题目列表(包括答案和解析)
1.物体受共点力F1、F2、F3作用而做匀速直线运动,则这三个力可能选取的数值为( )
A.15 N、5 N、6 N B.3 N、6 N、4 N
C.1 N、2 N、10 N D.1 N、6 N、8 N
解析:选B.物体在F1、F2、F3作用下而做匀速直线运动,则三个力的合力必定为零,只有B选项中的三个力的合力可以为零,故选B.
12. (2011·江苏无锡)在某介质中形成一列简谐波,t=0时刻的波形如图
1-2-44中的实线所示.若波向右传播,零时刻刚好传到B点,且再经过0.6 s,P点也开始起振,求:
(1)该列波的周期T;
(2)从t=0时刻起到P点第一次达到波峰时止,O点相对平衡位置的位移y0及其所经过的路程s0各为多少?
解析:由图象可知,λ=2 m,A=2 cm.
当波向右传播时,点B的起振方向竖直向下,包括P点在内的各质点的起振方向均为竖直向下.
(1)波速v== m/s=10 m/s,由v=,得
T==0.2 s.
(2)由t=0至P点第一次到达波峰,经历的时间Δt2=Δt1+T=0.75 s=T,
而t=0时O点的振动方向竖直向上(沿y轴正方向),故经Δt2时间,O点振动到波谷,即:
y0=-2 cm,s0=n·4A=×4A=0.3 m.
答案:(1)0.2 s (2)-2 cm 0.3 m
11. (2011·山东日照)某时刻的波形图如图1-2-43所示,波沿x轴正方向传
播,质点p的坐标x=0.32 m.从此时刻开始计时.
(1)若每间隔最小时间0.4 s重复出现波形图,求波速.
(2)若p点经0.4 s第一次达到正向最大位移,求波速.
(3)若p点经0.4 s到达平衡位置,求波速.
解析:(1)依题意,周期T=0.4 s,波速v== m/s=2 m/s.
(2)波向右传播Δx=0.32 m-0.2 m=0.12 m.p点恰好第一次达到正向最大位移.
波速v== m/s=0.3 m/s.
(3)波向右传播Δx=0.32 m,p点到达平衡位置,由周期性可知波传播的可能距离
Δx=0.32+n(n=0,1,2,3,…)
可能波速v== m/s=(0.8+n)m/s(n=0,1,2,3,…).
答案:(1)2 m/s (2)0.3 m/s (3)(0.8+n)m/s(n=0,1,2,3,…)
10. 如图1-2-42为一列简谐横波在t=0时刻的波的图象,A、B、C
是介质中的三个质点.已知波是沿x轴正方向传播的,波速为
v=20 m/s.请回答下列问题:
(1)判断质点B此时的振动方向;
(2)求出质点A在0-1.65 s内通过的路程及t=1.65 s时刻相对于平衡位置的位移.
解析:(1)因波沿x轴正方向传播,根据波的传播方向与质点振动方向的关系可知质点B此时的振动方向为沿y轴正方向.
(2)由波形图可知该波波长为λ=12 m
根据波速公式v=,可得T==0.6 s
质点在一个周期内通过的路程为4个振幅,即4A,则质点A在0-1.65 s内通过的路程为s=4nA,n===2.75,所以s=11A=11×0.4 cm=4.4 cm,由于t=0时质点A的振动方向沿y轴正方向,故在t=1.65 s时刻质点相对于平衡位置的位移为-0.4 cm.
答案:(1)沿y轴正方向 (2)-0.4 cm
9. 一列简谐横波在某时刻的波形如图1-2-41所示,此时刻质点P的速度
为v,经过0.2 s它的速度大小、方向第一次与v相同,再经过1.0 s它的速度大小、方向第二次与v相同,则波沿________方向传播,波速为________ m/s.
解析:由题意知图示时刻质点P沿y轴正方向运动,根据“上坡下坡”法判断波沿x轴正方向传播.由波形图可知波长为λ=6 m,由题意可得振动周期为T=0.2 s+1.0 s=1.2 s,所以波速为v==5 m/s.
答案:x轴正 5
8. 如图1-2-40所示,a、b是一列横波上的两个质点,它们在x轴上的距离
s=30 m,波沿x轴正方向传播,当a振动到最高点时b恰好经过平衡位置;经过3 s,波传播了30 m,并且a经过平衡位置,b恰好到达最高点,那么
( )
A.这列波的速度一定是10 m/s
B.这列波的周期一定是3 s
C.这列波的波长可能是24 m
D.这列波的频率可能是1.25 Hz
解析:由经过3 s,波传播了30 m,可知波速v== m/s=10 m/s,A正确,由于a点振动到最高点,b恰好在平衡位置,经过3 s,a点在平衡位置,b恰好在最高点,所以a、b间可能有:个或个波形,即λ+nλ=30或λ+nλ=30.
在λ+nλ=30系列解中,n=1时λ=24 m,C正确,而周期的可能解T== s或T= s,在T= s系列解中,n=0时,T=4 s,B错误,当n=3时,T=0.8 s,f=1.25 Hz,D正确.
答案:ACD
7.一列简谐横波沿x轴负方向传播,图1-2-7a是t=1 s时的波形图,图b是某振动质点的位移随时间变化的图象,则图1-2-7b可能是图a中哪个质点的振动图象 ( )
图1-2-7
A.x=0处的质点 B.x=1 m处的质点
C.x=2 m处的质点 D.x=3 m处的质点
解析:由题图b知,t=1 s时,质点的位移为零,振动方向向下,由于波向左传播,故图b应是x=0、x=4 m、x=8 m等处的质点的振动图象,正确选项为A.
答案:A
6. 如图1-2-38所示,沿绳子传播的横波,在绳子上相距2 m的P、Q
两点的振动图象分别如图中实、虚线所示,已知波长大于2 m,则该波的频率、波长、波速和传播方向分别是 ( )
A.f=2 Hz B.λ=4 m
C.v=8 m/s D.一定由P→Q
解析:由题图中看出质点振动的周期T=0.5 s,故波的频率f==2 Hz,选项A对.由于P、Q两质点振动反相,故它们之间的距离为λ,由于波长大于它们之间的距离,即n只能取零,即λ=2 m,故λ= 4 m,选项B正确,由v=λf,知v=4×2 m/s=8 m/s,选项C对.无法确定波的传播方向,选项D错.选项A、B、C正确.
答案:ABC
5.如图1-2-37所示,实线和虚线分别为某种波在t时刻和t+Δt时刻的波形曲线.B和C是横坐标分别为d和3d的两个质点.下列说法中正确的是 ( )
图1-2-37
A.任一时刻,如果质点B向上运动,则质点C一定向下运动
B.任一时刻,如果质点B的速度为零,则质点C的速度也为零
C.如果波是向右传播的,则波的周期可能为Δt
D.如果波是向左传播的,则波的周期可能为Δt
解析:由波动图象可判定B、C两质点振动方向不一定同时改变.故A、B错.该波的波长为3d,当波向右传播时,有v·Δt=3nd+,其中v=,所以周期T=,当n=1时,T=Δt,C对.同理,波向左传播时,T=,故D错.
答案:C
4. 在坐标原点处有一质点O做简谐振动,它形成沿x轴传播的简谐横
波,波长为16 m,在其右侧相距4 m处的质点P的振动图象如图
1-2-36所示,使用与P质点相同的计时起点,那么当t=5 s时的波动图象是下图中的 ( )
解析:由振动图象可知,t=5 s时,质点P正经过平衡位置向上运动.比较波形图中距离O点右侧面4 m处的质点,A、B波形图中该处质点并不在平衡位置上,故A、B错;D图中4 m处质点经过平衡位置向下运动,D项错.
答案:C
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