物理机械波各地方试卷集合及解析
一、机械波 选择题
1.如图所示,沿x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线,其波速为200 m/s,下列说法中正确的是( )
A.从图示时刻开始,质点b比质点a先到平衡位置 B.从图示时刻开始,经过0.01s质点a 通过的路程为0.4m
C.若该波波源从O点沿x轴正向运动,则在x=2000m处接收到的波的频率将小于50Hz D.若该波传播中遇到宽3m的障碍物能发生明显的衍射现象
2.如图所示分别为一列横波在某一时刻的图像和在 x=6m 处的质点从该时刻开始计时的振动图像,则这列波 ( )
A.沿 x 轴的正方向传播,波速为2.5m/s B.沿 x 轴的负方向传播,波速为2.5m/s C.沿 x 轴的正方向传播,波速为100m/s D.沿 x 轴的负方向传播,波速为100m/s
3.一列波长大于3.6m的简谐横波沿直线方向由a向b传播,a、b相距6m, a 、b两质点的振动图象如图所示.由此可知
A.3 s末a、b两质点的位移相同 B.该波的波速为2 m/s C.该波的波长为4m D.该波由a传播到b历时1.5s
4.一列简谐横波沿x轴正方向传播,频率为5Hz,某时刻的波形如图所示,介质中质点A在距原点8cm处,质点B在距原点16cm处,从图象对应时刻算起,质点A的运动状态与图示时刻质点B的运动状态相同需要的最短时间为( )
A.0.08s B.0.12s C.0.14s D.0.16s
5.如图所示,实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t=\"=\" 0时刻的波形图,虚线是这列波在t=\"=\" 0.2 s时刻的波形图.已知该波的波速是0.8 m/s ,则下列说法正确的是
A.这列波的波长是14 ㎝ B.这列波的周期是0.125 s
C.这列波可能是沿x轴正方向传播的 D.t =0时,x= 4 ㎝处的质点速度沿y轴负方向
6.一列横波沿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
3周期开始计时,则图2描述的是 4
A.a处质点的振动图像 C.c处质点的振动图像
B.b处质点的振动图像 D.d处质点的振动图像
和
的两质点A、B
7.一列波长大于3m的横波沿着x轴正方向传播,处在的振动图象如图所示,由此可知( )
A.波长为4m B.波速为2m/s
C.3s末A、B两质点的位移相同 D.1s末A点的速度大于B点的速度
8.如图,a、b、c、d是均匀媒质中x轴上的四个质点,相邻两点的间距依次为2m、4m和6m。一列简谐横波以2m/s的波速沿x轴正向传播,在t0时刻到达质点
a处,质点a由平衡位置开始竖直向下运动,t3s时a第一次到达最高点。下列说法
正确的是( )
A.在t6s时刻波恰好传到质点d处 B.在t5s时刻质点c恰好到达最高点 C.质点b开始振动后,其振动周期为4s D.在4st6s的时间间隔内质点c向上运动 E.当质点d向下运动时,质点b一定向上运动
9.如图所示,两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播。已知两波源分别位于
x0.2m和x1.0m处,振幅均为A0.5cm,波速均为v0.2m/s。t0时刻,平衡位置处于x0.2m和x0.6m的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置处于x0.4m处,以下说法正确的是( )
A.t0时,质点P、Q振动方向分别是向下和向上 B.01s内,质点P的运动路程为0.2m
C.t1.5s时,平衡位置处于0.3m0.5m之间的质点位移均为0 D.t2s时,x0.3m处质点的位移为0.5cm E.两列波相遇分开后,各自的振幅、周期均保持不变
10.一振动周期为T,振幅为A,位于x=0点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐振动,该波源产生的一维简谐横波沿x轴正向传播,波速为v,传播过程中无能量损失,一段时间后,该振动传播至某质点P,关于质点P振动的说法正确的是______. A.振幅一定为A B.周期一定为T C.速度的最大值一定为v D.开始振动的方向沿y轴向上
E.开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于它离波源的距离
11.如图所示,坐标原点处的波源t0时开始从平衡位置沿y轴做简谐运动,t0.5s时在x0cm和x7cm之间第一次出现了如图所示的波形,x7cm部分的波形图没有画出,则下列说法正确的是 。
A.t0.5s时,这列波一定刚好传到x8cm处 B.这列波的周期可能为T0.25s
C.这列波的波速可能为v0.2m/s
D.t0.5s时,x3cm处的质点一定是第二次位于波谷
E.若此波传入另一介质中其波速变为0.4m/s,则它在该介质中的波长一定为8cm 12.在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点,相邻两质点的距离均为L,如图甲所示。一列横波沿该直线向右传播,t0时到达质点1,质点1开始向下运动,经过时间t第一次出现如图乙所示的波形。则该波的( )
A.周期为
2t,波长为8L 38L tB.周期为t,波长为8L D.周期为
C.周期为t,波速为
212Lt,波速为 3t13.一列简谐横波沿x轴正方向传播,周期为T。在t=0时的波形如图所示,波上有P、Q两点,其纵坐标分别为yP=2cm,yQ=-2cm,下列说法正确的是____
A.P点的速度正在增大 B.P点的振动形式传到Q点需要
T 2C.P、Q在振动过程中,位移的大小总相等 D.在E.经过
5T内,P点通过的路程为20cm 45T,Q点回到平衡位置 1214.一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0和t=0.20 s时的波形分别如图中实线和虚线所示.已知该波的周期T>0.20 s.下列说法正确的是________.
A.波速为0.40 m/s B.波长为0.08 m
C.x=0.08 m的质点在t=0.70 s时位于波谷 D.x=0.08 m的质点在t=0.12 s时位于波谷
E.若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s,则它在该介质中的波长为0.32 m
15.甲乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播波速均为40cm/s,两列波在t=0时的部分波形如图所示.关于这两列波,下列说法正确的是___________
A.甲波的波长λ甲=40cm B.乙波的周期为T乙=1.2s
C.t=0时刻,介质中偏离平衡位置位移为24cm的相邻质点的距离为480cm D.两列波可以形成稳定的干涉
E.从t=0时刻计时在图示的区域内,经过0.45s才再次出现有质点偏离平衡位置的距离为24cm
16.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=0.03s时刻的波形图,x=1.2m处的质点在t=0.03s时向y轴正方向运动,则( )
A.该波的频率可能是125Hz B.该波的波速可能是10m/s
C.t=0时x=1.4m处质点的加速度方向沿y轴正方向 D.从t=0时起,平衡位置在0.9m处的质点再经过
1周期时的位移为-2.5cm 1217.图1是一列沿x轴传播的简谐横波在t=0.4s时刻的波形图.若d位置的质点比a位置的质点晚0.6s起振,图2表示位置在a、d之间的某质点P的振动图象,且图1、图2的计时起点相同.则( )
A.该波沿x轴负方向传播 B.该波的周期为0.8s C.质点P位于b、c之间 D.质点P位于a、b之间
18.如图所示,有四列简谐波同时沿x轴正方向传播,波速分别是v、2v、3v和4v,a、b是x轴上所给定的两点,且ab=lm.在t时刻a、b两点间的4列波的波形分别如图所示,则
由该时刻起四个图中a点出现波峰的先后顺序和频率由高到低的先后顺序依次是
A.①②③④,④②①③ C.②④①③,④①②③
B.②④③①,④②③① D.③②④①,②④①③
19.一列简谐横波沿x轴传播,图甲为在t1s时刻的波形图象,P、Q为介质中x2m和x3m处的两质点,图乙为某质点的振动图象,由图象可知,下列说法中正确的是( )
A.该简谐横波一定沿x轴正向传播,速度大小为lm/s B.图乙不可能是质点P的振动图象
C.t2s时刻,质点P的速度一定最大,且一定沿y轴负方向 D.t3s时刻,质点Q的速度一定最大,且一定沿y轴负方向
20.如图甲所示为t=1s时某简谐波的波动图象,乙图为x=4cm处的质点b的振动图象。则下列说法正确的是( )
A.该简谐波的传播方向沿x轴的正方向 B.t=2s时,质点a的振动方向沿y轴的负方向 C.t=2s时,质点a的加速度大于质点b的加速度 D.0~3s的时间内,质点a通过的路程为20cm E.0~3s的时间内,简谐波沿x轴的负方向传播6cm
21.图甲为某一列沿x轴正向传播的简谐横波在t=0.5s时刻的波形图,图乙为参与活动的某一质点的振动图像,则下列说法正确的是( )
A.该简谐横波的传播速度为4 m/s B.图乙可能是图甲M处质点的振动图像 C.从此时刻起,P质点比Q质点先回到平衡位置 D.从此时刻起,经过4s,P质点运动了16m的路程
22.沿x轴正方向传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示,M为介质中的一个质点,该波的传播速度为40m/s,则t1s时 40
A.质点M对平衡位置的位移一定为负值
B.质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同 C.质点M的加速度方向与速度方向一定相同 D.质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反
23.如图,一列简谐横波沿x轴正方向传播,实线为t0时的波形图,虚线为t0.5s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.5s。关于该简谐波,下列说法可能正确的是( )
A.波长为2m B.波速为6m/s C.频率为1.5Hz
D.t1s时,x1m处的质点处于波峰 E.t2s时,x2m处的质点经过平衡位置
24.如图所示,a、b两列沿x轴传播的简谐横波,0时刻的波形如图所示,两列波传播的速度大小均为v=2m/s.a波的振幅为2cm,沿x轴正向传播,b波的振幅为1cm,沿x轴负向传播,下列说法中正确的是( )
A.横波a的周期为2s B.x=1m处的质点的振幅为1cm
C.t=0.5s时刻,x=2m处的质点位移为﹣3cm D.t=0.5s时刻,x=1m处的质点向y轴负方向振动 E.t=1.0s时刻,x=2m处的质点位移大小等于3cm
25.沿x轴方向的一条细绳上有O、A、B、C、D、E、F、G八个点,
OAABBCCDDEEFFG1m,质点O在垂直于x轴方向上做简谐运动,沿x轴方向传播形成横波。t0时刻,O点开始向上运动,经t0.2s,O点第一次到达
上方最大位移处,这时A点刚好开始运动。那么在t2.5s时刻,以下说法中正确的是( )
A.B点位于x轴下方 B.A点与E点的位移相同 C.D点的速度最大 D.C点正向上运动 E.这列波的波速为5m/s
二、机械波 解答题
26.两列简谐波沿x轴相向而行,波速均为v=0.4m/s,振幅均为A=2cm。两波源分别位于A、B处,t=0时的波形如图所示。M、N两质点的横坐标分别为x1=0.40m和x2=0.45m,在t=3.25s时,质点M、N的位移分别为多少?
27.一列简谐横波沿x轴方向传播,在x轴上沿传播方向上依次有P、Q两质点,P质点平衡位置位于x=4m处。图(a)为P、Q两质点的振动图像,图(b)为t=4s时的波形图,已知P、Q两质点平衡位置间的距离不超过10m。 (1)求波速的大小及方向; (2)求Q质点平衡位置坐标。
28.如图所示,实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0和t=0.06s时刻的波形图.已知在t=0时刻,x=1.5m处的质点向y轴正方向运动.
①判断该波的传播方向
②若3T<0.06s<4T,求该波的波速大小.
29.如图所示,一列沿x轴传播的简谐横波,实线是在t=0时刻的波形图,虚线是这列波经Δt=0.2s的波形图,Tt2T(T是波的周期)。 (1)若波的传播方向沿x轴正方向,求波速v1; (2)若波的传播方向沿x轴负方向,求波速v2; (3)若波的传播速度v3280cms,波的传播方向如何?
30.一列简谐横波在x轴上传播,a、b是x轴上相距xab6m的两质点。t0时,b质点正好到达正方向最大位移处,且b质点到x轴的距离yb5cm,而此时a质点恰好经过平衡位置向下运动。已知这列波的频率f10Hz。 ①求经过时间t11s,a质点运动的路程s; ②若xab大于一个波长,求该波的波速v。
31.如图所示,一列简谐横波沿x轴正方向传播,图中的实线和虚线分别是该波在t=0.02 s和t'=0.08 s时刻的波形.
(ⅰ)在t=0.02 s时,求x=0.9 m处质点的振动方向及该波的最大周期; (ⅱ)若波传播的周期为T,且8T < t' ≤ 9T,求该波传播的波速大小.
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一、机械波 选择题 1.BD 【解析】 【分析】 【详解】
波沿正方向传播,此时a向下振动,b向下振动,A错;波长为4m,周期为
,0.01s时间内质点a 通过的路程为2A=40cm,B对;该波的频率为50Hz,
在波的传播方向各质点振动周期与波源相同,C错;当障碍物的尺寸比波长小时能发生明显的衍射现象,D对; 2.D 【解析】 【分析】 【详解】
由右图可知该时刻x=6m处质点的振动方向是向上,由波形平移法知,波沿x轴负方向传播;
由左图得到波长为λ=8cm,右图得到周期为T=0.08s,故波速
v选项D正确,ABC错误。 故选D。 3.B 【解析】 【分析】
T8m/s100m/s 0.08由两个质点的振动图象分析它们状态关系,确定距离6m与波长的关系,结合条件求出波长,读出周期,求出波速.根据t【详解】
根据图像可知3s末a质点的位移为2m,b质点的位移为0,故两者位移不同,故A错误;在t=0时刻质点a位于平衡位置向上运动,b位于波峰,则a、b间距离6m(n),得:
x求出该波由a传播到b的时间 v3424(n0,1,2,),又据条件知:波长大于3.6m,则得n只能取0,得到波长为:4n3248m8m,由图读出周期T=4s,所以波速为v2m/s,故B正确C错误;
3T4
该波由a传播到b历时为t4.B 【解析】
xab6s3s,故D错误. v2波的波长为0.2m,频率为5Hz,则波速v=f=1m/s.波向右传播,则质点A的运动状态与图示时刻质点B的运动状态相同需要的最短时间t=C、D错误. 故选B. 5.D 【解析】 【分析】 【详解】
根据图像可得波长12m,故A错误;因为v0.8m/s,所以周期
x0.12s0.12s.故B正确.A、v1Tv10.121s0.15s,故B错误;经过0.2s即经过1T,只看经过T的振动情况即0.833可,根据波形的平移法可得知,该波x轴负方向传播,故C错误;由于该波向左传播,所以根据振动和波动关系可知t=0时刻,x=4cm处的质点的速度沿y轴负方向,故D正确. 故选D 【点睛】
本题给出两个时刻的波形图,让从中获取信息求解,题意新颖,有一定难度.在解题是可以通过特殊点来确定,如平衡位置、波峰、波谷等. 6.B 【解析】 【分析】 【详解】 试题分析:
A、此时a的振动方向向上,过错误.
B、此时b在波谷,过正确.
C、此时c经平衡位置向下,过符.故C错误. D、此时d在波峰,过D错误.
3周期后,在波谷,与振动图象计时起点的情况不符.故A43周期后,经平衡位置向下,与振动图象计时起点的情况相符.故B43周期后,到达波峰,与振动图象计时起点的情况不43周期后,经平衡位置向上,与振动图象计时起点的情况不符.故4
故选B. 7.A 【解析】 【分析】 【详解】
AB.由振动图像可知
T=4s,v(4n3)x2x13
因波长大于3m,则
v3m/s 4n3当n=0时,v=1m/s,此时vT4m,故选项A正确,B错误;
C.3s末A点的位移为-2cm、B质点的位移为零,故位移不相同,选项C错误; D.1s末A点的速度为零,而B点的速度最大,故1s末A点的速度小于B点的速度,选项D错误; 故选A。 8.ACD 【解析】 【分析】 【详解】
A.ad间距离为x12m,波在同一介质中匀速传播,则波从a传到d的时间为
tx12s6s v2即在t6s时刻波恰好传到质点d处,选项A正确; B.设该波的周期为T,由题可得
3T3s 4解得
T4s
波从a传到c的时间为
tx24s3s v2则在t5s时刻质点c已振动了2s,而c起振方向向下,故在t5s时刻质点c恰好经过平衡位置向上,选项B错误;
C.质点b的振动周期等于a的振动周期,即为4s,选项C正确;
D.在4st6s的时间间隔内,质点c已振动了1st3s,质点c正从波谷向波峰运动,即向上运动,选项D正确; E.波长为
vT24m8m
b、d间距离为
110m1
4结合波形得知,当质点d向下运动时,质点b不一定向上运动,选项E错误。 故选ACD。 9.ACE 【解析】 【分析】
本题考查对波动图像的理解,掌握根据波传递方向判断质点振动方向,了解波的叠加原理。 【详解】
A.由“上下坡”法可判断,t0时,质点P、Q振动方向分别是向下和向上,故A正确; B.在01s内,两列波的传播距离为
x1vt0.2m
即两列波都刚好传播到质点M,由图可得两列波的波长均为0.4m,根据vT可知,T=2s,可知在这段时间内质点P只参与左侧波振动半个周期,由图可得振幅均为A=0.5cm,故质点P的路程为2A=1cm,故B错误; C.从01.5s的时间内,两波的传播距离为
x2vt0.3m
所以可知左侧波刚好传播到x=0.5m处,右侧波刚好传播到x=0.3m处,由图可知两列的振动情况完全相反且振幅相等,则可知t=1.5s时,平衡位置处于0.3m0.5m之间的质点位移均为0,故C正确;
D.从02s的时间内,两波的传播距离为
x3vt0.4m
则可知左侧波刚好传播到x=0.6m处,右侧波刚好传播到x=0.2m处,此时x=0.3m处的质点刚好处于两列波的波峰,则该质点的位移为x=0.5cm+0.5cm=1cm,故D错误; E.根据波的传播独立性原理可知,两列波不会相互影响,所以两列波相遇分开后,各自的振幅、周期均保持不变,故E正确。 故选ACE。 10.ABD 【解析】
试题分析:简谐波在传播过程中,波上各个质点的起振方向,振幅,周期都是相同的,故P点的振幅一定为A,周期为T,起振方向沿y轴正向,故ABD正确E错误;质点振动的最大速度即在平衡位置的速度与波传播的速度无关,C错误; 考点:考查了简谐波的传播
【名师点睛】介质中各质点的起振方向与波源的起振方向相同,沿波的传播方向质点的振动越来越迟,后振动的质点重复先振动的质点的运动.各点振动周期相同,若无能量损耗,则振幅相同.机械波的基本特点是:介质中各质点随着波源做受迫振动,起振方向都与波源相同,各质点的振动情况概括起来为:“前带后,后跟前
11.BCD 【解析】 【分析】 【详解】
BC.由题图可知,波长
4cm
如果波源的起振方向沿y轴正方向,则从波源开始振动到第一次出现图示波形经过的时间
t2.5T10.5s
解得
T10.2s
波速
v1T10.2m/s
如果波源的起振方向沿y轴负方向,则从波源开始振动到第一次出现图示波形经过的时间
t2T20.5s
解得
T20.25s
波速
v2选项B、C正确;
0.16m/s T2A.由以上分析可得t0.5s时波传播的距离为8cm或10cm,选项A错误;
D.由于t0.5s时x7cm处的质点刚好第一次处于波谷,x3cm的质点与x7cm处的质点相距一个波长,则一定是第二次位于波谷,选项D正确;
E.若此波传入另一介质中其波速变为0.4m/s,由于波的周期不变,则它在该介质中的波长为8cm或10cm,选项E错误。 故选BCD。 12.D 【解析】 【分析】 【详解】 由图乙可知波长
8L
简谐横波沿该直线向右传播,图中质点9的振动向上,而波源1起振方向向下,所以经过时间t第一次出现图乙所示的波形,图中还有半个波长的波形没有画出,则图示时刻质点9已经振动了0.5T,质点1振动了1.5T,即
1.5Tt
解得
2Tt
3波速
v选项D正确,ABC错误。 故选D。 13.BCE 【解析】 【分析】 【详解】
T8L12L2 tt3A.由于波沿x轴正方向传播,可知P点正在向上运动,速度正在减小,A错误; B.质点每振动一个周期T,波向前传播一个波长,由图可知,P、Q平衡位置间的距离恰好是半个波长,因此P点的振动形式传到Q点需要
T,B正确; 2C.由于P、Q间平衡位置间的距离恰好是半个波长,因此振动过程中,P、Q位移总是大小相等,方向相反,C正确;
D.每经过一个周期,质点运动路程为4倍振幅,但经过T,只有处于平衡位置或最大位移处的特殊点路程才是1倍振幅,其它点不再是1倍振幅,因此在路程不是20cm,D错误; E.质点Q的振动函数表达式
145T内,P点通过的4yAsin(由图像及题意可求得
2t) T=因此Q点再运动到平衡位置的时间
7 62tE正确。 故选BCE。 14.ACE 【解析】 【分析】 【详解】
76T5T 212
AB.波沿x轴正方传播,根据波形图可知
1(n)T0.2s
2该波的周期T>0.20s,n只能等于0,故
T=0.4s
波长
16cm0.16m
所以波速
v故A正确,B错误;
T0.16m/s0.4m/s 0.4C.x=0.08m的质点在t=0时位于平衡位置向上振动,经过t=0.70s时
t0.731 T0.44所以0.7s时x=0.08m处的质点位于波谷,故C正确;
D.x=0.08m的质点在t=0时位于平衡位置向上振动,经过t=0.12s时
t0.1233=T T0.41010即
11TtT 42所以0.12s时x=0.08m处的质点位于平衡位置上边正在向下振动,故D错误;
E.若此波传入另一介质中,频率不变,则周期不变,其波速变为0.80m/s,则它在该介质中的波长为
vT0.80.4m0.32m
故E正确。 故选ACE。 15.AB 【解析】 【分析】
由图先读出两列波的波长和振幅,通过数学关系得知两波长的最小公倍数,对波峰相遇时的点的坐标进行分别列式. 【详解】
A.相邻两波峰或波谷间的距离即为波长,由图可知,甲波的波长为40m,故A正确; B.由图可知,乙波的波长为48m,由公式
T乙故B正确;
v48s1.2s, 40C.t=0时,在x=40cm处两列波的波峰相遇,该处质点偏离平衡位置的位移为24cm,两列
波的波峰相遇处的质点偏离平衡位置的位移均为24cm,从图线可以看出,甲、乙两列波的波长分别为:λ1=40cm,λ2=48cm,甲、乙两列波的波峰的x坐标分别为:
x140k11
x248k22
介质中偏离平衡位置位移为24cm的所有质点的x坐标为:
x(40480n)cm
当n=0时,x=40cm,故C错误; D.甲波的周期为:
T甲v40s1.0s, 40由于两波的频率不同,所以两列波不可以形成稳定的干涉,故D错误; E.经过0.45s,甲波向右传播的距离
x甲=vt=40cm/s×0.45s=18cm,
图中x=0处波峰传到x=18cm处。乙波向左传播的距离
x乙=vt=40cm/s×0.45s=18cm,
图中x=40处波峰传到x=22cm处,可知在图示的区域内,经过0.45s没有出现有质点偏离平衡位置的距离为24cm,故E错误。 故选AB。 【点睛】
该题是一道难度较大的试题,解答过程中要注意数学知识在物理学中的应用,尤其是对于通式的表述.同时要求学生要有较强的计算能力,计算过程中要细心。 16.AD 【解析】 【分析】 【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
3t(n)T
4解得周期
T频率
4t0.12=s,(n=0,1,2…) 4n34n3f当n=3时
14n34n3==Hz,(n=0,1,2…) T4t0.12f=125Hz
选项A正确; B.波速的通项
4n3m/s=(40n30 )m/s,n=0,1,2…… 0.12因为n是整数,故v不可能等于10m/s,选项B错误;
vf=1.2C.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,选项C错误; D.从t=0时起,平衡位置在0.9m处的质点从平衡位置向下振动,振动方程为
yAsint
当t1T时 12y5sin(2T)m=-5sinm=-2.5m T126选项D正确。 故选AD。 17.BC 【解析】 【分析】 【详解】
AB.由波的图象可知:ad间的距离为
33,所以波从a传到d所用时间为T,波沿x轴44正方向传播,且T0.8s, A错误;B错误;
CD.结合波动图象和振动图象可知质点P位于b、c之间; 故BC正确。 18.B 【解析】
由图象可知,四列波的波长分别为:λ1=l、λ2= 、λ3=2l、λ4= .由周期T=λ/v可知,周期
l2l2lll2ll,T4=2l.则T1>T3>T2>T4,所以由频率,T3= ,T2=2分别为:T1= v3v4v8v2v4vf=1/T知,频率由高到低的先后顺序依次是④②③①.由该时刻起a点出现波峰的时间分别为:t11l1l1l33lT1,t2T2,t3T3,t4T4 可见,44v416v46v432vt2<t4<t3<t1.所以a点出现波峰的先后顺序依次是②④③①.故B正确,ACD错误.故选B. 19.BC 【解析】
A、由甲图得到波长为λ4m,由乙图得到周期为 T4s,故波速:
vT1m/s.t1s时刻,从图乙可知质点位于平衡位置向上运动,但不能确定是波动
图象上哪一点的振动图象,所以不能确定波的传播方向, A错误.
B、t1s时刻,从图乙可知质点位于平衡位置向上运动,质点P的状态与图乙中质点的状态不符,所以图乙不可能是质点P的振动图象.故B正确; C、t2s时刻,即从t1s时刻再过定沿y轴负方向,C正确; D、t3s时刻,即从t1s时刻再过故选BC. 20.BCE 【解析】 【详解】
A.由图象可知t=1s时质点b的振动方向沿y轴的负方向,则由质点的振动方向和波的传播方向关系可知,该简谐横波的传播方向沿x轴的负方向,故A项错误;
B.由图甲知t=1s时,质点a的振动方向沿y轴的正方向;由乙图可知波的周期为2s,则t=2s时,质点a的振动方向沿y轴的负方向,故B项正确;
C.由以上分析可知,t=2s时,质点b处在平衡位置向上振动,质点a处在平衡位置+y侧向y轴的负方向振动,因此质点a的加速度大于质点b的加速度,故C项正确;
T,质点P向下经过平衡位置,速度一定最大,且一4T,质点P到达波谷,速度为零,D错误. 23T,则质点a通过的路程为振幅的6倍,即为30cm,故D项错误; 2E.由图可知,波长λ=4cm、周期T=2s,则波速
4vcm/s2cm/s T2D.0~3s的时间为
0~3s的时间内,波沿x轴的负方向传播的距离
x=vt=6cm
故E项正确。 21.ABC 【解析】 【详解】
A.由甲图可得:λ=4m,由乙图中可得:T=1.0s,所以该简谐横波的传播速度为:
vT4m/s
故A正确。
B.由甲图可知,在t=0.5s时刻,质点M在平衡位置向上振动,与振动图像乙符合,则图乙可能是图甲M处质点的振动图像,选项B正确;
C.在图示时刻质点Q向上振动,而质点P在最高点将要向下振动,可知从此时刻起,P质点比Q质点先回到平衡位置,选项C正确;
D.因为4s=4T,则从此时刻起,经过4s,P质点运动了4×4A=16A=16×0.2m=3.2m的路程,选项D错误; 故选ABC.
22.CD 【解析】 【分析】 【详解】
由图读出波长为λ=4m,则该波的周期为
Tv4s0.1s 40tt=0时刻质点M向上运动,则在t1Ts 4041s时刻,质点M正从波峰向平衡位置运动,所以其40速度增大,加速度减小。位移为正,质点M的速度沿y轴负方向,加速度沿y轴负方向,所以加速度方向与速度方向相同,速度方向与位移方向相反,质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反,故CD正确,AB错误。 故选CD。 23.BCE 【解析】 【详解】
A.由图像可知,波长为:
4m
故A错误; BC.由题意知:
3nT0.5s 4解得周期
T因为该简谐波的周期大于0.5s,即
24n3s
T解得:
2s0.5s 4n3n即当n=0时:
1 42Ts
3频率:
f131.5Hz T2
波速为:
v故BC正确;
T6m/s
D.t=0时x=1m处的质点位于波峰,经t=1s,即经过1.5个周期,该质点位于波谷,故D错误;
E.t=0时x=2m处的质点位于平衡位置正向上运动,经t=2s,即经过3个周期,质点仍然位于平衡位置正向上运动,故E正确。 故选BCE。 24.ABD 【解析】 【分析】 【详解】
A.由图可得两波波长均为4m,故两波的周期均为Tv2s,故A正确;
B.若以x=0, x=4m处等效看作波源,两列波振动情况相反,x=1 m处的质点为振动减弱点 ,其振幅为AAaAb211cm,故B正确;
C.t=0.5s时刻,根据波的传播方向及波速可得:a波波峰,b波波峰传播到x=2m处,故x=2m处质点的位移为2cm+1cm=3cm,故C错误;
D.t=0.5s时刻,根据波的传播方向及波速可得:a、b波平衡位置传播到x=1m处,且a波向下振动,b波向上振动,根据两波振幅可得:x=1m处质点向下振动,故D正确; E.t=1s时刻,根据波的传播方向及波速可得:a、b波平衡位置传播到x=2m处,故x=2m处质点的位移为0,故E错误。 故选ABD. 25.ABE 【解析】 【分析】 【详解】
E.O由平衡位置向上运动,经为
1T第一次到达上方最大位移处,此时间内波传播的距离41,故T0.8s、4m,则有波速 4v5m/s T故E正确; A.经
tB质点B向上起振,再经
OB0.4s v
2.5s0.4s5T2T
0.8s8质点B运动至x轴下方,故A正确;
B.因为A、E两点间距为4m,恰等于一个波长,故E起振后,A、E两点的位移总相等,故B正确; C.经
tD质点D向上起振,再经
OD0.8s v2.5s0.8s1T2T
0.8s8质点D运动至x轴上方,此时D点不在平衡位置,速度不是最大值,故C错误; D.经
tC质点C向上起振,再经
OC0.6s v2.5s0.6s3T2T
0.8s8质点C正在x轴上方且向下运动,故D错误。 故选ABE。
二、机械波 解答题
26.yM2cm,yN(22)cm。 【解析】 【详解】
根据题意,A0.2m,B0.4m,根据公式
T可得:
v
TA0.5s;TB1s
11t3.25s6TA=3TB
24MN附近的波动图像如图虚线所示:
可得yM2cm,yN(22)cm。 【点睛】
本题要理解波的叠加原理,知道当该波的波峰与波峰相遇时,此处相对平衡位置的位移为振幅的二倍;当波峰与波谷相遇时此处的位移为零。 27.(1)0.75m/s,x轴正方向;(2)7.75m或13.75m 【解析】 【分析】 【详解】
(1)由图像可知,振动周期T=8s,波长=6m,则波速为
vT0.75m/s
图(a)中虚线为P的振动图线,实线为Q的振动图线,4s末质点P位于平衡位置向y轴负方向振动,根据图(b),则波沿x轴正方向传播。
(2)由题意可知,Q在P右侧,即波由P传到Q,由P、Q两质点的振动图像可知,P比Q多振动
t(8k5)s,k=0,1,2,3…
Q到P的距离为
xvt(6k3.75)m,k=0,1,2,3…
由于x10m,则
k=0,1
有
x=3.75m,9.75m
又
xQxPx
代入数据解得
xQ7.75m,13.75m
28.①x轴正方向 ;②75m/s 【解析】 【分析】 【详解】
①因在t=0时刻,x=1.5 m处的质点向y轴正方向运动,由波形图可以出,该波的传播方向沿x轴正方向
②若3T ,代入解得v=75 m/s. 本题是多解问题,关键是会通过波形微平移得到各个质点的振动方向,然后由图象得到周期的通项,最后求解传播速度.①已知在t=0时刻,x=1.5m处的质点向y轴正方向运动,根据波形平移法得到该波的传播方向;②由两个时刻的波形可知时间与周期的关系,求出周期的通项,即可求得频率的通项,从而求出频率的最小值.③根据上题的结论,求解频率的特殊值,读出波长,求出波速. 29.(1)100cm/s;(2)80cm/s;(3)向x轴正方向传播 【解析】 【分析】 【详解】 (1)由图知波长 12cm 当波向x轴正方向传播时,波传播的距离 x1n8(cm) 由于Tt2T,故 n1 所以 v1x1100(cms) t(2)当波向x轴负方向传播时,波传播的距离 x1n4(cm) 同理 n1 所以 v2(3)波传播的距离 x280(cms) tx3v3t56cm48(cm) 故波向x轴正方向传播。 30.①2m;②若波由质点a传向质点b,波速v点b传向质点a,波速v【解析】 【详解】 240m/sn1,2,3,4n1;波由质 240m/sn1,2,3,4n3 ①质点a一个周期运动的路程 s04A0.20m 1s内质点a振动的周期数 n110 T1s内质点a运动的路程 sns02m ②若波由质点a传向质点b,有 1xabn,vf 4所以 v若波由质点b传向质点a,有 240m/sn1,2,3,4n13xabn,vf 4 所以 240m/sn1,2,3,。 4n331.(1) 质点的振动方向为沿y轴负方向 ,周期最大 0.08s (2) 135m/s 【解析】 (ⅰ)质点的振动方向为沿y轴负方向; 3根据题意可得时间差tttTnT (n=0、1、2、3……) 44当n=0时,周期最大 TM(tt)0.08s 30.06Ts (ⅱ)由上一问可知3(n=0、1、2、3……) n4又8T < t' ≤ 9T 0.08s 解得n = 6 T9则该波传播的波速大小v135m/s Tv点睛:本题是关于机械波传播问题的多解问题,关键是抓住波的周期性,得到周期的通项,进一步求出波速,再求解特殊值. 因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容