陕西省西安市西安中学选修1高中物理机械波试题(含答案)
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陕西省西安市西安中学选修1高中物理机械波试题(含答案)
一、机械波选择题
1.一列简谐横波沿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
2.一列波长大于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
3.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
4.如图所示,在x轴上传播的一列简谐横波,实线表示t=0时刻的波形图,虚线表示在t =0.2s时刻的波形图。
已知该波的波速是80m/s,则下列说法正确的是()
A .波长是10m
B .周期是0.15 s
C .波可能沿x 轴正方向传播
D .t =0时,x =4m 处的质点速度沿y 轴负方向
5.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
6.一列简谐横波沿x 轴正方向传播,t =0时波形图如图中实线所示,此时波刚好传到c 点,t =0.6s 时波恰好传到e 点,波形如图中虚线所示,a 、b 、c 、d 、e 是介质中的质点,下列说法正确的是( )
A .当t =0.5s 时质点b 和质点c 的加速度相同
B .该波的传播速度为6.7m/s
C .质点b 在0~0.6s 时间内通过的路程为30cm
D .质点d 在0~0.6s 时间内通过的路程为2m E.质点e 开始运动时方向沿y 轴正方向
7.在O 点有一波源,t =0时刻开始向+y 方向振动,形成沿x 轴正方向传播的一列简谐横波。
距离O 点为x 1=3m 的质点A 的振动图像如图甲所示;距离O 点为x 2=4m 的质点B 的振动图像如图乙所示;距离O 点为x 3=5m 的质点C 的振动图像如图丙所示。
由此可知( )
A .该波的波长为6m
B .该波的周期为12s
C .该波的波速为1m/s
D .10s 末A 点的振动速度大于B 点的振动速
度
8.一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
9.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
10.一列简谐横波沿x 轴传播。
在x =12m 处的质元a 的振动图线如图甲所示,在x =18m 处的质元b 的振动图线如图乙所示。
下列判断正确的是( )
A.质元a在波谷时,质元b一定在平衡位置向y轴正方向振动
B.若波沿+x方向传播,这列波的最大传播速度为3m/s
C.若波沿-x方向传播,这列波的最大波长为24m
D.若波的传播速度为0.2m/s,则这列波沿+x方向传播
11.一列简谐横波,在t=0.6 s时刻的图象如图甲所示,波上A质点的振动图象如图乙所示,则以下说法正确的是( )
A.这列波沿x轴正方向传播
B.这列波的波速是50
3
m/s
C.从t=0.6 s开始,质点P比质点Q 晚0.4 s回到平衡位置
D.从t=0.6 s开始,紧接着的Δt=0.6 s时间内,A质点通过的路程是4 m
12.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
13.图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图,图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图象.从该时刻起
A.经过 0.35 s时,质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离
B.经过 0 .25s 时,质点Q的加速度大于质点P的加速度
C.经过 0.15s,波沿x 轴的正方向传播了 3m
D.经过 0.1s 时,质点Q的运动方向沿y 轴正方向
14.两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇。
下列说法正确的是()
A.波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1-A2|
B.波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1+A2
C.波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移
D.波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅
15.一列简谐横波,在t=0.6s时刻的图像如图甲所示,此时,P、Q两质点的位移均为-
1cm,波上A质点的振动图像如图乙所示,则以下说法正确的是()
A.这列波沿x轴正方向传播
B.这列波的波速是16.67 m/s
C.从t=0.6s开始,紧接着的∆t=0.6s时间内,A质点通过的路程是10m
D.从t=0.6s开始,质点P比质点Q早0.6s回到平衡位置
16.图中实线和虚线分别是x轴上传播的一列简谐横波在t=0和t=0.03s时刻的波形图,x=1.2m处的质点在t=0.03s时向y轴正方向运动,则()
A.该波的频率可能是125Hz
B.该波的波速可能是10m/s
C.t=0时x=1.4m处质点的加速度方向沿y轴正方向
D .从t =0时起,平衡位置在0.9m 处的质点再经过
1
12
周期时的位移为-2.5cm 17.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
18.在某一均匀介质中由波源O 发出的简谐横波在x 轴上传播,某时刻的波形如图所示,其波速为5m/s ,则下列说法正确的是_________.
A .此时P 、Q 两点运动方向相同
B .再经过0.5s 质点N 刚好在(-5m ,20cm )位置
C .在1.5s<t<1.6s 时间间隔内,质点N 在x 轴上方向上运动
D .能与该波发生干涉的横波的频率一定为3Hz E.再经过0.5s 时间质点M 通过的路程大于100m
19.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
20.一列简谐横波沿x 轴传播,图甲为在1t s =时刻的波形图象,P 、Q 为介质中2x m =和3x m =处的两质点,图乙为某质点的振动图象,由图象可知,下列说法中正确的是
( )
A .该简谐横波一定沿x 轴正向传播,速度大小为lm/s
B .图乙不可能是质点P 的振动图象
C .2t s =时刻,质点P 的速度一定最大,且一定沿y 轴负方向
D .3t s =时刻,质点Q 的速度一定最大,且一定沿y 轴负方向
21.由波源S 形成的简谐横被在均匀介质中向左、右传播.已知介质中P 、Q 两质点位于波源S 的左右两侧如图甲所示,P 、Q 的平衡位置到S 的平衡位置之间的距离分别为5.1m 、8.2m.图乙中实线和虚线分别表示P 、Q 的振动图像,下列判断正确的是____.(选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分.每选错1个扣3分,最低得分为0分)
A .P 、Q 的起振方向相同
B .P 、Q 的运动方向始终相同
C .当P 在波峰时.Q 向下运动
D .这列波的频率为10Hz E.这列波的波速可能为10m/s
22.一列简谐横波沿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
23.沿x轴正方向传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示,M为介质中的一个质点,该波的传播速度为40m/s,则
1
s
40
t=时
A.质点M对平衡位置的位移一定为负值
B.质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同
C.质点M的加速度方向与速度方向一定相同
D.质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反
24.有两列率相同、振动方向相同、振幅均为A
、传播方向互相垂直的平面波相遇发生干涉.如图所示,图中实线表示波峰,虚线表示波谷,a为波谷与波谷相遇点,b、c为波峰与波谷相遇点,d为波峰与波峰相遇点,e、g是a、d连线上的两点,其中e为连线的中点,则________
A.a、d处的质点振动加强,b、c处的质点振动减弱
B.从图示时刻经过半个周期,e处质点通过的路程为4A
C.从图示时刻经过半个周期,g处质点加速向平衡位置运动
D.从图示时刻经过四分之一周期,d处的质点振幅恰好为零
E.从图示时刻经过半个周期,b处质点通过的路程为2A
25.如图甲所示,
OP=s,t=0时刻质点O开始振动,产生沿O、P所在直线向右传播的简谐横波,图乙为质点P从t=t1时刻开始振动的图象,则以下说法正确的是
A.t=0时刻质点O的振动方向沿y轴正方向
B.t2时刻质点P振动速度最大,方向沿y轴负方向
C.该波与另一频率为
21
1
t t-
的同类波叠加能产生稳定的干涉现象
D.若某障碍物的尺寸为
1
2
s
t(t2-t1),该波遇到此障碍物时能发生明显的衍射现象
二、机械波解答题
26.一列简谐横波在介质中沿x 轴传播,且波长不小于3.6m ,A 和B 是介质中平衡位置分别位于A x =2m 和B x =8m 处的两个质点.某时刻质点A 位于波峰时,质点B 处于平衡位置,经过t=0.2s 时,质点A 第一次回到平衡位置,此时质点B 恰好在波谷,求: (1)如果波沿x 轴正方向传播,则波的速度多大? (2)如果波沿x 轴负方向传播,则波的速度多大?
27.如图所示,均匀介质中两波源S 1、S 2分别位于x 轴上10x =、214x =m 处,波源S 1振动方程为2sin 5y t π=cm ,波源S 2振动方程为5sin5y t π=cm ,质点P 位于x 轴上
4p x =m 处,已知质点P 在10.4t =s 时开始振动,求:
(i )这两列波在均匀介质的波长; (ii )t =0至t =1. 5s 内质点P 通过的路程。
28.一列横波在 x 轴上传播,介质中 a 、b 两质点的平衡位置分别位于 x 轴上 x a =0、x b =6m 处,t =0时,a 点恰好经过平衡位置向上运动,b 点正好到达最高点,且 b 点到 x 轴的距离为 4cm ,已知这列波的频率为5Hz 。
(1)求经过 Δt =0.25s 时 a 点的位移以及这段时间内 a 点经过的路程; (2)若 a 、b 在 x 轴上的距离大于一个波长,小于两个波长,求该波的波速。
29.一列简谐横波在x 轴线上传播,在10.01s t =和20.06s t =时的波形图如图所示,1t 时刻为实线。
①读出简谐波的波长是多大?振幅多大?
②设周期大于()21t t -,如果波向右传播,波速多大?如果波向左传播波速又是多大? ③设周期小于()21t t -,且波速为600m/s ,求波的传播方向。
30.如图所示是一列简谐波在t =0时刻的波形,简谐波沿x 轴的正向传播。
已知t =2.2s 时P 质点恰好第三次在波峰位置。
求:
(1)这列波的周期和波速;
(2)在t =2.4s 内质点M 通过的路程和2.4s 时刻的位移: (3)经过多少时间M 点到达波谷:
(4)画出M 点第一次振动到平衡位置且向下振动时原点右侧的全部波形。
31.在一列简谐横波沿-x 方向传播,在x 轴上有两质点P 和Q ,间距为d =24 m ,t =0.3s 时波形如图所示.此时质点P 在波谷,再过0.4 s ,质点P 回到平衡位置.求:
(i )波速多大?
(ii )若T >1 s ,质点P 的振动方程?并画出质点P 的振动图象(请标出坐标的物理量及单位、有关数值)
【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除
一、机械波 选择题 1.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16t 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. 2.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 。
3.BC
E 【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 。
4.BD
【解析】 【分析】
本题考查运用波形图分析波的传递过程。
【详解】
A .由波形图可得波长为12m 。
故A 错误;
B .由波速计算公式
12
0.15s 80
T v
λ
=
=
= 故B 正确;
C .0.2s 内波传递了16m ,波沿x 轴负方向传播。
故C 错误;
D .波沿x 轴负方向传播,根据口诀法“上坡下,下坡上”,x =4m 处的质点位于“上坡”,质点速度沿y 轴负方向。
故D 正确。
故选BD 。
5.AB
E 【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 。
6.ACE 【解析】 【分析】 【详解】
B .根据题意知,该波的传播速度为
96m/s 5m/s 0.6
ce x v t -=
== B 错误; A .波的周期
4
0.8s 5
T s v
λ
=
=
= t =0时刻,质点c 经过平衡位置向上运动,振动方程
2Asin
Asin 2.5c y t t T
π
π== t =0时刻,质点b 在最大位移处向下运动,振动方程
2Acos
Acos 2.5b y t t T
π
π== 因此在t =0.5s 时刻
A sin(2.50.5)c y π=⨯=,A cos(2.50.5)b y π=⨯= 由于t =0.5s 时质点b 和c 的位移相等,加速度相等,A 正确; C .质点b 在0~0.6s 时间内通过的路程
3A 30cm b s ==
C 正确;
D .质点d 在0~0.6s 时间内通过的路程
2A 20cm d s ==
D 错误;
E .由波的传播图象可知,质点e 开始运动时方向沿y 轴正方向,E 正确。
故选ACE 。
7.BC 【解析】 【分析】 【详解】
BC .波从波源开始振动, 传播到A 点用时
1
1x t v =
传播到B 点用时
2
2x t v
=
由图甲可知
14s 12T
t +
= 由图乙可知
259s 12
T
t +
= 解得12s T =,1m /s v =,故BC 正确; A .该波的波长
=12m vT λ=
故A 错误;
D .波传播到B 质点用时4s ,再经6s 即10s 末,位于平衡位置,速度最大,而A 点不在平衡位置,故A 点的振动速度小于B 点。
故D 错误。
故选BC 。
8.BCD 【解析】 【分析】 【详解】
由图读出波长λ=8m .若波向右传播,质点C 恰好通过平衡位置时,波传播的最短距离为1m ,根据波形的平移法得:t=(n+1
8
)T 或(n+
58
),n=0,1,2…,888181t T s s n n =
=++,则波速v= T λ
=(8n+1)m/s 或v=(8n+5)m/s ①
同理,若波向左传播,波速v= T
λ
=(8n+3)m/s 或v=(8n+7)m/s ②
当n=1时,由①得:v=13m/s ;当n=0时,由②式得v=3m/s ,当n=3时,由②式得v=27m/s
由于n 是整数,v 不可能等于1/3m/s .故选BCD . 【点睛】
本题的解题关键是运用波形平移法,得到时间与周期的关系式,得到波速的通项,再研究特殊值. 9.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 。
10.ACD 【解析】 【详解】
A. 质元a 在波谷时,如t =0和t =8s 时刻,质元b 一定在平衡位置向y 轴正方向振动,选项A 正确;
B. 若波沿+x 方向传播,在t=0这列波的时刻,图甲中质元a 在波谷,图乙中质元b 正通过平衡位置向上振动,则有:
3
18m 12m 6m ()4
x n λ=-==+,n =0,1,2……
解得24
m 43
n λ=
+, n =0,1,2…… 传播速度
24343m/s=m/s 843
n v T n λ+==+, n =0,1,2…… 所以这列波的最大传播速度为max 3
m/s=1m/s 403
v =
⨯+ 选项B 错误;
C. 若波沿-x 方向传播,则有:
1
6m ()4
x n λ==+,n =0,1,2……
解得24
m 41
n λ=
+, n =0,1,2…… 所以这列波的最大波长为max 24
m=24m 401
λ=
⨯+ 选项C 正确;
D. 若波的传播速度为0.2m/s ,代入3
m/s 43
v n =
+可知n=3成立,则这列波沿+x 方向传播,选项D 正确。
故选ACD 。
11.ABD 【解析】 【分析】 【详解】
A 、由题图乙可知,t =0.6 s 时A 点沿y 轴负方向振动,因此可判断这列波是向x 轴正方向传播的,选项A 正确;
B 、由题图甲可知,该波的波长为20 m ,由题图乙可知,该波的周期为1.2 s ,可得该波的波速为
50
3
m/s ,选项B 正确; C 、由波上各质点振动情况可知,P 点沿y 轴正方向振动,应该先回到平衡位置,选项C 错误;
D 、0.6 s 的时间为半个周期,因此质点振动路程为4 m ,选项D 正确. 故选ABD 12.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 。
13.AC 【解析】
试题分析:由图,经过0.35s 时,质点Q 距平衡位置的距离小于质点P 距平衡位置的距离.故A 正确.此时P 向下运动,Q 点向上运动.
0.2T s
=,经过
0.251
14
t s T ==时,P 点到达波谷,Q 点到达平衡位
置上方,但未到波峰,质点Q 的加速度小于质点P 的加速度.故B 错误.因波沿x 轴的正
方向传播,
4m
λ=,则波速
20/v T
m s
λ=
=,则经过0.15s ,波传播距离x=vt=3m .故C 正确.
0.112t s T
==,质点Q 的运动方向沿y 轴负方向.故D 错误. 故选AC
考点:波长、频率和波速的关系;横波的图象.
点评:波的图象往往先判断质点的振动方向和波的传播方向间的关系.同时,熟练要分析波动形成的过程,分析物理量的变化情况. 14.AD 【解析】
试题分析:利用波的干涉特点解题.波峰与波谷相遇时,振幅相消,故实际振幅为|A 1-A 2|,故选项A 正确;波峰与波峰相遇处,质点的振幅最大,合振幅为A 1+A 2,但此处质点仍处于振动状态中,其位移随时间按正弦规律变化,故选项B 错误;振动减弱点和加强点的位移随时间按正弦规律变化,选项C 错误;波峰与波峰相遇时振动加强,波峰与波谷相遇时振动减弱,加强点的振幅大于减弱点的振幅,故选项D 正确. 考点:波的叠加. 15.AB 【解析】 【分析】 【详解】
试题分析:由乙图读出t=0.6s 时刻质点A 经过平衡位置向下振动,故这列波沿x 轴正方向传播,A 正确;由甲图读出该波的波长为λ=20m ,由乙图周期为:T=1.2s ,则波速为:
.B 正确.△t=0.6s=0.5T ,质点做简谐运动时在一个周期内质点A 通
过的路程是4倍振幅,则经过△t=0.4s ,A 质点通过的路程是:S=2A=2×2cm=4cm ,C 错
误;图示时刻质点P 沿y 轴正方向,质点Q 沿y 轴负方向,所以质点P 将比质点Q 早回到平衡位置.将此图象与正弦曲线进行对比可知:P 点的横坐标为x P =m ,Q 点的横坐标
为x Q =m ,根据波形的平移法可知质点P 比质点Q 早回到平衡位置的时间为:
t=
,D 错误.
考点:横波的图象;简谐运动的振动图象;波长、频率和波速的关系. 16.AD 【解析】 【分析】 【详解】
A .由题x =1.2m 处的质点在t =0.03s 时刻向y 轴正方向运动,可知波向右传播。
则时间
3
4
t n T ∆=+()
解得周期
40.12
=s 4343
t T n n ∆=
++,(n =0,1,2…) 频率
14343Hz 40.12
n n f T t ++=
∆==,(n =0,1,2…) 当n =3时
f =125Hz
选项A 正确; B .波速的通项
43
=1.2m/s=(4030 )m/s 0.12
n v f n λ+==⨯
+,n =0,1,2…… 因为n 是整数,故v 不可能等于10m/s ,选项B 错误;
C .t =0时x =1.4m 处质点位于x 轴上方,加速度方向沿y 轴负方向,选项C 错误;
D .从t =0时起,平衡位置在0.9m 处的质点从平衡位置向下振动,振动方程为
Asin y t ω=-
当1
12
t T =
时 25sin(
)m=-5sin m=-2.5m 126
T y T ππ
=-⨯⨯⨯ 选项D 正确。
故选AD 。
17.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。
18.ABE 【解析】 【分析】 【详解】
A.根据对称性可知,此时P (-2m ,0cm )、Q (2m ,0cm )两点运动方向相同,A 正确;
B.由图可知波长2m λ=,周期为25T s v
λ
=
=
,时间1
0.514
t s T ==,波传到N 点的时间为T ,波传到N 点时,N 点向上运动,经过0.5s 质点N 刚好在波峰,其坐标为(-5m ,20cm ),B 正确;
C.在1.5s<t<1.6s 时间间隔内,即3
3~44T T ,由周期性可知其与31~24
T T 运动状态相同,可判断质点N 在x 轴下方向上运动,C 错误; D.该波的频率为1
2.5f Hz T
=
=,能与该波发生干涉的横波的频率一定为2.5Hz ,D 错误;E.在经过0.5s 即1
14T 个周期,1个完整的周期其通过的路程为80cm ,由于14
T 内M
处于加速阶段,因此通过的路程大于20cm ,即总路程大于100cm ,E 正确. 19.ACD 【解析】 【分析】 【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 。
20.BC 【解析】
A 、由甲图得到波长为λ4m =,由乙图得到周期为 T 4s =,故波速:
v 1m /s T
λ
=
=.t 1s =时刻,从图乙可知质点位于平衡位置向上运动,但不能确定是波动
图象上哪一点的振动图象,所以不能确定波的传播方向, A 错误.
B 、t 1s =时刻,从图乙可知质点位于平衡位置向上运动,质点P 的状态与图乙中质点的状态不符,所以图乙不可能是质点P 的振动图象.故B 正确;
C 、t 2s =时刻,即从t 1s =时刻再过4
T
,质点P 向下经过平衡位置,速度一定最大,且一定沿y 轴负方向,C 正确; D 、t 3s =时刻,即从t 1s =时刻再过2
T
,质点P 到达波谷,速度为零,D 错误. 故选BC . 21.ADE 【解析】 【详解】
P 、Q 的起振方向与波源S 的起振方向一致,故起振方向相同,故A 正确;由图乙可知:在0.5n +0.25(s )~0.5n +0.26(s )时间内,P 、Q 的运动方向正好相反,故B 错误;由图乙可知:当P 在波峰时,Q 的位移为正,且向波峰运动,故Q 向上运动,故C 错误;由图乙可得:周期T =0.1s ,故频率f =10Hz ,故D 正确;由图乙可知:质点Q 的振动比质点P 的振动晚0.01s ,故根据波的传播可得:8.2m-5.1m=v (nT +0.01s )=v (0.1n +0.01)m ,故波速
3.1
10/0.10.01
v m s n =
=+,当n =3时,波速v =10m/s ,故E 正确.所以ADE 正确,BC 错
误. 22.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2
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。
23.CD 【解析】 【分析】 【详解】
由图读出波长为λ=4m ,则该波的周期为
4
s 0.1s 40
T v
λ
=
=
= 1s 404
T t =
= t=0时刻质点M 向上运动,则在1
s 40
t =
时刻,质点M 正从波峰向平衡位置运动,所以其速度增大,加速度减小。
位移为正,质点M 的速度沿y 轴负方向,加速度沿y 轴负方向,所以加速度方向与速度方向相同,速度方向与位移方向相反,质点M 的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反,故CD 正确,AB 错误。
故选CD 。
24.ABC 【解析】 【分析】
根据两波在质点处的振动得到质点合振动,根据波的传播方向及几何关系得到质点位移及振动方向,从而得到质点振动及运动路程. 【详解】
A 、a 为波谷与波谷相遇点,b 、c 为波峰与波谷相遇点,d 为波峰与波峰相遇点,故a 、d 处的质点振动加强,b 、c 处的质点振动减弱,故A 正确;
BC 、根据几何关系可知:两波的波谷同时传播到e ,g ;故e ,g 均为振动加强点,振幅为2A ;那么,从图示时刻经过半个周期,e 处质点通过的路程为2×2A=4A ;由e 为连线的中点,可得:图示时刻两波在e 点都处于平衡位置向下运动,故图示时刻质点g 位移为正,在向平衡位置运动,故从图示时刻经过半个周期,g 处质点位移为负,在向平衡位置运动,故B 、C 正确;
D 、d 为振动加强点,那么,d 点振动周期不变,振幅为2A ,故从图示时刻经过四分之一周期,d 处的质点振幅为2A ,故D 错误;
E 、b 为振动减弱点,又两列波振幅均为A ,所以两列波在b 点的合振幅等于0,从图示时刻经过半个周期,b 处质点通过的路程为0,故E 错误; 故选ABC . 25.ACD 【解析】 【分析】 【详解】
A.由乙图看出P 点起振方向向上,所以振源O 的起振方向沿y 轴正方向,故A 正确;
B.t 2时刻P 点振动到平衡位置,速度最大,方向沿y 轴正方向,故B 错误;。