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。
11.(09·上海物理·12)弹性绳沿x轴放置,左端位于坐标原点,用手握住绳的左端,当t=0时使其开始沿y
轴做振幅为8cm的简谐振动,在t=0.25s时,绳上形成如图所示的波形,则该波的波速为___________cm/s,t=___________时,位于x2=45cm的质点N恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置。
答案:20,2.75
解析:由图可知,这列简谐波的波长为20cm,周期T=0.25s×4=1s,所以该波的波速;从t=0时刻开始到N质点开始振动需要时间,在振动到沿y轴正向通过平衡位置需要再经过,所以当t=(2.25+0.5)s=2.75s,质点N恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置。
10.(09·浙江·21)一列波长大于1m的横波沿着轴正方向传播,处在和的两质点、的振动图像如图所示。由此可知 ( A )
A.波长为m
B.波速为
C.末、两质点的位移相同
D.末点的振动速度大于点的振 动速度
解析:,由于波沿x正方向传播,所以A先振动,又由于波长大于1m,所以,所以,,A对,波速,B错;由振动图像知,在3s末,、两质点的位移不相同,C错;1s末A点速度为零,B点速度最大,D错。
9.(09·福建·17)图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图,P是平衡位置为x=1 m处的质点,Q是平衡位置为x=4 m处的质点,图乙为质点Q的振动图象,则 ( AB )
A.t=0.15s时,质点Q的加速度达到正向最大
B.t=0.15s时,质点P的运动方向沿y轴负方向
C.从t=0.10s到t=0.25s,该波沿x轴正方向传播了6 m
D.从t=0.10s到t=0.25s,质点P通过的路程为30 cm
解析:由y-t图像知,周期T=0.2s,且在t=0.1sQ点在平衡位置沿y负方向运动,可以推断波没x负方向传播,所以C错;
从t=0.10s到t=0.15s时,Δt=0.05s=T/4,质点Q从图甲所示的位置振动T/4到达负最大位移处,又加速度方向与位移方向相反,大小与位移的大小成正比,所以此时Q的加速度达到正向最大,而P点从图甲所示位置运动T/4时正在由正最大位移处向平衡位置运动的途中,速度沿y轴负方向,所以A、B都对;
振动的质点在t=1T内,质点运动的路程为4A;t=T/2,质点运动的路程为2A;但t=T/4,质点运动的路程不一定是1A;t=3T/4,质点运动的路程也不一定是3A。本题中从t=0.10s到t=0.25s内,Δt=0.15s=3T/4,P点的起始位置既不是平衡位置,又不是最大位移处,所以在3T/4时间内的路程不是30cm。
8.(09·四川·19)图示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波,实线为t=0时刻的波形图,虚线为t=0.6 s时的波形图,波的周期T>0.6 s,则 ( D )
A.波的周期为2.4 s
B.在t=0.9s时,P点沿y轴正方向运动
C.经过0.4s,P点经过的路程为4m
D.在t=0.5s时,Q点到达波峰位置
解析:根据题意应用平移法可知T=0.6s,解得T=0.8s,A错;由图可知振幅A=0.2m、波长λ=8m。t=0.9s=1T,此时P点沿y轴负方向运动,B错;0.4s=T,运动路程为2A=0.4m,C错; t=0.5s=T=T+T,波形图中Q正在向下振动,从平衡位置向下振动了T,经T到波谷,再过T到波峰,D对。
7.(09·重庆·1 5)同一音叉发出的声波同时在水和空气中传播,某时刻的波形曲线见图,以下说法正确的是( A )
A.声波在水中波长较大,b是水中声波的波形曲线。
B.声波在空气中波长较大,b是空气中声波的波形曲线
C.水中质点振动频率较高,a是水中声波的波形曲线
D.空气中质点振动频率较高,a是空气中声波的波形曲线
6.(09·天津·8)某质点做简谐运动,其位移随时间变化的关系式为
x=Asin,则质点 ( AD )
A.第1 s末与第3 s末的位移相同
B.第1 s末与第3 s末的速度相同
C.3 s末至5 s末的位移方向都相同
D.3 s末至5 s末的速度方向都相同
解析:由关系式可知,,将t=1s和t=3s代入关系式中求得两时刻位移相同,A对;画出对应的位移-时间图像,由图像可以看出,第1s末和第3s末的速度方向不同,B错;仍由图像可知,3s末至5s末的位移大小相同,方向相反,而速度是大小相同,方向也相同。故C错、D对。
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