《机械波》测试题(含答案)(1)
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《机械波》测试题(含答案)(1)
一、机械波 选择题
1.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
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
4.一根长20m 的软绳拉直后放置在光滑水平地板上,以绳中点为坐标原点,以绳上各质点的平衡位置为x 轴建立图示坐标系。
两人在绳端P 、Q 沿y 轴方向不断有节奏地抖动,形成两列振幅分别为10cm 、20cm 的相向传播的机械波。
已知P 的波速为2m/s ,t =0时刻的波形如图所示。
下列判断正确的有( )
A .两波源的起振方向相反
B .两列波的频率均为2Hz ,叠加区域有稳定干涉图样
C .t =6s 时,两波源间(不含波源)有5个质点的位移为-10cm
D .叠加稳定时两波源间(不含波源)有10个质点的振幅为30cm
5.一列简谐横波沿x 轴正方向传播,在x =2m 处的质点的振动图象如图1所示,在x =8m 处的质点的振动图象如图2所示,下列说法正确的是( )
A .该波的传播速度可能为2m/s
B .x =2m 处的质点在平衡位置向+y 方向振动时,x =8m 处的质点在波峰
C .该波的波长可能为8m
D .在0~4s 内x =2m 处和x =8m 处的质点通过的路程均为6cm
6.如图,一列简谐横波沿x 轴传播,P 、Q 是x 轴上相距2m 的两点,均沿y 轴做简谐运动,t =0时刻,P 点处于波峰,Q 点在平衡位置且速度方向向上;已知波的周期为T =4s ,振幅为A=l0cm 。
下列说法正确的是______。
A .若该波沿x 轴正方向传播,则波长的最大值为4m
B .若该波沿x 轴负方向传播,则波速可能为
211
m/s C .在t =4.5s 时,P 点离开平衡位置的位移为5cm D .在t =4.5s 时,Q 点的速度方向为沿y 轴正方向
E.在1~2s 时间内,P 、Q 两点的振动方向相同
7.如图所示,坐标原点处的波源0t =时开始从平衡位置沿y 轴做简谐运动,0.5s t =时在0cm x =和7cm x =之间第一次出现了如图所示的波形,7cm x >部分的波形图没有画出,则下列说法正确的是 。
A .0.5s t =时,这列波一定刚好传到8cm x =处
B .这列波的周期可能为0.25s T =
C .这列波的波速可能为0.2m/s v =
D .0.5s t =时,3cm x =处的质点一定是第二次位于波谷
E.若此波传入另一介质中其波速变为0.4m/s ,则它在该介质中的波长一定为8cm
8.简谐横波在同一均匀介质中沿x 轴正方向由a 到b 传播,波速为v 。
若某时刻在波的传播方向上,位于平衡位置的两质点a 、b 相距为s ,a 、b 之间只存在一个波谷,则从该时刻开始计时,质点a 第一次到达波谷的时刻可能是( )
A .32s v
B .2s v
C .3s v
D .4s v
9.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
10.一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 11.在波的传播方向上相距S 的M 、N 两点之间只有一个波谷的四种可能情况如图所示,设这四列波的波速均为v ,且均向右传播,从图示时刻开始计时,M 点出现波峰时刻最早的是( )
A.B.
C.D.
12.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
13.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
14.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)
15.一渔船向鱼群发出超声波,若鱼群正向渔船靠近,则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比_________.
A .波速变大
B .波速不变
C .频率变高
D .频率不变
16.如图甲所示为t =1s 时某简谐波的波动图象,乙图为x =4cm 处的质点b 的振动图象。
则下列说法正确的是( )
A .该简谐波的传播方向沿x 轴的正方向
B .t =2s 时,质点a 的振动方向沿y 轴的负方向
C .t =2s 时,质点a 的加速度大于质点b 的加速度
D .0~3s 的时间内,质点a 通过的路程为20cm
E.0~3s 的时间内,简谐波沿x 轴的负方向传播6cm
17.一简谐横波沿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
18.如图所示,在xOy 坐标系的x 轴上x =0和x =16cm 两点有频率都为2.5Hz 的两个波源产生的两列简谐横波在同一介质中分别朝着x 轴正、负方向传播,在t =0时刻,两列波刚好传播到x =4cm 和x =12cm 两点,M 、N 、P 分别为x 轴上坐标为x =3.5cm 、x =7cm 、x =8cm 的三个质点,关于这两列波,下列说法正确的是
A .P 点是振动加强点,其位移始终为20cm
B .N 点开始振动的方向朝着y 轴负方向
C .在t =0.8s 时,两列波都刚好传播到P 点
D .在0~0.05s 时间内,质点M 朝着y 轴负方向振动,振动的加速度在增大
19.列说法中正确的是 .
A .物体做简谐运动时,回复力一定是物体受到的合外力
B .系统在驱动力作用下的振动叫做受迫振动,受迫振动的周期与驱动力的周期一致
C .在波动中,振动相位总是相同的两个质点间的距离叫做波长
D .波可以绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射
E.含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的色散现象
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.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
22.两列简谐波的振幅都是20cm ,传播速度大小相同,实线波的频率为2Hz ,沿x 轴正方向传播,虚线波沿x 轴负方向传播,某时刻两列波在如图所示区域相遇,则
_____________。
A .虚线波的频率为2Hz 3
B .平衡位置为6cm x =的质点始终是振动加强点
C .平衡位置为6cm x =的质点此刻速度方向向上
D .从图示时刻起再经过0.25s ,平衡位置为4cm x =处的质点的位移0y =
E.随着波的传播,在相遇区域会出现某质点的振动位移达到40cm y =
23.下列说法正确的是( )
A .雷达是利用超声波工作的
B .红外线比紫外线更容易发生衍射现象
C .真空中的光速在不同的惯性参考系中是相同的
D .在同一个周期里,波上的质点沿波传播的方向移动的距离为一个波长
E.做简谐运动的物体每次通过同一位置时,其速度不一定相同,但加速度一定相同
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
25.一列沿x 轴传播的横波在t =0.05 s 时刻的波形图如图甲所示,P 、Q 为两质点,质点P 的振动图象如图乙所示,下列说法中正确的是__________
A .该波的波速为20 m/s
B .该波沿x 轴负方向传播
C .t =0.1 s 时刻质点Q 的运动方向沿y 轴正方向
D .t =0.2 s 时刻质点Q 的速度大于质点P 的速度
E.t =0.3 s 时刻质点Q 距平衡位置的距离大于质点P 距平衡位置的距离
二、机械波 解答题
26.已知机械波在某时刻的波形图如图所示,质点P 与坐标原点O 的水平距离为0.64m ,从此时刻开始计时。
(1)若波沿x 轴正方向传播,质点P 经0.8s 第一次到达正方向最大位移处,求波速大小;
(2)若质点P 经0.8s 到达平衡位置,求:波速大小。
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.图甲为一列简谐波在1s 3
t =
时的波形,P 、Q 是介质中的两个质点。
图乙是质点P 的振动图像。
求: (1)简谐波的波长和振动频率;
(2)简谐波的波速和波的传播方向;
(3)1s 3
t =时质点Q 的坐标。
29.在同种均匀介质中有相距4m的两个波源S1、S2,它们在垂直纸面方向振动的周期分别为T1=0.8s、T2=0.4s,振幅分别为A1=2cm、A2=1cm,在介质中沿纸面方向传播的简谐波的波速v=5m/s.S是介质中一质点,它到S1的距离为3m,且SS1⊥S1S2,在t=0时刻,
S1、S2同时开始垂直纸面向外振动,求:
(ⅰ)S1、S2在t=0时的振动传到质点S的时间差
(ⅱ)t=l0s时,质点S离开平衡位置的位移大小.
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.
31.一列简谐横波沿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?
【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除
一、机械波 选择题
1.CD
【解析】
【分析】
【详解】
A .波速为
4m/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
3.5s=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 。
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.AC 【解析】 【分析】 【详解】
A .P 起振方向沿y 轴负方向,而Q 起振方向沿y 轴正方向,因此起振方向相反,A 正确;
B .由于波长
=4m λ
波速由介质决定的,因此两列波的速度相等,根据
v f T
λ
λ==
可知
0.5Hz f =,2s T =
因此两列波的频率均为0.5Hz ,叠加区域有稳定干涉图样,B 错误; C .t =6s 时,两列波都向前传播了12m ,波形如图所示
当两列波叠加时,合振动等于两个振动的矢量和,由图象可知,在x =-7m ,x =-1m ,x =3m 处位移都是-10cm ,且在6~8m 间还有两个点位移是-10cm ,因此有5个点位移为-10cm ,C 正确;
D .振动稳定后,某时刻振动图象图所示
从图中可知,在叠加稳定时两波源间(不含波源)有9个质点的振幅为30cm ,D 错误。
故选AC 。
5.BC 【解析】 【分析】 【详解】
C .简谐横波沿x 轴正方向传播,由图可知,t =0时刻,x 1=2m 处质点位于波谷,x 2=8m 处在t =9s 时刻才位于波谷,时间相差
3()4
n T +
所以
213
6m ,0124
x x n n λ-==+=⋯()(,,)
得到波长为
24
m 43
n λ=
+ 当n =0时,8m λ=,选项C 正确;
A .由图可知,该波的周期为12s ,则该波的波速
2
m/s 43
v T
n λ
=
+=
当n =0时,2
m/s 3
v =; 当n =1时,2
m/s 7
v =。
可知该波的传播速度不可能为2m/s ,选项A 错误;
B .简谐横波沿x 轴正方向传播,在x =2m 处的质点在平衡位置向+y 方向振动时(如t =3s 时),x =8m 处的质点在波峰,选项B 正确;
D .由图可知,在0~4s 内x =2m 处质点通过的路程为6cm ,而x =8m 处的质点通过的路程为小于6cm ,选项D 错误。
故选BC 。
【解析】 【分析】 【详解】
A .由题可知,若此波沿x 轴正方向传播,则有
1,(0,1,2)4PQ n n λ⎛
⎫=+= ⎪⎝
⎭
解得
8
41
n λ=
+ 当0n =时,波长最大为
8m m λ=
选项A 错误;
B .当波沿x 轴负方向传播时,有
3,(0,1,2)4PQ n n λ⎛
⎫=+= ⎪⎝
⎭
解得
8
43
n λ=
+ 同时由题还可以得出
4s T =
则波速
2
,(0,1,2)43
'v n T
n λ
=
=
=+ 当2n =时,有
2
'm/s 11
v =
选项B 正确;
C . 4.5s t =时P 点从波峰向平衡位置运动的中间时刻,由于变速运动,故肯定不在中点,即P 点离开平衡位置的位移不为5cm ,选项C 错误;
D . 4.5s t =时Q 点正从平衡位置向波峰运动,Q 点的速度方向沿y 轴正方向,选项D 正确;
E .在1~2s 时间内,P 正从平衡位置向下运动、Q 正从波峰向平衡位置运动,两点的振动方向均沿y -方向,选项E 正确。
故选BDE 。
7.BCD 【解析】 【分析】
BC .由题图可知,波长
4cm λ=
如果波源的起振方向沿y 轴正方向,则从波源开始振动到第一次出现图示波形经过的时间
12.50.5s t T ==
解得
10.2s T =
波速
11
0.2m /s v T λ
=
=
如果波源的起振方向沿y 轴负方向,则从波源开始振动到第一次出现图示波形经过的时间
220.5s t T ==
解得
20.25s T =
波速
22
0.16m /s v T λ
=
= 选项B 、C 正确;
A .由以上分析可得0.5s t =时波传播的距离为8cm 或10cm ,选项A 错误;
D .由于0.5s t =时7cm x =处的质点刚好第一次处于波谷,3cm x =的质点与7cm x =处的质点相距一个波长,则一定是第二次位于波谷,选项D 正确;
E .若此波传入另一介质中其波速变为0.4m/s ,由于波的周期不变,则它在该介质中的波长为8cm 或10cm ,选项E 错误。
故选BCD 。
8.AD 【解析】 【详解】
位于平衡位置的两质点a 、b 相距为s ,a 、b 之间只存在一个波谷,则a 、b 之间波形可能为以下几种情况:
又因为波沿x 轴正方向由a 到b 传播,则a 点的振动方向如图所示。
所以质点a 第一次到达波谷的时刻可能是:
133332344442s s t T v v v v
λλ⨯==⨯===
23333344444s s t T v v v v
λλ⨯==⨯===
3114444s t T v v v
λλ==⨯==
42
11344446s
s t T v v v v λλ==⨯===
选项AD 正确,BC 错误。
故选AD 。
【点睛】
解决本题的关键要确定波长与s 的关系,求得周期。
并能熟练根据波的传播方向判断质点的振动方向。
9.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. 10.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。
11.A 【解析】 【详解】
由图,四个波形的波长分别为:λ1=s ,λ2=s ,λ3=
2
3s ,λ4=2s ;四个波的周期分别为: 1
1s T v
v
λ=
=
2
2s T v
v λ== 3
323s T v
v λ== 4
42s T v
v
λ=
=
由于波都是向右传播,图示时刻M 点的振动方向分别为:向上,向下,向下,向上;M 点第一次出现波峰的时间分别是:
11144s t T v ==
223344s t T v
==
33342s t T v ==
44142s t T v
==
可见t 1最小,即甲图中M 点最先到波峰; 故选A 。
【点睛】
本题要根据波形确定MN 间的距离与波长的关系和时间与周期的关系,是学习波动知识的基本功;也可以用波传播的角度来求解,即找到M 第一次在波谷位置时,波传播的距离,然后比较时间. 12.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
【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 。
14.ACE 【解析】 【分析】
由波形图和振动图像读出波长、周期和振幅;根据振动图像可求解波的转播方向和传播的距离;质点在一个完整周期中运动的路程为4A ; 【详解】
由图像可知,这列波的波长是8m ,周期是0.2s ,振幅是10cm ,选项A 正确;由Q 点的振动图像可知,在t =0时,质点Q 向y 轴正方向运动,可知波向x 轴正向传播,选项B 错误;波速8
/40/0.2
v m s m s T
λ
=
=
=,从t =0.1到t =0.25s ,该波沿x 轴正方向传播了400.156x vt m m ==⨯=,选项C 正确;从t=0.1到t=0.25s 经历了0.15s=3
4
T ,但是因P
点开始不是从平衡位置或者最高点最低点开始振动,则质点P 通过的路程不等于3A=30cm,
选项D 错误;2=
10/rad s T
π
ωπ=,则质点Q 简谐运动的表达式为y=0.10sin10πt (国际单位),选项E 正确;故选ACE. 【点睛】
本题关键是会根据振动情况来判断波的传播方向,抓住振动图象和波动图象之间的内在联系.要知道质点做简谐运动时,只有起点在平衡位置或波峰、波谷处的质点,在3/4周期内振动的路程才是3A . 15.BC 【解析】
在同种介质中,超声波的传播速度保持不变,根据多普勒效应可知,当波源与观察者相互靠近时,观察者接受到的频率大于波源发出的频率,所以BC 正确. 【学科网考点】多普勒效应
【方法技巧】本题主要是识记,记住多普勒效应,能利用多普勒效应分析问题 16.BCE 【解析】 【详解】
A .由图象可知t =1s 时质点b 的振动方向沿y 轴的负方向,则由质点的振动方向和波的传播方向关系可知,该简谐横波的传播方向沿x 轴的负方向,故A 项错误;
B .由图甲知t =1s 时,质点a 的振动方向沿y 轴的正方向;由乙图可知波的周期为2s ,则t =2s 时,质点a 的振动方向沿y 轴的负方向,故B 项正确;
C .由以上分析可知,t =2s 时,质点b 处在平衡位置向上振动,质点a 处在平衡位置+y 侧向y 轴的负方向振动,因此质点a 的加速度大于质点b 的加速度,故C 项正确;
D .0~3s 的时间为
3
2
T ,则质点a 通过的路程为振幅的6倍,即为30cm ,故D 项错误; E .由图可知,波长λ=4cm 、周期T =2s ,则波速
4
cm/s 2cm/s 2
v T λ
=
== 0~3s 的时间内,波沿x 轴的负方向传播的距离 x =vt =6cm
故E 项正确。
17.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. 18.BD 【解析】 【分析】
【详解】
A .两振源的起振方向相反,而P 点到两波源的路程差△x =0,则P 点是振动减弱点,其振幅为零。
故A 错误。
B .左侧的波先传到N 点,根据波形平移法知,质点N 开始振动时的方向朝着y 轴负方向,故B 正确。
C .两波的波长均为λ=4m ,波速为 v =λf =4×2.5=10m/s ,波在0.4s 内传播的距离为 x=vt =4m ,则知在t =0.4s 时,两列波都刚好传播到P 点,故C 错误。
D .在t =0时刻,质点M 朝着y 轴负方向振动,位移在增大,则知其振动的加速度在增大,故D 正确。
故选BD. 19.BD
E 【解析】 【详解】
A 、物体做简谐运动时,回复力不一定是物体受到的合外力,例如在单摆中,单摆的回复力是重力沿轨迹切线方向的分力,并非是重力与绳子拉力的合力,故A 错误;
B 、系统在驱动力作用下的振动叫做受迫振动,且受迫振动的周期与驱动力的周期一致,故B 正确;
C 、在波动中,振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离叫波长,故C 错误;
D 、波可以绕过障碍物继续传播的现象属于波的衍射,故D 正确;
E 、色散现象是将含有多种颜色的光被分解为单色光的现象,故E 正确。
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。
21.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
110m 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 。
22.CD
E 【解析】 【分析】 【详解】
A .实线波的频率为2Hz ,则实线波的波速为
42m/s 8m/s v f T
λ
λ=
==⨯=
由于两列波传播速度大小相同,则虚线波的频率为
84Hz 63
v
f λ
=
=
= 故A 错误;
B .由于两列波的频率不相等,所以不能形成稳定的干涉图样,故没有始终是振动加强的质点,故B 错误;
C .结合波传播方向与振动方向的关系知此时平衡位置为6cm x =的质点此刻速度方向向上,故C 正确;
D .从图示时刻起再经过0.25s ,实线x =2cm 处质点的振动和虚线x =6cm 处质点的振动分别传播到x =4cm 处,所以质点的合位移为零,故D 正确;
E .两列波相遇叠加会出现加强点,所以在相遇区域会出现某质点的振动位移达到
40cm y =,故E 正确。
故选CDE 。
23.BCE。