题目列表(包括答案和解析)
8.一列沿x轴正方向传播的横波,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
[解析] 因为横波沿x轴正方向传播,所以选项A错.由图知λ=24m,0.2s=(n+1/4)T,故T=0.8/(4n+1)s,n=0,1,2….又f=1/T,故f=(4n+1)/0.8Hz,n=0,1,2,….v=λ/T=30(4n+1)m/s,n=0,1, 2….故选项C对,B、D错.
[答案] C
7.(2011·石家庄质检)如图所示,沿波的传播方向上有间距均为1m的五个质点,均静止在各自的平衡位置,一列简谐横波以1m/s的速度水平向右传播,t=0时到达质点a,质点a开始由平衡位置向下运动t=3s时质点a第一次到达平衡位置上方的最高点,则下列判断正确的是 ( )
A.质点d是开始振动后的振动周期为4s
B.t=4s时波恰好传到质点e
C.在3s<t<4s这段时间内质点c的速度方向向上
D.质点b开始振动时速度方向向上
6.(2011·保定调研)一列简谐波沿x轴传播,某时刻波的图象如图所示.此时A、B两质点的位移相同,此后A和B分别经过最短时间0.1s和0.7s回到该时刻位置.则( )
A.该波沿x轴负方向传播
B.该波的传播速度为2.5m/s
C.图示时刻A点的速度方向和加速度方向相同
D.图示时刻B点的速度方向和加速度方向相反
[解析] 题图中所示A和B位置都在正方向上,加速度方向均指向y轴负方向,A回到原来位置所用时间为0.1s,B回到原位置所用时间为0.7s,可以看出A先向y轴正方向运动,B先向y轴负方向运动,故C、D错误.由于A正向上运动,根据“平移法”可知此波正向x轴负方向传播,A正确.A和B回到原位置的过程刚好组成一个周期质点的运动,故此波的周期为0.8s,则v===2.5(m/s),B正确.
[答案] AB
5.(2011·天津六校联考)铺设轶轨时,每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙,匀速运行的列车经过轨端接缝处时,车轮就会受到一次冲击.由于每根钢轨长度相等,所以这个冲击力是周期性的,列车受到周期性的冲击做受迫振动,若发生共振,列车是危险的.为了在保证列车安全行驶下提高列车的运行速度,下列措施可行的是 ( )
A.增加钢轨的长度 B.增大列车的固有频率
C.减小钢轨的长度 D.增大列车的固有周期
[解析] 最大运行速度v==lf,所以增加钢轨的长度或增大列车的固有频率,有利于提高列车的运行速度,即AB正确.
[答案] AB
4.(2011·湖北重点中学联考)一列简谐波在均匀介质中沿直线向右以v的速度传播,图中上半部分所示的各质点的平衡位置在同一直线上,间距相等,以质点1从平衡位置开始竖直向上运动起为起始时刻,经过时间t,前13个质点第一次形成如图下半部分所示波形图,则两质点平衡位置的间距d为 ( )
A. B. C. D.
[解析] 由题意可知;各质点的起振方向竖直向上,前13个质点第一次形成如图下半部分所示波形图说明波已经传播了2T,即2T=t①;而该波的波长λ=vT②;由图象可知:λ=8d③.联立①②③得:d=,故D正确.
[答案] D
3.一列简谐横波沿x轴负方向传播,图(甲)是t=1s时的波形图,图(乙)是波中某振动质点位移随时间变化的振动图线(两图用同一时间起点),则图(乙)可能是图(甲)中哪个质点的振动图线 ( )
A.x=0处的质点 B.x=1m处的质点
C.x=2m处的质点 D.x=3m处的质点
[解析] 由题图(乙)知,1s时,质点正经平衡位置向下振动(和邻近的下一个时刻的位移相比较得出).由题图(甲),用“上坡下振”判出:这样的质点为x=0或x=4m处的质点.故答案选A.
[答案] A
2.(2011·广西模拟)关于多普勒效应的叙述,下列说法正确的是 ( )
A.产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化
B.产生多普勒效应的原因是观察者和波源之间发生了相对运动
C.甲乙两列车相向行驶,两车均鸣笛,且所发生的笛声频率相同,乙车中的某旅客听到的甲车笛声频率低于他所听到的乙车笛声频率
D.哈勃太空望远镜发现所接受到的来自于遥远星系上的某种原子光谱,与地球上同种原子的光谱相比较,光谱中各条谱线的波长均变长(称为哈勃红移),这说明该星系正在远离我们而去。
[解析] 由产生多普勒效应的原因可知,A错,B对;观察者和波源靠近,则他所听到的频率变大,故选项C错;由c=λf知波长变长,则频率变小,由多普勒效应,说明该星系正在远离我们而去,故选项D对.
[答案] BD
1.一单摆的摆长l=98cm,在t=0时,正从平衡位置向右运动,取g=9.8m/s2,则当t=1.2s时,下列关于摆球的运动描述,正确的是 ( )
A.正向左做减速运动,加速度正在增加
B.正向左做加速运动,加速度正在减小
C.正向右做减速运动,加速度正在增加
D.正向右做加速运动,加速度正在减小
[解析] 单摆的周期T=2π≈2s,所以摆球在t=1.2s时,正在平衡位置的左边且向左运动之中.故正向左做减速运动,加速度正在增加,即选项A正确.
[答案] A
16.两列横波在x轴上沿相反方向传播,如图15所示,传播速度v=6 m/s,两列波的频率都是f=30 Hz,在t=0时,这两列波分别从左和右刚刚传到S1和S2处,使S1和S2都开始向上做简谐振动,S1的振幅为2 cm,S2的振幅为1 cm,已知质点A与S1、S2的距离分别是S1A=4.25 m,S2A=2.95 m,当两列波在A点相遇时,A点的振幅为多大?
图15
解析:根据v=λf,则
λ== m=0.2 m
S1、S2两波源到A点的波程差
Δx=S1-S2=(4.25-2.95) m=1.3 m
因为是完全相同的波源,
所以Δx若满足半波长的偶数倍,A点振动加强,振幅为两振幅之和;
Δx若满足半波长的奇数倍,A点振动减弱,振幅为两振幅之差,由此判定
=1.3×2/0.2=13.
即满足半波长的奇数倍,A点为振动减弱点,振动振幅为
A=A1-A2=(2-1) cm=1 cm.
答案:1 cm
15.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14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150 m/s,S波速度为50 m/s.如果两波到达沙漠蝎子的时间差为3.5×10-3 s,则小虫离它的距离多大?
图14
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 s,
解得:x=0.2625 m≈26 cm.
答案:26 cm
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