机械波试题(含答案)
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机械波试题(含答案)
一、机械波选择题
1.一列简谐横波某时刻波形如图甲所示。
由该时刻开始计时,质点L的振动情况如图乙所示。
下列说法正确的是()
A.该横波沿x轴负方向传播
B.质点N该时刻向y轴负方向运动
C.质点L经半个周期将沿x轴正方向移动
D.该时刻质点K与M的速度、加速度都相同
2.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
3.利用发波水槽得到的水面波形如图所示,则()
A.图a、b均显示了波的干涉现象
B.图a、b均显示了波的衍射现象
C .图a 显示了波的干涉现象,图b 显示了波的衍射现象
D .图a 显示了波的衍射现象,图b 显示了波的干涉现象
4.甲、乙两列横波在同一介质中分别从波源M 、N 两点沿x 轴相向传播,波速为2m/s ,振幅相同,某时刻的图像如图所示,则( )
A .甲乙两波的起振方向相同
B .甲乙两波的频率之比为3∶2
C .再经过3s 时,平衡位置在x =7m 处的质点振动方向向上
D .再经过3s 时,平衡位置在x =2m 处的质点将向右运动到x =8m 处的位置。
E.再经过3s 时,平衡位置在x =1m 处的质点将第二次出现在波峰
5.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0.2m x =-和 1.0m x =处,振幅均为0.5cm A =,波速均为0.2m/s v =。
0t =时刻,平衡位置处于0.2m x =和0.6m x =的P 、Q 两质点刚开始振动。
质点M 的平衡位置处于0.4m x =处,以下说法正确的是( )
A .0t =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 . 1.5s t =时,平衡位置处于0.3m 0.5m ~之间的质点位移均为0
D .2s t =时,0.3m x =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
6.一列简谐横波沿x 轴传播,在x =0和x =0.6m 处的两个质点A 、B 的振动图象如图所示。
下列说法正确的是( )
A .t =0.15s 时A 、
B 的加速度相同
B .该波的波速可能为1.2m/s
C .若该波向x 轴负方向传播,波长可能为2.4m
D .若该波的波长大于0.6m ,则其波速一定为2m/s
7.如图甲,介质中两个质点A 和B 的平衡位置距波源O 的距离分别为1m 和5m 。
图乙是
波源做简谐运动的振动图像。
波源振动形成的机械横波可沿图甲中x 轴传播。
已知t =5s 时刻,A 质点第一次运动到y 轴负方向最大位移处。
下列判断正确的是( )
A .A 质点的起振方向向上
B .该列机械波的波速为0.2m/s
C .该列机械波的波长为2m
D .t =11.5s 时刻,B 质点的速度方向沿y 轴正方向
8.一列沿x 轴传播的简谐横波,某时刻的波形如图所示,从此时刻开始计时,1 1.5x =m 的质点Q 比23x =m 的质点P 早回到平衡位置0.3s ,下列说法正确的( )
A .这列简谐横波沿x 轴正方向传播
B .P 质点简谐运动的频率为2Hz
C .简谐横波波速为5m/s
D .再过0.8s ,x =4.0m 处的质点向前移动到x =8.0m 处
E.再过0.6s ,x =6.5m 处的质点正在远离平衡位置
9.图甲为一列简谐波在0.10t s =时刻的波形图,P 是平衡位置为 1.0m x =处的质点,Q 是平衡位置为 4.0m x =处的质点,图乙为质点Q 的振动图象,则( )
A .在0.25t s =时,质点P 的速度方向为y 轴正方向
B .质点Q 在t=0.075s 时位移为52
C .从0.10t s =到0.20t s =,该波沿x 轴正方向传播了4m
D .从0.10t s =到0.25t s =,质点P 通过的路程为30cm
10.沿x 轴方向的一条细绳上有O 、A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 八个点,
1m OA AB BC CD DE EF FG =======,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。
0t =时刻,O 点开始向上运动,经0.2s t =,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 2.5s t =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
11.一列简谐横波沿 x 轴传播,如图甲是 t =0.2s 时的波形图,P 、Q 是这列波上的两个质点,图乙是 P 质点的振动图象,下列说法正确的是( )
A .再经过 0.2s ,Q 质点的路程为 4m
B .经过13
s 的时间,波向 x 轴正方向传播 5m C .t =0.1s 时质点 Q 处于平衡位置正在向上振动
D .之后某个时刻 P 、Q 两质点有可能速度大小相等而方向相反
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,0t =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23t ∆,波长为8L
B .周期为t ∆,波长为8L
C .周期为t ∆,波速为8L t ∆
D .周期为23t ∆,波速为12L t
∆ 13.由波源S 形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播.波源振动的频率为20Hz ,波速为16m/s .已知介质中P 、Q 两质点位于波源S 的两侧,且P 、Q 和S 的平衡位置在一条直线上,P 、Q 的平衡位置到S 的平衡位置之间的距离分别为15. 8 m ,14.6m .P 、Q 开始振动后,下列判断正确的是( )
A .P 、Q 两质点运动的方向始终相同
B .P 、Q 两质点运动的方向始终相反
C .当S 恰好通过平衡位置时,P 、Q 两点也正好通过平衡位置
D .当S 恰好通过平衡位置向上运动时,P 在波峰
E.当S 恰好通过平衡位置向下运动时,Q 在波峰
14.一列简谐横波沿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
15.一简谐横波沿水平绳向右传播,波速为v ,周期为T ,振幅为A .绳上两质点M 、N 的平衡位置相距四分之三波长,N 位于M 右方.设向上为正,在t =0时刻M 位移为2A +,且向上运动;经时间t (t T <),M 位移仍为2
A +
,但向下运动,则( ) A .在t 时刻,N 恰好在波谷位置
B .在t 时刻,N 位移为负,速度向上
C .在t 时刻,N 位移为负,速度向下
D .在2t 时刻,N 位移为2A -,速度向下 16.图1是一列简谐横波在t =1.25s 时的波形图,已知c 位置的质点比a 位置的晚0.5s 起振,则图2所示振动图像对应的质点可能位于( )
A .a<x<b
B .b <x <c
C .c<x<d
D .d<x <e
17.图示为一列沿x 轴负方向传播的简谐横波,实线为t =0时刻的波形图,虚线为t =0.6 s 时的波形图,波的周期T >0.6 s ,则( )
A .波的周期为2.4 s
B .在t =0.9 s 时,P 点沿y 轴正方向运动
C .经过0.4 s ,P 点经过的路程为4 m
D .在t =0.5s 时,Q 点到达波峰位置
18.一列简谐波沿x 轴传播,其波源位于坐标原点O .质点O 刚好完成一次全振动时,形成的简谐横波波形如图所示,已知波速为4 m/s ,波源O 简谐运动的周期为0.8 s ,B 是沿波传播方向上介质中的一个质点,则( )
A .波源O 的起振方向沿y 轴负方向
B .图中x 轴上O 、A 之间的距离为3.2 m
C .经半个周期时间质点A 将向右迁移半个波长
D .此后的14
周期内回复力对波源O 一直做负功 E.图示时刻质点B 所受的回复力方向沿y 轴正方向
19.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
20.一简谐横波沿x 轴正方向传播,在t =2
T 时刻,该波的波形图如图(a)所示,P 、Q 是介质中的两个质点.图(b)表示介质中某质点的振动图像.下列说法正确的是
A .质点Q 的振动图像与图(b)相同
B .在t =0时刻,质点P 的速率比质点Q 的大
C .在t =0时刻,质点P 的加速度的大小比质点Q 的大
D .平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图(b)所示
21.下面哪些应用是利用了多普勒效应( )
A .利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度
B .交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波,波被运动的汽车反射回来,根据
接收到的频率发生的变化,就知道汽车的速度,以便于进行交通管理
C.铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况
D.有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去
22.一简谐横波沿x轴正向传播,波源振动周期为T=0.4s,t=0时刻的波形如图(a)所示,x=0.3m处的质点的振动图线如图(b)所示,已知该波的波长大于0.3m . 下列判断正确的是()
A.t=0时刻,x=0.3m处质点比x=1.0m处质点加速度大
B.x=0.3m处的质点在t=0时刻的运动方向沿y轴正向
C.该波的波长为0.8m
D.在t=0时刻之前0.05s,x=0.3m处的质点在x轴上
E.该波的波速可以为4m/s
23.一列简谐横波沿着x轴正方向传播,波中A、B两质点在平衡位置间的距离为0.5m,且小于一个波长,如图甲所示,A、B两质点振动图像如图乙所示,由此可知()
A.波中质点在一个周期内通过的路程为8cm
B.该简谐波的波长为4m
C.该简谐波的波速为0.5 m/s
D.t=1.5 s时A、B两质点的位移相同
E.t=1.5 s时A、B两质点的振动速度相同
24.如图为一列简谐横波在t=0时刻的波形图,P是平衡位置在x=1.0m处的质点,Q是平衡位置在x=4.0m处的质点,图乙为质点Q的振动图象,则下列说法正确的是_______ .
A.这列波的波长是8m,周期是0.2s,振幅是10cm
B.在t=0时,质点Q向y轴负方向运动
C .从t =0.1到t =0.25s ,该波沿x 轴正方向传播了6m
D .从t =0.1到t =0.25s ,质点P 通过的路程为30cm
E.质点Q 简谐运动的表达式为y=0.10sin10πt (国际单位)
25.一列向右传播的横波在t =0时的波形如图所示,A 、B 两质点间距为8m ,B 、C 两质点在平衡位置的间距为3m ,当t =1s 时,质点C 恰好通过平衡位置,该波的波速可能为( )
A .1/3
m s
B .3m/s
C .13m/s
D .27m/s 二、机械波 解答题
26.如图所示,虚线是一列简谐横波在t =0时刻的波形,实线是这列波在t =1 s 时刻的波形.
(1)若波沿x 轴正方向传播,则从t =1 s 时刻开始,x =3 m 处的质点第一次回到平衡位置需要的时间最长为多少?
(2)若波速大小为75 m/s ,则波的传播方向如何?
27.一根张紧的水平弹性长绳上的a ,b 两点,相距s =14m ,b 点在a 点的右方,当一列简谐横波沿此长绳向右传播时,若a 点到达波峰时,b 点的位移恰为零且向上运动.经过t =1.00s 后a 点的位移为零,且向上运动,而b 点恰到达波谷,求:
(1)这列简谐波的波速.
(2)当2λ<s <3λ,3T <t <4T 时,这列波的波速是多少?
28.一列简谐横波沿x 轴传播,振幅为2cm ,波速为2m /s 。
在0t =时刻,平衡位置在1m x =处的质点a 位移为1cm -,平衡位置在5m x =处的质点b 的位移也为1cm -,两质点运动方向相反,其中质点a 沿y 轴负方向运动,如图所示,已知此时质点a 、b 之间只有一个波谷,求该简谐波中质点的振动频率的可能值。
29.在某介质中形成一列简谐波,t =0时刻的波形如图中的实线所示.若波向右传播,零
时刻刚好传到A点,且再经过0.6 s,P点也开始起振,求:
①该列波的周期T为多少?
②从t=0时起到P点第一次达到波峰时止,O点对平衡位置的位移y0及其所经过的路程s0各为多少?
30.一列简谐横波沿x轴传播,t=0时的图像如图所示,此时刻后介质中P质点回到平衡位置的最短时间为 0.2s,Q质点回到平衡位置的最短时间为1s,已知t=0 时,P、Q 两质点相对平衡位置的位移相同,则:
(1)波的传播周期为多少秒?
(2)传播速度是多大?
(3)t=0.8s 时刻算起到质点Q第二次回到平衡位置波传播的距离?
31.如图中实线是一列简谐横波在t1=0时刻的波形,虚线是这列波在t2=0.5 s时刻的波形:
(1)写出这列波的波速表达式;
(2)若波速大小为74 m/s,波速方向如何?
【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除
一、机械波选择题
1.B
【解析】
【分析】
【详解】
AB .由图可知乙质点L 的振动情况,该时刻质点L 向y 轴正方向振动。
根据上下坡法或者平移法可知,该横波沿x 轴正方向传播,质点N 该时刻向y 轴负方向运动,故A 错误,故B 正确;
C .质点L 只在平衡位置附近y 轴方向上下振动,波传播时,质点不会沿x 轴正方向移动,故C 错误;
D .该时刻质点K 与M 的速度为零,质点K 加速度为-y 方向,质点M 加速度为+y 方向,故D 错误。
故选B 。
2.D
【解析】
【分析】
【详解】
根据图像可得波长12m λ=,故A 错误;因为0.8m/s v =,所以周期
0.120.150.8T s s v ===λ
,故B 错误;经过0.2s 即经过113T ,只看经过13
T 的振动情况即可,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.
3.D
【解析】
试题分析:图a 中显示了一列波经过小孔的现象,是波的衍射,图b 显示了两列波相遇的现象,是波的干涉现象,故D 正确,其余错误.
考点:波的衍射、干涉现象
4.BCE
【解析】
【分析】
【详解】
A .根据上下坡法知,甲波的起振方向向下,乙波的起振方向向上,可知甲乙两波的起振方向相反,选项A 错误;
B .由图可知甲波的波长为4m ,乙波的波长为6m ,则两列波的波长之比为2:3。
两列波的波速相同,根据v
f λ=知频率之比为3:2,选项B 正确;
C .再经过3s ,甲乙两波传播的距离
23m 6m x =⨯=
即甲波波谷到达x =7m 处,乙波是平衡位置与波峰之间某一振动到达x =7m 处,根据叠加知,该质点向上振动,选项C 正确;
D .波传播过程中,波中质点仅在平衡位置上下振动,不会随波向右运动,选项D 错误;
E .甲的周期
=2s T v
λ=
甲
甲
图示时刻x =1m 处质点处于波谷,再经半个周期即1s 第一次到达波峰。
3s 时,甲乙两波在x =1m 处的质点都在波峰,所以质点将第二次出现在波峰,选项E 正确。
故选BCE 。
5.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,0t =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
10.2m x vt ∆==
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v T λ=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0 1.5s ~的时间内,两波的传播距离为
20.3m x vt ∆='=
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0.3m 0.5m ~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
30.4m x vt ''∆==
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 。
6.BC 【解析】 【分析】 【详解】
波若沿x 轴正方向传播,则有
3
()4
ab x n λ=+(n =1,2,3,…)
解得波长为
2.4
34n
λ=
+(n =1,2,3,…) 解得波速为
6
34v T
n
λ
=
=
+(n =1,2,3,…) 波若沿x 轴负方向传播,则有
1
()4
ab x n =+λ(n =1,2,3,…)
解得波长为
2.4
14n
=
+λ(n =1,2,3,…) 解得波速为
6
14v T
n
=
=
+λ
(n =1,2,3,…) A .由图可知,t =0.15s 时A 、B 的位移方向相反,所以加速度也相反,故A 错误; B .若沿x 轴正方向传播,波速v =1.2m/s
6
1.234v T
n
=
=
=+λ
(n =1,2,3,…) 解得
12
n =
不合题意;
若沿x 轴负方向传播,波速v =1.2m/s
6
1.214v T
n
=
=
=+λ
(n =1,2,3,…) 解得
n =1
符合题意,所以该波的波速可能为1.2m/s ,故B 正确; C .若沿x 轴负方向传播,波速λ=2.4m
2.4
2.414n
=
=+λ (n =1,2,3,…) 解得
n =0
符合题意,所以若该波向x 轴负方向传播,波长可能为2.4m ,故C 正确; D .若该波的波长大于0.6m ,波若沿x 轴正方向传播,则有
2.4
0.634n
=
>+λ(n =1,2,3,…) 解得
n =0
波速为
6
34v T
n
λ
=
=
+=2m/s 波若沿x 轴负方向传播,则有
2.4
0.614n
=
>+λ(n =1,2,3,…) 解得
n =0
波速为
6
14v T
n
=
=
+λ
=6m/s 故D 错误。
故选BC 。
7.AC 【解析】 【分析】 【详解】
A .由波源的振动图像知,波源起振的方向为向上,则A 质点的起振方向向上,故A 正确;
B .由波源的振动图像知,4T
=s ,已知5t =s 时刻,A 质点第一次运动到y 轴负方向最
大位移处,可知机械横波从O 点传到A 质点的时间是2s ,则该列机械波的波速
1
2
A A x v t =
=m/s=0.5m/s 故B 错误; C .该列机械波的波长
=0.54vT λ=⨯m=2m
故C 正确;
D .由题设条件知,振动从O 点传到B 质点的时间是
50.5
B B x t v =
=s=10s 11.5t =s 时刻,B 质点已振动了1.5s ,因4T =s ,所以B 质点在11.5t =s 时刻向下振动,因此B 质点的速度方向沿y 轴负方向,故D 错误。
故选AC 。
8.ACE 【解析】
【详解】
A .因为1 1.5x =m 的质点Q 比23x =m 的质点P 早回到平衡位置0.3s ,如图所示,可判断这列简谐横波沿x 轴正方向传播,A 正确;
BC .因为1 1.5x =m 的质点Q 比23x =m 的质点P 早回到平衡位置0.3s ,则简谐横波的波速
3 1.5
m/s 5m/s 0.3v -=
= 可求得周期
8
s 1.6s 5
T ==
则频率为
1
0.625z f T
=
=H B 错误,C 正确;
D .质点只能在自己的位置振动,不能前后移动,D 错误;
E .经过0.6s 时间波向前移动3m 。
再经过0.6s ,图中 3.5m x =的质点的波形刚好传到
6.5m x =的质点的位置,此时0.6s ,x =6.5m 处的质点正在远离平衡位置,E 正确。
故选ACE 。
9.AB 【解析】 【分析】 【详解】
A .由振动图象知,t =0.10s 时,Q 处于平衡位置向下振动,根据上下坡法知,波沿x 轴负方向传播,当t =0.25s 时,即在t =0.10s 开始经过3
4
T ,质点P 在平衡位置以下向上振动,即速度方向沿y 轴正方向,故A 正确; B .根据乙图可知,质点Q 简谐运动的表达式为
y =10sin10πt (cm )
质点Q 在t=0.075s 时位移为,故B 正确; C .根据图象可以看出波波沿x 轴负方向传播,故C 错误 D .由于P 点不是在波峰或波谷,或平衡位置,经过0.15s ,即经过3
4
T ,质点经历的路程不等于3A ,即30cm ,故D 错误。
故选AB 。
10.ABE 【解析】 【分析】
E .O 由平衡位置向上运动,经1
4
T 第一次到达上方最大位移处,此时间内波传播的距离为
1
4
λ,故0.8s T =、4m λ=,则有波速 5m /s v T
λ
== 故E 正确; A .经
0.4s B OB
t v
=
= 质点B 向上起振,再经
2.5s 0.4s 5
20.8s 8
T T -=
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
0.8s D OD
t v
=
= 质点D 向上起振,再经
2.5s 0.8s 1
20.8s 8
T T -=
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
0.6s C OC
t v
=
= 质点C 向上起振,再经
2.50.63
20.88
s s T T s -=
质点C 正在x 轴上方且向下运动,故D 错误。
故选ABE 。
11.CD 【解析】 【分析】 【详解】
A .由乙图可知,振动周期
0.4s T =
因此再经过 0.2s ,Q 质点的路程为
2A= 4cm
A 错误;
B .由乙图可知在t =0.2s 时刻,P 经平衡位置向下运动,因此波沿x 轴负方向传播,B 错误;
C .由甲图可知
=6m λ
因此波速
15m/s v T
λ
=
=
因此t =0.1s 时质点Q 振动情况与t =0.2s 时,6m x =处质点的振动情况完全相同,处于平衡位置正在向上振动,C 正确。
D .由于P 、Q 之间恰好等于
3
4λ,因此当P
运动到A 2
位置处时,可能Q 也恰好运动到这个位置,且运动方向与P 运动方向相反,D 正确。
故选CD 。
12.D 【解析】 【分析】 【详解】 由图乙可知波长
8L λ=
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
1.5T t =∆
解得
2
3
T t =∆
波速
81223
L L
v T
t t λ
=
=
=∆∆ 选项D 正确,ABC 错误。
故选D 。
13.BDE 【解析】 【分析】 【详解】
波源振动的频率为20Hz ,波速为16m/s ,由波长公式λv f =
有:16
λ0.820
m =
=.P 、Q 两质点距离波源的距离之差为:15.8
14.6 1.2m 32
x λ
===⨯﹣ ,为半个波长的奇数倍,所
以P 、Q 两质点振动步调相反,P 、Q 两质点运动的方向始终相反,A 错误;B 正确;
315.8m 19λ4SP ==+() ,1
14.6m 18λ4SQ ()==+,所以当S 恰好通过平衡位置
时,P 、Q 两点一个在波峰,一个在波谷,C 错误;由3
15.8m 19λ4
SP ==
+()可知,当S 恰好通过平衡位置向上运动时,P 在波峰,D 正确;由114.6m 18λ4
SQ ()==
+,当S 恰好通过平衡位置向下运动时,Q 在波峰,E 正确;故选BDE . 14.ACE 【解析】 【分析】 【详解】
AB .波沿x 轴正方传播,根据波形图可知
1
()0.2s 2
n T +=
该波的周期T >0.20s ,n 只能等于0,故
=0.4s T
波长
16cm 0.16m λ==
所以波速
0.16
m/s 0.4m/s 0.4
v T
λ
=
=
= 故A 正确,B 错误;
C .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
0.7310.44
t T == 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
0.1233=0.41010
t T T == 即
1142
T t T << 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
0.80.4m 0.32m vT λ==⨯=
故E 正确。
故选ACE 。
15.C 【解析】 【分析】 【详解】
ABC .因为波向右传播,当
2
t
时M 在波峰位置时,N 点在平衡位置且向下振动,当M 点由波峰向平衡位置运动过程中,N 点就由平衡位置向波谷运动,所以经过时间t ,M 点的位置是2
A
+
时,N 点在平衡位置下方,向下运动,还没有到达波谷,AB 错误,C 正确; D .M 点经过
2t 时间从2A +运动到波峰,所以从2A +运动到平衡位置的时间小于2
t
,所以M 点从平衡位置向下运动,到返回平衡位位置向上运动过程中,N 点就从波谷向波峰运动,经过2t 后,M 点在平衡位置的下方,所以N 点速度方向向上,D 错误。
故选C 。
16.D 【解析】 【分析】 【详解】
因为C 位置的质点比a 位置的晚0.5s 起振,所以波向右传播,周期是1s ,在t=1.25s 的波形图也就是在,因此在
的波形图就是图1左移1/4波长后的部
分,如图所示:
跟图2对照,可知,对应的质点可能位于Oa 之间或de 之间,因此选D . 17.D 【解析】 【详解】
A.从两时刻的波形图可以看出,在Δt =0.6 s 时间内,波传播的距离Δx =
34
λ
=6 m ,故传
播时间Δt =
34
T
=0.6 s ,周期T =0.8 s ,A 项错误; B.同时可求波速为10 m/s ;t =0时刻P 点向y 轴负方向振动,经过Δt =0.9 s =11
8
T ,P 点正向y 轴负方向振动,B 项错误;
C.经过t =0.4 s ,即半个周期,P 点经过的路程为2A =0.4 m ,C 项错误;
D.经过t =0.5 s ,波向x 轴负向平移Δx =vt =5 m ,可知Q 点处于波峰,D 项正确。
故选D. 18.ADE 【解析】 【详解】
A .波向右传播,图示时刻波最右端质点的振动方向沿y 轴负方向,所以波源A 开始振动时的运动方向沿y 轴负方向.故A 正确;
B .该波的波长为:
40.8m=3.2m vT λ==⨯
OA 间的距离为半个波长,故B 错误; C .质点只上下振动,不随波迁移.故C 错误; D .此后的1
4
周期内A 点的回复力向上,位移向下,则回复力对波源A 一直做负功.故D 正确.
E .图示时刻质点B 沿y 轴向下振动,所受的回复力方向沿y 轴正方向,故E 正确. 故选ADE . 19.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:
4m/s v T
λ
=
=
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. 20.CD 【解析】 【分析】
【详解】
A.简谐机械波沿x 轴正方向传播,在2
T
t =时刻,质点Q 的振动方向向上,而在振动图象上在2
T
t =
时刻质点的振动方向向下,所以图(b)不是质点Q 的振动图象,故A 错误; B.在t =0时刻,质点P 位于波谷,速度为零,质点Q 位于平衡位置,则质点P 的速率比质点Q 的小,故B 错误;
C.在t =0时刻,质点P 的位移比质点Q 的大,由公式kx
a m
=-,则质点P 的加速度的大小比质点Q 的大,故C 正确; D.在2
T
t =
时刻,平衡位置在坐标原点的质点振动方向向下,与振动图象相符,所以平衡位置在坐标原点的质点的振动图象如图(b)所示,故D 正确. 21.ABD 【解析】 【分析】 【详解】
凡是波都能发生多普勒效应,因此利用光波的多普勒效应便可以测定遥远天体相对于地球运动的速度;利用多普勒效应制作的测速仪常用于交通警察测量汽车的速度;铁路工人是根据振动的强弱(并非多普勒效应)而对火车的运动进行判断的;炮弹飞行时,与空气摩擦产生声波,人耳接收到的频率与炮弹的相对运动有关.因此只有选项C 没有利用多普勒效应;故选C . 22.BCD 【解析】 【分析】 【详解】
ABC .对x =0.3m 处的质点,由振动方程
2y Asin
t T π= 即
2
2sin
t T
π=
解得:22
sin
t T π=
又因为该波长大于0.3m ,所以
234
t T ππ
= 解得:38
T
t = 又
0.338
x v T T
t λ
∆=
=
=
∆
解得:0.8λ=m ,故x =0.1m 处的质点和x =0.3m 处的质点,在t =0时刻位移相同,则加速度相同,由振动图象可知在t =0时刻x =0.3m 处质点的振动方向沿y 轴正方向,故A 错误,BC 正确;
D .在t =0时刻之前0.05s ,即与t =0时刻的时间间隔为0.05t ∆=s 8
T
=,结合振动图象可知x =0.3m 处的质点在x 轴上,故D 正确; E .根据
0.8
20.4
v T
λ
=
=
=m/s 故E 错误。
故选BCD 。
23.ACE 【解析】 【分析】
由振动图像可得出振幅与周期,在图像上的同一时刻可知两点振动状态,得到两质点A 、B 相距的距离与波长的关系,则可求得可能的波长;由波长、频率及波速的关系可得出波速的值。
【详解】
A .由乙图可知,该波的振幅为2cm ,波中质点在一个周期内通过的路程为4倍的振幅,即8cm ,故A 正确;
B .由乙图知,t =0时刻B 质点通过平衡位置向上运动,A 质点位于波峰,则有:
2114x x x n λ⎛
⎫∆=-=+ ⎪⎝⎭
,()0123n =⋯,,,
由题知0.5m x λ>∆=,则知n 只能取0,所以该简谐波的波长为2m λ=,故B 错误; C .由图知周期 T =4s ,则该简谐波的波速
2
m/s 0.5m/s 4
v T λ
=
== 故C 正确;
D .由图可知,在t =1.5s 时刻,A 的位移为负,而B 的位移为正,故D 错误;
E.由图知,在t =1.5s 时,A 、B 两质点到平衡位置的距离是相等的,所以振动的速度大小相等;又由图可知,在t =1.5s 时A 、B 两质点运动的方向相同,所以它们的振动速度相同,故E 正确。
故选ACE 。
24.ACE 【解析】 【分析】。