内容正文:
5月月考物理试卷
一、单选题
1. 电磁波按照波长或频率的大小顺序进行排列,就是电磁波谱,电磁波的波长和频率不同,表现出来的特性也不同.关于电磁波,下列说法正确的是( )
A. 不同波长的电磁波在真空的传播速度相等
B. 只有高温物体才辐射红外线
C. 紫外线具有较强的穿透能力,医学上可以用来透视人体
D. 电磁波谱中最不容易发生明显衍射的是无线电波
2. 如图所示为一质点做直线运动的速度-时间图像,下列说法中正确的是( )
A. 整个过程中,CE段的加速度为负,加速度最小
B. 整个过程中,BC段的加速度最大
C. 整个过程中,C点所表示的状态,离出发点最远
D. BC段质点运动的位移是34m
3. “天宫一号”目标飞行器与“神舟十号”飞船自动交会对接前的示意图如图所示,圆形轨道Ⅰ为“天宫一号”运行轨道,圆形轨道Ⅱ为“神舟十号”运行轨道.此后“神舟十号”要进行多次变轨,才能实现与“天宫一号”的交会对接,则( )
A. “天宫一号”的运行速率小于“神舟十号”在轨道Ⅱ上的运行速率
B. “神舟十号”变轨后比变轨前高度增加,机械能减少
C. “神舟十号”可以通过减速而使轨道半径变大
D. “天宫一号”和“神舟十号”对接瞬间的向心加速度大小相等
4. 如图甲,一理想变压器原副线圈的匝数比为2:1,原线圈的电压随时间变化规律如图乙所示,副线圈电路中接有灯泡,额定功率为22W;原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭合开关,灯泡正常发光.若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数,则( )
A. 灯泡的电压为V
B. 副线圈输出交流电的频率为50Hz
C. U=220V,I=0.2A
D. 原线圈输入电压的瞬时表达式为V
5. 如图所示,平行金属板A、B之间有加速电场,C、D之间有偏转电场,M为荧光屏。今有质子(H)、氘核(H)和氚核(H)均由A板从静止开始被加速电场加速后垂直于电场方向进入偏转电场,最后打在荧光屏上(不计粒子重力)。则下列判断中正确的是( )
A. 三种粒子从B板射出时的速度之比为 ∶∶1
B. 三种粒子同时打到荧光屏上
C. 偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1∶2∶3
D. 偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1∶1∶1
二、不定项选择题
6. 如图所示的电路中,定值电阻、、、的阻值均为,理想电压表读数为U,变化量的绝对值为,理想电流表读数为I,变化量的绝对值为,在滑动变阻器的滑动端自右向左滑动的过程中,下列判断中正确的是( )。
A. U增大,I减小 B. 增大 C. 增大 D.
7. 如图所示,粗糙的足够长竖直绝缘杆上套有一带电小球,整个装置处在由水平向右匀强电场和垂直于纸面向外的匀强磁场组成的足够大的复合场中,小球由静止开始下滑,则下列说法正确的是( )
A. 小球的加速度先增大后减小
B. 小球的加速度一直减小
C. 小球的速度先增大后减小
D. 小球的速度一直增大,最后保持不变
8. 如图所示,平行金属导轨与水平面间的倾角为θ,导轨电阻不计,与阻值为R的定值电阻相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面,磁感应强度为B。有一质量为m、长为l的导体棒在ab位置以初速度v沿斜面向上运动,最远到达a′b′处,导体棒向上滑行的最远距离为x。导体棒的电阻也为R,与导轨之间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。在导体棒向上滑动过程中,下列说法正确的是( )
A. 导体棒受到的最大安培力为
B. 导体棒损失的机械能为mv2-mgxsin θ
C. 导体棒运动的时间为
D. 整个电路产生的焦耳热为mv2-mgx(sin θ+μcos θ)
第II卷(非选择题)
三、实验题
9. 如图,滑块A、B静止在水平气垫导轨上,两滑块间紧压一轻弹簧,滑块用绳子连接,绳子烧断后,轻弹簧掉落,两个滑块向相反方向运动.现拍得闪光频率为10HZ的一组频闪照片.已知滑块A、B的质量分别为300g、450g.根据照片记录的信息可知,A、B离开弹簧后:
(1)A滑块做____________运动;
(2)A滑块速度大小为_____________m/s;
(3)图中B滑块的动量大小是____________;
(4)本实验中得出“在实验误差范围内,两木块组成的系统动量守恒”,这一结论的依据是_______.
10. 在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中,备有下列器材:
A.待测的干电池(电动势约为1.5V,内阻小于1.0Ω)
B.电流表A1(量程为0~3mA,内阻Rg1=10Ω)
C.电流表A2(量程为0~0.6A,内阻Rg2=0.1Ω)
D.滑动变阻器R1(0~20Ω,10A)
E.滑动变阻器R2(0~200Ω,1A)
F.定值电阻R0(990Ω)
G.开关和导线若干
(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表,但给了两个电流表,于是他设计了如图甲所示的a、b两个实验电路,其中合理的是_____图所示的电路;在该电路中,为了操作方便且能准确进行测量,滑动变阻器应该选_____(填写器材前的字母代号)
(2)图乙是该同学根据(1)中选出的合理的实验电路,利用测出的数据绘出I1-I2图像(I1为电流表A1的示数,I2为电流表A2的示数,且I2的数值远大于I1的数值),则由图像可得被测电池的电动势E=_____V,内阻r=_____Ω;(结果保留到小数点后两位)
(3)若将图像的纵坐标改为_____,则图线与纵坐标的交点的物理含义即为被测电池的电动势.
四、解答题
11. 如图所示为一种打积木的游戏装置,在水平地面的靶位上水平叠放着四块完全相同的硬质积木、、、,其中积木、、夹在固定的两光滑硬质薄板间,每块积木的质量均为、长为,各水平接触面间的动摩擦因数均为(足够小)。一个可视为质点的钢球用不可伸长的轻绳挂于点,钢球质量为,轻绳长为。游戏时,将钢球拉到与等高的点(保持绳绷直)由静止释放,钢球运动到最低点时轻绳断掉,随即钢球与积木发生弹性碰撞(碰撞时间极短可忽略),之后积木与分离,再滑行一段距离后停止。重力加速度为,不计空气阻力。求:
(1)轻绳承受的最大拉力;
(2)钢球与积木碰后瞬间,积木的速度大小;
(3)钢球与积木碰后,积木的位移大小。
12. 如图所示,xoy坐标系中,在y<0的范围内存在足够大匀强电场,方向沿y轴正方向,在0<y<2d的区域内分布有垂直于xoy平面向里的匀强磁场.在y=2d处放置一垂直于y轴的足够大金属板ab,带电粒子打到板上即被吸收,如果粒子轨迹与板相切则刚好不被吸收.一质量为m、电量为+q的粒子以初速度v0由P(0,﹣d)点沿x轴正方向射入电场,第一次从Q(1.5d,0)点经过x轴.粒子重力不计.求:
(1)匀强电场的电场强度E
(2)要使粒子不打到挡板上,磁感应强度B应满足的条件;
(3)若粒子恰好不打在挡板上,粒子第四次经过x轴时的坐标.
13. 如图所示,一块上、下表面平行的玻璃砖的厚度为L,玻璃砖的折射率n=,若光从上表面AB射入的入射角i=60°,光在真空中的光速为c,则( )
A. 折射角r=30°
B. 光在玻璃中传播的时间为
C. 光在玻璃中传播的时间为
D. 改变入射角i,光在下表面CD可能发生全反射
E. 光一定能从CD面射出
14. 一列简谐横波在x轴上传播,在t1=0和t2=0.05s时,其波形图分别用如图所示的实线和虚线表示,求:
(1)这列波可能具有的波速;
(2)当波速为280m/s时,波的传播方向如何?以此波速传播时,x=8m处的质点P从平衡位置运动至波谷所需的最短时间是多少?
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5月月考物理试卷
一、单选题
1. 电磁波按照波长或频率的大小顺序进行排列,就是电磁波谱,电磁波的波长和频率不同,表现出来的特性也不同.关于电磁波,下列说法正确的是( )
A. 不同波长的电磁波在真空的传播速度相等
B. 只有高温物体才辐射红外线
C. 紫外线具有较强的穿透能力,医学上可以用来透视人体
D. 电磁波谱中最不容易发生明显衍射的是无线电波
【答案】A
【解析】
【详解】A.不同波长的电磁波在真空中的传播速度是相同的,都是3×108m/s.所以A正确;
B.所有的物体都辐射红外线.故B错误;
C.x射线具有较强的穿透能力,医学上可以用来透视人体;紫外线有显著的化学作用,可利用紫外线消毒,也可以用来验钞.故C错误;
D.电磁波谱中无线电波的波长最长,所以最容易发生衍射的是无线电波.故D错误.
2. 如图所示为一质点做直线运动的速度-时间图像,下列说法中正确的是( )
A. 整个过程中,CE段的加速度为负,加速度最小
B. 整个过程中,BC段的加速度最大
C. 整个过程中,C点所表示的状态,离出发点最远
D. BC段质点运动的位移是34m
【答案】D
【解析】
【详解】AB.v-t图象的斜率表示加速度,整个过程中CE段的斜率最大,所以整个过程中CE段的加速度最大,故AB错误;
C.速度正负表示质点的运动方向,则图中D点所表示的状态以前速度始终为正,运动方向不变,D点以后速度为负,则整个过程中D点所表示的状态离出发点最远,故C错误;
D.根据v-t图线与时间轴所围的面积表示位移,可得BC段所表示的运动通过的位移是
故D正确。
故选D。
3. “天宫一号”目标飞行器与“神舟十号”飞船自动交会对接前的示意图如图所示,圆形轨道Ⅰ为“天宫一号”运行轨道,圆形轨道Ⅱ为“神舟十号”运行轨道.此后“神舟十号”要进行多次变轨,才能实现与“天宫一号”的交会对接,则( )
A. “天宫一号”的运行速率小于“神舟十号”在轨道Ⅱ上的运行速率
B. “神舟十号”变轨后比变轨前高度增加,机械能减少
C. “神舟十号”可以通过减速而使轨道半径变大
D. “天宫一号”和“神舟十号”对接瞬间的向心加速度大小相等
【答案】AD
【解析】
【分析】当万有引力不够提供向心力,做离心运动,当万有引力大于向心力时,做近心运动.根据万有引力提供向心力得出线速度与轨道半径的关系,从而比较速度的大小
【详解】“天宫一号”的半径大,由可知其速率小,故 A正确;“神舟十号”变轨要加速做离心运动,其机械能增加,故B错误;“神舟十号”可以减速会做向心运动,使轨道半径变小,故C错误;对接时在同一位置,万有引力产生加速度相同,故D正确;故选AD.
【点睛】本题考查了万有引力定律的应用,解决本题的关键掌握变轨的原理,以及掌握万有引力提供向心力这一理论,并能灵活运用.
4. 如图甲,一理想变压器原副线圈的匝数比为2:1,原线圈的电压随时间变化规律如图乙所示,副线圈电路中接有灯泡,额定功率为22W;原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭合开关,灯泡正常发光.若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数,则( )
A. 灯泡的电压为V
B. 副线圈输出交流电的频率为50Hz
C. U=220V,I=0.2A
D. 原线圈输入电压的瞬时表达式为V
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.根据正弦交流的性质,可得有效值为
又副线圈的电压为
A错误;
B.根据公式,可得原线圈的频率为
变压器不会改变频率,B正确;
C.副线圈电流为
根据原副线圈电流的关系,可得原线圈的电流为
I1=I1=0.1A
C错误;
D.由角速度与频率的关系,即
ω=2πf=100π
故感应电动势的瞬时表达式为
u=220sin100πtV
D错误。
故选B。
考点:交流电;变压器。
5. 如图所示,平行金属板A、B之间有加速电场,C、D之间有偏转电场,M为荧光屏。今有质子(H)、氘核(H)和氚核(H)均由A板从静止开始被加速电场加速后垂直于电场方向进入偏转电场,最后打在荧光屏上(不计粒子重力)。则下列判断中正确的是( )
A. 三种粒子从B板射出时的速度之比为 ∶∶1
B. 三种粒子同时打到荧光屏上
C. 偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1∶2∶3
D. 偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1∶1∶1
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.由
得三种粒子从B板射出时的速度之比为
选项A错误;
B.由
易知质子最先打到荧光屏上,选项B错误;
CD.由
得三种粒子竖直方向偏转的位移都是
偏转电场的电场力对三种粒子所做的功均为
W=Eqy
其比为1∶1∶1,选项C错误,选项D正确;
故选D。
二、不定项选择题
6. 如图所示的电路中,定值电阻、、、的阻值均为,理想电压表读数为U,变化量的绝对值为,理想电流表读数为I,变化量的绝对值为,在滑动变阻器的滑动端自右向左滑动的过程中,下列判断中正确的是( )。
A. U增大,I减小 B. 增大 C. 增大 D.
【答案】ABD
【解析】
【分析】根据电路图可知,滑动变阻器R与R4并联后与R2串联,再与R3并联,最后与R1串联,接在电源两端,电压表的读数U是R与R4并联部分两端电压,电流表读数I是通过R的电流。
【详解】A. 在滑动变阻器的滑动端自右向左滑动的过程中,R增大,电路的总电阻增大,干路电流减小,R1两端电压减小,电源外电压增大,R3两端电压增大,则通过R3的电流增大,所以通过R2的电流减小,R2两端电压减小,则R和R4两端电压增大(即U增大),通过R4的电流增大,所以通过R的电流减小(即I减小),故A正确;
B.根据欧姆定律可知
因为R增大,所以增大,故B正确;
CD.因为通过R2的电流减小,通过R4的电流增大,所以一定大于通过R4电流的增加量,根据欧姆定律可得
所以
故C错误,D正确。
故选ABD。
【点睛】本题是相对复杂的动态电路分析,在解题时要明确电路结构,即明确电表所测是哪个原件的电压、电流值,滑动变阻器滑片滑动后对支路和干路的电阻、电流和电压造成何种影响,按照局部→整体→局部的顺序进行分析。
7. 如图所示,粗糙的足够长竖直绝缘杆上套有一带电小球,整个装置处在由水平向右匀强电场和垂直于纸面向外的匀强磁场组成的足够大的复合场中,小球由静止开始下滑,则下列说法正确的是( )
A. 小球的加速度先增大后减小
B. 小球的加速度一直减小
C. 小球的速度先增大后减小
D. 小球的速度一直增大,最后保持不变
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.假设小球带正电,小球在水平方向受向右的电场力、向左的洛伦兹力和弹力,在竖直方向受重力和摩擦力,洛伦兹力随着速度的增大而增大,当洛伦兹力等于电场力之后,弹力方向改变,所以弹力是先减小后增大,摩擦力也是先减小后增大,故小球的加速度先增大后减小,选项A符合题意,B向不合题意;
CD.当摩擦力等于小球的重力之后,小球一直做匀速直线运动,在这之前,小球做加速运动,所以小球是先加速再匀速,选项C不合题意,选项D符合题意.
8. 如图所示,平行金属导轨与水平面间的倾角为θ,导轨电阻不计,与阻值为R的定值电阻相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面,磁感应强度为B。有一质量为m、长为l的导体棒在ab位置以初速度v沿斜面向上运动,最远到达a′b′处,导体棒向上滑行的最远距离为x。导体棒的电阻也为R,与导轨之间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。在导体棒向上滑动过程中,下列说法正确的是( )
A. 导体棒受到的最大安培力为
B. 导体棒损失的机械能为mv2-mgxsin θ
C. 导体棒运动的时间为
D. 整个电路产生的焦耳热为mv2-mgx(sin θ+μcos θ)
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.根据:
可以知道速度最大时感应电动势最大,电流和安培力也最大,所以初始时刻的安培力最大,根据:
可得:
故A错误;
B.从初始位置到滑行最远时根据能量守恒有损失的机械能为:
故B正确;
C.导体棒向上滑动过程中由动量定理可知:
而由电荷的定义式结合法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律可知:
联立解得:
故C正确;
D.上滑过程中克服摩擦力和重力做的总功为:
根据能量守恒定律可得整个电路产生的焦耳热为:
故D正确。
故选BCD。
第II卷(非选择题)
三、实验题
9. 如图,滑块A、B静止在水平气垫导轨上,两滑块间紧压一轻弹簧,滑块用绳子连接,绳子烧断后,轻弹簧掉落,两个滑块向相反方向运动.现拍得闪光频率为10HZ的一组频闪照片.已知滑块A、B的质量分别为300g、450g.根据照片记录的信息可知,A、B离开弹簧后:
(1)A滑块做____________运动;
(2)A滑块速度大小为_____________m/s;
(3)图中B滑块的动量大小是____________;
(4)本实验中得出“在实验误差范围内,两木块组成的系统动量守恒”,这一结论的依据是_______.
【答案】 ①. 匀速直线 ②. 0.09 ③. 0.027kg•m/s ④. A、B的动量始终大小相等方向相反
【解析】
【详解】第一空.频闪照片的周期为.由频闪照片看出,A滑块每0.1s时间内通过的位移大小都是0.90cm,做匀速直线运动;B滑块每0.1s时间内通过的位移大小都是0.60cm,做匀速直线运动.
第二空.A滑块匀速直线运动的速度大小为.
第三空.B滑块匀速直线运动的速度大小为,它的动量PB=mBvB=0.450kg×0.06m/s=0.027kg•m/s;
第四空.A的动量PA=mAvA=0.300kg×0.09m/s=0.027kg•m/s,由此可见A、B的动量大小相等、方向相反,它们的总动量为零,与释放前的动量相等,因此系统动量守恒.
10. 在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中,备有下列器材:
A.待测的干电池(电动势约为1.5V,内阻小于1.0Ω)
B.电流表A1(量程为0~3mA,内阻Rg1=10Ω)
C.电流表A2(量程为0~0.6A,内阻Rg2=0.1Ω)
D.滑动变阻器R1(0~20Ω,10A)
E.滑动变阻器R2(0~200Ω,1A)
F.定值电阻R0(990Ω)
G.开关和导线若干
(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表,但给了两个电流表,于是他设计了如图甲所示的a、b两个实验电路,其中合理的是_____图所示的电路;在该电路中,为了操作方便且能准确进行测量,滑动变阻器应该选_____(填写器材前的字母代号)
(2)图乙是该同学根据(1)中选出的合理的实验电路,利用测出的数据绘出I1-I2图像(I1为电流表A1的示数,I2为电流表A2的示数,且I2的数值远大于I1的数值),则由图像可得被测电池的电动势E=_____V,内阻r=_____Ω;(结果保留到小数点后两位)
(3)若将图像的纵坐标改为_____,则图线与纵坐标的交点的物理含义即为被测电池的电动势.
【答案】 ①. b ②. D ③. 1.48(±0.04) ④. 0.84(±0.03) ⑤. I1(R0+Rg1)
【解析】
【详解】(1)[1]没有电压表,可利用电流表改装,给的定值电阻阻值为990Ω,电压表量程应能准确测的1.5V电压即可,与电源电动势接近,故应将电流表A1与定值电阻串联使用,故合理的是b图;
[2]电源电动势约为1.5V,内阻约为1欧姆,为方便实验操作, 滑动变阻器应选D.
(2)[3][4]由电路图可知,在闭合电路中,电源电动势:
,
则:
,
由图象可知,图象的截距:
,
则电源电动势为:
图象斜率:
;
电源内阻为:
.
(3)[5]由闭合电路欧姆定律可知,在图线中,图线与纵坐标轴的交点的物理含义即为电动势的大小,故当图线的纵坐标改为时,图线与纵坐标轴的交点的物理含义即为电动势的大小.
【点睛】难度较大,掌握一些基本仪器的读数规则,如果电学试验中没有电压表或合适的电流表,要立刻能够想到利用电表的改装问题,本题的难点在于图乙的利用.
四、解答题
11. 如图所示为一种打积木的游戏装置,在水平地面的靶位上水平叠放着四块完全相同的硬质积木、、、,其中积木、、夹在固定的两光滑硬质薄板间,每块积木的质量均为、长为,各水平接触面间的动摩擦因数均为(足够小)。一个可视为质点的钢球用不可伸长的轻绳挂于点,钢球质量为,轻绳长为。游戏时,将钢球拉到与等高的点(保持绳绷直)由静止释放,钢球运动到最低点时轻绳断掉,随即钢球与积木发生弹性碰撞(碰撞时间极短可忽略),之后积木与分离,再滑行一段距离后停止。重力加速度为,不计空气阻力。求:
(1)轻绳承受的最大拉力;
(2)钢球与积木碰后瞬间,积木的速度大小;
(3)钢球与积木碰后,积木的位移大小。
【答案】(1)Fm=mg;(2);(4)
【解析】
【详解】(1)设钢球摆动到最低点时的速度为v1,由机械能守恒定律有
①
此时轻绳对钢球的拉力达到最大值,设为Fm,根据牛顿第二定律有
②
联立①②解得
Fm=mg ③
(2)钢球与积木A碰后瞬间,钢球的速度为v2,积木A的速度为v3,对于碰撞过程,根据动量守恒定律有
④
根据能量守恒定律有
⑤
联立①④⑤解得
⑥
(3)设钢球与积木A碰后,积木A的位移大小为x,由动能定理有
⑦
联立⑥⑦解得
⑧
【点睛】本题第(3)小题中, A与B分离前后所受的摩擦力情况不同,在列方程时要注意分清,以免造成错解。
12. 如图所示,xoy坐标系中,在y<0的范围内存在足够大匀强电场,方向沿y轴正方向,在0<y<2d的区域内分布有垂直于xoy平面向里的匀强磁场.在y=2d处放置一垂直于y轴的足够大金属板ab,带电粒子打到板上即被吸收,如果粒子轨迹与板相切则刚好不被吸收.一质量为m、电量为+q的粒子以初速度v0由P(0,﹣d)点沿x轴正方向射入电场,第一次从Q(1.5d,0)点经过x轴.粒子重力不计.求:
(1)匀强电场的电场强度E
(2)要使粒子不打到挡板上,磁感应强度B应满足的条件;
(3)若粒子恰好不打在挡板上,粒子第四次经过x轴时的坐标.
【答案】(1)(2)B≥(3)(0.5d,0)
【解析】
【详解】(1)粒子在电场中做类平抛运动,
水平方向:
1.5d=v0t
竖直方向:
d=
解得:
E=
(2)粒子进入磁场时与x轴夹角为:
θ=atctan=arctan=arctan=53°
粒子进入磁场时的速度为:
v=
粒子运动轨迹与挡板相切时粒子刚好不打在挡板上,由几何知识得:
r+rcos53°=2d
解得:
r=
粒子做圆周运动,由牛顿第二定律得:qvB=m,解得:
B=
粒子不打在挡板上,磁感应强度需要满足的条件是:B≥;
(3)粒子从磁场进入电场后在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向做类竖直上抛运动,在水平方向的位移为:
2×1.5d=3d
粒子第四次到达x轴时:
x=1.5d﹣2rsin53°+3d﹣2rsin53°=0.5d
粒子第四次经过x轴时的坐标(0.5d,0);
13. 如图所示,一块上、下表面平行的玻璃砖的厚度为L,玻璃砖的折射率n=,若光从上表面AB射入的入射角i=60°,光在真空中的光速为c,则( )
A. 折射角r=30°
B. 光在玻璃中传播的时间为
C. 光在玻璃中传播的时间为
D. 改变入射角i,光在下表面CD可能发生全反射
E. 光一定能从CD面射出
【答案】ACE
【解析】
【详解】A.由n=得sin r===0.5,得r=30°,故A正确;
BC.光在玻璃中传播的速度为v=,由几何知识可知光在玻璃中传播的路程为s=,则光在玻璃中传播的时间为t====,故B错误,C正确;
DE.由于光在CD面上的入射角等于光在AB面上的折射角,根据光路可逆性原理可知光一定能从CD面射出,故D错误,E正确.
14. 一列简谐横波在x轴上传播,在t1=0和t2=0.05s时,其波形图分别用如图所示的实线和虚线表示,求:
(1)这列波可能具有的波速;
(2)当波速为280m/s时,波的传播方向如何?以此波速传播时,x=8m处的质点P从平衡位置运动至波谷所需的最短时间是多少?
【答案】(1)(40+160n)m/s,(120+160n)m/s(n=0,1,2,3…)
(2)沿x轴负向传播,2.1×10-2s
【解析】
【小问1详解】
若波沿x轴正向传播,则(n=0,1,2,3…)
所以(n=0,1,2,3…)
若波沿x轴负向传播,则(n=0,1,2,3…)
所以(n=0,1,2,3…)
【小问2详解】
当波速为280m/s时,有
解得
所以波沿x轴负向传播,所以质点P第一次达到波谷所需最短时间为
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