
一、波的圖象與振動(dòng)圖象的綜合應(yīng)用
1.巧解圖象問題
求解波動(dòng)圖象與振動(dòng)圖象綜合類問題可采用“一分、一看、二找”的方法。
(1)分清振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象,此問題最簡(jiǎn)單,只要看清橫坐標(biāo)即可,橫坐標(biāo)為x則為波動(dòng)圖象,橫坐標(biāo)為t則為振動(dòng)圖象。
(2)看清橫、縱坐標(biāo)的單位。尤其要注意單位前的數(shù)量級(jí)。
(3)找準(zhǔn)波動(dòng)圖象對(duì)應(yīng)的時(shí)刻。
(4)找準(zhǔn)振動(dòng)圖象對(duì)應(yīng)的質(zhì)點(diǎn)。
2.圖象問題的易錯(cuò)點(diǎn):
(1)不理解振動(dòng)圖象與波的圖象的區(qū)別。
(2)誤將振動(dòng)圖象看作波的圖象或?qū)⒉ǖ膱D象看作振動(dòng)圖象。
(3)不知道波傳播過程中任意質(zhì)點(diǎn)的起振方向與波源的起振方向相同。
(4)不會(huì)區(qū)分波的傳播位移和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)位移。
(5)誤認(rèn)為質(zhì)點(diǎn)隨波遷移。
二、振動(dòng)圖象與波的圖象
甲、乙兩個(gè)單擺的振動(dòng)圖象如圖所示。根據(jù)振動(dòng)圖象可以斷定
A.甲、乙兩單擺擺長(zhǎng)之比是4:9
B.甲、乙兩單擺振動(dòng)的頻率之比是2:3
C.甲擺的振動(dòng)能量大于乙擺的振動(dòng)能量
D.乙擺的振動(dòng)能量大于甲擺的振動(dòng)能量
【參考答案】A
【詳細(xì)解析】由圖可以判定甲、乙兩單擺的周期之比為2:3,頻率之比為3:2,所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤。根據(jù)公式T=2π可得擺長(zhǎng)之比為4:9,所以選項(xiàng)A正確。由于振動(dòng)的能量不僅與振幅有關(guān),還與擺球的質(zhì)量有關(guān),所以選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。
1.如圖所示為同一地點(diǎn)的兩單擺甲、乙的振動(dòng)圖象,下列說法中正確的是
A.甲、乙兩單擺的擺長(zhǎng)相等
B.甲擺的振幅比乙擺大
C.甲擺的機(jī)械能比乙擺大
D.在t=0.5 s時(shí)有正向最大加速度的是乙擺
【答案】ABD
【解析】振幅可從圖上看出甲擺大,故B對(duì)。且兩擺周期相等,則擺長(zhǎng)相等。因質(zhì)量關(guān)系不明確,無法比較機(jī)械能。t=0.5 s時(shí)乙擺球在負(fù)的最大位移處,故有正向最大加速度。所以正確選項(xiàng)選A、B、D。
2.(2018·吉林省吉林大學(xué)附中)如圖所示為某物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象,下列說法中正確的是 [來源:學(xué)
A.物體在0.2 s時(shí)刻與0.4 s時(shí)刻的速度相同
B.物體在0.6 s時(shí)刻與0.4 s時(shí)刻的動(dòng)能相同
C.0.7 s~0.9 s時(shí)間內(nèi)物體的加速度在減小
D.0.9 s~1.1 s時(shí)間內(nèi)物體的勢(shì)能在增加
【答案】AB
【解析】由圖知物體在0.2 s與0.4 s時(shí)刻圖線的切線斜率相等,說明這兩個(gè)時(shí)間的速度相同,故A正確;物體在0.6 s時(shí)刻與0.4 s時(shí)刻的位移相同,物體經(jīng)過同一位置,動(dòng)能相同,故B正確;0.7 s~0.9 s時(shí)間內(nèi)物體的位移增大,由,可知物體的加速度在增大,故C錯(cuò)誤;0.9 s~1.1 s時(shí)間內(nèi)物體的位移減小,物體靠近平衡位置,則勢(shì)能在減小,故D錯(cuò)誤。
【名師點(diǎn)睛】此題是對(duì)簡(jiǎn)諧振動(dòng)的圖線的考查;要知道簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象中圖線切線的斜率表示速度,加速度和位移的關(guān)系是,物體經(jīng)過平衡位置時(shí)動(dòng)能最大,在最大位移處時(shí)動(dòng)能為零。
一列橫波沿x軸傳播,t1和t2時(shí)刻的圖象分別如圖中實(shí)線和虛線所示,已知t2=(t1+3/8) s,波速v=24 m/s,則
A.該波沿正x軸方向傳播
B.圖中質(zhì)點(diǎn)P在t1時(shí)刻運(yùn)動(dòng)方向沿負(fù)y軸方向
C.圖中質(zhì)點(diǎn)P在1 s內(nèi)向左平移24 m
D.圖中質(zhì)點(diǎn)P在1 s內(nèi)通過的路程為1.6 m
【參考答案】D
【詳細(xì)解析】由圖中讀出λ=12 m,由公式λ=vT可以計(jì)算出周期T=0.5 s,由t1時(shí)刻到t2時(shí)刻的時(shí)間間隔是3/8 s,正好是3T/4,說明在t1時(shí)刻平衡位置在(3,0)的質(zhì)點(diǎn)是向下振動(dòng)的,由此可知波是向x軸的負(fù)方向傳播的,故選項(xiàng)A是錯(cuò)誤的。圖中質(zhì)點(diǎn)P在t1時(shí)刻運(yùn)動(dòng)方向沿y軸正方向振動(dòng),故選項(xiàng)B是錯(cuò)誤的。根據(jù)波傳播的是運(yùn)動(dòng)形式,而振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移,知選項(xiàng)C是錯(cuò)誤的。振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)通過的路程為4A,所以質(zhì)點(diǎn)P在1 s(兩個(gè)周期)內(nèi)通過的路程為8A,故為1.6 m,選項(xiàng)D正確。
1.(2018·北京市東城區(qū)第二十五中高三期中)介質(zhì)中有一列沿軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波,某時(shí)刻其波動(dòng)圖象如圖所示。為介質(zhì)中一個(gè)質(zhì)點(diǎn),下列說法正確的是
A.這列波的波長(zhǎng)為
B.這列波的振幅為
C.質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率等于波源的振動(dòng)頻率
D.質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方向可能與波的傳播方向在同一直線上
【答案】C
【解析】根據(jù)波形圖可知,,,故A錯(cuò)誤,B錯(cuò)誤;據(jù)波的傳播特點(diǎn)可知,各質(zhì)點(diǎn)做受迫振動(dòng),既各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率與波源的頻率相等,故C正確;由于該波是橫波,所以質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與該波的傳播方向垂直,故D錯(cuò)誤。
2.如圖所示是一列簡(jiǎn)諧波某一時(shí)刻波的圖象,下列說法正確的是
A.波一定沿x軸正方向傳播
B.a(chǎn)、b兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的速度方向相反
C.若a點(diǎn)此時(shí)的速度方向沿y軸的正方向,那么波的傳播方向是沿x軸的正方向
D.若波沿x軸的負(fù)方向傳播,則b質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸的負(fù)方向
【答案】BC
【解析】題目沒指明波的傳播方向,故應(yīng)有兩種情況,A錯(cuò)誤;但無論向哪個(gè)方向傳播,a、b兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的速度方向都相反,B正確;由質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和波傳播方向的關(guān)系(可用帶動(dòng)法確定關(guān)系)知C正確,D錯(cuò)誤。
(2018·北京市房山區(qū)高三期末)圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖象,圖乙為橫波中x=6m處質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖象,則下列說法中正確的是
A.波的傳播方向沿x軸正方向
B.在t=1 s時(shí)刻,x=2 m的質(zhì)點(diǎn)加速度最小
C.在t=3 s時(shí)刻,圖甲中質(zhì)點(diǎn)P相對(duì)平衡位置的位移為–20 cm
D.從t=0時(shí)刻開始到t=6 s,P質(zhì)點(diǎn)的路程為20 cm
【參考答案】C
【詳細(xì)解析】在乙圖上讀出t=0時(shí)刻P質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸正方向,在甲圖上判斷出該波的傳播方向沿x軸負(fù)方向,故A錯(cuò)誤;由乙圖讀出周期為T=4 s,則在t=1 s= 時(shí)刻,x=2 m的質(zhì)點(diǎn)到達(dá)最低點(diǎn),加速度最大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由振動(dòng)圖象可知,在t=3 s時(shí)刻,圖甲中質(zhì)點(diǎn)P相對(duì)平衡位置的位移為–20 cm,選項(xiàng)C正確;從t=0時(shí)刻開始到t=6s=1.5 T,P質(zhì)點(diǎn)的路程為1.5×4A=120 cm,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
【名師點(diǎn)睛】此題考查識(shí)別、理解振動(dòng)圖象和波動(dòng)圖象的能力,要把握兩種圖象聯(lián)系的能力,熟練運(yùn)用波形平移法分析質(zhì)點(diǎn)的狀態(tài)。
1.一列橫波沿x軸正向傳播,a、b、c、d為介質(zhì)中沿波傳播方向上四個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置。某時(shí)刻的波形如圖甲所示,若再經(jīng)過四分之一周期開始計(jì)時(shí),則圖乙描述的可能是
A.a(chǎn)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象
B.b處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象
C.c處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象
D.d處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象
【答案】AD
【解析】因?yàn)闄M波向x軸正方向傳播,根據(jù)走坡法可得,此時(shí)a點(diǎn)通過波峰向下振動(dòng),b點(diǎn)向上振動(dòng),c點(diǎn)向下振動(dòng),d點(diǎn)通過波谷向下振動(dòng),若經(jīng)過四分之一周期,a點(diǎn)通過平衡位置向下振動(dòng),b點(diǎn)達(dá)到波峰,c點(diǎn)到達(dá)波谷,d點(diǎn)通過平衡位置向下振動(dòng),所以圖乙可以描述ad兩點(diǎn)處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象,故AD正確。
2.(2018·四川省綿陽(yáng)南山中學(xué)高三下“綿陽(yáng)三診”)圖為一列簡(jiǎn)諧橫波在時(shí)刻的波形圖,P是平衡位置為處的質(zhì)點(diǎn),Q是平衡位置為處的質(zhì)點(diǎn),圖為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象,則下列說法正確的是
A.該波的周期是
B.該波的傳播速度為
C.該波沿x軸的負(fù)方向傳播
D.時(shí),質(zhì)點(diǎn)Q的速度方向向下
E.從到,質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為30 cm
【答案】BCD
【解析】由b圖得到該波的波長(zhǎng)為,由a圖得到該波的周期為,故波速為:,A錯(cuò)誤,B正確;t=0.1 s時(shí)Q點(diǎn)處在平衡位置上,且向下振動(dòng),根據(jù)波形平移法可知該波沿x軸負(fù)方向傳播,CD正確;從t=0.10 s到t=0.25 s,經(jīng)歷時(shí)間,由于時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P不再平衡位置和最大位移處,所以通過路程不是3A=30 cm,E錯(cuò)誤。
1.如圖所示,實(shí)線是沿x軸傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波在時(shí)刻的波形圖,質(zhì)點(diǎn)P恰在平衡位置,虛線是這列波在s時(shí)刻的波形圖。已知該波的波速是0.8 m/s,則
A.這列波是沿x軸負(fù)方向傳播的
B.質(zhì)點(diǎn)P在0.4 s時(shí)刻速度方向與加速度方向相同
C.時(shí),質(zhì)點(diǎn)P的速度沿y軸負(fù)方向
D.質(zhì)點(diǎn)P在0.9 s時(shí)間內(nèi)經(jīng)過的路程為0.48 m
2.(2018·寧夏回族自治區(qū)銀川市唐徠回民中學(xué)高二期中)水平彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),如圖所示,若以水平向右為坐標(biāo)的正方向,從振子向左經(jīng)過平衡位置O點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí),則振子的加速度隨時(shí)間變化的圖象是下圖中的
A.B.
C.D.
3.如圖所示是一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖線,下列說法正確的是
A.周期為4 s
B.振幅為10 cm
C.P時(shí)刻位移為x正方向
D.Q時(shí)刻加速度為x負(fù)方向
4.(2018·河南省林州市第一中學(xué)高二期中)一彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),它所受的回復(fù)力F隨時(shí)間t變化的圖象為正弦曲線,如圖所示,下列說法正確的是
A.在t從0到2 s時(shí)間內(nèi),彈簧振子做加速運(yùn)動(dòng)
B.在和時(shí),彈簧振子的速度大小相等,方向相反
C.在和時(shí),彈簧振子的位移大小相等,方向相反
D.在t從0到4 s時(shí)間內(nèi),t=2 s時(shí)刻彈簧振子所受回復(fù)力做功的功率最大
5.如圖所示是一列簡(jiǎn)諧波在t=0時(shí)刻的波形圖,介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)P沿y軸方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),此時(shí)質(zhì)量P的運(yùn)動(dòng)方向與y軸正方向相同,經(jīng)0.1 s質(zhì)點(diǎn)P第一次到達(dá)正的最大位移處,下列關(guān)于這列簡(jiǎn)諧波的說法正確的是
A.這列簡(jiǎn)諧波的振幅為20 cm
B.這列簡(jiǎn)諧波沿x軸正方向傳播
C.這列簡(jiǎn)諧波的周期為5.0 s
D.這列簡(jiǎn)諧波在該介質(zhì)中的傳播速度為25 cm/s
6.(2018·上海市松江區(qū)高三第一學(xué)期期末質(zhì)量監(jiān)控)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播,a、b為x軸上的兩質(zhì)點(diǎn),平衡位置分別為x=0,x=xb(xb>0),a點(diǎn)的振動(dòng)規(guī)律如圖所示.已知波速為v=1 m/s,在t=1 s時(shí)b的位移為0.05m,則下列判斷正確的是
A.從t=0時(shí)刻起的2 s內(nèi),a質(zhì)點(diǎn)隨波遷移了2 m
B.t=0.5 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)a的位移為0.05 m
C.若波沿x軸正向傳播,則可能xb=0.5 m
D.若波沿x軸負(fù)向傳播,則可能xb=2.5 m
7.圖甲為一列橫波在t=0時(shí)的波動(dòng)圖象,圖乙為該波中x=2 m處質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖象,下列說法正確的是
A.若此波遇到另一列簡(jiǎn)諧橫波并發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象,則所遇到的頻率為0.25 Hz
B.若該波能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,則該波所遇到的障礙物尺寸一定比4 m大很多
C.再過0.5 s,P點(diǎn)的動(dòng)能最大
D.波沿x軸正方向傳播
8.(2018·河南省濮陽(yáng)縣第一中學(xué)高二月考)如圖所示,為一列簡(jiǎn)諧橫波某時(shí)刻的波形圖,介質(zhì)中有P、Q、M三個(gè)質(zhì)點(diǎn),此時(shí)的縱坐標(biāo)分別為yP=2 m,yQ=–2 cm.下列說法正確的是
A.P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的速度方向總是相同
B.Q、M兩質(zhì)點(diǎn)的加速度總是相同
C.P、M兩質(zhì)點(diǎn)的速度總是大小相等、方向相反
D.在任何相等時(shí)間內(nèi),P、M兩質(zhì)點(diǎn)通過的路程總相等
9.圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖,圖乙為質(zhì)點(diǎn)P以此時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)的振動(dòng)圖象。從該時(shí)刻起
A.經(jīng)過0.35 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)Q距平衡位置的距離小于質(zhì)點(diǎn)P距平衡位置的距離
B.經(jīng)過0.25 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)Q的加速度大于質(zhì)點(diǎn)P的加速度
C.經(jīng)過0.15 s,波沿x軸的正方向傳播了3 m
D.經(jīng)過0.1 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)Q的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸正方向
10.(2018·浙江諸暨市牌頭中學(xué)高二月考)彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象如圖所示,下列說法正確的是
A.在第1s末,振子的速度最大且沿+x方向
B.在第2s末,振子的回復(fù)力最大且沿–x方向
C.在第3s末,振子的加速度最大且沿+x方向
D.在0到5s內(nèi),振子運(yùn)動(dòng)的路程為2cm
11.一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)的波形圖如圖所示。介質(zhì)中x=2 m處的質(zhì)點(diǎn)P沿x軸方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y=l0sin 5πt (cm)。下列說法正確的是
A.該波的振幅為10 cm
B.該波的周期為4 s
C.該波沿x軸負(fù)方向傳播
D.該波的傳播速度為10 m/s
E.在1 s的時(shí)間內(nèi),質(zhì)點(diǎn)P經(jīng)過的路程為1 m
12.(2018·天津市武清區(qū)大良中學(xué)高三月考)如圖所示,圖a為一列簡(jiǎn)諧波在t=0時(shí)的波形圖,圖b是這列波中200cm處點(diǎn)的振動(dòng)圖線,那么該波的傳播速度方向分別是
A.v=50 cm/s,沿x軸正方向傳播
B.v=50 cm/s,沿x軸負(fù)方向傳播
C.v=25 cm/s,沿x軸正方向傳播
D.v=25 cm/s,沿x軸負(fù)方向傳播
13.如圖所示,為一列簡(jiǎn)諧橫波某時(shí)刻的波形圖,介質(zhì)中有P、Q、M三個(gè)質(zhì)點(diǎn),此時(shí)的縱坐標(biāo)分別為yP=2 m,yQ=–2 cm。下列說法正確的是
A.P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的速度方向總是相同
B.Q、M兩質(zhì)點(diǎn)的加速度總是相同
C.P、M兩質(zhì)點(diǎn)的速度總是大小相等、方向相反
D.在任何相等時(shí)間內(nèi),P、M兩質(zhì)點(diǎn)通過的路程總相等
E.P、M兩質(zhì)點(diǎn)相對(duì)平衡位置的位移總是大小相等、方向相反
14.(2018·西藏日喀則市第一高級(jí)中學(xué)高二期中)一個(gè)質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),其振動(dòng)圖象如圖所示,下列說法中正確的是
A.振動(dòng)周期為4 s
B.振動(dòng)頻率為0.25 Hz
C.經(jīng)過5 s質(zhì)點(diǎn)通過的路程為20 cm
D.5 s末質(zhì)點(diǎn)的位移為零
15.在坐標(biāo)原點(diǎn)的波源產(chǎn)生一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波,波速v=200 m/s,已知t=0時(shí),波剛好傳播到x=40 m處,如圖所示。在x=400 m處有一接收器(圖中未畫出),則下列說法正確的是
A.波源開始振動(dòng)時(shí)方向沿y軸負(fù)方向
B.從t=0開始經(jīng)0.15 s,x=40 m的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為0.6 m
C.接收器在t=2 s時(shí)才能接收到此波
D.若波源向x軸正方向運(yùn)動(dòng),接收器接收到波的頻率可能為9 Hz
16.(2018·四川省成都市第七中學(xué)高三段考)圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖,圖乙為質(zhì)點(diǎn)P以此時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)的振動(dòng)圖象。從該時(shí)刻起。下列說法正確的是
A.經(jīng)過s時(shí),質(zhì)點(diǎn)Q距平衡位置的距離小于質(zhì)點(diǎn)P距平衡位置的距離
B.經(jīng)過s時(shí),質(zhì)點(diǎn)Q的加速度大于質(zhì)點(diǎn)P的加速度
C.經(jīng)過s,波沿x軸的正方向傳播了3 m
D.經(jīng)過,質(zhì)點(diǎn)Q回到原位置
E.經(jīng)過s時(shí),質(zhì)點(diǎn)Q的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸正方向
17.一列沿x軸正方向傳播的機(jī)械波,波速為4 m/s,t=0時(shí)刻波形如圖所示,下面說法正確的是
A.這列波傳播的周期為2 s
B.平衡位置為x=10 m處的質(zhì)點(diǎn)起振方向?yàn)樨Q直向下
C.平衡位置為x=3.5 m處的質(zhì)點(diǎn)在t=0到t=T/4時(shí)間段內(nèi)路程等于2 cm
D.t=9 s時(shí),平衡位置為x=3.5 m處的質(zhì)點(diǎn)正在向下振動(dòng)
E.平衡位置為x=4 m處的質(zhì)點(diǎn)位移總是和平衡位置為x=8 m處的質(zhì)點(diǎn)位移相同
18.(2018·高中章末綜合測(cè)評(píng))圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0.10 s時(shí)刻的波形圖,P是平衡位置在x=1.0 m處的質(zhì)點(diǎn),Q是平衡位置在x=4.0 m處的質(zhì)點(diǎn);圖4乙為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象.下列說法正確的是
甲 乙
A.在t=0.10 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)Q向y軸正方向運(yùn)動(dòng)
B.在t=0.25 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)P的加速度方向與y軸正方向相同
C.從t=0.10 s到t=0.25 s,該波沿x軸負(fù)方向傳播了6 m
D.從t=0.10 s到t=0.25 s,質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為30 cm
E.質(zhì)點(diǎn)Q簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y=0.10sin 10πt
19.如圖所示,在均勻介質(zhì)中的一條直線上的兩個(gè)振源A、B相距6 m,振動(dòng)頻率相等。t0=0時(shí)刻A、B開始振動(dòng),且都只振動(dòng)一個(gè)周期,振幅相等,A的振動(dòng)圖象為甲,B的振動(dòng)圖象為乙。若由A向右傳播的機(jī)械波與由B向左傳播的機(jī)械波在t1=0.3 s時(shí)恰好相遇,則下列判斷正確的是
A.兩列波在A、B間的傳播速度大小均為10 m/s
B.兩列波的波長(zhǎng)都是2 m
C.在兩列波相遇過程中,中點(diǎn)C為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)
D.t2=0.75 s時(shí)刻B點(diǎn)經(jīng)過平衡位置且振動(dòng)方向向下
20.圖(a)為一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0.10 s時(shí)刻的波形圖,P是平衡位置在x=1.0 m處的質(zhì)點(diǎn),Q是平衡位置在x=4.0 m處的質(zhì)點(diǎn);圖(b)為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象。下列說法正確的是
A.在t=0.10 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)Q向y軸正方向運(yùn)動(dòng)
B.在t=0.25 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)P的加速度方向與y軸正方向相同
C.從t=0.10 s到t=0.25 s,該波沿x軸負(fù)方向傳播了6 m
D.質(zhì)點(diǎn)Q簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y=0.10sin 10πt(國(guó)際單位制)
21.(2018·河北南宮中學(xué)等四校高二月考)下圖中給出某一時(shí)刻t的平面簡(jiǎn)諧波的圖象和x=1.0 m處的質(zhì)元的振動(dòng)圖象,則關(guān)于這列波的波速、傳播方向和時(shí)刻,以下說法正確的是
A.,
B.,
C.,波向x正方向傳播
D.,波向x正方向傳播
22.一彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),它所受的回復(fù)力F隨時(shí)間t變化的圖線為正弦曲線,如圖所示,下列說法正確的是
A.在t從0到2 s時(shí)間內(nèi),彈簧振子做減速運(yùn)動(dòng)
B.在t1=3 s和t2=5 s時(shí),彈簧振子的速度大小相等,方向相反
C.在t1=5 s和t2=7 s時(shí),彈簧振子的位移大小相等,方向相同
D.在t從0到4 s時(shí)間內(nèi),t=2 s時(shí)刻彈簧振子所受回復(fù)力做功功率最小
E.在t從0到4 s時(shí)間內(nèi),回復(fù)力的功率先增大后減小
23.(2018·湖南長(zhǎng)沙市麓山國(guó)際實(shí)驗(yàn)學(xué)校高二月考)A、B兩列簡(jiǎn)諧橫波均沿x軸正向傳播,在某時(shí)刻的波形分別如圖甲、乙所示,經(jīng)過時(shí)間t(t小于A波的周期TA),這兩列簡(jiǎn)諧橫波的波形分別變?yōu)閳D丙、丁所示,則A、B兩列波的波速、之比不可能的是
A.1:1B.1:2C.1:3D.3:1
24.圖甲為某一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=1.0 s時(shí)刻的波形圖,圖乙為參與波動(dòng)的某一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象,則下列說法正確的是
A.該簡(jiǎn)諧橫波的傳播速度為4 m/s
B.從此時(shí)刻起,經(jīng)過2 s,P質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)了8米的路程
C.從此時(shí)刻起,P質(zhì)點(diǎn)比Q質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置
D.乙圖可能是甲圖x=2 m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象
E.此時(shí)刻M質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度小于Q質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度
25.(2018·甘肅省會(huì)寧縣第一中學(xué)高三月考)如圖所示為一列簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波的圖象,波的傳播速度為5 m/s,傳播方向沿x正方向。求:
(1)該波的振幅、波長(zhǎng)和周期。
(2)從圖示時(shí)刻起,經(jīng)過9 s質(zhì)點(diǎn)A運(yùn)動(dòng)的路程是多少?
(3)從圖示時(shí)刻起,平衡位置位于x=22 m處的質(zhì)點(diǎn)至少再經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間才能到達(dá)波峰?
26.一列簡(jiǎn)諧橫波在x軸上傳播,在t1=0和t2=0.5 s兩時(shí)刻的波形分別如圖中的實(shí)線和虛線所示,求:
(1)若周期大于t2–t1,波速多大?
(2)若周期小于t2–t1,則波速又是多少?
(3)若波速為92 m/s,求波的傳播方向。
27.(2018·山東省樂陵市第一中學(xué))如圖所示,實(shí)線是一列簡(jiǎn)諧橫波在時(shí)刻的波形圖,虛線是在時(shí)刻的波形圖。
(1)若周期T符合:,且波向x軸正方向傳播,波速多大?
(2)若周期T符合:,且波向x軸負(fù)方向傳播,波速多大?
(3)在到的時(shí)間內(nèi),如果M通過的路程為1m,那么波的傳播方向怎樣?波速多大?
28.(2018·新課標(biāo)全國(guó)III卷)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,在t=0和t=0.20 s時(shí)的波形分別如圖中實(shí)線和虛線所示。己知該波的周期T>0.20 s。下列說法正確的是
A.波速為0.40 m/s
B.波長(zhǎng)為0.08 m
C.x=0.08 m的質(zhì)點(diǎn)在t=0.70 s時(shí)位于波谷
D.x=0.08 m的質(zhì)點(diǎn)在t=0.12 s時(shí)位于波谷
E.若此波傳入另一介質(zhì)中其波速變?yōu)?.80 m/s,則它在該介質(zhì)中的波長(zhǎng)為0.32 m
29.(2017·新課標(biāo)全國(guó)Ⅲ卷)如圖,一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,實(shí)線為t=0時(shí)的波形圖,虛線為t=0.5 s時(shí)的波形圖。已知該簡(jiǎn)諧波的周期大于0.5 s。關(guān)于該簡(jiǎn)諧波,下列說法正確的是
A.波長(zhǎng)為2 m
B.波速為6 m/s
C.頻率為1.5 Hz
D.t=1 s時(shí),x=1 m處的質(zhì)點(diǎn)處于波峰
E.t=2 s時(shí),x=2 m處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過平衡位置
30.(2016·天津卷)在均勻介質(zhì)中坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一波源做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),其表達(dá)式為,它在介質(zhì)中形成的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,某時(shí)刻波剛好傳播到x=12 m處,波形圖象如圖所示,則
A.此后再經(jīng)6 s該波傳播到x=24 m處
B.M點(diǎn)在此后第3 s末的振動(dòng)方向沿y軸正方向
C.波源開始振動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向
D.此后M點(diǎn)第一次到達(dá)y=–3 m處所需時(shí)間是2 s
31.(2015·海南卷)一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)譜橫波在t=0時(shí)刻的波形如圖所示,質(zhì)點(diǎn)P的x坐標(biāo)為3m.。已知任意振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)連續(xù)2次經(jīng)過平衡位置的時(shí)間間隔為0.4s。下列說法正確的是
A.波速為4 m/s
B.波的頻率為1.25 Hz
C.x坐標(biāo)為15 m的質(zhì)點(diǎn)在t=0.2 s時(shí)恰好位于波谷
D.x的坐標(biāo)為22 m的質(zhì)點(diǎn)在t=0.2 s時(shí)恰好位于波峰
E.當(dāng)質(zhì)點(diǎn)P位于波峰時(shí),x坐標(biāo)為17m的質(zhì)點(diǎn)恰好位于波谷
32.(2018·新課標(biāo)全國(guó)I卷)一列簡(jiǎn)諧橫波在t=時(shí)的波形圖如圖(a)所示,P、Q是介質(zhì)中的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn),圖(b)是質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象。求
(1)波速及波的傳播方向;
(2)質(zhì)點(diǎn)Q的平衡位置的x坐標(biāo)。
33.(2018·江蘇卷)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,在x=0和x=0.6 m處的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)A、B的振動(dòng)圖象如圖所示。已知該波的波長(zhǎng)大于0.6 m,求其波速和波長(zhǎng)
1.AD【解析】由圖讀出波長(zhǎng),由得周期,,由圖看出,實(shí)線到虛線,波形向右平移了,向左平移了,故得知,波形應(yīng)向左平移,波沿軸負(fù)方向傳播,故A正確;在時(shí)刻的波形圖,質(zhì)點(diǎn)P恰在平衡位置,波沿軸負(fù)方向傳播,質(zhì)點(diǎn)P在時(shí)刻,即,質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置與波峰之間,且速度遠(yuǎn)離平衡位置,所以速度與加速度不同向,故B錯(cuò)誤;時(shí),即,質(zhì)點(diǎn)P處于波谷與平衡位置之間,且向平衡位置運(yùn)動(dòng),所以速度沿軸正方向,故C錯(cuò)誤;質(zhì)點(diǎn)P在時(shí)間內(nèi)完成,則路程為,故D正確。
【名師點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵是時(shí)間與T的關(guān)系,利用波形的平移法判斷波的傳播方向。根據(jù)時(shí)間與周期的關(guān)系,分析質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
3.C【解析】振動(dòng)周期為T=4×10–2 s,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;振幅為5 cm,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;P時(shí)刻位移為x正方向,選項(xiàng)C正確;Q時(shí)刻位移為x軸負(fù)向,故加速度為x正方向,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;故選C。
4.C【解析】在t從0到2 s時(shí)間內(nèi),回復(fù)力逐漸變大,說明振子逐漸遠(yuǎn)離平衡位置,做減速運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;在t1=3 s到t2=5 s過程,回復(fù)力先減小為零后反向增加,說明先靠近平衡位置后遠(yuǎn)離平衡位置,故3s時(shí)和5s時(shí)速度方向相同;由于3 s和5 s回復(fù)力大小相等,故位移大小也相等,速度大小也相等,故B錯(cuò)誤;在t1=5s和t2=7 s時(shí),回復(fù)力相等,根據(jù)公式F=–kx,位移相同,故C正確;在t從0到4s時(shí)間內(nèi),t=2s時(shí)刻彈簧振子速度為零,根據(jù)P=Fv,功率為零,故D錯(cuò)誤。
【名師點(diǎn)睛】本題考查簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),關(guān)鍵是明確簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)具有對(duì)稱性和周期性,振子靠近平衡位置過程是加速運(yùn)動(dòng),遠(yuǎn)離平衡位置過程是減速運(yùn)動(dòng),明確回復(fù)力與位移的關(guān)系F=–kx。
6.D【解析】在波傳播過程中,各質(zhì)點(diǎn)在自已的平衡位置附近振動(dòng),并不隨波傳播,故A錯(cuò)誤;由圖可知,時(shí),質(zhì)點(diǎn)a的位移為,故B錯(cuò)誤;根據(jù)圖象可知該波的周期為,已知波速為,則波長(zhǎng):;由圖可知,在時(shí)刻a位于平衡位置而且振動(dòng)的方向向上,而在時(shí)b的位移為,位于正的最大位移處,可知若波沿x軸正向傳播,則b與a之間的距離為:,可能為:,,不可能為,故C錯(cuò)誤;結(jié)合C的分析可知,若波沿x軸負(fù)向傳播,則b與a之間的距離為:,可能為:,,故D正確。
【名師點(diǎn)睛】本題考查了波的圖象、振動(dòng)和波動(dòng)的關(guān)系,能根據(jù)波形圖判斷質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向,難度不大。
7.CD【解析】此波的周期為1 s,頻率為1 HZ,則若此波遇到另一列簡(jiǎn)諧橫波并發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象,則所遇到的頻率為1 Hz,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由于該波的波長(zhǎng)為4 m,所以該波在傳播過程中若遇到比4 m大很多的障礙物,不能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,故B錯(cuò)誤;由圖線可知,再過0.5 s,P點(diǎn)回到平衡位置,速度最大,則P點(diǎn)的動(dòng)能最大,選項(xiàng)C正確;因t=0時(shí)刻P點(diǎn)向上振動(dòng),可知波沿x軸正方向傳播,選項(xiàng)D正確;故選CD。
8.CD【解析】P、Q兩點(diǎn)平衡位置間的距離小于半個(gè)波長(zhǎng),它們的速度方向不總是相同,故A錯(cuò)誤;圖示時(shí)刻Q、M的位移相同,加速度相同,但由于它們此時(shí)的速度方向相反,所以加速度不總是相同,故B錯(cuò)誤;P、M兩點(diǎn)平衡位置間的距離等于半個(gè)波長(zhǎng),振動(dòng)情況總是相反,速度總是大小相等、方向相反,在任何相等時(shí)間內(nèi),P、M兩質(zhì)點(diǎn)通過的路程總相等,故CD正確。
9.AC【解析】由圖可知,波向右傳播,經(jīng)過0.35 s=時(shí),P到達(dá)最高點(diǎn),而Q沒有到達(dá)最高點(diǎn)(或最低點(diǎn)),故質(zhì)點(diǎn)Q距平衡位置的距離小于質(zhì)點(diǎn)P距平衡位置的距離,故A正確。此時(shí)P向下運(yùn)動(dòng),Q點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng),T=0.2 s,經(jīng)過t=0.25 s=時(shí),P點(diǎn)到達(dá)波谷,Q點(diǎn)到達(dá)平衡位置上方,但未到波峰,質(zhì)點(diǎn)Q的加速度小于質(zhì)點(diǎn)P的加速度,故B錯(cuò)誤。因波沿x軸的正方向傳播,λ=4 m,則波速,則經(jīng)過0.15 s,波傳播距離x=vt=3 m,故C正確。t=0.1 s=T,質(zhì)點(diǎn)Q的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向,故D錯(cuò)誤。故選AC。
【名師點(diǎn)睛】簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)回復(fù)力F=–kx,與位移成正比反向關(guān)系,加速度與回復(fù)力成正比;根據(jù)位移變化情況得到回復(fù)力情況并進(jìn)一步判斷速度變化情況。
ADE【解析】由波形圖和振動(dòng)方程y=l0sin 5πt(cm)都可直接讀出振幅為A=10 cm,選項(xiàng)A正確。由振動(dòng)方程得 ,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。根據(jù)振動(dòng)方程知P點(diǎn)在t=0后向上振動(dòng),在波形圖中由同側(cè)法得波向x軸正向傳播,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。則由波形圖得,則,選項(xiàng)D正確。時(shí)間,根據(jù)每發(fā)生一個(gè)振幅10 cm的位移可知 ,選項(xiàng)E正確。故選ADE。
12.B【解析】由圖a和圖b知,λ=100 cm,T=2 s,所以v==50 cm/s,根據(jù)振動(dòng)圖象知,P質(zhì)點(diǎn)在0 s時(shí)處于平衡位置向上振動(dòng),由“上下坡”法知,波向左傳播,沿x軸負(fù)方向傳播,故選B。
13.CDE【解析】P、Q兩點(diǎn)平衡位置間的距離小于半個(gè)波長(zhǎng),它們的速度方向不總是相同,故A錯(cuò)誤。圖示時(shí)刻Q、M的位移相同,加速度相同,但由于它們此時(shí)的速度方向相反,所以加速度不總是相同,故B錯(cuò)誤。P、M兩點(diǎn)平衡位置間的距離等于半個(gè)波長(zhǎng),振動(dòng)情況總是相反,速度總是大小相等、方向相反,在任何相等時(shí)間內(nèi),P、M兩質(zhì)點(diǎn)通過的路程總相等,P、M兩質(zhì)點(diǎn)對(duì)平衡位置的位移總是大小相等、方向相反,故CDE正確。所以CDE正確,AB錯(cuò)誤。
14.ABD【解析】由圖象可知,T=4 s,故A正確;由公式,故B正確;,質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)通過的路程等4A=20 cm,所以5 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)通過的路程一定大于20 cm,故C錯(cuò)誤;由振動(dòng)圖象可知,質(zhì)點(diǎn)在5s末處于平衡位置,即位移為零,故D正確。
15.AB【解析】簡(jiǎn)諧波傳播過程中,介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的起振方向與波源的起振方向相同,由圖中x=40 m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向讀出各質(zhì)點(diǎn)的起振方向,即可判斷出波源開始振動(dòng)時(shí)的方向,質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)通過的路程是四個(gè)振幅,根據(jù)時(shí)間與周期的關(guān)系,求出質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程,波在介質(zhì)中勻速傳播,由求出波傳到接收器的時(shí)間,若波源向x軸正方向運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生多普勒效應(yīng),接收器收到波的頻率減小,波沿x軸正方向傳播,運(yùn)用波形平移法可知,由圖中處質(zhì)點(diǎn)的起振方向?yàn)檠貀軸負(fù)方向,則波源開始振動(dòng)時(shí)方向也沿y軸負(fù)方向,故A正確;由圖讀出波長(zhǎng)為,周期為,由于,從開始經(jīng)0.15 s時(shí),的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程,故B正確;接收器與的距離為,波傳到接收器的時(shí)間為,故C錯(cuò)誤;該波的頻率為,若波源向x軸正方向運(yùn)動(dòng),波源與接收器間的距離減小,根據(jù)多普勒效應(yīng)可知,接收器收到波的頻率增大,將大于10 Hz,不可能為9 Hz,故D錯(cuò)誤。
平衡位置的距離,A正確;經(jīng)過時(shí),P點(diǎn)到達(dá)波谷,加速度達(dá)到最大值。Q點(diǎn)到達(dá)平衡位置上方,但未到波峰,所以質(zhì)點(diǎn)Q的加速度小于質(zhì)點(diǎn)P的加速度,B錯(cuò)誤;波沿x軸的正方向傳播,波速為,則經(jīng)過,波傳播距離,C正確;波的周期,經(jīng)過,一個(gè)周期,Q回到原來的位置,D正確;,質(zhì)點(diǎn)Q的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向,E錯(cuò)誤。
17.ABD【解析】從圖中可知,故這列波傳播的周期為,A正確;波上所有質(zhì)點(diǎn)的起振方向都相同,t=0時(shí)刻x=8 m處的質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng),沿y負(fù)方向,故x=10 m處質(zhì)點(diǎn)的起振方向也為豎直向下,B正確;平衡位置為x=3.5 m處的質(zhì)點(diǎn)此刻不在波峰或者波谷,故在四分之一周期內(nèi)的路程不等于2 cm,C錯(cuò)誤;平衡位置為x=3.5 m處的質(zhì)點(diǎn)在t=1 s時(shí)和t=9 s時(shí)振動(dòng)情況相同,根據(jù)波的平移法,此時(shí)和x=7.5 m時(shí)振動(dòng)情況相同,故質(zhì)點(diǎn)正向下振動(dòng),D正確;平衡位置為x=4 m處的質(zhì)點(diǎn)和平衡位置為x=8 m處的質(zhì)點(diǎn)相距半個(gè)波長(zhǎng),為反相點(diǎn),兩者振動(dòng)情況總是相反,故E錯(cuò)誤。
18.BCE【解析】由Q點(diǎn)的振動(dòng)圖象可知,t=0.10 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)Q向y軸負(fù)方向振動(dòng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由波動(dòng)圖象可知,波向左傳播,t=0.10 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P向上振動(dòng),再經(jīng)過0.15 s時(shí),即t=0.25 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)P振動(dòng)到x軸的下方,加速度沿y軸向上,選項(xiàng)B正確;波速v=m/s=40 m/s,所以從t=0.10 s到t=0.25 s時(shí)間內(nèi),該波沿x軸負(fù)方向傳播的距離x=vt=40×0.15 m=6 m,選項(xiàng)C正確;由于在t=0.10 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)P既不在波峰、波谷,也不在平衡位置,因此在T的時(shí)間內(nèi)通過的路程不等于3A=30 cm,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;質(zhì)點(diǎn)Q的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y=0.10sin 10πt(國(guó)際單位制),選項(xiàng)E正確。
【名師點(diǎn)睛】在振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象問題中,一般是要根據(jù)圖象獲取波的信息,根據(jù)振動(dòng)圖象得到質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向,進(jìn)而得到傳播方向,從而得到傳播速度。
20.BCD【解析】圖(b)為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象,則知在t=0.10 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)Q正從平衡位置向波谷運(yùn)動(dòng),所以點(diǎn)Q向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;在t=0.10 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)Q沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),根據(jù)波形平移法可知該波沿x軸負(fù)方向傳播,此時(shí)P點(diǎn)正向上運(yùn)動(dòng),由圖b讀出周期T=0.2 s,從t=0.10 s到t=0.25 s經(jīng)過的時(shí)間為,則在t=0.25 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)P位于x軸下方,加速度方向與y軸正方向相同,故B正確;由甲圖知波長(zhǎng),則波速為,從t=0.10 s到t=0.25 s經(jīng)過的時(shí)間為,該波沿x軸負(fù)方向傳播的距離為,故C正確;質(zhì)點(diǎn)Q簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為,故D正確。
21.D【解析】由圖知:波長(zhǎng)λ=12 m,周期T=12 s,則波速v==1m/s。t=0時(shí),由振動(dòng)圖象得知,x=1.0m處的質(zhì)元的位移為y=0,與波動(dòng)圖象不相符,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;t=6 s,由振動(dòng)圖象得知,x=1.0 m處的質(zhì)元的位移為y=0,與波動(dòng)圖象不相符,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;t=3 s,由振動(dòng)圖象得知,x=1.0m處的質(zhì)元的位移為y=6 cm,與波動(dòng)圖象不相符,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;t=5 s,由振動(dòng)圖象得知,x=1.0 m處的質(zhì)元的位移為y=2 cm,與波動(dòng)圖象相符,振動(dòng)方向向下,則波沿y軸正方向傳播,故D正確。
【名師點(diǎn)睛】本題考查把握波動(dòng)圖象和振動(dòng)圖象聯(lián)系的能力,根據(jù)振動(dòng)圖象要能讀出質(zhì)點(diǎn)的速度方向,然后能在波動(dòng)圖象上判斷波的傳播方向。
23.D【解析】由圖讀出,A波波長(zhǎng)為λA=24cm,周期TA=2t;B波波長(zhǎng)為λB=12cm,周期TB=,波速,vB=,得到vA:vB=1:n,所以A、B兩列波的波速vA、vB之比不可能的是D。
【名師點(diǎn)睛】本題中知道兩個(gè)時(shí)刻波形圖,抓住經(jīng)過半個(gè)周期時(shí)間,波形反相;經(jīng)過整數(shù)倍周期時(shí)間,圖象重合是關(guān)鍵。
24.ACD【解析】由甲圖可得,由乙圖中可得,所以該簡(jiǎn)諧橫波的傳播速度為,A正確;,則從此時(shí)刻起,經(jīng)過2秒,P質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為s=8A=8×0.2 cm=1.6 cm,故B錯(cuò)誤;簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正向傳播,此時(shí)刻Q點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng),而P點(diǎn)直接向下運(yùn)動(dòng),所以P質(zhì)點(diǎn)比Q質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置,C正確;由乙圖知t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移為0,振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向,與甲圖x=2 m處t=0時(shí)刻的狀態(tài)相同,所以乙圖可能是甲圖x=2 m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象,D正確;質(zhì)點(diǎn)越靠近平衡位置速度越大,則此時(shí)刻M質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度大于Q質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度,故E錯(cuò)誤。
【名師點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵要把握兩種圖象的聯(lián)系,能根據(jù)振動(dòng)圖象讀出質(zhì)點(diǎn)的速度方向,在波動(dòng)圖象上判斷出波的傳播方向。
25.(1),, (2) (3)
【解析】(1)從圖中可得出,該波的振幅A=5 cm,波長(zhǎng)λ=20 m
這列波的周期為:T= s=4 s
(2)根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)通過的路程是四個(gè)振幅,即4A,則得經(jīng)過9 s
質(zhì)點(diǎn)A運(yùn)動(dòng)的路程是:
(3)當(dāng)圖示時(shí)刻x=5 m處的波峰傳到x=22 m處時(shí),此處質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)波峰
則波傳播的距離為:x=22 m–5 m=17 m
所經(jīng)歷的時(shí)間為:
【名師點(diǎn)睛】對(duì)于波動(dòng)圖象,要抓住簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn):質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)通過的路程是四個(gè)振幅,來求解質(zhì)點(diǎn)通過的路程,熟練運(yùn)用波形平移法是基本能力,加強(qiáng)訓(xùn)練,牢固掌握。
26.(1)若波向右傳播,v1=4 m/s 若波向左傳播,v2=12 m/s (2)若波向右傳播,v3=(4+16n) m/s(n=1,2,3,···) 若波向左傳播,v4=(12+16n) m/s(n=1,2,3,···) (3)波向左傳播
若波向左傳播,Δx4=(6+8n) m(n=1,2,3,···),Δt=t2–t1=0.5 s則v4==(12+16n) m/s(n=1,2,3,···)
(3)當(dāng)波速為92 m/s時(shí),波向前傳播的距離為Δx=vt=46 m=λ
由(2)題答案可知波向左傳播
27.(1) (2) (3)
【解析】由圖可知:波長(zhǎng)
(1)波向x軸正方向傳播,那么,經(jīng)過波向右傳播了個(gè)周期,
故有:
又有,所以,
故波速
(2)波向x軸負(fù)方向傳播,那么,經(jīng)過波向右傳播了個(gè)周期,故有:
又有
所以,
故波速
(3)在到的時(shí)間內(nèi),如果M通過的路程為
又有一個(gè)周期質(zhì)點(diǎn)的路程為4A,根據(jù)時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)M在平衡位置可知:到的時(shí)間為
即
那么,波向x軸正方向傳播
29.BCE【解析】由波形圖可知,波長(zhǎng)為4 m,A錯(cuò)誤;實(shí)線為t=0時(shí)的波形圖,虛線為t=0.5 s時(shí)的波形圖,波沿x軸正方向傳播,又該波的周期大于0.5 s,則0~0.5 s時(shí)間內(nèi)波傳播的距離,,故周期,頻率為1.5 Hz,波速,BC正確;由,t=0時(shí),x=1 m處的質(zhì)點(diǎn)在波峰位置,t=1時(shí),該質(zhì)點(diǎn)應(yīng)該在平衡位置向上振動(dòng),D錯(cuò)誤;由,t=0時(shí),x=2 m處的質(zhì)點(diǎn)在平衡位置,t=2 s時(shí),該質(zhì)點(diǎn)同樣經(jīng)過平衡位置,E正確。
30.AB【解析】波的周期T=4 s,波長(zhǎng)λ=8 m,波速,則再經(jīng)過6 s,波傳播的距離為x=vt=12 m,故該波傳到x=24 m處,選項(xiàng)A正確;M點(diǎn)在此時(shí)振動(dòng)方向向下,則第3 s末,即經(jīng)過了0.75T,該點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸正方向,選項(xiàng)B正確;因波傳到x=12 m處時(shí),質(zhì)點(diǎn)向y軸正方向振動(dòng),故波源開始振動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸正方向,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;因?yàn)?
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