5.(08重庆理综21)一列简谐横波沿直线由a向b传播,相距10.5 m的a、b两处的质
点振动图象如图中a、b所示,则 ( )
A.该波的振幅可能是20 cm B.该波的波长可能是8.4 m?
C.该波的波速可能是10.5 m/s D.该波由a传播到b可能历时7 s?
答案 D?
解析 由图知振幅A=10 cm;(n+)λ=10.5,则不论n取任何非负数都不可能得到8.4 m,B不对;由图可以看出T=4 s,v===,显然波速不可能是10.5 m/s.由图象分析可知,经历时间可能为t=(1+)T.所以可能为7 s.
4.(08北京理综16)在介质中有一沿水平方向传播的简谐横波.一质点由平衡位置竖直向上运动,经0.1 s到达最大位移处,在这段时间内波传播了0.5 m.则这列波 ( )
?A.周期是0.2 s B.波长是0.5 m? C.波速是2 m/s D.经1.6 s传播了8 m 答案 D?
解析 波速v= m/s=5 m/s,故选项C错误;质点由平衡位置开始运动,经0.1 s达到最大位移处,则nT+=0.1 s或nT+T=0.1 s,即T= s或T= s(n=0,1,2,……),故选项A错误;波长λ=v·T,则λ= m或λ= m(n=0,1,2,……),故选项B错误;1.6 s内波传播距离x=v·t=5×1.6 m=8 m,故选项D正确.
3.(08宁夏理综32)下列关于简谐振动和简谐机械波的说法正确的是 ( )
A.弹簧振子的周期与振幅有关
B.横波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定
C.在波传播方向上的某个质点的振动速度就是波的传播速度
D.单位时间内经过介质中一点的完全波的个数就是这列简谐波的频率
答案 BD
解析 简谐运动的周期T=2π与振幅无关,A错.波速取决于介质,B对.各质点并不随波迁移,做简谐运动的质点速度周期性变化,不是波速, C错.单位时间内通过某质点的完全波个数即单位时间内全振动的次数,D对.
2.(08全国Ⅱ17)一列简谐横波沿x轴正方向传播,振幅为A.t=0时,平衡位置在x=0处的质元位于y=0处,且向y轴负方向运动;此时,平衡位置在x=0.15 m处的质元位于y=A处.该波的波长可能等于 ( )
A.0.60 m B.0.20 m? C.0.12 m D.0.086 m?
答案?AC?
解析 由已知条件可写出已知距离与波长的关系式:
Δx=(+n)λ,其中n=0,1,2…
Δx=0.15-0=0.15 m
所以,λ1=0.60 m,λ2=0.12 m,λ3=0.067 m.
1.(08全国Ⅰ16)一列简谐横波沿x轴传播,周期为T.t=0时刻的波形如图所
示.此时平衡位置位于x=3 m处的质点正在向上运动,若a、b两质点平衡位
置的坐标分别为xa=2.5 m,xb=5.5 m,则 ( )
A.当a质点处在波峰时,b质点恰在波谷
B.t=T/4时,a质点正在向y轴负方向运动
C.t=3T/4时,b质点正在向y轴负方向运动
D.在某一时刻,a、b两质点的位移和速度可能相同
答案 C
解析 a、b两质点的平衡位置间的距离为Δx=xb-xa=5.5 m-2.5 m=3 m,从波的图象可知:λ=4 m,所以
Δx= λ.若Δx=(n+)λ且n=0,1,2,3…时两质点的振动反相,故A项错.由x=3 m处的质点在t=0时刻的速度方向可判断出波速方向为-x方向,此时质点a、b的速度方向分别为+y、-y方向,可知B错,C对.若Δx=nλ且n=1,2,3…时两个质点的振动同相,故D错.
16.(09·海南物理·18)有一种示波器可以同时显示两列波形。对于这两列波,显示屏上横向每格代表的时间间隔相同。利用此中示波器可以测量液体中的声速,实验装置的一部分如图1所示:管内盛满液体,音频信号发生器所产生的脉冲信号由置于液体内的发射器发出,被接受器所接受。图2为示波器的显示屏。屏上所显示的上、下两列波形分别为发射信号与接受信号。若已知发射的脉冲信号频率为,发射器与接收器的距离为,求管内液体中的声速。(已知所测声速应在1300~1600m/s之间,结果保留两位有效数字。)
解析:设脉冲信号的周期为T,从显示的波形可以看出,图2中横向每一分度(即两条长竖线间的距离)所表示的时间间隔为
其中
对比图2中上、下两列波形,可知信号在液体中从发射器传播只接受器所用的时间为
其中,
液体中的声速为
联立①②③④式,代入已知条件并考虑到所测声速应在1300-1600之间,得
2008年高考题
15.(09·山东物理·37)(1)图1为一简谐波在t=0时,对的波形图,介质中的质点P做简谐运动的表达式为y=4sin5xl,求该波的速度,并指出t=0.3s时的波形图(至少画出一个波长)
解析:(1)由简谐运动的表达式可知,t=0时刻指点P向上运动,故波沿x轴正方向传播。由波形图读出波长,,由波速公式,联立以上两式代入数据可得。t=0.3s时的波形图如图所示。
考点:简谐运动、简谐波
14.(09·江苏物理·12.B)(4分)(2)在时刻,质点A开始做简谐运动,其振动图象如图乙所示。质点A振动的周期是 s;时,质点A的运动沿轴的 方向(填“正”或“负”);质点B在波动的传播方向上与A相距16m,已知波的传播速度为2m/s,在时,质点B偏离平衡位置的位移是 cm。
答案:B.(2)4 正 10
解析:(2)振动图象和波形图比较容易混淆,而导致出错,在读图是一定要注意横纵坐标的物理意义,以避免出错。题图为波的振动图象,图象可知周期为4s,波源的起振方向与波头的振动方向相同且向上,t=6s时质点在平衡位置向下振动,故8s时质点在平衡位置向上振动;波传播到B点,需要时间s=8s,故时,质点又振动了1s(个周期),处于正向最大位移处,位移为10cm.。
13.(09·宁夏物理·35)(1)某振动系统的固有频率为fo ,在周期性驱动力的作用下做受迫振动,驱动力的频率为f 。若驱动力的振幅保持不变,下列说法正确的是_______(填入选项前的字母,有填错的不得分)
A.当f < f0时,该振动系统的振幅随f增大而减小
B.当f > f0时,该振动系统的振幅随f减小而增大
C.该振动系统的振动稳定后,振动的频率等于f0
D.该振动系统的振动稳定后,振动的频率等于f
答案:BD
12.(09·广东物理·14)(2)图为声波干涉演示仪的原理图。两个U形管A和B套在一起,A管两侧各有一小孔。声波从左侧小孔传入管内,被分成两列频率 的波。当声波分别通过A、B传播到右侧小孔时,若两列波传播的路程相差半个波长,则此处声波的振幅 ;若传播的路程相差一个波长,则此处声波的振幅 。
答案:(2)相等,等于零,等于原振幅的二倍。
解析:(2)声波从左侧小孔传入管内向上向下分别形成两列频率相同的波,若两列波传播的路程相差半个波长,则振动相消,所以此处振幅为零,若传播的路程相差一个波长,振动加强,则此处声波的振幅为原振幅的二倍。
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