题目列表(包括答案和解析)
10.有一种沙漠蝎子既没有眼睛,也没有耳朵.它捕食猎物靠的是一种地震仪式的本领.它有八条腿,趴伏时大致对称地放置在躯体四周(如图所示).不远处的小虫一有骚动,就会在沙面上引起一阵地震波.蝎子从哪只腿先感到地震波就能判断小虫所在的方向,并从P波和S波到达的时间差就可以“算出”小虫到它的距离.方位和距离都知道了,它就能扑上去捕获小虫了.已知P波速度为150m/s,S波速度为50m/s.如果两波到达沙漠蝎子的时间差为3.5×10-3s,则小虫离它的距离多大?
[答案] 26cm
[解析] 从P波和S波到达沙漠蝎子的时间差及其波速即可确定小虫与沙漠蝎子间的距离,根据x=vt,结合题意有:-=Δt,即:-=3.5×10-3,解得:x=0.2625m≈26cm.
9.据研究,在浅水处水波的波速跟水的深度有关,其关系式为v=,式中h为水深,g为重力加速度.如图甲是一个池塘的剖面图,A、B两部分水深不同,乙图是从上向下看的俯视图,看到岸边从P点向外传播的水波波形(小弧形实线代表波峰,虚线代表波谷).沿波的传播方向有一把刻度尺L,若已知A处水深为20cm,求B处的水深.
[答案] 80cm
[解析] 由乙图可知,B处的水波波长λB为A处水波波长λA的2倍且A、B两处的水波频率均等于P点的振动频率f.
由v=fλ,有:==2 而vA=;vB=
得:hB=4hA=80cm.
8.(2009·泰州市第二学期期初联考)位于x=0处的声源从t=0时刻开始振动,振动图象如图所示,已知波在空气中传播的速度为340m/s,则:
(1)该声源振动的位移随时间变化的表达式为________mm.
(2)从声源振动开始经过________s,位于x=68m的观测者开始听到声音.
(3)如果在声源和观测者之间设置一堵长为30m,高为2m,吸音效果良好的墙,观测者能否听到声音,为什么?
[答案] (1)y=4sin250πt (2)0.2 (3)能 见解析
[解析] (1)振动按正弦规律变化,振幅为4mm,周期为8×10-3s,角频率ω=250π,因此振动图象为y=4sin250πt.
(2)波速为340m/s,因此传播68m用时0.2s.
(3)因为声波的波长与障碍物的高度差不多,可以发生明显的衍射现象,所以,观察者能够听到声音.
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.
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