波沿x轴正方向传播
C.t=0时,质点P速度为零
D.当质点P处于波峰位置时,质点A处于波谷位置
9.(2023·广东省中山纪念中学高二校考)如图所示的实线和虚线分别为t=0时刻A、B两列简谐横波沿x轴传播的波形图,两列波叠加并发生了干涉现象,下列说法正确的是( )
A.t=0时刻,若A波使x=0.2 m处质点沿y轴正方向运动,则B波使x=0.2 m处质点沿y轴负方向运动
B.相邻两个振动加强点平衡位置相距0.2 m
C.x=0.5 m处为振动减弱点
D.两列波遇到尺寸小于0.4 m的障碍物会发生明显的衍射现象
10.在电视剧《西游记》中,孙悟空为朱紫国国王悬丝诊脉,中医悬丝诊脉悬的是“丝”,“诊”的是脉搏通过悬丝传过来的振动,即通过机械波判断出病灶的位置与轻重缓急。如图甲,假设“丝”上有A、B、C三个质点,坐标分别为xA=0、xB=0.4 m、xC=1.4 m,A、B两质点运动的方向始终相反,波长大于0.6 m。t=0时刻,朱紫国国王搭上丝线图中的质点A,质点A开始振动,其振动图像如图乙所示,产生的机械波沿丝线向孙悟空传播。关于该机械波,下列说法正确的是( )
A.波速为1.6 m/s
B.t=2 s时,质点C第一次运动到波峰
C.在t=0到t=2.25 s内,质点B通过的路程为3.5 mm
D.若孙悟空将丝线的另一端搭在自己的脉搏上,他的脉搏振动频率为1 Hz,则丝线中两列波相遇时能发生稳定的干涉现象
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11.(6分)(2022·广东卷)如图所示,某同学握住软绳的一端周期性上下抖动,在绳上激发了一列简谐波。从图示时刻开始计时,经过半个周期,绳上M处的质点将运动至__________(选填“N”“P”或“Q”)处。加快抖动,波的频率增大,波速__________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
12.(12分)(2023·珠海市斗门区第一中学期末)一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0时刻波形图如图甲所示,已知x=0处的质点做简谐运动的图像如图乙所示,P是x=10 m处的一个质点。在t=0时刻x=2 m处的质点向y轴__________(填“正”或“负”)方向振动,该简谐横波的周期为____________ s,传播速度为____________ m/s,此后经过____________ s质点P第一次出现在波峰。
13.(10分)地震波既有纵波(P波)也有横波(S波),纵波是推进波,横波是剪切波,地震波的纵波和横波频率相等。距离震源30 km的监测人员先感觉到上下颠簸,Δt=3 s后感觉到左右摇晃,监测人员在左右摇晃时监测到了一列沿x轴负方向传播的地震横波。t1=0时刻x轴上在0~4.5 km区间内的波形如图中实线所示,t2=0.6 s时刻的波形如图中虚线所示,已知该地震横波的周期T>0.5 s。求:
(1)(5分)该地震横波传播速度的大小;
(2)(5分)该地震纵波的波长。
14.(12分)(2023·肇庆市高二期末)一列简谐横波沿x轴方向传播,如图甲所示是该简谐波在t=0时刻的波形图,如图乙所示是该波上质点P的振动图像。求:
(1)(6分)该简谐波的传播速度大小和传播方向;
(2)(6分)0~0.9 s时间内,质点P通过的路程。
15.(14分)(2023·深圳市宝安中学高二期中)均匀介质中,波源位于原点的简谐横波在xOy水平面内传播,t=0时刻,所有波峰、波谷的分布如图甲所示,其中实线表示波峰,虚线表示相邻的波谷,坐标(0,20 m)处的质点P处于波峰。质点P的振动图像如图乙所示,z轴正方向竖直向上。求:
(1)(3分)该波的传播速度大小;
(2)(5分)坐标(0,40 m)处的质点M第一次处于波谷的时刻;
(3)(6分)坐标(10 m,0)处的质点N的振动方程及8.5 s末质点N在z轴上的坐标。
章末检测试卷(三)
1.C [空气中的声波是纵波,故A错误;机械波的振动频率由波源决定,其传播速度由介质决定,则声波从空气进入细线传播时,频率不变,波速发生变化,故B错误,C正确;两列机械波发生干涉必须频率相同,两个小朋友讲话的频率不一定相同,则声波相遇时不一定会发生干涉,故D错误。]
2.B [根据多普勒效应可知,探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度有关,而两列声波发生干涉的条件是频率相等,所以两列声波相遇时不一定发生干涉,故A、D错误;声波由水中传播到空气中时,声波的波速发生变化,所以波长会发生改变,故B正确;根据波长的计算公式可得λ== m=1×10-3 m,当遇到尺寸约1 m的被探测物时不会发生明显衍射,故C错误。]
3.B [简谐横波沿x轴传播,此时质点F的运动方向向下,由波形平移法可知,该波沿x轴负方向传播,A错误;质点D此时的运动方向与F的运动方向相同,即向下运动,B正确;此时质点B向上运动,而质点C在最大位移处,即将向下运动,则C先回到平衡位置,C错误;此时质点E的位移为零,但振幅不为零,各个质点的振幅相同,D错误。]
4.A [当甲船位于波谷时,乙船位于波峰,且两船之间还有一个波峰,即两船之间的距离等于1.5个波长,得λ=12 m,故B错误;这列波的速度v=λf=2.4 m/s,故A正确;这列波的周期T==5 s,故C错误;甲、乙两船上下振动,不随波迁移,即甲、乙两船不会靠近,故D错误。]
5.B [P波的传播速度较快,根据题意经过0.5 s后X方向上位移传感器也开始出现图像,所以X方向传感器接收到的是S波振动,故A错误;根据Y方向的振动图像可知5T=0.5 s,解得T=0.1 s,故B正确;根据题意可知6 km/s×t=4 km/s×(t+0.5 s),该次地震中心与测试点距离为x=6 km/s×t=6 km,故C错误;Y方向的重球处于平衡位置时弹簧弹力等于重球的重力,故D错误。]
6.A [由题图可得λ=20 cm,
因为波沿x轴正方向传播,
则(+n)T=0.3 s(n=0,1,2…),
即T= s(n=0,1,2…),
周期大于0.3 s,
所以n=0,T=0.4 s,
波速v== m/s=0.5 m/s,故选A。]
7.B [根据题意可知该绳波的波长为λ=1 m,4 s传播了4个波长的距离,故周期为T=1 s,则该绳波的波速为v== m/s=1 m/s,t=2.5 s时,绳波传播的距离为x=vt=1×2.5 m=2.5 m,波形如图所示
则质点速度竖直向上的区间为0.75 m8.AD [由题图甲知T=0.2 s,由题图乙知λ=0.4 m,则波速v==2 m/s,故A正确;结合题图甲,t=0时质点A向下运动,由题图乙根据“上下坡”法可判断,该波沿x轴负方向传播,此时质点P速度为正方向最大,故B、C错误;由题图乙知,质点P与质点A的平衡位置相距半个波长,所以当质点P处于波峰位置时,质点A处于波谷位置,故D正确。]
9.BCD [若A波沿x轴正方向传播,B波也沿x轴正方向传播,则两列波传播速度相同,叠加不会出现稳定的振动加强与振动减弱区域,因此两列波的传播方向一定相反。t=0时刻,若A波使x=0.2 m处质点沿y轴正方向运动,则A波沿x轴正向传播,则B波一定沿x轴负方向传播,“同侧法”可以判断B波使x=0.2 m处质点也沿y轴正方向运动,故A错误; t=0时刻,x=0,x=0.2 m为相邻的两个振动加强点,故B正确;x=0.5 m处为波峰与波谷相遇点,为振动减弱点,故C正确;两列波的波长为0.4 m,遇到尺寸小于0.4 m的障碍物会发生明显的衍射现象,故D正确。]
10.CD [A、B两质点运动的方向始终相反,可知A、B两质点间的距离为nλ+=0.4 m(n=0,1,2,…),因波长大于0.6 m,可知n=0,λ=0.8 m,根据λ=vT,T=1 s,可得v=0.8 m/s,故A错误;由题图丙可知,所有质点的起振方向均沿y轴负方向,所以质点C第一次运动到波峰的时间t=+T=2.5 s,故B错误;质点B从t=0.5 s开始振动,在t=0到t=2.25 s内的运动时间为1.75 s=1T,运动路程s=7A=3.5 mm,故C正确;因丝线两端波源的振动频率相同,所以能发生稳定的干涉现象,故D正确。]
11.P 不变
解析 经过半个周期,波向右传播半个波长,而M处质点只在平衡位置附近上下振动,恰好运动到最低点P处。波速是由介质决定的,与频率无关,波的频率增大,而波速仍保持不变。
12.正 2 2 4.5
解析 波沿x轴正方向传播,根据“同侧法”可知,在t=0时刻x=2 m处的质点沿y轴正方向振动;由题可知,该波的波长λ=4 m,振动周期T=2 s,则该简谐横波的传播速度v== m/s=2 m/s,在t=0时刻,离P点最近的波峰在x=1 m处,质点P第一次出现在波峰时,经过的时间为
t== s=4.5 s。
13.(1)3.75 km/s (2)4.8 km
解析 (1)由波形图可知地震横波的波长λS=3 km
由题意可得t2-t1=(n+)T(n=0,1,2,…)
又T>0.5 s,可得n=0
即T=0.6 s,解得T=0.8 s
地震横波传播速度为vS=
解得vS=3.75 km/s
(2)由题意得Δt=-,
解得vP=6 km/s
又vP=,解得λP=4.8 km。
14.(1) m/s 沿x轴负方向
(2)60 cm
解析 (1)由题图甲、乙可知,该简谐波的波长λ=0.8 m,周期T=0.6 s,则波的传播速度为v== m/s= m/s,由于此时质点P振动方向向下,根据波形平移法可得波的传播方向为沿x轴负方向。
(2)由于t=0.9 s=T
所以0~0.9 s时间内质点P经过的路程为
s=×4A=×4×10 cm=60 cm。
15.(1)5 m/s (2)6 s
(3)z=-2cost(cm) - cm
解析 (1)由题知图甲中实线表示波峰,虚线表示相邻的波谷,
则有=10 m
题图乙为质点P的振动图像,
则T=4 s
则波速v==5 m/s
(2)由题图甲可知当波谷传到坐标(0,40 m)处的质点M时,传播的距离为s=30 m
则需要的时间为t==6 s
(3)由题图乙知T=4 s,A=2 cm,
则ω== rad/s
则坐标(10 m,0)处的质点N的振动方程为
z=-Acos ωt=-2cost(cm)
将t=8.5 s代入上式可得8.5 s末质点N在z轴上的坐标
z=-2cos(×8.5)(cm)=- cm(共43张PPT)
章末检测试卷(三)
一、单项选择题
1.(2023·河源市部分高中联考)“纸杯电话”是一种深受小朋友喜欢的科技小制作,如图所示将两个纸杯作为电话的听筒,将两纸杯底部用细线相连,当拉紧细线对着一个纸杯讲话时,另一端就可以听到讲话的声音,下列关于“纸杯电话”中声波传播的说法正确的是
A.空气中的声波是横波
B.声波从空气进入细线传播时,频率会发生变化
C.声波从空气进入细线传播时,速度会发生变化
D.若两个小朋友同时在“电话”两端讲话,声波相
遇时一定会发生干涉
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空气中的声波是纵波,故A错误;
机械波的振动频率由波源决定,其传播速度由介质决定,则声波从空气进入细线传播时,频率不变,波速发生变化,故B错误,C正确;
两列机械波发生干涉必须频率相同,两个小朋友讲话的频率不一定相同,则声波相遇时不一定会发生干涉,故D错误。
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2.(2023·广东卷)渔船常用回声探测器发射的声波探测水下鱼群与障碍物。声波在水中传播速度为1 500 m/s,若探测器发出频率为1.5×106 Hz的声波,下列说法正确的是
A.两列声波相遇时一定会发生干涉
B.声波由水中传播到空气中,波长会改变
C.该声波遇到尺寸约为1 m的被探测物时会发生明显衍射
D.探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度无关
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根据多普勒效应可知,探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度有关,而两列声波发生干涉的条件是频率相等,所以两列声波相遇时不一定发生干涉,故A、D错误;
声波由水中传播到空气中时,声波的波速发生变化,所以波长会发生改变,故B正确;
3.一简谐横波沿x轴传播,某时刻的波形如图所示,已知此时质点F的运动方向向下,则
A.此波沿x轴正方向传播
B.质点D此时向下运动
C.质点B将比质点C先回到平衡位置
D.质点E的振幅为零
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简谐横波沿x轴传播,此时质点F的运动方向向
下,由波形平移法可知,该波沿x轴负方向传播,
A错误;
质点D此时的运动方向与F的运动方向相同,即
向下运动,B正确;
此时质点B向上运动,而质点C在最大位移处,即将向下运动,则C先回到平衡位置,C错误;
此时质点E的位移为零,但振幅不为零,各个质点的振幅相同,D错误。
4.(2024·清远市高二期末)相距18 m的甲、乙两条船停在湖中,某时刻开始波源以0.2 Hz的频率上下振动,形成的水波可视为简谐横波,波源和甲、乙两船的相对位置如图所示,通过观察发现当甲船位于波谷时,乙船位于波峰,且两船之间还有一个波峰。下列说法正确的是
A.这列波的速度为2.4 m/s
B.这列波的波长为15 m
C.这列波的周期为0.5 s
D.一段时间后甲船靠近乙船
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当甲船位于波谷时,乙船位于波峰,且两船之间还有一个波峰,即两船之间的距离等于1.5个波长,得λ=12 m,故B错误;
这列波的速度v=λf=2.4 m/s,故A正确;
甲、乙两船上下振动,不随波迁移,即甲、乙两船不会靠近,故D错误。
5.(2024·佛山市高二期中)某同学设计了如图甲所示的地震测量装置,水平方向X和竖直方向Y的构造相同。在某次测量中发现Y方向上位移传感器先出现图像,经过0.5 s后X方向上位移传感器也开始出现图像,其振动图像如图乙所示,已知当地P波的传播速度是6 km/s,S波的传播速度是4 km/s,则
A.X方向传感器接收到的是P波振动
B.该地震波的振动周期是0.1 s
C.该次地震中心与测试点距离10 km
D.两重球处于平衡位置时弹簧弹力均为0
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P波的传播速度较快,根据题意经过0.5 s后X方向上位移传感器也开始出现图像,所以X方向传感器接收到的是S波振动,故A错误;
根据Y方向的振动图像可知5T=0.5 s,解得T=0.1 s,故B正确;
根据题意可知6 km/s×t=4 km/s×(t+0.5 s),该次地震中心与测试点距离为x=6 km/s×t=6 km,故C错误;
Y方向的重球处于平衡位置时弹簧弹力等于重球的重力,故D错误。
6.如图所示,实线为一列简谐横波在某一时刻的波形曲线,经过0.3 s后,其波形曲线如图中虚线所示。若波是沿x轴正方向传播的(周期大于0.3 s),则该波的速度大小及周期分别为
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由题图可得λ=20 cm,因为波沿x轴正方向传播,
7.(2024·茂名市高二期末)一根粗细均匀同种材质的轻绳,右端固定在墙上,手握着绳左端O点。t=0时刻,用力上下振动O点,产生一列向右传播的绳波,经过t=4.0 s的时间,绳上的波形如图所示。若绳波为简谐波,绳子足够长,以O为原点沿绳子方向建立x轴,则t=2.5 s时,下列区间中绳上各个质点中速度方向竖直向上的是
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t=2.5 s时,绳波传播的距离为x=vt=1×2.5 m=2.5 m,波形如图所示
则质点速度竖直向上的区间为0.75 m二、多项选择题
8.一列横波沿水平方向传播,质点A平衡位置位于x=0.2 m处,质点P平衡位置位于x=0.4 m处,质点A的振动图像如图甲所示,图乙是t=0时该波的图像。下列说法正确的是
A.该波速为v=2 m/s
B.该波沿x轴正方向传播
C.t=0时,质点P速度为零
D.当质点P处于波峰位置时,
质点A处于波谷位置
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结合题图甲,t=0时质点A向下运动,由题图乙根据“上下坡”法可判断,该波沿x轴负方向传播,此时质点P速度为正方向最大,故B、C错误;
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由题图乙知,质点P与质点A的平衡位置相距半个波长,所以当质点P处于波峰位置时,质点A处于波谷位置,故D正确。
9.(2023·广东省中山纪念中学高二校考)如图所示的实线和虚线分别为t=0时刻A、B两列简谐横波沿x轴传播的波形图,两列波叠加并发生了干涉现象,下列说法正确的是
A.t=0时刻,若A波使x=0.2 m处质点沿y轴正
方向运动,则B波使x=0.2 m处质点沿y轴负
方向运动
B.相邻两个振动加强点平衡位置相距0.2 m
C.x=0.5 m处为振动减弱点
D.两列波遇到尺寸小于0.4 m的障碍物会发生明显的衍射现象
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若A波沿x轴正方向传播,B波也沿x轴正方向传播,则两列波传播速度相同,叠加不会出现稳定的振动加强与振动减弱区域,因此两列波的传播方向一定相反。t=0时刻,若A波使x=0.2 m处质点沿y轴正方向
运动,则A波沿x轴正向传播,则B波一定沿x轴负方向传播,“同侧法”可以判断B波使x=0.2 m处质点也沿y轴正方向运动,故A错误;
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t=0时刻,x=0,x=0.2 m为相邻的两个振动加强点,故B正确;
x=0.5 m处为波峰与波谷相遇点,为振动减弱点,故C正确;
两列波的波长为0.4 m,遇到尺寸小于0.4 m的障碍物会发生明显的衍射现象,故D正确。
10.在电视剧《西游记》中,孙悟空为朱紫国国王悬丝诊脉,中医悬丝诊脉悬的是“丝”,“诊”的是脉搏通过悬丝传过来的振动,即通过机械波判断出病灶的位置与轻重缓急。如图甲,假设“丝”上有A、B、C三个质点,坐标分别为xA=0、xB=0.4 m、xC=1.4 m,A、B两质点运动的方向始终相反,波长大于0.6 m。t=0时刻,朱紫国国王搭上丝线图中的质点A,质点A开始振动,其振动图像如图乙所示,产生的机械波沿丝线向孙悟空传播。关于该机械波,下列说法正确的是
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A.波速为1.6 m/s
B.t=2 s时,质点C第一次运动到波峰
C.在t=0到t=2.25 s内,质点B通过的路程为3.5 mm
D.若孙悟空将丝线的另一端搭在自己的脉搏上,他的脉搏振动频率为1 Hz,
则丝线中两列波相遇时能发生稳定的干涉现象
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因丝线两端波源的振动频率相同,所以能发生稳定的干涉现象,故D正确。
三、非选择题
11.(2022·广东卷)如图所示,某同学握住软绳的一端周期性上下抖动,在绳上激发了一列简谐波。从图示时刻开始计时,经过半个周期,绳上M处的质点将运动至______(选填“N”“P”或“Q”)处。加快抖动,波的频率增大,波速_______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
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经过半个周期,波向右传播半个波长,而M处质点只在平衡位置附近上下振动,恰好运动到最低点P处。波速是由介质决定的,与频率无关,波的频率增大,而波速仍保持不变。
12.(12分)(2023·珠海市斗门区第一中学期末)一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0时刻波形图如图甲所示,已知x=0处的质点做简谐运动的图像如图乙所示,P是x=10 m处的一个质点。在t=0时刻x=2 m处的质点向y轴______(填“正”或“负”)方向振动,该简谐横波的周期为_____ s,传播速度为_____ m/s,此后经过______ s质点P第一次出现在波峰。
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正
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波沿x轴正方向传播,根据“同侧法”可知,在t=0时刻x=2 m处的质点沿y轴正方向振动;由题可知,该波的波长λ=4 m,振动周期T=2 s,
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13.地震波既有纵波(P波)也有横波(S波),纵波是推进波,横波是剪切波,地震波的纵波和横波频率相等。距离震源30 km的监测人员先感觉到上下颠簸,Δt=3 s后感觉到左右摇晃,监测人员在左右摇晃时监测到了一列沿x轴负方向传播的地震横波。t1=0时刻x轴上在0~4.5 km区间内的波形如图中实线所示,t2=0.6 s时刻的波形如图中虚线所示,已知该地震横波的周期T>0.5 s。求:
(1)该地震横波传播速度的大小;
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答案 3.75 km/s
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由波形图可知地震横波的波长λS=3 km
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又T>0.5 s,可得n=0
解得vS=3.75 km/s
(2)该地震纵波的波长。
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答案 4.8 km
14.(2023·肇庆市高二期末)一列简谐横波沿x轴方向传播,如图甲所示是该简谐波在t=0时刻的波形图,如图乙所示是该波上质点P的振动图像。求:
(1)该简谐波的传播速度大小
和传播方向;
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由题图甲、乙可知,该简谐波的波长λ=0.8 m,周期T=0.6 s,
由于此时质点P振动方向向下,根据波形平移法可得波的传播方向为沿x轴负方向。
(2)0~0.9 s时间内,质点P通过的路程。
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答案 60 cm
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所以0~0.9 s时间内质点P经过的路程为
15.(2023·深圳市宝安中学高二期中)均匀介质中,波源位于原点的简谐横波在xOy水平面内传播,t=0时刻,所有波峰、波谷的分布如图甲所示,其中实线表示波峰,虚线表示相邻的波谷,坐标(0,20 m)处的质点P处于波峰。质点P的振动图像如图乙所
示,z轴正方向竖直向上。求:
(1)该波的传播速度大小;
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答案 5 m/s
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题图乙为质点P的振动图像,则T=4 s
(2)坐标(0,40 m)处的质点M第一次处于波谷的时刻;
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答案 6 s
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由题图甲可知当波谷传到坐标(0,40 m)处的质点M时,传播的距离为s=30 m
(3)坐标(10 m,0)处的质点N的振动方程及8.5 s末质点N在z轴上的坐标。
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将t=8.5 s代入上式可得8.5 s末质点N在z轴上的坐标