题目列表(包括答案和解析)
7.一列简谐横波,沿x轴正向传播,位于原点的质点的振动图象如图(甲)所示.
①该振动的振幅是________cm;②振动的周期是________s;③在t等于周期时,位于原点的质点离开平衡位置的位移是________cm.图(乙)为该波在某一时刻的波形图,A点位于x=0.5m处.④该波的传播速度是________m/s;⑤经过周期后,A点离开平衡位置的位移是________cm.
[答案] ①8 ②0.2 ③0 ④10 ⑤-8
[解析] 由振动图象可以看出该振动的振幅为8cm,振动周期为0.2s,在t=周期时,原点的质点刚好回到平衡位置,因而位移为零.由(乙)可以看出,该波的波长为2m,则波速v==m/s=10m/s.经过周期后,A点刚好到达负的最大位移处,因而位移为-8cm.
6.(2009·南充市高第一次高考适应性考测)一列简谐横波沿x轴负方向传播,周期为0.2s,某时刻波形如图所示,介质中质点a、b的平衡位置距原点O的距离分别是8cm和16cm,则该时刻有 ( )
A.a质点正在沿y轴的正方向运动
B.b质点的加速度方向沿y轴的正方向
C.该波的波速为1m/s,故经t=0.08s,b质点将向x轴负方向运动0.08m的距离
D.从该时刻起,第一次质点a的运动状态与该时刻质点b的运动状态相同时,所经历的时间为t=0.08s
[答案] AD
[解析] 简谐横波沿x轴负方向传播,根据逆向走坡法可知,a质点正在沿y轴的正方向运动,A正确,b质点的加速度方向指向平衡位置,沿y轴负方向,B错误;从图上看出波长为20cm,周期为0.2s,因此波速为1m/s,但质点b不会沿x轴运动,C错误;从该时刻起,质点a的运动状态与该时刻质点b的运动状态相同时,波形沿-x方向移动8cm,需要时间0.08s,D正确.
5.(2009·甘肃省天水一中高三调研)一列沿x轴正方向传播的简谐横波,t=0时刻的波形如图中实线所示,t=0.2s时刻的波形如图中的虚线所示,则 ( )
A.质点P的运动方向向右
B.波的周期可能为0.27s
C.波的频率可能为1.25Hz
D.波的传播速度可能为20m/s
[答案] C
[解析] 质点P不可能沿波的传播方向移动,A错误;波沿x轴正方向传播,由两个时刻的波形可知,0.2s=(k+1/4)T,显然,将0.27s代入,k不可能为非负整数,B错误;频率1.25Hz,对应的周期为0.8s,代入上式可得k=0,因此C正确;波速v=m/s,将20m/s代入,k不可能为非负整数,D错误.
4.(2009·苏北十校联考)如图所示,一简谐横波在x轴上传播,轴上a、b两点相距12m.t=0时a点为波峰,b点为波谷,t=0.5s时a点为波谷,b点为波峰,则下列判断中正确的是( )
A.波一定沿x轴正方向传播
B.波长可能是8m
C.周期可能是0.5s
D.波速可能是24m/s
[答案] BD
[解析] 波沿哪个方向传播不能确定,由题意可知,a、b间的距离应为半波长的奇数倍,因此B正确;0.5s时间间隔应为半个周期的奇数倍,C错误;波速v=(k、m为非负整数),当k、m取值相同时,波速为24m/s,D正确.
3.(2009·安徽省皖南八校高三第二次联考)水平放置的弹性长绳上有一系列均匀分布的质点1、2、3、…,先使质点1沿着竖直方向做简谐运动,振动将沿绳向右传播,从质点1经过平衡位置向上运动的时刻开始计时,当振动传播到质点13时,质点1恰好完成一次全振动.此时质点10的加速度 ( )
A.为零 B.为最大值
C.方向竖直向上 D.方向竖直向下
[答案] BD
[解析] 质点1经过平衡位置向上运动的时刻开始计时,当振动传播到质点13时,质点1恰好完成一次全振动,说明1到13点间有一个完整的波形,由波的传播方向与质点的振动方向可知,质点4处在波谷,质点10在波峰,此时质点10的加速度最大,方向竖直向下.
2.(2009·陈经纶中学高三调研)如图所示为某时刻从O点同时发出的两列简谐横波在同一介质中沿相同方向传播的波形图,P点在甲波最大位移处,Q点在乙波最大位移处,下列说法中正确的是 ( )
A.两列波传播相同距离时,乙波所用的时间比甲波的短
B.P点比Q点先回到平衡位置
C.在P质点完成20次全振动的时间内Q质点可完成30次全振动
D.甲波和乙波在空间相遇处会产生稳定的干涉图样
[答案] C
[解析] 两列波在同一介质中传播速度相同,因此传播相同的距离用时相等,A错误;由图象可知,甲波波长是乙波长的1.5倍,由T=可知,其周期是乙波周期的1.5倍,P点比Q点回到平衡位置用时多,B错误;在P质点完成20次全振动的时间内Q质点可完成30次全振动,C正确;由于周期不同,频率不同,因此甲波和乙波在空间相遇处不会产生稳定的干涉图样,D错误.
1.2009年3月1日下午4时13分10秒,“嫦娥一号”卫星在北京航天飞行控制中心科技人员精确控制下,准确落于预定撞击点.撞月时可产生的现象有 ( )
A.碰撞会产生大火球 B.四处飞溅的碎片
C.腾空而起的蘑菇云 D.可听到爆炸声
[答案] ABC
[解析] 因为月球上没有传播声波的“媒介”--空气.故不选D.
13.(1)(同时的相对性)一列火车以速度v匀速行驶,车头、车尾各有一盏灯,某时刻路基上的人看见两灯同时亮了,那么车厢顶上的人看见的情况是什么呢?
(2)(长度的相对性)一张宣传画是边长为5m的正方形,一高速列车以2×108m/s速度接近此宣传画,在司机看来,这张宣传画是什么样子?
(3)(时间间隔的相对性)远方的一颗星以0.8c的速度离开地球,测得它辐射出来的闪光按5昼夜的周期变化,求在此星球上测其闪光周期为多大?
[答案] (1)车头的灯先亮 (2)3.7×5m2的画 (3)3昼夜
[解析] (1)车头的灯先亮.
(2)l=l′=5×m=3.7m,在垂直运动方向没有相对性,所以看到的是一张3.7×5m2的宣传画.
(3)因为Δt=,所以Δt′=Δt·
Δt=5昼夜 v=0.8c
所以Δt′=5×=3昼夜.
12.如右图所示为伦琴射线管示意图,K为阴极钨丝,发射的电子初速度为零,A为对阴极(阳极),当A、K之间加直流电压U=30kV时,电子被加速打在对阴极A上,使之发出X射线,设电子的动能全部转化为伦琴射线(X射线)的能量.求:
(1)电子到达对阴极的速度多大?
(2)如果对阴极每吸收一个电子放出一个X射线光子,则当A、K之间的电流为10mA时,每秒钟从对阴极最多辐射出多少个X射线光子?(电子质量m=0.91×10-30kg,电荷量e=1.6×10-19C)
[答案] (1)1.0×108m/s (2)6.25×1016个
[解析] (1)由动能定理,得:mv2=eU
则v==m/s
=1.0×108m/s
(2)n==个=6.25×1016个.
11.某地的雷达站正在跟踪一架向雷达站匀速飞行的飞机.设某一时刻从雷达站发出电磁波后到再接收到反射波历时200μs,经4s后又发出一个电磁波,雷达站从发出电磁波到再接收到反射波历时186μs,则该飞机的飞行速度多大?
[答案] 525m/s
[解析] 由电磁波发射到接收到反射波历时200μs,
可算出此时飞机距雷达站的距离为:
L1=m=3.0×104m.
经4s后,飞机距雷达站的距离为:
L2=m=2.79×104m.
在这4s时间内飞机飞过的路程为:
x=L1-L2=0.21×104m.
故飞机飞行的速度为:
v==m/s=525m/s.
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