福建省惠安惠南中学 《机械波》单元测试题含答案
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福建省惠安惠南中学《机械波》单元测试题含答案
一、机械波选择题
1.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.①②③④,④②①③B.②④③①,④②③①
C.②④①③,④①②③D.③②④①,②④①③
2.振源以原点O为平衡位置,沿y轴方向做简谐运动,它激发的简谐波在x轴上沿正负两个方向传播,在某一时刻沿x轴正向传播的波形如图所示.图中所示的各个质点中,振动情况始终与原点的左方的质点P的振动情况相同的是 ( )
A.a点
B.b点
C.c点
D.d点
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
4.一列简谐波某时刻的波形如图中实线所示。
经过0.5s后的波形如图中的虚线所示。
已知波的周期为T,且0.25s<T<0.5s,则()
A .不论波向x 轴哪一方向传播,在这0.5s 内,x =1m 处的质点M 通过的路程都相等
B .当波向+x 方向传播时,波速等于10m/s
C .当波沿+x 方向传播时,x =1m 处的质点M 和x =2.5m 处的质点N 在这0.5s 内通过的路程相等
D .当波沿﹣x 方向传播时,经过0.1s 时,质点M 的位移一定为零 5.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
6.如图所示,某一均匀介质中有两列简谐横波A 和B 同时沿x 轴正方向传播了足够长的时间,在t =0时刻两列波的波峰正好在12m x =处重合,平衡位置正好在216m x =处重合,则下列说法中正确的是( )
A .横波A 的波速比横波
B 的波速小 B .两列波的频率之比为A B :11:7f f =
C .在0x >的区间,t =0时刻两列波另一波峰重合处的最近坐标为(586),
D .2m x =处质点的振动始终加强
7.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
8.一列简谐横波沿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
9.一列简谐波沿x 正方向传播,振幅为2cm ,周期为T ,如图所示,在t =0时刻波上相距50cm 的两质点a 、b 的位移大小都是3cm ,但运动方向相同,其中质点a 沿y 轴负方向运动,下列说法正确的是( )
A .该列波的波长可能为75cm
B .该列波的波长可能为45cm
C .当质点b 的位移为+2cm 时,质点a 的位移为负
D .在2
3
t T =
时刻,质点b 的速度最大 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.甲、乙两列简谐横波在同一介质中同向独立传播,传播方向沿x 轴正方向。
如图所示为0t =时刻的部分波形。
1s t =时刻质点Q 第一次振动至平衡位置。
对此现象,下列说法正确的是( )
A .乙波的波长为20m
B .甲波的周期为2s
C .甲波的传播速度为2m/s
D .0t =时刻两列波没有波峰重合处 E.0t =时刻在32.5m =x 处两列波的波峰重合
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
13.一列简谐横波沿x 轴的正向传播,振幅为2cm ,周期为T.已知为t=0时刻波上相距40cm 的两质点a 、b 的位移都是1cm ,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150cm
B.该列简谐横波波长可能为12cm
C.当质点b的位移为+2cm时,质点a的位移为负
D.在t=
5
12
T时刻质点b速度最大
14.图甲为一列简谐横波在t=0.10 s时刻的波形图,P是平衡位置在x=1.0 m处的质点,Q是平衡位置在x=4.0 m处的质点;图乙为质点Q的振动图象,下列说法正确的是
()
A.在t=0.10 s时,质点Q向y轴正方向运动
B.在t=0.25 s时,质点P的加速度方向与y轴正方向相同
C.从t=0.10 s到t=0.25 s,该波沿x轴负方向传播了6 m
D.从t=0.10 s到t=0.25 s,质点P通过的路程为30 cm
E.质点Q简谐运动的表达式为y=0.10sin 10πt(国际单位)
15.甲、乙两列完全相同的横波,分别从波源A、B 两点沿直线 Ox 相向传播,t=0 时的图象如图所示,若两列波的波速均为1m/s,则()
A.t=0.2s 时,CD间F点的位移最大
B.t=0.2s 时,CD间 E、F、G三点的位移最大
C.t=0.5s 时,CD间只有F 点的位移最大
D.t=0.5s 时,CD间 E、G两点的位移最大
16.一列简谐横波沿x轴正方向传播,图甲是t=0时刻的波形图,图乙和图丙分别是x轴上某两处质点的振动图象.由此可知,这两质点平衡位置之间的距离可能是()
A.1
3
m B.
2
3
m C.1 m D.
4
3
m E.
8
3
m
17.波源O 在t =0时刻开始做简谐运动,形成沿x 轴正向传播的简谐横波,当t =3s 时波刚好传到x =27m 处的质点,波形图如图所示,质点P 、Q 的横坐标分别为4.5m 、18m ,下列说法正确的是( )
A .质点P 的起振方向沿y 轴正方向
B .波速为6m/s
C .0~3s 时间内,P 点运动的路程为5cm
D .t =3.6s 时刻开始的一段极短时间内,Q 点加速度变大 E.t =6s 时P 点恰好位于波谷
18.一列简谐横波沿直线传播,在传播方向上相距2.1 m 的a 、b 两处的质点振动图像如图中a 、b 所示。
若波从a 向b 传播,则 。
A .该波中各质点振动的振幅均为10 cm
B .该波与一列频率为4 Hz 的波相遇时可能会形成稳定的干涉图样
C .该波的波长一定是2.8 m
D .该波由a 传播到b 可能历时11 s
E.该波中质点b 的振动方程为10sin()cm 2
y t π
π=+
19.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t =0时刻到达质点a 处,质点a 由平衡位置开始竖直向下运动,t =3s 时a 第一次到达最高点。
下列说法正确的是( )
A .在t =6s 时刻波恰好传到质点d 处
B .在t =5s 时刻质点c 恰好到达最高点
C .当质点d 向下运动时,质点b 一定向上运动
D .在4s<t <6s 的时间间隔内质点c 向上运动
20.一列简谐横波沿x 轴正方向传播,波速为2m/s ,振幅A =2cm ,M 、N 是平衡位置相距为3m 的两个质点,如图所示,在t =0时,M 通过其平衡位置沿y 轴正方向运动,N 位于其平衡位置上方最大位移处,已知该波的周期大于1s ,下列说法正确的是( )
A.该波的周期为6s
B.在t=0.5s时,质点N正通过平衡位置沿y轴负方向运动
C.从t=0到t=1s,质点M运动的路程为2cm
D.在t=5.5s到t=6s,质点M运动路程为2cm
E.t=0.5s时刻,处于M、N正中央的质点加速度与速度同向
21.一简谐横波沿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
22.在某均匀介质中,甲、乙两波源位于O点和Q点,分别产生向右和向左传播的同性质简谐横波,某时刻两波波形如图中实线和虚线所示,此时,甲波传播到x=24m处,乙波传播到x=12m处,已知甲波波源的振动周期为0.4s,下列说法正确的是________.
A.甲波波源的起振方向为y轴正方向
B.甲波的波速大小为20m/s
C.乙波的周期为0.6s
D.甲波波源比乙波波源早振动0.3s
E.从图示时刻开始再经0.6s,x=12m处的质点再次到达平衡位置
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
24.两列频率相同、振幅均为A的简谐横波P、Q分别沿+x和-x轴方向在同一介质中传播,两列波的振动方向均沿y轴,某时刻两波的波面如图所示,实线表示P波的波峰,Q 波的波谷;虚线表示P波的波谷、Q波的波峰.a、b、c为三个等间距的质点,d为b、c 中间的质点.下列判断正确的是:
A.质点a的振幅为2A
B.质点b始终静止不动
C.图示时刻质点c的位移为0
D.图示时刻质点d的振动方向沿-y轴
25.如图,轴上S1与S2是两个波源,产生的简谐波分别沿轴向右、向左传播,波速均为v=0.4m/s,振幅均为A=2cm,图示为t=0.1s时刻两列波的图象,此时分别传播到P点和Q 点,下列说法正确的是()
A.t=0.6s时刻质点P、Q都沿y轴负向运动
B.t=0.85s时刻,质点P、Q都运动到M点
C.t=1.225s时刻,x=0.5cm处的质点M的位移为-2.83cm
D.t=1.25s时刻,x=0.5m处的质点M为振幅为4cm
E.t=3.6s时刻,质点P的位移为零
二、机械波解答题
26.如图所示,实线是一列简谐横波在t1时刻的波形图,虚线是在t2=(t1+0.2) s时刻的波形图.
(1)在t1到t2的时间内,如果M通过的路程为1 m,求波的传播方向和波速的大小;
(2)若波速为55 m/s,求质点在t1时刻的振动方向.
27.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。
求:
(1)该波的周期;
(2)若该波的波速是0.8m/s,则波的传播方向如何?
28.如图所示是一列沿x轴方向传播的机械波图像,实线是t1=0时刻的波形,虚线是
t2=1s时刻的波形,求:
①该列波的周期和波速;
②若波速为9m/s,其传播方向如何?从t1时刻起质点P运动至波谷位置的最短时间是多少?
29.x=0的质点在t=0时刻开始振动,产生的波沿x轴正方向传播,t1=0.14s时刻波的图像如图所示,质点A刚好开始振动。
(1)求波在介质中的传播速度;
(2)求x=4m的质点在0.14s内运动的路程。
30.甲、乙两列简谐横波分别沿x轴负方向和正方向传播,传播速率相同,t=0时,两列波的前端刚好分别传播到A点和B点,如图,已知甲波的频率为5Hz,求:
(i)t=0之前,平衡位置在x=-4m处的C质点已经振动的时间;
(ii)从t=0到t=0.9s的时间内,x=0处的质点位移为+6cm的时刻.
31.机械横波某时刻的波形图如图所示,波沿x轴正方向传播,质点
P的坐标x=0.32,从此时刻开始计时。
(1)若每间隔最小时间0.4s出现重复波形图,求波速大小;
(2)若P点经0.4s第一次到达正向最大位移,求波速大小;
(3)若P点经0.4s到达平衡位置,求波速大小。
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一、机械波选择题
1.B
【解析】
由图象可知,四列波的波长分别为:λ1=l、λ2=
2
l
、λ3=2l、λ4=
2
l
.由周期T=λ/v可知,周期分别为:T1=
l
v
,T3=2
3
l
v
,T2=2
24
l
l
v v
=
,T4=2
48
l
l
v v
=.则T1>T3>T2>T4,所以由频率
f=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:
11
1
44
l
t T
v
==,
22
1
416
l
t T
v
==,
33
1
46
l
t T
v
==,
44
33
432
l
t T
v
==可见,
t2<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.
2.A
【解析】
这一题的考点在波的传播是双向性的,且是对称的,实际上在Y 轴的左侧的波形图应该如图所示,它是向左传播的,它实际上与a 点一样,都是与波源相差半个周期的振动形式.或者用同侧法也可以判断出它与a 点的振动情况永远相同.所以选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
01243
n 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.B 【解析】 【详解】
A .机械波的振幅为A ,当波向x 轴正方向传播时:
1
0.5s 4
T nT =+
根据周期的范围可知,1n =时,10.4s T =符合条件,在0.5s 内质点M 振动的路程:
10.5
450.4
s A A =
⨯= 当波向x 轴负方向传播时:
3
0.5s 4
T nT =+
根据周期的范围可知,1n =时,22
s 7
T =符合条件,在0.5s 内质点M 振动的路程:
20.5
4727
s A A =
⨯= 所以质点M 通过的路程都不相等,A 错误;
B .当波向x 轴正方向传播时,根据图像可知波长4m λ=,波速为:
11
4
m/s 10m/s 0.4
v T λ
=
=
= B 正确;
C .当波向x 轴正方向传播时,质点M 经过的路程为5A ,质点M 、N 经过0.4s 经过的路程为4A ,两质点均回到初始位置,再经过0.1s 过程中,因为质点N 的平均速度大于质点M 的平均速度,所以质点N 经过的路程大于A ,所以质点N 的路程大于M 点的路程,C 错误;
D .当波向x 轴负方向传播时,因为2211
0.1s 24
T T <<,所以质点M 未回到平衡位置,位移
不为零,D 错误。
故选B 。
5.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 6.BC 【解析】 【分析】
由题中图像可以得到这两列波的波长,又因为是在同种介质中传播有波速相等,从而可以得到这两列波的频率之比。
在此基础上,根据波的传播特性进行分析。
【详解】
A .因这两列波是在同一均匀介质中传播,故传播速度相等,故A 错误;
B .由图可知,对横波A 有
A 3
216m 2m=14m 4
λ=- 得到
A 56m 11
λ=
对横波B 有
B 3
116m 2m=14m 4
λ=- 得到
B 56m 7
λ=
因这两列波在同一均匀介质中波速相等,有
A A
B B f f λλ=
所以
A B B A ::11:7f f λλ==
故B 正确;
C .在0x >的区间,0t =时刻两列波另一波峰重合处到12m x =的距离相等,有
5656117
M N = 且M 、N 都取整数,若是最短距离,则
11M =
7N =
故最短距离为56m ,故0t =时刻两列波另一波峰重合处的坐标为(586),
,故C 正确; D .因这两列波频率不同,不能形成稳定的叠加,故2m x =处质点的振动不是始终加强,故D 错误。
故选BC 。
7.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 。
8.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 。
9.AC 【解析】 【分析】 【详解】
AB .根据振动方程sin x A t ω=可知对a 有
2sin a t ω=
则
3
a t π
ω=
同理对b 有
53
b t πω=
结合2T
π
ω=
可知 4233
b a t t t T πω∆=-=
=
则
2
50cm 3
n λλ=+(n =0,1,2……)
变形得
150
cm 32
n λ=
+(n =0,1,2……) 当0n =时,波长75cm λ=,当波长为45cm 时,n 不为整数,A 正确,B 错误;
C .根据波形平移可知,当质点b 的位移为+2cm 时,质点a 位于平衡位置下方,且向平衡位置动,所以质点a 的位移为负,C 正确;
D .波形图的平衡位置传播至质点b 处,速度最大,则
5
()13232
n n t T T T
ππππ-+==+ 当2
3t T =
时,n 不是整数,D 错误。
故选AC 。
10.ABE 【解析】 【分析】 【详解】
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.ACD 【解析】 【详解】
A .读取图象信息知波长为
8m λ=甲,20m λ=乙
所以A 正确;
B .甲波的Q 点运动至平衡位置所需时间为
1s 4
T =甲
则甲波周期为
4s T =甲
所以B 错误;
C .波的传播速度仅由介质决定,甲、乙两列波的速度相同,有
2m/s v T λ=
=甲
甲
所以C 正确; DE .取0t =时刻
114m x =,220m x =
两个波峰点为基准点,二者相距6m 。
假设0t =时刻两列波的波峰有相遇处,则该相遇处与两个波峰基准点的距离差为
126m k k λλ-=甲乙(1k ,2k 均为整数)
即
22
126620 2.50.758
k k k k λλ++=
=
=+乙
甲
该方程式1k ,2k 无整数解。
则0t =时刻两列波波峰没有重合点。
所以D 正确,E 错误。
故选ACD 。
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.BCD 【解析】
设质点的起振方向向上,b 质点的振动方程:112sin t ω=.a 质点的振动方程
212sin t ω=.ab 两个质点振动的时间差213
T
t t t ∆=-=
所以ab 之间的距离3
x v t λ
∆=∆=
.1()403n cm λ+=,120
cm 31
n λ=
+ (n=0、1、2、3……).当n=3,时波长可能为12cm ,当波长为150cm 时,n 不是整数,故A 错误、B 正确;当质点b 的位移为+2cm 时,即b 到达波峰时,结合波形知,质点a 在平衡位置下方,位移为负,故C 正确;由16
t π
ω=
得112T t =
,当15212
T T t t =-=时,质点b 到达平衡位置处,速度最大;故
D 正确.综上分析,BCD 正确. 14.BC
E 【解析】 【详解】
A .由y -t 图象可知,t =0.10 s 时质点Q 沿y 轴负方向运动,选项A 错误; C .由y -t 图象可知,波的振动周期T =0.2 s ,由y -x 图象可知λ=8 m ,故波速
v =
T
λ
=40 m/s , 根据振动与波动的关系知波沿x 轴负方向传播,则波在0.10 s 到0.25 s 内传播的距离
Δx =v Δt =6 m ,
选项C 正确;
B .t =0.25s 时,波形图如图所示,
此时质点P 的位移沿y 轴负方向,而回复力、加速度方向沿y 轴正方向,选项B 正确; D .由
Δt =0.15 s =
3
4
T , 质点P 在其中的
12
T 内路程为20 cm ,在剩下的1
4T 内包含了质点P 通过最大位移的位置,
故其路程小于10 cm ,因此在Δt =0.15 s 内质点P 通过的路程小于30 cm ,选项D 错误; E .由y -t 图象可知质点Q 做简谐运动的表达式为
y =0.10·sin 20.2
π
t (m )=0.10sin 10πt (m ),
选项E 正确. 15.C 【解析】 【详解】
AB .t =0.2s 时,波传播的距离x=vt =0.2m ,两列都传到F 点,此时两列波单独引起F 点的振动方向均向下,但位移是零,E 、G 两点位移最大,故AB 错误。
CD .t =0.5s 时,波传播的距离x=vt =0.5m ,两列波的波峰同时传到F 点,CD 间只有F 点的位移最大,故C 正确,D 错误。
16.BDE 【解析】 【详解】
题图乙所示质点在t =0时在正向最大位移处,图丙所示质点在t =0时,y =-0.05 m ,运动方向沿y 轴负方向,结合波形图找到对应的点,如图所示:
CD .若题图乙所示质点为图中左侧波峰上的点,则两点距离为4
3
m ,选项D 正确,选项C 错误;
AB .若题图乙所示质点为图中右侧波峰上的点,则两点距离为2
3
m ,选项B 正确,选项A 错误;
E .考虑到空间周期性,则
x =nλ+
4
3
(m ) 或x =nλ+
2
3
(m )(n =0、1、2…), 因此E 正确。
17.ACE 【解析】 【详解】
A .根据波动与振动方向间的关系可知,波源O 的起振方向与图中x =27m 处质点的振动方向相同,沿y 轴正方向,则质点P 的起振方向也是沿y 轴正方向,故A 正确。
B .该波3s 内传播的距离为27m ,则波速
279m/s 3
x v t =
== 选项B 错误; C .波的周期
18
s=2s 9
T v
λ
=
=
则0~3s 时间内,P 点振动的时间为 4.51
3 2.5s=1T 94t =-= 运动的路程为5A =5cm ,选项C 正确;
D .t =3.6s 时刻质点Q 振动的时间'
18
3.6 1.6s 9
t =-
=,则此时质点Q 正在从最低点向上振动,则在开始的一段极短时间内,Q 点加速度变小,选项D 错误; E . t =6s 时P 点已经振动了 4.53
6 5.5s=2T 94
s s -=,此时P 点恰好位于波谷,选项E 正确。
故选ACE 。
18.ADE
【解析】 【详解】
A .由振动图象可以看出两个质点的振幅均为10 cm ,故选项A 正确;
B .该波的周期为4s ,频率为0.25Hz ,由于频率不相等,所以不能形成稳定的干涉图样,故选项B 错误;
C .由相距2.1m 的ab 两点的振动图象可以确定:
3
2.14
n λλ=+
从而得到
8.4
43
n λ+=
由波的多解性,λ=2.8m 、1.2m 、……故选项C 错误; D .由于
2.1
43
x t n v
T
λ+=
== 即△t=3、7、11、15s……,故选项D 正确; E .振动的角频率242
ππ
ω=
=,初相位是π,所以b 点的振动方程为 10cm 2
y sin t π
π=+()
故选项E 正确。
故选ADE 。
19.AD 【解析】 【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
12
s 6s 2
x t v =
== 即在6s t =时刻波恰好传到质点d 处;故A 正确; B .设该波的周期为T ,由题可得
3
3s 4
T = 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;故B 错误; C .波长为
24m 8m vT λ==⨯=
bd 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。
故C 错误;
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,故D 正确。
故选AD 。
20.BD
E 【解析】 【分析】 【详解】 A .由题意可知:
3
34
n λλ+=m
=vT λ
解得:
6
43
T n =
+(n =0,1,2,3…。
) 因T >1s ,则n =0时T =2s ,故A 错误;
B .在t =0.5s=14
T 时,质点N 正通过平衡位置沿y 轴负方向运动,故B 正确; C .从t =0到t =1s ,经过了0.5T ,则质点M 运动的路程为2A =4cm ,故C 错误; D .在t =5.5s 时刻M 点在最低点,t =6s 时回到平衡位置,则质点M 运动路程为2cm ,故D 正确;
E.t =0.5s 时刻,M 点在波峰位置,N 点在平衡位置,则处于M 、N 正中央的质点处在平衡位置下方向上振动,此时的加速度与速度同向,故E 正确。
21.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 。
22.BCE 【解析】 【分析】 【详解】
甲波传播到x=24m 处,根据波向右传播可知:质点向下振动,故甲波波源的起振方向为y 轴负方向,故A 错误;由图可知:甲波的波长为8m ,又有甲波波源的振动周期为0.4s ,故甲波的波速大小为
80.4m
s
=20m /s ,故B 正确;同一介质中横波波速相同,故乙波的波速也为20m/s ,由图可知:乙波的波长为12m ,故周期为1220/m
m s
=0.6s ,故C 正确;甲波的传
播距离为24m ,故波源振动时间为2420/m
m s
=1.2s ;乙波的传播距离为42m-12m=30m ,故
波源振动时间为
3020/m
m s
=1.5s ,所以,甲波波源比乙波波源晚振动0.3s ,故D 错误;由图
可知:图时时刻,两波在x=12m 处都处于平衡位置,将要向上振动;故该质点的振动方程为y =15sin5πt +10sin
10
3
πt (cm ),那么,t=0.6s 时,y=0,即从图示时刻开始再经
0.6s ,x=12m 处的质点再次到达平衡位置;故E 正确;故选BCE . 【点睛】
在给出波形图求解质点振动、波速的问题中,一般根据图象得到波长及时间间隔与周期的关系,从而求得周期,即可得到质点振动情况,由v = T
λ求得波速. 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.CD 【解析】
AC 、质点a 和c 是两列波的波峰与波谷相遇点,两列波的振幅相等,所以a 和c 位移始终为0,即静止不动,故A 错误,C 正确;
B 、在经过四分之一周期,两列波各向前传播四分之一波长,P 波a 处的波谷和Q 波在c 处的波谷刚好传播到b 点,所以b 点是波谷与波谷相遇,振幅为2A ,为振动加强点,故B 错误;
D 、图示时刻,d 点在P 波的平衡位置与波峰之间,振动方向沿y 轴的负方向,同时d 点在Q 波的波谷与平衡位置之间,振动方向沿y 轴的负方向,所以d 点的振动方向沿y 轴的负方向,故D 正确; 故选CD .
【点睛】两列频率相同的相干波,当波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强,当波。