《机械波》测试题(含答案)(1)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
《机械波》测试题(含答案)(1)
一、机械波选择题
1.一列简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时刻的波形如图所示,介质中质点A、B、C分别位于x1=2m、x2=3m、x3=6m处.当t=9s时质点A刚好第3次到达波峰.下列说法正确的是
A.该波的波速一定为1m/s
B.如果该波在传播过程中与频率为0. 5Hz的横波相遇,一定发生干涉现象
C.质点C起振方向沿y轴负向
D.如果质点C到达波峰,则质点B一定在平衡位置
E.质点A的振动方程可表示为y= sin(0.25πt)m
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=0.2s时刻的波形图。
已知该波的波速是0.8m/s,则下列说法正确的是()
A.t=0时,x=4cm处的质点速度沿y轴负方向
B.t=0时,x=4cm处的质点速度为零
C.这列波的周期是0.125s
D.这列波的波长是14cm
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.声波能绕过某一建筑物传播而光波却不能绕过该建筑物,这是因为
A.声波是纵波,光波是横波B.声波振幅大,光波振幅小
C.声波波长较长,光波波长很短D.声波波速较小,光波波速很大
5.一列波长大于3m的横波沿着x轴正方向传播,处在和的两质点A、B 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
、、、是均匀媒质中x轴上的四个质点,相邻两点的间距依次为
6.如图,a b c d
、和6m。
一列简谐横波以2m/s的波速沿x轴正向传播,在0
2m4m
t=时刻到达质点a处,质点a由平衡位置开始竖直向下运动,3s
t=时a第一次到达最高点。
下列说法正确的是()
t=时刻波恰好传到质点d处
A.在6s
t=时刻质点c恰好到达最高点
B.在5s
C.质点b开始振动后,其振动周期为4s
t<<的时间间隔内质点c向上运动
D.在4s6s
E.当质点d向下运动时,质点b一定向上运动
7.一振动周期为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
8.处于坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波,波速v=200m/s.已知t=0时,波刚传播到x=40m处,波形如图所示.在x=400m处有一接收器(图中未画出),则下列说法正确的是.
A.波源开始振动时方向沿y轴负方向
B.接收器在t=2s时才能接收此波
C.若波源向x轴正方向匀速运动,接收器收到波的频率大于10Hz
D.从t=0开始经0.15s,x=40m的质点运动的路程为0.6m
E.当t=0.75s时,x=40m的质点恰好到达波谷的位置
9.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
10.如图甲所示为一列简谐横波在t=0.2s时的波形图,P为平衡位置在x=2m处的质点,图乙所示为质点P的振动图象,则下列关于该波的说法中正确的是________
A.该波的周期是0.4s
B.该波沿x轴正方向传播
C.该波的传播速度为10m/s
D.t=0.3s时,质点P的速度为零,加速度最大
E.从t=0.2s到t=0.5s,质点P通过的路程为40cm
11.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
12.一列简谐横波沿直线由A向B传播,A、B相距0.45m,如图所示为A处质点的振动图像。
当A处质点运动到波峰位置时,B处质点刚好到达平衡位置且向y轴正方向运动,这列波的波速可能是()
A.1.5m/s B.3.0m/s C.0.7m/s D.0.9m/s
13.物理学原理在现代科技中有许多重要应用.例如,利用波的干涉,可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航.如图所示,两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧,它们类似于杨氏干涉实验中的双缝.两天线同时都发出波长为λ1和λ2的无线电波.飞机降落过程中,当接收到λ1和λ2的信号都保持最强时,表明飞机已对准跑道.下列说法正确的是( )
A.天线发出的两种无线电波必须一样强
B.导航利用了λ1与λ2两种无线电波之间的干涉
C.两种无线电波在空间的强弱分布稳定
D.两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合
14.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
15.两列在同一介质中的简谐横波沿相反方向传播,某时刻两列波相遇,如图所示,其中实线波的频率为2.50Hz ,图示时刻平衡位置x =3m 处的质点正在向上振动。
则下列说法正确的是( )
A .实线波沿x 轴正方向传播,虚线波沿x 轴负方向传播
B .两列波在相遇区域发生干涉现象
C .两列波的波速均为25m/s
D .从图示时刻起再过0.025s ,平衡位置x =1.875m 处的质点将位于y =30cm 处 16.在如图所示的轴上有M 、N 两质点,两点之间的距离为x =12m ,已知空间的简谐横波由M 向N 传播,某时刻两质点的振动图像如图所示,已知该简谐横波的波长介于8m 和10m 之间。
下列正确的是( )
A .该简谐横波的传播周期为0.8s
B .该简谐波的波长可能为48m
C .该简谐波的波长一定等于9.6m
D .该简谐横波的传播速度大小为12m/s E.0~1.2s 的时间内质点M 点的路程为120cm
17.如图所示,x 轴上2m -、12m 处有两个振动周期均为4s 、振幅均为1cm 的相同的波源
1S 、2S ,0t =时刻同时开始竖直向下振动,产生波长均为4m 沿x 轴传播的简谐横波。
P 、M 、Q 分别是x 轴上2m 、5m 和8.5m 的三个点,下列说法正确的是( )
A .6.0s 时P 、M 、Q 三点均已振动
B .8.0s 后M 点的位移始终是2cm
C .10.0s 后P 点的位移始终是0
D .10.5s 时Q 点的振动方向竖直向下
18.一列简谐横波,某时刻的波形如图甲所示,从该时刻开始计时,波上A 质点的振动图像如图乙所示,下列说法正确的是________.
A .该波沿x 轴正向传播
B .该波的波速大小为1 m/s
C .经过0.3 s ,A 质点通过的路程为0.3 m
D .A 、B 两点的速度有可能相同
E.若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象,则所遇到的波的频率为0.4 Hz 19.如图所示为一列沿x 轴正向传播的简谐横波在t =0时刻的波形图,该时刻波传播到Q 点,t =0.2s 时,M 点第一次到达波谷,则下列判断正确的是( )
A .该波的传播速度v =1m/s
B .质点P 的振动周期T =0.4s
C .M 点的起振方向沿y 轴负方向
D .0~1s 内质点Q 运动的路程为1m E.0~1s 内质点M 运动的路为0.18m
20.一列简谐横波沿x 轴的正向传播,振幅为2cm ,周期为T .已知在t=0时刻波上相距50cm 的两质点a 、b 的位移都是3cm ,但运动方向相反,其中质点a 沿y 轴负向运动,如图所示,下列说法正确的是( )
A .该列简谐横波波长可能为37.5cm
B .该列简谐横波波长可能为12cm
C .质点a ﹑质点b 的速度在某一时刻可以相同
D .当质点b 的位移为+2cm 时,质点a 的位移为负 E.在3
T
t
时刻质点b 速度最大 21.一简谐横波沿x 轴传播,图甲是t =0时刻的波形图,图乙是介质中平衡位置在x =1.5m 处a 质点的振动图象;b 是平衡位置在x =2.5m 的质点,则( )
A.波的传播方向沿x轴正方向
B.波的传播速度的大小为1m/s
C.t=0时,a的速率比b的大
D.t=1s时,b位于平衡位置上方
E.0~1.5s时间内,b沿y轴正方向运动
22.一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图所示,质点P的x坐标为3m.已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s.下列说法正确的是()
A.波速为4m/s
B.波的频率为1.25Hz
C.x坐标为15m的质点在t=0.6s时恰好位于波谷
D.x坐标为22m的质点在t=0.2s时恰好位于波峰
E.当质点P位于波峰时,x坐标为17m的质点恰好位于波谷
23.如图所示为一列沿x轴传播的简谐横波,实线为t=0时刻的波形图,经过t1=6s,波形图如图中虚线所示。
已知波的周期T>4s,则下列说法正确的是()
A.该波的波长为8m
B.该波的周期可能为8s
C.在t=9s时,B质点一定沿y轴正方向运动
D.B、C两质点的振动情况总是相反的
E.该列波的波速可能为5
6
m/s
24.一列简谐横波沿着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
25.1S 为振源,由平衡位置开始上下振动,产生一列简谐横波沿12S S 直线传播,1S 、2S 两点之间的距离为9m .2S 点的左侧为一种介质,右一侧为另一种介质,波在这两种介质中传播的速度之比为3:4.某时刻波正好传到2S 右侧7m 处,且1S 、2S 均在波峰位置.则( )
A .2S 开始振动时方向可能向下也可能向上
B .波在2S 左侧的周期比在右侧时大
C .右侧的波长为()228
=m 012341
n n λ=+,,,,… D .左侧的波长为()13
=
m 0123421
n n λ=+,,,,… 二、机械波 解答题
26.位于坐标原点的波源S 不断地产生一列沿x 轴正方向传播的简谐横波,波速v=40m/s ,已知t=0时刻波刚好传播到x=13m 处,部分波形图如图甲所示.根据以上条件求:
(1)波长λ和周期T ;
(2)从图示时刻开始计时,x=2018m 处的质点第一次到达波峰需要多长时间? (3)在图乙中画出t=1.25s 时,从波源到x=10m 处所有质点形成的波形.
27.资料记载,海啸波浪海啸波是重力长波,波长可达100公里以上;它的传播速度等于
重力加速度g与海水深度乘积的平方根,使得在开阔的深海区低于几米的一次单个波浪,到达浅海区波长减小,振幅增大,掀起10~40米高的拍岸巨浪,有时最先到达的海岸的海啸可能是波谷,水位下落,暴露出浅滩海底;几分钟后波峰到来,一退一进,造成毁灭性的破坏。
(i)在深海区有一海啸波(忽略海深度变化引起的波形变化)如图甲,实线是某时刻的波形图,虚线是t =900s后首次出现的波形图。
已知波沿x轴正方向传播,波源到浅海区的水平距离s1=1.08万公里,求海啸波到浅海区的时间t1;
(ii)在浅海区有一海啸波(忽略海深度变化引起的波形变化)如图乙,波从进入浅海区到达海岸的水平距离为s2,写出该海啸波的表达式和波谷最先到达海岸的关系式。
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.
29.一列横波t=0时刻的波形如图甲所示,图乙表示介质中P质点此后一段时间内的振动图像,Q点是x轴上离原点O距离25m处的质点(图中未画)。
求
(1)此横波的波速多大?
(2)此横波从t=0时刻开始经过多长时间能传到Q点,并判断传到Q点起振的方向?
(3)从t=0时刻传到Q点这段时间内,P质点振动通过的路程是多大?
30.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y 0及其所经过的路程s 0各为多少?
31.图中的实线是一列正弦波在某一时刻的波形曲线.经过0.5 s 后,其波形如图中虚线所示.设该波的周期T 大于0.5 s .
(1)如果波是沿x 轴负方向传播的,波的速度和周期分别是多大? (2)如果波是沿x 轴正方向传播的,波的速度和周期分别是多大?
【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除
一、机械波 选择题 1.ACD 【解析】 【分析】 考查波的传播。
【详解】
A .由题意可知:4m λ= ,根据当t=9s 时质点A 刚好第3次到达波峰可知,99s 4
T =,即4s T =,所以41m/s 4m
v T
s
λ
=
=
=,故A 正确; B .此波的频率为1
0.25Hz f T
== ,两波发生干涉现象的条件为两波的频率相等,故B 错误;
C .由t =0时的波形图可知,质点x =4m 处质点的起振方向沿y 轴负向,所以质点C 的起振方向沿y 轴负向,故C 正确;
D .质点C 、B 平衡位置相距3
34
m λ=
,所以如果质点C 到达波峰,则质点B 一定在平衡
位置,故D 正确; E .质点振动的角速度为22
T ππ
ω=
=,所以质点A 振动方程为()sin sin
m 2
y A t t π
ω== ,故E 错误.
故选ACD 。
2.A 【解析】 【分析】 【详解】
D .从图中可以看出波长等于12cm ,选项D 错误; C .由已知得波速v =0.8m/s ,则周期为
0.12
s 0.15s 0.8
T v
λ
=
=
= 选项C 错误;
AB .经过0.2s 即经过113
周期,根据波形的平移法可知该波x 轴负方向传播。
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,速度最大。
选项A 正确,B 错误。
故选A 。
3.B 【解析】 【分析】
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x
t v
=求出该波由a 传播到b 的时间 【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36()4
m n λ=+,得:
24
01243n n (,,,)λ=
=⋯+,又据条件知:波长大于3.6m ,则得n 只能取0,得到波长为:2483m m λ==,由图读出周期T =4s ,所以波速为8
2/4
v m s T λ===,故B 正确C 错误;
该波由a 传播到b 历时为6
32
ab x t s s v ===,故D 错误.
4.C 【解析】
波发生明显的衍射现象的条件是:孔缝的宽度或障碍物尺寸与波长相比差不多或比波长更短.由于声波的波长比较大(1.7cm ~17m )和楼房的高度相近,故可以发生明显的衍射现
象,而可见光的波长很小,无法发生明显的衍射现象.故只有C 正确. 5.A 【解析】 【分析】 【详解】
AB .由振动图像可知
T=4s ,21(43)3v n x x +=-=
因波长大于3m ,则
3
v /43
m s n =
+ 当n=0时,v=1m/s ,此时4vT m λ==,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 。
6.ACD 【解析】 【分析】 【详解】
A .ad 间距离为12m x =,波在同一介质中匀速传播,则波从a 传到d 的时间为
12s 6s 2
x t v =
== 即在6s t =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
33s 4
T
= 解得
4s =T
波从a 传到c 的时间为
24s 3s 2
x t v +=
== 则在5s t =时刻质点c 已振动了2s ,而c 起振方向向下,故在5s t =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4s 6s t <<的时间间隔内,质点c 已振动了1s 3s t <<,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
24m 8m vT λ==⨯=
、b d 间距离为
1
10m 14
λ=
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 。
7.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 8.ACD 【解析】 【分析】 【详解】
试题分析:波源开始振动时方向为各质点的起振方向(与t =0时x =40m 处质点的振动方向相同),根据波的传播方向与质点振动方向间的关系,均为y 轴负向,选项A 正确;接收器开始接到此波需要的时间t=
40040
200
-s=1.8s ,选项B 错误;根据多普勒效应,选项C 正确;
由波形图可知,该波的周期T=0.1s ,所以t=0.15s=1.5 T ,质点运动的路程为1.5×4×0.1m=0.6 m ,选项D 正确;t=0.75s=7.5 T ,质点恰好回到平衡位置并向y 轴正方向运动,选项E 错误.
考点:本题考查机械振动和波. 9.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
48
s 1.2s 40
T v
λ
=
=
=乙, 故B 正确;
C .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:
11140x k λ=+
22248x k λ=+
介质中偏离平衡位置位移为24cm 的所有质点的x 坐标为:
(40480)cm x n =+
当n =0时,x =40cm ,故C 错误; D .甲波的周期为:
40
s 1.0s 40
T v
λ
=
=
=甲, 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。
10.ACD 【解析】
试题分析:(1)由题图乙可以看出,质点P 完成一次全振动所需的时间为0.4s ,所以该波的传播周期为0.4s ,选项A 正确;由题图乙可知,在t =0.2s 后质点P 向x 轴负方向运动,根据质点振动方向与波的传播方向之间的关系可以判断,该波一定是沿x 轴负方向传播,选项B 错误;由v =λ/T 可知,该波的传播速度为v =10m/s ,选项C 正确;在t =0.3s 时,质点P 运动到距平衡位置最远处,所以其速度为零,加速度最大,选项D 正确;从t =0.2s 到t =0.5s ,质点P 通过的路程应为60cm ,选项E 错误. 考点:波动图像、振动图像
【名师点睛】由乙图读出质点P 在t=0.2s 时刻的速度方向,在甲图上,运用波形的平移法判断出波的传播方向,读出波长和周期,求出波速.根据时间与周期的关系,确定质点的位置,分析速度的大小和速度的方向. 11.BC 【解析】 【分析】 【详解】
AB .由波的图象可知:ad 间的距离为
34λ,所以波从a 传到d 所用时间为3
4
T ,波沿x 轴正方向传播,且0.8T s =, 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。
12.D 【解析】 【分析】 【详解】
根据题意AB 两点间距离与波长的关系式
10.45m 4n λ⎛⎫+= ⎪⎝
⎭ 解得
1.8
m(0,1,2,)41
n n λ=
=⋯+ 再由图形知周期
T =0.4s
得波速为
1.8 4.5
m/s(0,1,2,)(41)0.441
v n T
n n λ
=
=
==⋯+⨯+
当n =0时
4.5
/ 4.5m /s 41
v m s n =
=+ 当n =1时
4.5
m /s 0.9m /s 41
v n =
=+ 当n =2时
4.5
m /s 0.5m /s 41
v n =
=+ 由于n 只能取整数,v 不可能等于1.5m/s 、3m/s 和0.7m/s 。
选项D 正确,ABC 错误。
故选D 。
13.C 【解析】
由于两无线电波波源对称分布在跑道两侧,两种波长的无线电波各自发生干涉,在跑道处干涉均加强,两种无线电波各自在空间的强弱分布稳定,但不重合,当接收到的λ1和λ2的信号都保持最强时,表明飞机已对准跑道.由题意,天线发出的两种无线电波不必一样强,A 错误;导航利用了两种波长的无线电波各自的稳定干涉,B 错误;若两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合,则接收到λ1和λ2的信号都保持最强的位置,不一定在跑道上,D 错误;故选C .
【名师点睛】波长相等的两列波可以产生稳定的干涉,类似双缝干涉实验,在两波源连线的中垂线上干涉始终加强(波程差为零).
【解析】 【分析】 【详解】
A .由图可得两波波长均为4λ=m ,故两波的周期均为2T v
λ
=
=s ,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211cm a b A A A =-=-=,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 . 15.AD 【解析】 【分析】 【详解】
A .图示时刻平衡位置x =3m 处的质点正在向上振动,根据波动规律可知,实线波沿x 轴正方向传播,则虚线波沿x 轴负方向传播,故A 正确;
B .介质决定波速,两列波传播速度大小相同,由图可知,实线波的波长λ1=6m ,虚线波的波长λ2=9m ,由v =λf 可知,实线波和虚线波的频率之比为
f 1:f 2=λ2:λ1=3:2
由于f 1不等于f 2,故两列波在相遇区域不会发生稳定的干涉现象,故B 错误; C .实线波的频率为2.50Hz ,波长λ1=6m ,则波速
115m/s v f λ==
故C 错误;
D .实线波波峰传到平衡位置x =1.875m 处的质点所用时间为
1 1.875 1.5
s 0.025s 15t -=
= 虚线波波峰传到平衡位置x =1.875m 处的质点所用时间为
2 2.25 1.875
s 0.025s 15
t -=
=
说明从图示时刻起再过0.025s ,平衡位置x =1.875m 处的质点处于波峰位置,由波的叠加可知,平衡位置x =1.875m 处的质点将位于y =30cm ,故D 正确。
故选AD 。
16.ACD 【解析】
【详解】
A .由振动图像可知这列波的周期为T =0.8s ,A 正确; BCD .由于简谐波由M 向N 传播,则有
1
()4
x n λ=+,(n =0、1、2、3…)
又因为8m<λ<10m ,所以n =1时,λ=9.6m ,则波速由
v T
λ
=
可得
v =12m/s
B 错误,CD 正确;
E .一个周期内质点通过的路程为振幅的4倍,1.2s 为1.5个周期,则M 点通过的路程为振幅的6倍,即60cm ,E 错误。
故选ACD 。
17.CD 【解析】 【分析】 【详解】 A .波速为
4
m/s=1m/s 4
v T
λ
=
=
在6s 内两列波传播了6m ,则此时PQ 两质点已振动,但是M 点还未振动,A 错误; B .因M 点到两个振源的距离相等,则M 是振动加强点,振幅为2cm ,但不是位移始终为2cm ,B 错误;
C .P 点到两振源的距离只差为6cm ,为半波长的3倍,则该点为振动减弱点,振幅为零,即10.0s 后P 点的位移始终为零,C 正确;
D .S 1波源的振动传到Q 点的时间为
10.5
=10.5s 1
s ,则10.5s 时Q 点由S 1引起的振动为竖直向下;S 2波源的振动传到Q 点的时间为
3.5
s=3.5s 1
,则10.5s 时Q 点由S 2引起的振动已经振动了7s ,此时在最高点,速度为零,则10.5s 时刻Q 点的振动速度为竖直向下,D 正确。
故选CD 。
18.ABC 【解析】 【分析】 【详解】
A .由A 质点的振动图象读出该时刻质点A 的振动方向沿y 轴负方向,由质点的振动方向
与波传播方向的关系,可知波沿x 轴正向传播,故A 正确.
B .由题图甲可知波长为 λ=0.4m ,由题图乙可知周期为 T =0.4s ,则波速为 v = T
λ=1m/s ;故B 正确. C .经过0.3s=
3
4
T ,则A 质点通过的路程为s =3A =0.3m ;故C 正确. D .A 、B 两点间距为半个波长,振动情况始终相反,速度不可能相同;故D 错误. E .发生稳定的干涉现象需要频率相同,则所遇到的波的频率 f =1
T
=2.5Hz 时才能产生的稳定干涉.故E 错误. 故选ABC .
点睛:根据振动图象读出各时刻质点的振动方向,由质点的振动方向判断波的传播方向是基本功,要熟练掌握. 19.BCE 【解析】 【分析】 【详解】
AC. t =0时刻波传播到Q 点,Q 点起振方向沿y 轴负方向,在波传播过程中各点的起振方向都相同,则M 点的起振方向也沿y 轴负方向;经过t =0.2s ,M 点第一次到达波谷,可
知波的传播速度
0.02m/s 0.1m/s 0.2
x v t ∆=
∆== 故A 错误,C 正确;
B.由图象可知,波长λ=0.04m ,则波的周期,亦即P 质点振动的周期
0.04
s 0.4s 0.1
T v
λ
=
=
= 故B 正确;
D.0~1s 内质点Q 振动了2.5个周期,运动的路程
s =
t T •4A =10.4
×8cm =20cm 故D 错误;
E.波传播到M 点的时间
t 1=0.01
0.1
s =0.1s 则0~1s 内质点M 振动了2.25个周期,运动的路程
110.1
48cm 18cm 0.18m 0.4
t t s A T --=
⋅⨯=== 故E 正确。
故选BCE .
【点睛】
本题考查了波动和振动的综合运用,掌握波长、波速、周期的关系,知道质点振动的周期与波动周期相等。
20.BCE 【解析】 【详解】
由三角函数可知,sin
π3=sin 2π3=6λ+nλ=50 cm (n =0,1,2,…),得λ=
30061n +cm (n =0,1,2,…),n =4时,λ=12 cm ,波长不可能为37.5 cm ,A 错误,B 正确;两质点不为反相点,两质点振动时,可能在某一时刻速度相同,C 正确;当质点b 的位移为正的2 cm ,即到波峰位置时,质点a 还未到达平衡位置,位移为正的,D 错误;质点b 在t=0时刻,
位移y A =
向上振动;那么,振动方程为21sin 3y A t T ππ⎛⎫=+ ⎪
⎝⎭故当t 13T =时,质点b 在平衡位置向下振动,所以,速度最大,E 正确。
21.BDE 【解析】 【分析】
首先由质点a 在t =0时刻的振动方向结合波形图判断波的传播方向;根据波形图和振动图像找出波长和周期求解波速;结合波形图进行相关的判断. 【详解】
A .根据a 点的振动图像可知,t =0时刻质点a 向下振动,可知波的传播方向沿x 轴负方向,故A 错误;
B .由图可知λ=4m ,T =4s ,则波速1v T
λ
=
=m/s ,故B 错误;
C .由波形图可知t =0时,质点ab 的位移相同,可知a 的速率与b 的速率相等,故C 错误;
D .t =0时刻质点b 向上振动,则t =1s=T/4时,b 位于平衡位置上方,故D 正确;
E .经过1.5s 波向左传播0.5m ,此时b 质点正好位于波峰位置,可知0~1.5s 时间内,b 沿y 轴正方向运动,故E 正确。
故选BDE . 22.BDE 【解析】 【分析】 【详解】
AB .由题,任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s ,则该波的周期为T =2×0.4s=0.8s ,则
11
1.250.8
f T =
==Hz 由图可知,该波的波长是4m λ=,所以波速:。