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1、1如圖甲所示,是一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t 0時(shí)刻的波形圖,P是離原點(diǎn)x1 2 m的一個(gè)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn),Q是離原點(diǎn)x2 4 m的一個(gè)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn),此時(shí)離原點(diǎn)x3 6 m的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)剛剛要開(kāi)始振動(dòng)圖乙是該簡(jiǎn)諧波傳播方向上的某一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象(計(jì)時(shí)起點(diǎn)相同)由此可知()A這列波的波長(zhǎng)為 2 mB乙圖可能是圖甲中質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象C這列波的傳播速度為v 3 m/s D這列波的波源起振方向?yàn)橄蛏洗鸢窧解析由題圖甲讀出波長(zhǎng)4 m,由圖乙讀出周期T2 s,波速vm/s2 m/s,故A、C錯(cuò)誤;由圖乙看出,t0時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)平衡位置向上,而圖甲中,Q點(diǎn)也經(jīng)過(guò)平衡位置向上運(yùn)動(dòng),故乙圖可能是圖甲中質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象,故
2、B正確波源的起振方向與x36 m的質(zhì)點(diǎn)在t0時(shí)刻的振動(dòng)方向相同,簡(jiǎn)諧波沿x軸正方向傳播,則知x36 m的質(zhì)點(diǎn)在t0時(shí)刻的振動(dòng)方向向下,則波源的起振方向沿y軸負(fù)方向,故D錯(cuò)誤2質(zhì)點(diǎn)以坐標(biāo)原點(diǎn)O為中心位置在y軸上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),其振動(dòng)圖象如圖所示,振動(dòng)在介質(zhì)中產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,波速為1.0 m/s.0.3 s后,此質(zhì)點(diǎn)立即停止運(yùn)動(dòng),再經(jīng)過(guò)0.1 s后的波形圖為()答案C解析簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,波源停止振動(dòng)后,波將繼續(xù)在介質(zhì)中勻速傳播,0.4 s內(nèi)簡(jiǎn)諧橫波在介質(zhì)中傳播的總距離為xvt0.4 m,即0.4 s時(shí),x軸上0.4 m處的質(zhì)點(diǎn)剛好起振,由振動(dòng)圖象可知其振動(dòng)方向沿y軸正方向,故
3、C選項(xiàng)描述的波形圖正確3一簡(jiǎn)諧機(jī)械橫波沿x軸正方向傳播,波長(zhǎng)為,周期為T(mén).t0時(shí)刻的波形如圖甲所示,a、b是波上的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)圖乙是波上某一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象下列說(shuō)法正確的是()At0時(shí)質(zhì)點(diǎn)a的速度比質(zhì)點(diǎn)b的大Bt0時(shí)質(zhì)點(diǎn)a的加速度比質(zhì)點(diǎn)b的小C圖乙可以表示質(zhì)點(diǎn)a的振動(dòng)D圖乙可以表示質(zhì)點(diǎn)b的振動(dòng)答案D解析題圖甲為波動(dòng)圖象,題圖乙為振動(dòng)圖象t0時(shí)刻,a質(zhì)點(diǎn)在波峰位置,速度為零,加速度最大,b質(zhì)點(diǎn)在平衡位置,加速度為零,速度最大,故選項(xiàng)A、B錯(cuò);在波的圖象中,根據(jù)上下坡法可以判斷出質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向,所以t0時(shí)刻,b點(diǎn)在平衡位置且向下振動(dòng),故選項(xiàng)C錯(cuò),D對(duì)4(多選)一列波源在x0處的簡(jiǎn)諧波,沿x軸正方向傳播,
4、周期為0.02 s,t0時(shí)刻的波形如圖5所示此時(shí)x12 cm處的質(zhì)點(diǎn)P恰好開(kāi)始振動(dòng)則()圖5A質(zhì)點(diǎn)P開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的方向沿y軸正方向B波源開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的方向沿y軸負(fù)方向C此后一個(gè)周期內(nèi),質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程為8 cmD這列波的波速為4 m/s答案BD解析質(zhì)點(diǎn)P開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的方向沿y軸負(fù)方向,則波源開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的方向也沿y軸負(fù)方向,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;此后一個(gè)周期內(nèi),質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程為4個(gè)振幅,為4×5 cm20 cm,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;這列波的波長(zhǎng)為8 cm,波速v4 m/s,選項(xiàng)D正確5(多選)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v200 m/s,已知t0時(shí)波剛好傳播到x40 m處
5、,如圖6所示在x400 m處有一接收器(圖中未畫(huà)出),則下列說(shuō)法正確的是()圖6A波源開(kāi)始振動(dòng)時(shí)方向沿y軸負(fù)方向B從t0開(kāi)始經(jīng)0.15 s,x40 m處的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為0.6 mC接收器在t2 s時(shí)才能接收到此波D若波源向x軸正方向運(yùn)動(dòng),接收器收到的波的頻率可能為9 Hz答案AB解析由題圖知,x40 m處的質(zhì)點(diǎn)的起振方向向下,則波源的起振方向也向下(y軸負(fù)向),A對(duì);由題圖知20 m,A10 cm,T0.1 s,而t10.15 sT,所以x40 m處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)0.15 s運(yùn)動(dòng)的路程為s×4A6A60 cm0.6 m,B對(duì);波由x40 m處傳到x400 m處所需時(shí)間t s1.8 s,C
6、錯(cuò)當(dāng)波源向x軸正向運(yùn)動(dòng)時(shí),波源將靠近接收器,由多普勒效應(yīng)知,接收器收到的頻率將大于波源頻率,而波源頻率為f10 Hz,D錯(cuò)二、填空題(本題共2小題,共14分)6. (8分)圖7為某一簡(jiǎn)諧橫波在t0時(shí)刻的波形圖,由此可知該波沿_傳播,該時(shí)刻a、b、c三點(diǎn)中加速度最大的是_點(diǎn),若從這一時(shí)刻開(kāi)始,第一次最快回到平衡位置的是_點(diǎn),若t0.02 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)c第一次到達(dá)波谷處,則此波的波速為_(kāi) m/s.圖7答案x軸正方向cc1007(6分)如圖8所示為一列簡(jiǎn)諧波某時(shí)刻的波形圖波向右傳播,波速為2 m/s.由圖中所示時(shí)刻起,經(jīng)過(guò)5.5 s,質(zhì)點(diǎn)A相對(duì)平衡位置的位移為_(kāi) m,通過(guò)的路程為_(kāi) m,波傳播的距離是
7、_ m.圖8答案0.22.211解析要求在t5.5 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)A通過(guò)的路程和位移,關(guān)鍵是確定t5.5 s與周期T的關(guān)系由波的圖象可直接讀出4 m,則T s2 s,t2T.由波的傳播方向知,此時(shí)A點(diǎn)振動(dòng)方向向上,經(jīng)過(guò)2T后,質(zhì)點(diǎn)A將在負(fù)方向最大位移處,即為0.2 m,質(zhì)點(diǎn)A在t時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程為d2×4A2.2 m波在t內(nèi)傳播的距離為svt2×5.5 m11 m.三、計(jì)算題(本題共4小題,共46分計(jì)算時(shí)必須有必要的文字說(shuō)明、方程式和重要解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)13. (10分)如圖9為一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧機(jī)械橫波某時(shí)刻的波形圖,質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)周期為0.4 s求該波
8、的波速并判斷P點(diǎn)此時(shí)的振動(dòng)方向圖9答案2.5 m/s沿y軸正方向解析由波形圖可知,波長(zhǎng)1.0 m,則波速為v2.5 m/s.由“上下坡法”可知,P點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸正方向1(10分)一列簡(jiǎn)諧橫波在t10時(shí)刻的波形圖如圖10所示,已知該波沿x軸正方向傳播,在t20.7 s末時(shí),質(zhì)點(diǎn)P剛好第二次出現(xiàn)波峰,求:(1)波速v;(2)x6 m處的Q點(diǎn)第一次出現(xiàn)波谷的時(shí)刻t3.答案(1)5 m/s(2)0.8 s解析(1)由波形圖可直接讀出波長(zhǎng)2 m根據(jù)帶動(dòng)法可判斷t10時(shí)刻P質(zhì)點(diǎn)應(yīng)向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)由題意可知t2t1T,即0.7 sT,則T0.4 s根據(jù)v得v m/s5 m/s.(2)根據(jù)波形平移法,t1
9、0時(shí)刻x2 m的質(zhì)點(diǎn)第一次 到達(dá)波谷,到t3時(shí)刻波谷沿波的傳播方向平移至x6 m的Q質(zhì)點(diǎn)處,此時(shí)Q質(zhì)點(diǎn)第一次出現(xiàn)波谷,由xvt得t3 s0.8 s.8. (12分)如圖11為一列簡(jiǎn)諧波在t10時(shí)刻的圖象此時(shí)波中質(zhì)點(diǎn)M的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向,且在t20.55 s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)M恰好第3次到達(dá)y軸正方向最大位移處試求:(1)此波沿什么方向傳播?(2)波速是多大?(3)從t10至t31.2 s,波中質(zhì)點(diǎn)N走過(guò)的路程和相對(duì)于平衡位置的位移分別是多少?答案(1)此波向左傳播(2)2 m/s(3)120 cm2.5 cm解析(1)質(zhì)點(diǎn)M的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向,根據(jù)帶動(dòng)法知波向左傳播(2)由題圖知0.4 m;圖中
10、M質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)2T恰好第3次到達(dá)y軸正方向最大位移處,t20.55 s(20.75)T,得T0.2 s,所以v2 m/s.(3)從t10至t31.2 s,經(jīng)過(guò)時(shí)間為t1.2 s6T,質(zhì)點(diǎn)N走過(guò)的路程為s6×4A120 cm,N還在圖示位置,所以位移y2.5 cm.16. (14分)已知在t1時(shí)刻簡(jiǎn)諧橫波的波形如圖12中實(shí)線所示;在t2時(shí)刻該波的波形如圖中虛線所示t2t10.02 s,求:圖12(1)該波可能的傳播速度(2)若已知T<t2t1<2T,且圖中P質(zhì)點(diǎn)在t1時(shí)刻的瞬時(shí)速度方向向上,求波速(3)若0.01 s<T<0.02 s,且從t1時(shí)刻起,圖中Q質(zhì)點(diǎn)比R質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置,求波速答案(1)向右傳播時(shí),v100(3n1) m/s(n0,1,2,)向左傳播時(shí),v100(3n2) m/s(n0,1,2,)(2)500 m/s(3)400 m/s解析(1)由題圖知6 m,如果這列簡(jiǎn)諧橫波是向右傳播的,在t2t1內(nèi)波形向右勻速傳播了(n),所以波速v100(3n1) m/s(n0,1,2);同理可得若該波是向左傳播的,可能的波速v100(3n2) m/s(n0,
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