长春市高中物理选修一第三章《机械波》测试卷(有答案解析)
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一、选择题
1.(0分)[ID:127682]下列四幅图中关于机械振动和机械波的说法中正确的有()A.粗糙斜面上的金属球M在弹簧的作用下运动,该运动是简谐运动
B.单摆的摆长为l,摆球的质量为m、位移为x,此时回复力约为
mg
=-
F x
l
、之间的距离等于简谐波的一个波长
C.质点A C
D.实线为某时刻的波形图,若此时质点M向上运动,则
经一短时间后波动图如虚线所示
t=时刻的波形如图所。
则2.(0分)[ID:127677]一列波速2m/s
v=的横波沿x轴传播,0
()
A.这列波的波长为6m
B.A、B两质点的振动周期都是2s
C.若波沿x轴正向传播,则此时质点A向上运动
D.若质点B此时向上运动,则波是沿x轴负向传播的
3.(0分)[ID:127676]下列说法的错误是()
A.泊松亮虹是光通过圆孔发生衍射时形成的
B.无色肥皂液吹出的肥皂泡呈彩色是由于光照射时发生了薄膜干涉
C.增透膜的作用是为了减少光的反射损失,增强透射光的强度
D.我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的波长变长,可以判断该星球正在离我们远去
4.(0分)[ID:127673]如图所示是观察水面波衍射的实验装置。
AC和BD是两块挡板,AB 是一个孔,O是波源。
图中已画出波源所在区域波的传播情况,每两条相邻波纹(图中曲线)之间的距离表示一个波长,则关于波经过孔之后的传播情况,下列描述中正确的是()
A.此时能明显观察到波的衍射现象
B.频率不变,则AB孔越大,挡板后面的相邻波纹间距越大
C.频率不变,将孔扩大,可观察到更明显的衍射现象
D.孔的大小不变,使波源频率增大,可观察到更明显的衍射现象
5.(0分)[ID:127653]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
6.(0分)[ID:127646]在某一均匀介质中由波源O发出的简谐横波沿x轴传播,某时刻的波形如图所示,其波速为10m/s,P点坐标为(-2m,0),Q点坐标为(1m,0),则下列说法正确的是()
A .P 、Q 两个质点有可能某个时刻速度方向相同
B .再经过0.2s 时间N 质点将开始向下振动
C .能与该波发生干涉的横波的频率一定为5HZ
D .该波只有遇到尺寸小于2m 的物体才能发生衍射
7.(0分)[ID :127645]图a 为一列简谐横波在0t =时的波动图象,该波中1m x =处质点P 的振动图象如图b 所示,下列说法正确的是( )
A .该波的波速为2m/s
B .该波沿x 轴正方向传播
C .1s t =时,质点P 的位移为5cm
D .经过10s ,P 运动的路程为20m
8.(0分)[ID :127640]如图所示,有一列沿x 轴正向传播的简谐横波,在t =0时刻振源S 从O 点开始振动。
当t =0.2s 时,波刚好传到x =4m 处的质点。
下列对该简谐横波的分析中不正确的是( )
A .该简谐横波的周期是0.2s ,波速是20m/s
B .0.4s 时,该简谐横波上的M 点通过的路程是4cm
C .该简谐横波遇到尺寸小于4m 的障碍物时能够发生明显的衍射现象
D .若站在振源右侧的接收者以速度v 匀速向振源靠近,那么接收者接收到的频率一定大于5Hz
9.(0分)[ID :127622]如图所示,沿x 轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线,其波速为100m/s ,下列说法中正确的是( )
A.图示时刻质点b的加速度将减小
B.若该波传播中遇到宽约4m的障碍物,则能发生明显的衍射现象
C.若此波遇到另一列波并发生稳定干涉现象,则另一列波的频率为50Hz
D.从图示时刻开始,经过0.01s质点b通过的路程为0.2m
10.(0分)[ID:127615]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
11.(0分)[ID:127604]一列简谐横波沿x轴传播,a、b为x轴上的两质点,平衡位置分别为x=0,x=x b(x b>0).a点的振动规律如图所示.已知波速为v=1m/s,在t=0s 时b 的位移为
0.05m,则下列判断正确的是
A.从t=0 时刻起的 2s 内,a质点随波迁移了 2m
B.t=0.5s 时,质点a的位移为 0.05m
C.若波沿x 轴正向传播,则可能x b=0.5m
D.若波沿x轴负向传播,则可能x b=2.5m
12.(0分)[ID:127598]如图所示,从入口S处送入某一频率的声音.通过左右两条管道路径SAT和SBT,声音传到了出口T处,并可以从T处监听声音.右侧的B管可以拉出或推入以改变B管的长度,开始时左右两侧管道关于S、T对称,从S处送入某一频率的声音后,将B管逐渐拉出,当拉出的长度为l时,第一次听到最弱的声音.设声速为v,则该声音的频率()
A.v
l
B.
2
v
l
C.
4
v
l
D.
8
v
l
二、填空题
13.(0分)[ID:127774]如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在0
t=时刻的波形图,已知波的传播速度2m/s
v=。
试回答下列问题:
(1)写出0.5m
x=处的质点做简谐运动的表达式:__cm;
(2)0.5m
x=处质点在0~4.5s内通过的路程为__cm。
14.(0分)[ID:127772]一列简谐横波沿x轴正向传播,如图为t=0时刻的波形图。
波的传播速度为5m/s,此时波刚好传播到x=30m处,则:
(1)从t=0时刻开始至t=14s时,x=20m处的质点A运动的路程为______m;
(2)从t=0时刻开始经过______s,x=70m处的质点第三次到达波峰。
15.(0分)[ID:127760]机械波在x轴上传播,在t=0时刻的波形如图中的实线所示,在t=0.2 s时刻的波形如图中的虚线所示。
已知该波的周期大于0.2s。
该波的振幅是
___________,若波沿x轴负方向传播,则波速大小v=___________。
16.(0分)[ID:127754]一列简谐横波沿着x轴负方向传播,A、B两点是介质中的两个质
点。
0t =时刻质点B 处于平衡位置;在0.25s t =时刻,该列波的部分波形如图所示。
已知该列波的周期为2s ,则该列波的波速为__________m/s ,质点A 的平衡位置的坐标=A x __________cm ,质点B 的平衡位置的坐标=B x __________cm 。
17.(0分)[ID :127746]国庆期间,小明一家驾车去山区旅行,汽车以72km/h 的速度在平直的公路上匀速行驶,公路前方有一座高山,汽车鸣笛4s 后小明听到回声。
已知声音在空气中的传播速度为340m/s 。
(1)人们利用声音的反射做成了回声测距系统,运用该系统______(填“能”或“不能”)测量地球和月球之间的距离,原因是__________________。
(2)小明听到回声时距离高山多远______?
18.(0分)[ID :127731]如图所示分别为一列横波在某一时刻的图像和在x =2m 处的质点从该时刻开始计时的振动图像,则这列波沿_____方向传播,波速为________,x =4m 处的质点的振动特征方程是____。
19.(0分)[ID :127712]如图甲所示为一简谐横波,图乙为波上质点P 的振动图象,P 点开始振动时记为0时刻,则:
①振源初始状态的振动方向为_______(选填“向上”或“向下”)
②若波向右传播,质点P 的加速度将______(选填“增大”或“减小”)
③若P 点振动的振幅为A ,则从t =0时刻开始,经过
52
周期,质点P 经过的路程为_______A
20.(0分)[ID :127701]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。
此时x =2m 处的质点正沿y 轴的_________(选填“正”或“负”)方向运动。
已知该质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s ,此列波的波速为_________m/s 。
三、解答题
21.(0分)[ID :127847]一列简谐横波在均匀介质中沿x 轴正方向传播。
3s t =时波传到9m x =处的质点B 点,其波形如图甲所示,A 质点的振动情况如图乙所示,求: (1)在简谐横波从B 质点传到C 质点的过中A 质点运动的路程;
(2)从3s t =时开始C 质点经过多长时间位移第一次为4m -。
22.(0分)[ID :127833]一列横波在x 轴上传播,a ,b 是x 轴上相距S ab =6m 的两质点,t =0时,b 点正好到达最高点,且b 点到x 轴的距离为4㎝,而此时a 点恰好经过平衡位置向上运动。
已知这列波的频率为25Hz 。
①求经过时间1s ,a 质点运动的路程;
②若a 、b 在x 轴上的距离大于一个波长,求该波的波速。
23.(0分)[ID :127812]湖面上一点O 上下振动,振幅为0.2m ,以O 为圆心形成圆形水波,如图所示,A 、B 、O 三点在一条直线上,OA 间距离为4.0m ,OB 间距离为2.4m 。
在O 点处在波峰位置时开始计时。
观察发现2s 后此波峰传到A 点,此时O 点正通过平衡位置向下运动。
将水波近似为简谐波。
求:
(1)此水波的传播速度;
(2)此水波的波长;
(3)若在初始时刻B 点恰好处于平衡位置,求水波的波长。
24.(0分)[ID :127811]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。
25.(0分)[ID :127800]如图所示,一列简谐横波沿x 轴传播,实线为t 1=0时刻的波形图,虚线为t 2=0.5s 时刻的波形。
(1)若波沿x 轴正向传播,2T >(t 2-t 1)>T ,从t 1=0时刻开始,x =5m 处的质点最少要经过多长时间到达平衡位置?
(2)若波速为v =42m/s ,求t 2=0.5s 时刻,x =8m 处的质点的振动方向。
26.(0分)[ID :127880]如图所示为一列简谐横波沿x 轴传播,实线为0t =时刻的波形,虚线为0.5s t =时刻的波形。
在0t =时刻到0.5s t =时刻这段时间内,平衡位置在8m x =处的质点P 共有两次到达波峰,求:
(1)若波沿x 轴正向传播,波的传播速度为多少;若波沿x 轴负方向传播,波的传播速度为多少;
(2)若波沿x 轴正向传播,试写出质点P 的振动方程(不要求写推导过程)。
【参考答案】
2016-2017年度第*次考试试卷 参考答案
**科目模拟测试
一、选择题
1.B
2.B
3.A
4.A
5.B
6.C
7.A
8.B
9.B
10.D
11.D
12.C
二、填空题
13.
14.717
15.5cm225m/s
16.1225
17.不能声音的传播需要介质太空是真空不能传播声音640m 18.x轴正方向100m/s
19.向上增大10
20.正5
三、解答题
21.
22.
23.
24.
25.
26.
2016-2017年度第*次考试试卷 参考解析
【参考解析】
**科目模拟测试
一、选择题
1.B
解析:B
A .粗糙斜面上的金属球M 在弹簧的作用下运动,由于斜面的摩擦阻力总是与球的速度方向相反,所以球的振幅会越来越小,最终停止运动,所以该运动不是简谐运动,故A 错误;
B .单摆的摆长为l ,摆球的质量为m 、位移为x 、摆角为θ,则回复力的大小为
sin x F mg mg
l
θ=≈ 故B 正确; C .由波形图可知质点A C 、之间的距离等于简谐波的半个波长,故C 错误; D .实线为某时刻的波形图,若此时质点M 向上运动,则波向左传播,则经一较长时间(大于34
T )后波动图如虚线所示,故D 错误。
故选B 。
2.B
解析:B
A .根据图像可知,这列波的波长为4m ,故 A 错误;
B .根据公式求得
4
==2s 2
T v λ
=
故B 正确;
C .若波沿x 轴正向传播,则A 点要下一步变成波谷,故此时质点A 向下运动,故C 错误;
D .若质点B 此时向上运动,则质点B 下一步要变成波峰,则波是沿x 轴正向传播的,故D 错误。
故选B 。
3.A
解析:A
A .泊松亮斑是光通过不透明的小圆盘发生衍射时形成的,A 错误;
B .肥皂液吹出的肥皂泡呈彩色,是由于泡的内外表面反射光,进行相互叠加而成的,属于薄膜干涉,B 正确;
C .根据薄膜干涉的原理,光学镜头上涂的增透膜的作用就是为了减少光的反射损失,增强透射光的强度,C 正确;
D .我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的波长变长,根据
v f λ=
知频率变小,根据多普勒效应,该星球正在距离我们远去,D 正确。
故选A 。
4.A
解析:A
A .当孔、缝的宽度与波长差不多或者比波长还小时,就能够发生明显的衍射现象,A 正确;
B .由于同一列波的频率不变,而衍射前后波速相同,因此衍射前后波长相同,即挡板前后的相邻波纹之间距离相等,B 错误;
C .频率不变,波速不变,波长不变,如果将孔扩大,有可能使孔的宽度大于波的波长,这样可能观察不到明显的衍射现象,只有当孔、缝的宽度与波长差不多或者比波长还小时,就能够发生明显的衍射现象,C 错误;
D .如果孔的大小不变,使波源频率增大,因为波速不变,由=
v
f
λ可知,波长减小,有可能使孔的宽度大于波的波长,可能观察不到明显的衍射现象,D 错误。
故选A 。
5.B 解析:B
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 。
6.C
解析:C
A .波同时向两侧传播,根据对称性可知,此时P 点(-2m ,0)与其对称点(2m ,0)运动方向相同,而(2m ,0)点与Q (1m ,0)点相距半个波长,所以P 、Q 两个质点速度方向总相反,故A 错误;
B .由图可知,N 到波的前沿的距离为2m ,波传播到N 的时间
12
s 0.2s 10
s t v =
== 由图知波长
2m λ=
周期为
2
s 0.2s 10
T v
λ
=
=
= 波传到N 点时,N 点向上运动,所以N 质点将开始向下振动的时间为
11
0.25s 4
t t T =+=
故B 错误; C .该波的频率为
11Hz 5Hz 0.2
f T =
== 所以能与该波发生干涉的横波的频率一定为5Hz ,故C 正确;
D .由图知波长2m λ=,该波如果遇到2m 的障碍物,则能发生明显的衍射现象,故D 错误; 故选C 。
7.A
解析:A A .由题图可知
=4m λ,2s T =
则该波的波速为
2m/s v T
λ
=
=
所以A 正确;
B .由振动图象可知,0t =时,质点P 向下运动,根据同侧法,在波动图象中可以判断该波沿x 轴负方向传播,所以B 错误;
C .由振动图象可知,1s t =时,质点P 的位移为0,所以C 错误;
D .经过10s ,该波向x 轴负方向传播了5个波长,经历了5个周期,所以质点P 运动路程为
545cm 100cm 0.1m s =⨯⨯==
所以D 错误。
故选A 。
8.B
解析:B
A .根据题意可知0.2s T =,波速为
4m
20m/s 0.2s
v T
λ
=
=
= A 正确;
B .M 点的具体位置不清楚,无法计算具体的路程大小,B 错误;
C .该列波波长为4m ,遇到小于4m 的障碍物能发生明显的衍射,C 正确;
D .若站在振源右侧的接收者以速度v 匀速向振源靠近,根据多普勒效应可知接收者接收
到的频率一定大于115Hz 0.2s
f T ===,D 正确。
本题选择不正确的,故选B 。
9.B
解析:B
A .由于波向右传播,根据“上下坡”法,知道b 质点正向下振动,位移正在增大,则加速度正在增大。
故A 错误。
B .由图知,波长 λ=4m ,当波的波长比障碍物尺寸大或差不多时,就会发生明显的衍射。
所以若该波传播中遇到宽约4m 的障碍物,能发生明显的衍射现象。
故B 正确。
C .该波的周期为
4
0.04100
T s v
λ
=
=
= 频率为
1
25Hz f T
=
= 要想发生干涉,两列波的频率必须相同,则若此波遇到另一列波并发生稳定干涉现象,则另一列波的频率为25Hz ,故C 错误。
D .因为t =0.01s=
4
T
,由于图示时刻b 质点正向下振动,速度减小,所以从图示时刻开始,经过0.01s ,质点b 通过的路程小于A =20cm=0.2m ,故D 错误。
故选B 。
10.D
解析:D
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.
11.D
解析:D
根据图象可知该波的周期为2s ,振幅为0.05m .
A.在波传播过程中,各质点在自己的平衡位置附近振动,并不随波传播.故A 错误;
B.由图可知,t =0.5s 时,质点a 的位移为−0.05m .故B 错误;
C.已知波速为v =1m/s ,则波长:
==12=2m vT λ⨯;
由图可知,在t =1s 时刻a 位于平衡位置而且振动的方向向上,而在t =1s 时b 的位移为0.05m ,位于正的最大位移处,可知若波沿x 轴正向传播,则b 与a 之间的距离为:
3+01234n n λ⎛⎫
⋯ ⎪⎝⎭
,(=,
,,), 可能为:
=1.5m 3.5m b x ,.
故C 错误;
D.结合C 的分析可知,若波沿x 轴负向传播,则b 与a 之间的距离为:
()=+140123b x n n λ⋯,(=,,,),
可能为:
=0.5m 2.5m b x ,.
故D 正确.
12.C
解析:C
两列声波在出口T 处发生干涉,要第一次听到最低的声音,需满足22
l λ
=,又因为v
f
λ=
所以4v f l
=
, A .答案为4v
f l
=
,A 错误;
B .答案为4v
f l
=,B 错误; C .答案为4v
f l
=,C 正确; D .答案为4v
f l
=,D 错误
二、填空题 13.
5cos 2x t π=
(1)[1]根据图象可知该波的波长为2m λ=
2
s 1s 2
T v
λ
=
=
= 则振动的周期为1s ,角速度
22T
π
ωπ=
= 振幅5cm A =。
0.5m x =处的质点在0t =时刻处于正向最大位移处,所以0.5m x =处的质点做简谐运动的表达式为
5cos 2(cm)x t π=
(2)[2]经过4.5s 4.5T =,所以0.5m x =处质点在0~4.5s 内通过的路程为
4.5490cm s A =⨯=14.717
解析:7 17
(1)[1]由图知波长λ=20m ,根据波速公式
v T
λ
=
得
20
s 4s 5
T v
λ
=
=
= 从t =0时刻开始至t =14s ,其时间间隔
14s 2
31
t T ∆==
质点A 通过的路程
342145cm 70cm=0.7m s A A =⨯+=⨯=
(2)[2]从t =0时刻起,最近的波峰传播第一次到x =70m 需要的时间为
7025
s 9s 5
x t v ∆'-∆'=
== 则x =70m 处的质点第三次到达波峰的时间
29s 24s 17s t t T =∆'+=+⨯=总15.5cm225m/s
解析:5cm 2.25m/s
[1]由波形图看出,该波的振幅是5cm ; [2]由波形图可知,该波的波长是
60cm=0.6m λ=
因为周期大于0.2s ,所以波形由实线变为虚线的过程波传播的时间是
3
0.24
t T == 则周期
0.8s 3
T =
所以波速
0.6m
2.25m/s 0.8s 3
v T
λ
=
=
=16.1225 解析:12 2 5
[1]波长24cm λ=,周期2s T =,波速
v 12cm/s 0.12m/s T
λ
=
==
[2]设质点A 、B 的坐标分别为A x 、B x 。
在0x =处的质点
5cm 10sin 30cm y =-=-︒()
因此
302cm 360A x λ︒
=
=︒
[3]在0t =时质点B 处于平衡位,经Δ0.25s t =,其振动状态向x 轴负方向传播到A 点处,联立有
Δ3cm B A x x v t -==
质点B 的平衡位置的x 坐标
3cm 5cm B A x x =+=17.不能声音的传播需要介质太空是真空不能传播声音
640m
解析:不能 声音的传播需要介质,太空是真空,不能传播声音 640m
(1)[1][2]人们利用声音的反射做成了回声测距系统,声音的传播需要介质,太空是真空,不能传播声音,故不能用来测地球和月球之间的距离。
(2)[3]汽车行驶速度
72km /h 20m /s v ==
由s
v t
=
可得,从鸣笛到听到回声时行驶的路程 20m /s 4s 80m s v t ==⨯=车车
声音传播的路程
340m /s 4s 1360m s v t ==⨯=声声,
设小明听到回声时汽车到高山的距离为s ,如图所示
则结合图示可得
2s s s =-声车
则有
640m 2
s s s -=
=声车
18.x 轴正方向100m/s 解析:x 轴正方向 100m/s 5cos(25ππ)cm y t =+
[1]由图可知,该时刻x =2m 处的质点位于平衡位置且向上振动,由同侧法可知,波x 轴正方向传播; [2]波速为
8
m/s 100m/s 0.08
v T
λ
=
=
= [3]由图可知,周期为0.08s ,则
2π2πrad/s 25rad/s 0.08
T ω=
== x =4m 处的质点的振动特征方程
5cos(25ππ)cm y t =+19.向上增大10
解析:向上 增大 10
①[1].由题可知,P 点的起始振动方向为向上,故而振源的起始振动方向为向上; ②[2].若波向右传播,则P 点的振动向上,远离平衡位置,回复力将增大,故而加速度也将增大;
③[3].从t =0时刻开始,经过2. 5周期内,质点P 走过的路程为2×4A+2A=10A 。
20.正5
解析:正 5
[1]根据“同侧法”原理可知,波的传播方向向右,则x =2m 处的质点振动方向向上,即沿y 轴正方向;
[2]由质点连续2次经过平衡位置的时间0.4s 为半个周期的振动,可得周期0.8s T =,由波形图可读出波长4m λ=,则波速为:
4
m/s 5m/s 0.8
v T
λ
=
=
=。
三、解答题 21.
(1)32m ;(2)9s (1)根据图像计算波速
6?m
1.5m /s 4?s
v T
λ
=
=
= 波形从B C →,所用时间
21m 9m 8s 1.5m /s
s t v -=
== 质点A 振动了2T 则质点A 振动的路程
24244m 32m A s A =⨯=⨯⨯=
(2)此时7.5m 处质点的波形传递至C 点距离为
21m 7.5m 13.5m '=-=s
用时
13.59s 1.5
s t v ''=
==22. ①4m ;②若波由a 传向b ,
600
m/s(1,2,3,)43
n n =+,若波由b 传向a ,600
m/s(1,2,3,)41
n n =+ ①a 点一个周期运动的路程为
040.16m s A ==
1s 内的周期数为
1
25n T
=
= 1s 内运动的路程
04m s ns ==
②若波由a 传向b ,有
3
()4
ab s n λ=+
波速为
600
m/s 43v f n λ==
+(n =1,2,3……) 若波由b 传向a ,有
1
()4
ab s n λ=+
波速为
600
m/s 41
v f n λ==
+(n =1,2,3……) 23.
(1)2 m/s ;(2)816
2m (14)(14)
n n λ=⨯
=++;(3)见解析
(1)水波经过2s 传播到A 点,故波速为
1
2m/s s v t
=
= (2)水波传到A 点时,O 点由平衡位置向下振动,故
14t n T ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭
解得
8
s
1(14)4t T n n =
=
+⎛⎫+ ⎪⎝⎭
故波长为
816
2m (14)(14)
v T n n =⋅=⨯
=++λ
其中0,1,2
n =;
(3)情况1:OB 之间距离为
211164(14)()() 2.4m 44(14)(14)
m s m m n n +=+=+⨯==++λ
整理得
6101n m =+
m 、n 不可能同时取整数,因此该情况不存在。
情况2:OB 之间距离为
233164(34)()() 2.4m 44(14)(14)
m s m m n n +=+=+⨯==++λ
整理得
3(1)5n m -=
讨论:当m =0时,n =1; 当m =3时,n =6; 当m =6时,n =11; 当m =9时,n =16; 可得n 的通项公式为
n =(5k +1)
即水波的波长为
[]161616
=
m (14)14(51)(205)
n k k ==++++λ
其中k =0,1,2,3,…
24.
(1)2m/s ;(2)0.3m/s ;(3)0.8m/s 0,1,2,3()()n n =⋯+ (1)依题意得
0.4s T =
0.8m λ=
解得波速为
2m/s v T
λ
=
=
(2)波沿x 轴正方向传播
0.32m 0.2m 0.12m ∆=-=x
0.4s t ∆=
P 点恰好第一次到达正向最大位移,解得波速为
0.3m/s ∆=
=∆x
v t
(3)波沿x 轴正方向传播,若P 点恰好第一次到达平衡位置,则波传播的距离为0.32m ,由周期性可知波传播的可能距离
0.32m ()0,1,2,3()2
x n n λ
∆==⋯+
代入解得,可能波速为
()0.8 m/s 0,1,2),3(x
v n n t
∆=
==⋯∆+25. (1)
3
s 22
;(2)沿y 轴正方向振动 (1)若波沿x 轴正向传播,0.5s 时间内传播距离为
3
3()8
x n n λλ=+=+(n =0、1、2……)
传播时间为
213
()8
t t n T -=+(n =0、1、2……)
解得周期为
4
s 83
T n =
+(n =0、1、2……) 其中212(T t t T >->)则有
4s 11
T =
波速为
22m/s v T λ=
=
x =5m 处的质点,到达平衡位置的时间为 523s s 2222
x t v -=
== (2)若波速为v =42m/s ,则周期为 84s s 4221
T v λ=
== 若波沿x 轴负方向传播,则周期为 4s 85
T n =+(n =0、1、2……) 即n =2时,上述情况成立,根据波动规律可知,t 2=0.5时刻,x =8m 处的质点沿y 轴正方向振动
26.
(1)36m/s ,28m/s ;(2)2sin9(cm)y t π=-
(1)在0t =时刻到0.5s t =时刻这段时间内,平衡位置在8m x =处的质点P 共有两次到达波峰,若波沿x 轴正向传播,则0t =时刻质点P 沿y 轴负方向传播,则
190.5s 4
T = 解得
12s 9
T =
波传播的速度 1136m/s v T λ=
=
若波沿x 轴负方向传播,则 25s 4
70.T = 解得
22s 7
T = 波传播的速度
2228m/s v T λ
==
(2)若波沿x 轴正向传播,则质点P 的振动方程
12sin 2sin (cm)2sin 9(cm)y A t t t T πωπ=-=-=-。