内容正文:
“四翼”检测评价(十二) 波的描述
A组—重基础·体现综合
1.简谐横波某时刻的波形如图所示,P为介质中的一个质点,以下说法正确的是( )
A.若波沿x轴正方向传播,则P质点此时刻速度沿x轴正方向
B.若波沿x轴正方向传播,则P质点此时刻加速度沿y轴正方向
C.再过个周期,质点P的位移为负值
D.经过一个周期,质点P通过的路程为4A
解析:选D 横波中,质点振动方向与波的传播方向应垂直,故A错误;质点加速度的方向一定指向平衡位置,故B错误;由于不知道波的传播方向,则无法判断个周期后质点P的位置,故C错误;经过一个周期,质点P通过的路程为s=4A,故D正确。
2.如图是一列简谐横波在某时刻的波形图,已知图中b位置的质点起振时间比a位置的质点晚0.5 s,b和c之间的距离是5 m,则此列波的波长和频率分别为( )
A.5 m,1 Hz B.10 m,2 Hz
C.5 m,2 Hz D.10 m,1 Hz
解析:选A 从波动图像可以看出,波长λ=5 m,b点比a点的起振时间晚0.5 s,则波速v== m/s=5 m/s,所以T==1 s,f==1 Hz。
3.(多选)如下的四个图中,用水平箭头表示波的传播方向,用竖直箭头表示质点的振动方向,则正确的波形图是( )
解析:选BC 由“同侧法”可知,表示波的传播方向与质点振动方向的两个箭头在曲线的同侧,正确的是B、C项。
4.(2023·武汉高二检测)一频率为5 Hz的振源O做简谐运动时形成的水波如图所示。已知该波的波速为1 m/s,到振源O的距离为0.75 m和1.2 m处分别有一片可看成质点的小树叶P和Q,则下列说法正确的是( )
A.两片树叶的起振方向相反
B.水波的波长为0.2 m
C.Q的起振时刻比P的晚半个周期
D.当Q在波谷时,P恰好到波峰
解析:选B 两片树叶可看作是水波上的两个质点,它们的起振方向均与波源的起振方向相同,故A错误;已知波速为v=1 m/s,周期T==0.2 s,则水波的波长为λ=vT=0.2 m,故B正确;P、Q到波源的距离之差为Δx=(1.2-0.75)m=0.45 m=λ,故Q的起振时刻比P的晚个周期,当Q在波谷时,P恰好到平衡位置,故C、D错误。
5.如图所示为一简谐横波在某一时刻的波形图,已知此时质点A正向上运动,如图中箭头所示,由此可断定此横波( )
A.向右传播,且此时质点B正向上运动
B.向右传播,且此时质点C正向下运动
C.向左传播,且此时质点D正向上运动
D.向左传播,且此时质点E正向下运动
解析:选C 质点A正向上运动,则可断定波向左传播,质点B、C正向下运动,质点D、E正向上运动,故C正确,A、B、D错误。
6.(多选)关于如图所示的波形图,下列说法中正确的是( )
A.此列波的振幅是0.1 m
B.x=15 cm处质点的位移是0.1 m
C.若质点A的速度沿y轴正方向,则质点B的速度也沿y轴正方向
D.质点A的加速度沿y轴负方向,而质点B、C的加速度沿y轴正方向
解析:选ACD 从波的图像上可以直接读出振幅为0.1 m,x=15 cm处质点离开平衡位置的位移为-0.1 m,A正确,B错误;各质点加速度的方向总是指向平衡位置,大小为a=-,D正确;由于A、B两质点在此时刻都在同一“坡”上,根据“上下坡”法可以判断C正确。
7.(多选)如图所示,S是x轴上的上、下振动的波源,振动频率为10 Hz。激起的横波沿x轴左右传播,波速为20 m/s。质点A、B到S的距离分别为xA=36.8 m,xB=17.2 m,且都已经开始振动。若此时刻波源S正通过平衡位置向上振动,则该时刻( )
A.B位于x轴上方,运动方向向下
B.B位于x轴下方,运动方向向上
C.A位于x轴上方,运动方向向上
D.A位于x轴下方,运动方向向下
解析:选AD 由v=λf,可得λ== m=2 m,xB=17.2 m=8 λ,去整8λ,留λ,B的振动状态应与跟波源S相距λ的B′相同(如图所示),由此可判断B点在x轴上方,运动方向向下;xA=36.8 m=18λ,去整18λ,留λ。由于λ<λ<λ,所以A点在x轴下方,运动方向向下,故A、D正确。
8.(2022·广东高考)如图所示,某同学握住软绳的一端周期性上下抖动,在绳上激发了一列简谐波。从图示时刻开始计时,经过半个周期,绳上M处的质点将运动至__________(选填“N”“P”或“Q”)处。加快抖动,波的频率增大,波速________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
解析:在简谐波的传播过程中,介质中的质点只能在平衡位置两侧做简谐运动,在图示时刻,质点M位于波峰处,则经过半个周期,M将振动到波谷处,即图中的P点处。由于波速由介质决定,与频率无关,故加快抖动,波速不变。
答案:P 不变
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