内容正文:
凤城高中2023级高二下学期第一次物理检测卷
一、单选题
1. 如图所示,小球在光滑的圆槽内做简谐振动,小球的半径很小,可将小球视为质点,为了使小球的振动周期变为原来的2倍,可采取的方法是( )
A. 使小球的质量减小为原来的一半
B. 使小球的振幅增大为原来的2倍
C. 使小球通过平衡位置的速度增大为原来的2倍
D. 将圆槽半径变为原来的4倍
2. 有一弹簧振子做简谐运动,则( )
A. 加速度最大时,速度最大
B. 速度最大时,位移最大
C. 位移最大时,回复力最大
D. 回复力最大时,加速度不一定最大
3. 关于简谐运动,下列说法中正确的是( )
A. 回复力总是指向平衡位置
B. 物体在平衡位置受到的合力一定为零
C. 加速度和速度方向总跟位移的方向相反
D. 做简谐运动的物体如果位移越来越小,则加速度越来越小,速度也越来越小
4. 图(a)为一列简谐横波在t=2s时的波形图,图(b)为介质中平衡位置在x=1.5m处的质点的振动图像,P是平衡位置是x=2m的质点,下列说法正确的是( )
A. 波速为2m/s
B. 波的传播方向向右
C. 0~2s时间内,P运动的路程为8cm
D. 当t=7s时,P恰好到波谷位置
5. 弹簧振子的平衡位置记为O点,小球在A、B间做简谐运动,如图甲所示;它的振动图像如图乙所示,取向右为正方向。下列说法正确的是( )
A. 在0.1s末小球的速度方向是
B. 在0~0.2s内,小球的动能和弹簧的弹性势能均变大
C. 小球在0.1s末和0.3s末的速度相同,加速度不相同
D. 小球在0~4s内的路程是80cm
6. 如图表示同一种均匀介质中两列频率相同、振幅不同的波在某时刻叠加的情况,图中实线表示波峰,虚线表示波谷,则下列说法正确的是( )
A. a、c两点连线上所有点均为振动加强点
B. b、d两点连线上所有点均为振动减弱点
C. 该时刻b点和d点的位移相同
D. 周期后,点的位移比d点大
7. 一列简谐波沿x轴正方向传播,传播速度为10m/s,t=0时刻的波形图如图所示,下列说法正确的是( )
A. t=0时刻x=0.6m处的质点振动方向沿y轴负方向
B. 在0到0.06s时间内x=0.2m处的质点运动的路程为0.4m
C. x=0.lm处质点的振动方程为
D. 当x=3.3m处质点位于波峰时,x=0.3m处质点恰好位于平衡位置
8. 图中三条曲线分别表示简谐振动中的位移,速度,和加速度,下列说法中哪一个是正确的( )
A. 曲线3,2,1分别表示,,曲线
B. 曲线2,1,3分别表示,,曲线
C. 曲线1,3,2分别表示,,曲线
D. 曲线1,2,3分别表示,,曲线
二、多选题
9. 如图所示为弹簧振子P在内的振动图像,从开始( )
A. 再过,该振子的位移是正的最大
B. 再过,该振子的速度方向沿正方向
C. 再过,该振子的加速度方向沿正方向
D. 再过,该振子的加速度最大
10. 一列沿x轴传播的简谐横波,时刻的部分波形,如图所示,质点M、P的平衡位置的坐标分别为和。已知质点P在时首次返回平衡位置,质点M首次返回平衡位置的时间早于质点P,则下列说法中正确的是( )
A. 该波沿x轴负方向传播
B. 该波的传播速度为2m/s
C. 时,质点M位于波峰
D. 时刻,质点M与质点P速度大小之比为
11. 如图所示,一劲度系数为的竖直轻弹簧下端固定,上端栓接质量为的水平木板,木板上再放一质量也为的小物块,静止时位置如图所示。现对施加一竖直向上、大小为的恒力,已知重力加速度大小为,不计空气阻力,则( )
A. 刚施加力时,对的压力大小为
B. 运动到最高点时、分离
C. 运动到最高点时弹簧的弹力大小为
D. 从静止时位置到第一次速度最大的位置间的距离是
12. 一平面简谐横波以速度v=2m/s沿x轴负方向传播,t=0时刻的波形图如图所示。介质中平衡位置在坐标原点的质点P在t=0时刻的位移,以下说法正确的是( )
A. 该波的波长为8m
B. 该波的周期为6s
C. t=1s时,质点P向上运动
D. 第1s内,质点P通过的路程为
三、实验题
13. 某同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验中,先测得摆线长78.50cm,摆球直径2.0cm。然后将一个力电传感器接到计算机上,实验中测量快速变化的力,悬线上拉力F的大小随时间t的变化曲线如图所示。
(1)该摆摆长为________cm;
(2)该摆摆动周期为________s;
(3)如果测得g值偏小,可能原因是( )
A.测摆线长时摆线拉得过紧
B.摆线上端悬点未固定好,摆动中出现松动
C.计算摆长时,忘记了加小球半径
D.读单摆周期时,读数偏大
(4)测得当地重力加速度g的值为________m/s2。(三位有效数字)
14. 某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下的操作:
(1)用游标尺上有10个小格的游标卡尺测量摆球的直径如图甲所示,可读出摆球的直径为______ cm。把摆球用细线悬挂在铁架台上,测量摆线长,通过计算得到摆长L。
(2)用秒表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为n=1,单摆每经过最低点记一次数,当数到n=60时秒表的示数如图乙所示,该单摆的周期是T=______ s(结果保留3位有效数字)。
(3)测量出多组周期T、摆长L的数值后,画出T2-L图线如图丙,此图线斜率的物理意义是( )
A. g B. C. D.
(4)在(3)中,描点时若误将摆线长当作摆长,那么画出的直线将不通过原点,由图线斜率得到的重力加速度与原来相比,其大小( )
A. 偏大 B. 偏小 C. 不变 D. 都有可能
四、解答题
15. 在均匀介质中,波源位于O点的简谐横波在Oxy水平面内传播,波面为圆。t=0时刻,波面分布如图甲所示,其中实线表示波峰,虚线表示相邻的波谷(图中只画出了一个波谷和一个波峰)。B处质点的振动图像如图乙所示,z轴正方向竖直向上。试求:
(1)该波从B点传播到D点所需的时间;
(2)t=8s时,E处质点的位移。
16. 如图所示,一列简谐横波在沿x轴方向传播的过程中,波形由实线变为虚线用时Δt=0.5s,假设该列波的周期为T,并且满足3T<Δt<4T。
①求此列波传播速度的可能值。
②如果没有3T<Δt<4T的限制,且波的传播速度为v=74 m/s,判断此列波的传播方向。
17. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波,在t=0时刻波刚好传播到x=6 m处的质点A,如图所示,已知波的传播速度为48 m/s.请回答下列问题:
(1)横波的周期T
(2)从图示时刻起再经过多长时间质点B第一次处于波峰;
(3)写出从图示时刻起质点A的振动方程.
18. 在一列沿水平直线传播的简谐横波上,有相距0.4 m的B、C两质点,t1=0时,B、C两质点的位移为正的最大值,而且B、C间只有一个波谷。当t2 =0.1s时,B、C两质点的位置刚好在各自的平衡位置,并且这时B、C间呈现一个波峰一个波谷,波谷到B点的距离为波长的四分之一、求:
(1)该简谐横波的周期、波速各为多少?
(2)若波速为27 m/s,确定波的传播方向;若振幅为A,则以t2时刻为计时起点,写出质点C的振动方程。
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凤城高中2023级高二下学期第一次物理检测卷
一、单选题
1. 如图所示,小球在光滑的圆槽内做简谐振动,小球的半径很小,可将小球视为质点,为了使小球的振动周期变为原来的2倍,可采取的方法是( )
A. 使小球的质量减小为原来的一半
B. 使小球的振幅增大为原来的2倍
C. 使小球通过平衡位置的速度增大为原来的2倍
D. 将圆槽半径变为原来的4倍
【答案】D
【解析】
【详解】小球在光滑的圆槽内做简谐振动,可看作单摆,根据单摆的周期公式
可得小球在光滑的圆槽内做简谐振动时的周期为
由上式可得,小球的质量和振幅,以及通过平衡位置的速度均与周期无关,故ABC错误;将圆槽半径变为原来的4倍,周期变为原来的2倍,故D正确。
故选D。
2. 有一弹簧振子做简谐运动,则( )
A. 加速度最大时,速度最大
B. 速度最大时,位移最大
C. 位移最大时,回复力最大
D. 回复力最大时,加速度不一定最大
【答案】C
【解析】
【详解】C.根据回复力公式可知,位移最大时,回复力最大,故C正确;
D.根据牛顿第二定律可得,回复力最大,加速度最大,故D错误;
AB.加速度最大时,位移最大,速度最小,故AB错误;
故选C。
3. 关于简谐运动,下列说法中正确的是( )
A. 回复力总是指向平衡位置
B. 物体在平衡位置受到的合力一定为零
C. 加速度和速度方向总跟位移的方向相反
D. 做简谐运动的物体如果位移越来越小,则加速度越来越小,速度也越来越小
【答案】A
【解析】
【详解】A项:简谐运动中,回复力总是指向平衡位置,大小为F=-kx,故A正确;
B项:物体通过平衡位置时回复力为零,合外力不一定为零,如单摆做简谐运动经过平衡位置时,合外力不为零,故B错误;
C项:加速度与位移关系为:,加速度的方向与位移方向相反;但速度的方向有时与位移方向相反或相同,故C错误;
D项:加速度与位移关系为:可知,位移越来越小,加速度越来越小,速度越来越大,故D错误.
4. 图(a)为一列简谐横波在t=2s时的波形图,图(b)为介质中平衡位置在x=1.5m处的质点的振动图像,P是平衡位置是x=2m的质点,下列说法正确的是( )
A. 波速为2m/s
B. 波的传播方向向右
C. 0~2s时间内,P运动的路程为8cm
D. 当t=7s时,P恰好到波谷位置
【答案】C
【解析】
【详解】A.波长λ=2m,周期T=4s可知波速为
选项A错误;
B.由图像可知, t=2s时平衡位置在x=1.5m处的质点向下振动,可知波的传播方向向左,选项B错误;
C.因2s=0.5T可知,0~2s时间内,P运动的路程为
s=2A=8cm
选项C正确;
D.因t=2s时平衡位置在x=2m的质点P在波谷;当t=7s时,即再经过5s=T,平衡位置在x=2m的质点P在平衡位置,选项D错误。
故选C。
5. 弹簧振子的平衡位置记为O点,小球在A、B间做简谐运动,如图甲所示;它的振动图像如图乙所示,取向右为正方向。下列说法正确的是( )
A. 在0.1s末小球的速度方向是
B. 在0~0.2s内,小球的动能和弹簧的弹性势能均变大
C. 小球在0.1s末和0.3s末的速度相同,加速度不相同
D. 小球在0~4s内的路程是80cm
【答案】C
【解析】
【详解】A.在0.1s末小球的速度方向是,故A错误;
B.在0~0.2s内,弹簧振子从B点向平衡位置O运动,速度变大,动能变大,弹性势能变小,故B错误;
C.结合图像斜率可知小球在0.1s末和0.3s末的速度相同,但此时小球位移为相反数,受力大小相等方向相反,则加速度大小相等方向相反,即加速度不相同,故C正确;
D.由图可知小球的周期是T=0.8s,振幅是A=5cm,一周期内的路程是4A,小球在0~4s内的路程是20A=100cm,故D错误。
故选C。
6. 如图表示同一种均匀介质中两列频率相同、振幅不同的波在某时刻叠加的情况,图中实线表示波峰,虚线表示波谷,则下列说法正确的是( )
A. a、c两点连线上所有点均为振动加强点
B. b、d两点连线上所有点均为振动减弱点
C. 该时刻b点和d点的位移相同
D. 周期后,点的位移比d点大
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图可知,a、c两点到和的距离相等为振动加强点,二者连线上所有点到和的距离也相等,连线上所有点均为振动加强点,故A正确;
B.由图可知,b、d两点到和的距离差均为半个波长的奇数倍,b、d两点为振动减弱点,根据
(n=0,1,2,3…)
可知,振动减弱点是分布在一簇簇双曲线上的,但b、d二者连线是一条直线,该直线上的点到和的距离差并不都是半个波长的奇数倍,故B错误;
C.由于两列波的振幅不同,振动减弱点叠加后的振幅不为零,该时刻b、d两点一个在叠加后的波峰,一个在叠加后的波谷,二者的位移等大反向,并不相同,故C错误;
D.根据图像可知,周期后,点和d点均在平衡位置,二者的位移均为0,故D错误。
故选A。
7. 一列简谐波沿x轴正方向传播,传播速度为10m/s,t=0时刻的波形图如图所示,下列说法正确的是( )
A. t=0时刻x=0.6m处的质点振动方向沿y轴负方向
B. 在0到0.06s时间内x=0.2m处的质点运动的路程为0.4m
C. x=0.lm处质点的振动方程为
D. 当x=3.3m处质点位于波峰时,x=0.3m处质点恰好位于平衡位置
【答案】B
【解析】
【详解】A.波沿x轴正方向传播,则t=0时刻x=0.6m处的质点振动方向沿y轴正方向,选项A错误;
B.波的周期为
在0到0.06s时间内即半个周期的时间内,x=0.2m处的质点运动的路程为2A=0.4m,选项B正确;
C.由图像可以求出,处质点的振动方程为
处质点初相位是处的3倍,所以处质点的振动方程为
故C错误。
D.x=3.3m处于x=0.3m处相差3m,即
Δx=3m=2.5λ
所以当x=3.3m处质点位于波峰时,x=0.3m处质点恰好位于波谷,故D错误;
故选B。
8. 图中三条曲线分别表示简谐振动中的位移,速度,和加速度,下列说法中哪一个是正确的( )
A. 曲线3,2,1分别表示,,曲线
B. 曲线2,1,3分别表示,,曲线
C. 曲线1,3,2分别表示,,曲线
D. 曲线1,2,3分别表示,,曲线
【答案】D
【解析】
【详解】BC.根据简谐振动的特点,当速度为0时,位移和加速度绝对值最大,当速度绝对值最大时,加速度和位移为0。在t=0时,曲线1和曲线3对应的y轴上的值为0,曲线2对应的y轴的值取最小值。所以曲线2为速度v曲线。BC错误;
AD.从速度曲线可以看出,该简谐振动从平衡位置开始向负方向运动,在第一次到达最大位移之前的这段时间,我们可以判断出位移也为负值,而弹力指向平衡位置,方向为正方向,加速度为正值,故曲线3为加速度曲线,曲线1为位移曲线。A错误,D正确;
故选D。
二、多选题
9. 如图所示为弹簧振子P在内的振动图像,从开始( )
A. 再过,该振子的位移是正的最大
B. 再过,该振子的速度方向沿正方向
C. 再过,该振子的加速度方向沿正方向
D. 再过,该振子的加速度最大
【答案】AD
【解析】
【详解】A.从开始质点重复原来的振动,故再过,该振子的位移是正的最大,A正确;
B.再过,该振子位移正的最大位移位置,该振子的速度为零,B错误;
C.再过,该振子位移正的最大位移位置,该振子的加速度方向沿负方向,C错误;
D.再过,该振子位移正的最大位移位置,该振子的加速度向下最大,D正确。
故选AD。
10. 一列沿x轴传播的简谐横波,时刻的部分波形,如图所示,质点M、P的平衡位置的坐标分别为和。已知质点P在时首次返回平衡位置,质点M首次返回平衡位置的时间早于质点P,则下列说法中正确的是( )
A. 该波沿x轴负方向传播
B. 该波的传播速度为2m/s
C. 时,质点M位于波峰
D. 时刻,质点M与质点P速度大小之比为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由于质点M首次返回平衡位置的时间早于质点P,可知,时刻质点沿轴负方向振动,由同侧法可知,该波沿x轴正方向传播,故A错误;
B.已知质点P在时首次返回平衡位置,由图可知
,
解得
,
则该波的传播速度为
故B正确;
C.经过时间
质点M恰好位于波峰,故C正确;
D.设弹簧的劲度系数为,由弹性势能公式可得,最大的弹性势能为
由机械能守恒定律可得,时刻,质点M的动能为
质点P的动能为
则质点M与质点P速度大小之比为,故D错误。
故选BC。
11. 如图所示,一劲度系数为的竖直轻弹簧下端固定,上端栓接质量为的水平木板,木板上再放一质量也为的小物块,静止时位置如图所示。现对施加一竖直向上、大小为的恒力,已知重力加速度大小为,不计空气阻力,则( )
A. 刚施加力时,对的压力大小为
B. 运动到最高点时、分离
C. 运动到最高点时弹簧的弹力大小为
D. 从静止时位置到第一次速度最大的位置间的距离是
【答案】CD
【解析】
【详解】A.刚施加力时,对、整体进行分析,根据牛顿第二定律有
解得
对进行分析,根据牛顿第二定律有
根据牛顿第三定律有
解得对的压力大小为
A错误;
B.假设、分离,则两者之间弹力为0,对进行分析,
根据牛顿第二定律有
解得加速度大小为
方向竖直向下,施加拉力后,对、整体进行分析,令平衡位置的压缩量为,则有
令整体相对平衡位置位移为,则回复力为
解得
可知,回复力大小与相对平衡位置的位移大小成正比,方向相反,可知,整体做简谐运动,根据简谐运动的对称性,整体运动的最大加速度为
表明、整体先向上做加速运动,后向上做减速至0,速度减为0时的加速度大小小于分离时向下的加速度,可知,假设不成立,即施加力后,在运动过程中、不可能分离,B错误;
C.结合上述可知,运动到最高点时,整体加速度方向向下,大小为
对整体分析有
解得
即弹簧的弹力大小为,C正确;
D.静止时设弹簧的压缩量为,则
第一次速度最大的位置即平衡位置,平衡位置的压缩量为,则有
则从静止时位置到第一次速度最大的位置间的距离是
D正确。
故选CD。
12. 一平面简谐横波以速度v=2m/s沿x轴负方向传播,t=0时刻的波形图如图所示。介质中平衡位置在坐标原点的质点P在t=0时刻的位移,以下说法正确的是( )
A. 该波的波长为8m
B. 该波的周期为6s
C. t=1s时,质点P向上运动
D. 第1s内,质点P通过的路程为
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.根据t=0时刻的波形图过和两点,代入数值可得波的函数关系式为
则波长为
波的周期为
故A正确,B错误;
C.波沿x轴负方向传播,由同侧法可知质点P在t=0时刻向下振动,在t=1s即经过四分之一个周期经过平衡位置后向下运动,故C错误;
D.据题意可知质点P的振动方程为
则在时,坐标为,则路程为
故D正确。
故选AD。
三、实验题
13. 某同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验中,先测得摆线长78.50cm,摆球直径2.0cm。然后将一个力电传感器接到计算机上,实验中测量快速变化的力,悬线上拉力F的大小随时间t的变化曲线如图所示。
(1)该摆摆长为________cm;
(2)该摆摆动周期为________s;
(3)如果测得g值偏小,可能原因是( )
A.测摆线长时摆线拉得过紧
B.摆线上端悬点未固定好,摆动中出现松动
C.计算摆长时,忘记了加小球半径
D.读单摆周期时,读数偏大
(4)测得当地重力加速度g的值为________m/s2。(三位有效数字)
【答案】 ①. 79.50 ②. 1.8 ③. BCD##BDC##CBD##CDB##DCB##DBC ④. 9.68
【解析】
【详解】(1)[1]该摆摆长为
L = 78.50cm + 1.0cm = 79.50cm
(2)[2]当悬线的拉力最大时,摆球通过最低点,由图读出t = 0.3s时摆球正通过最低点,t = 1.2s时摆球又通过最低点,则摆球的摆动周期为
T = 2 × (1.2 - 0.3)s = 1.8s
(3)[3]单摆的周期公式为
解得
A.若测摆线长时摆线拉得过紧,则L测量值偏大,导致g偏大,A错误;
B.摆线上端悬点未固定好,摆动中出现松动,则L测量值偏小,导致g偏小,B正确;
C.计算摆长时,忘记了加小球半径,则L偏小,g偏小,C正确;
D.读单摆周期时,读数偏大,则T偏大,g偏小,D正确。
故选BCD。
(4)[4]测得当地重力加速度g的值为
14. 某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下的操作:
(1)用游标尺上有10个小格的游标卡尺测量摆球的直径如图甲所示,可读出摆球的直径为______ cm。把摆球用细线悬挂在铁架台上,测量摆线长,通过计算得到摆长L。
(2)用秒表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为n=1,单摆每经过最低点记一次数,当数到n=60时秒表的示数如图乙所示,该单摆的周期是T=______ s(结果保留3位有效数字)。
(3)测量出多组周期T、摆长L的数值后,画出T2-L图线如图丙,此图线斜率的物理意义是( )
A. g B. C. D.
(4)在(3)中,描点时若误将摆线长当作摆长,那么画出的直线将不通过原点,由图线斜率得到的重力加速度与原来相比,其大小( )
A. 偏大 B. 偏小 C. 不变 D. 都有可能
【答案】(1)2.06
(2)2.29 (3)C
(4)C
【解析】
【小问1详解】
由题图甲可知,摆球的直径为
d=20 mm+6×0.1 mm=20.6 mm=2.06 cm
【小问2详解】
由题图乙可知,秒表的读数为
t=60 s+7.5 s=67.5 s
可得
所以周期为
【小问3详解】
根据单摆的周期公式可得
则有
故选C。
【小问4详解】
因为
是常数,因此则有
可知若误将摆线长当做摆长,画出的直线将不通过原点,但图线的斜率仍然满足
所以由图线的斜率得到的重力加速度与原来相比不变。
故选C。
四、解答题
15. 在均匀介质中,波源位于O点的简谐横波在Oxy水平面内传播,波面为圆。t=0时刻,波面分布如图甲所示,其中实线表示波峰,虚线表示相邻的波谷(图中只画出了一个波谷和一个波峰)。B处质点的振动图像如图乙所示,z轴正方向竖直向上。试求:
(1)该波从B点传播到D点所需的时间;
(2)t=8s时,E处质点的位移。
【答案】(1)0.4s;(2)
【解析】
【详解】(1)由甲图可知,波长为,由乙图可知振幅为,周期为,故波速为
故该波从B点传播到D点所需的时间为
(2)由几何关系可知
故OE两点之间间隔2.5个波长,t=8s时波源振动了20个周期,O点恰好处于波峰位置,故此时E处质点处于波谷,位移为。
16. 如图所示,一列简谐横波在沿x轴方向传播的过程中,波形由实线变为虚线用时Δt=0.5s,假设该列波的周期为T,并且满足3T<Δt<4T。
①求此列波传播速度的可能值。
②如果没有3T<Δt<4T的限制,且波的传播速度为v=74 m/s,判断此列波的传播方向。
【答案】①54m/s,58 m/s;②沿x轴负方向传播。
【解析】
【详解】①当该简谐横波沿x轴正方向传播时,传播时间:
Δt=k1T+T(k1=0,1,2,…)
由于3T<Δt<4T,因此k1=3,故
Δt=3T+T
由波形图知λ=8 m,波速v=,解得
v=54 m/s
当该简谐横波沿x轴负方向传播时,传播时间
Δt=k2T+T(k2=0,1,2,…)
由3T<Δt<4T可知k2=3,故
Δt=3T+T,v=
解得:
v=58 m/s
②波速大小为74 m/s时,波在Δt时间内传播的距离
Δx=vΔt=74×0.5 m=37 m=4λ+λ
所以波沿x轴负方向传播。
17. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波,在t=0时刻波刚好传播到x=6 m处的质点A,如图所示,已知波的传播速度为48 m/s.请回答下列问题:
(1)横波的周期T
(2)从图示时刻起再经过多长时间质点B第一次处于波峰;
(3)写出从图示时刻起质点A的振动方程.
【答案】(1) ;(2) ;(3)
【解析】
【详解】解:(1)根据简谐横波图可得波长为
横波的周期:
(2)点离处波峰的距离为
当图示时刻处波峰传到质点第一次处于波峰,则经过时间为
(3)波的角速度为
图示时刻,点经过平衡向下运动,则从图示时刻起质点的振动方程为:
18. 在一列沿水平直线传播的简谐横波上,有相距0.4 m的B、C两质点,t1=0时,B、C两质点的位移为正的最大值,而且B、C间只有一个波谷。当t2 =0.1s时,B、C两质点的位置刚好在各自的平衡位置,并且这时B、C间呈现一个波峰一个波谷,波谷到B点的距离为波长的四分之一、求:
(1)该简谐横波的周期、波速各为多少?
(2)若波速为27 m/s,确定波的传播方向;若振幅为A,则以t2时刻为计时起点,写出质点C的振动方程。
【答案】(1)详见解析;(2)传播方向是从B向C;y=Asin135πt
【解析】
【详解】(1)因为在t1=0时,B、C两个质点的位移为正的最大值,而且B、C间有一个波谷,故波长。
如果波是从B向C传播,则在t1~t2内波的位移是
所以波速为
周期为
如果波是从C向B传播,则在t1~t2内波的位移为
波速为
(2)v=27 m/s时,满足v1=(4n+3)m/s,故波传播方向是从B向C
此时周期
由图中虚线,C点在平衡位置,且向上运动
ω=
ω=135rad/s
则以t2时刻为计时起点,质点C的振动方程为
y=Asin135πt
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