内容正文:
由泼速公式0=产代入数据解得X=1m.
(2)P,点距离两波源的路程差为PB-PA=1m=入,故
P点是振动加强点,
答案:(1)1m(2)加强
16.解析:(1)质,点a一个周期运动的路程
5=4A=0.16m,1s内的周期数n=ft=25,
则1s内运动的路程s=nso=4m.
(2)若波由a传向6,则5w=(a十子)A,
600
u=f=4n十3m/s(n=1,2,…);
若波由b传向a,
则5=(n十)A,==m/s(n=1,2….
600
答案:(1)4m(2)见解析
17.解析:(1)由题意,O、P两点间的距离与波长入之间满
足0p=子1=35m
解得入=28cm波逢为0=÷=28m/6
在t=5s的时间间隔内,波传播的路程为s=vt
140cm
由题意有s=PQ十A
4
解得PQ=133cm
(2)Q处的质点第一次处于波峰位置时,波源运动的时
间为1=1+号T=25×
4
波源从平衡置开始运动,每经过干,改源运动的路程
为A.
故t时间内,波源运动的路程为s=25A=125cm.
答案:(1)133cm(2)125cm
18.解析:(1)根据振动图像可以判
ylcm
断:P质点在t=t。时刻在平衡
10
位置且向负的最大位移处运
回
-1-0.5070.511.5
动,由此可确定波沿x轴正向
传播.由题图甲知λ=2m,由题
-10
图乙知T=0.4s,则0=产
0.4m/s=5m/s.
(2)由于T=0.4s,所以2.3s=5是T,波形重复5次
再沿x轴推进子个波长,经过2.35后波的因像知图所
示,质,点P的位移为10cm,路程s=4A×5十3A=23A
=2.3m
答案:(1)沿x轴正向传播5m/s(2)见解析图位
移为10cm路程为2.3m
B卷能力提升卷
1.C[由题图可知,a、b两点间的距离一定小于一个波长,
故A错误;根据波的传播规律利用带动法可知,α点在
向下运动,b点向上运动,故B错误;b在平衡位置向上运
功,所以再经于,b质点将运动到波峰位置,故C正确:质
点只在平衡位置上下振动,不会随波迁移,故D错误.]
2.B[此时x=1.0m处的质,点正在向y轴负方向运动,
知该波向x轴负方向传播,故A错误:在波的传播方向
上,各,点的周期是相等的,由题图知波长是2.0m,则
T=A=2.0
=10s=0.20s,故B正确:t=0时刻x=1.5m
1
处的质点处在负方向的最大位移处,所以速度是0,故C
错误:再经1.0s,经历7=÷=0。=5个周期,质点
t
在一个周期内的路程等于4个振幅,x=1.5m处的质点
通过的路程为s=5×4A=20×0.02m=0.4m,故D
错误.门
3.B[当该同学到两个声源的间距之差为波长的整数倍
时,振动加强,听到的声音是加强的,故该同学从中间向
一侧移动0、2.5m、5.0m、7.5m、10m时,听到的声音
强;当同学到两个声源的间距之差为半波长的奇数倍
时,振动减弱,听到的声音是减弱的,故该同学从中间向
一侧移动1.25m、3.75m、6.25m、8.75m时,听到的声
音弱,故该同学从中间向一侧移动的过程中听到扬声器
声音由强变弱的次数为4次.]
4.C[简谐横波沿x轴正方向传播,波源停止振动后,波
将继续在介质中匀速传播,0.4s内简谐横波在介质中传
播的总距离为x=vt=0.4m,即0.4s时,x轴上0.4m
处的质点刚好起振,由振动图像可知其振动方向沿y轴
正方向,故C选项描述的波形图正确.]
5.D[波沿x轴正方向传播,运用波形平移法可知,题图
中x=40m处质点的起振方向为y轴负方向,波源开始
振动时方向沿y轴负方向,A错误:由题图读出波长为
入=20m,则周期为T=-器s=0.5s,B错误:波传到
x=400m处历时40040s=9s,此时质,点向下运动,再
40
经过0.375,即星T,则质点处于波峰,C错误:孩波的
1
频率为∫=宁=2Hz,若波源向x轴负方向运动,波源
与接收器间的距离增大,根据多普勒效应可知,接收器
收到波的频率减小,D正确,]
6.A[两列反向传播的简谐横波a(实线)和b(虚线)均可
视为绳波,传播的介质相同,故波速相同,而由题设条
件可知两列波的波长关系为入=多,所以报据T-产
得T=二T在题图中的P点,其位移刚好为零,若要
在以后的t时刻P点的位移为2A,且位于平衡位置上
方,则必须是两列波在,时刻P,点都处于波峰.从振动
的角度看,就是向右传播的波要经过n次全振动,而向
左传播的b波要经过(m十号)火全振功(m,m均为自然
数).若t。~t1的时间为t=nT。,a波经过了n次全振动,
t
3
则b波经过的全振动次数为n=下2个。
0.5n,只有当n是奇数时,才能实现a波经过n次全振
动,而b波经过(m十司)次全振动,显然在题目给定的
选项中,只有A项给出的n是奇数且为1.从波动的观点
看,当n=1时,a传播的距离为入。,b传播的距离为
1.5λ,A项正确.]
7.D[由题意可知,此波的波长为A=号=90m=2m,
f
即=35m=十是,当波源位移为负且向-y方向运
动时,P质点位移为负,速度沿十y方向;xQ=3m=入
十合,故Q质点位移为正,速度活十y方向,故D正确.]
8.B[对于波的干涉图样要清楚:一条加强线、一条减弱
线、一条加强线…其是加强线、减弱线彼此相间的稳
定图样,在图中A、B、C、D四点,由峰峰叠加,可知BD
5
决定的直线为加强线,过A点,C点平行于BD直线的两
条直线也应是加强线,a,c两,点在BD直线上,故a、c是
振动加强,点,分别过b、d且平行于BD直线的两条直线
均在两加强线之间,应为减弱线,故b、d两点的振动是
减弱的,B选项正确.门
9.AC[由质点的振动方向可判定波的传播方向,Q点此
时刻向上振动,由带动法可知该波沿x抽正方向传播,
所以选项A正确;由波的传播方向可判定b,点此时向上
振动,而C点此时向下振动,所以选项C正确,B、D
错误.
10.AB[由入=号=025m知,选项A正确:只要到两波
源的路程差为半波长奇数倍的,点就是振动减弱,点,两
波源到BC上的,点的路程差从1m=4λ逐渐增大到3m
=12λ,因此在B、C间有8个振动减弱的,点,选项B正
确;B,点到两波源的路程差为1m,为波长的整数倍,处
在振动加强点上,但只是振动的振幅增大,不是任意时
刻位移都最大,选项C错误;B点与两波源的路程差为
1m=4以,A点与两波源的路程差为3m=12λ,B到A
之间还有一个路程差为零的,点,所以A、B间与两波源
的距离差分别为:4、3λ、…、0、λ、2入、…、11入,共15个,点
振动加强,选项D错误.门
11.AB[P、Q两,点关于波源O对称,此时P、Q两,点运动
方向相同,选项A正确;该波波长为2m,周期为T=
入=0.4s,再经过0.5s质点N刚好在(-5m,20cm)
位置,选项B正确:根据波发生干涉的条件,能与该波
发生千涉的横波的频率一定为2.5Hz,选项C错误:波
的频率与波源的振动频率相同,选项D错误.」
12.BD[假设P,点向下振动,则第一次速度与u相同需要
经过大于半个周期的时间,第二次速度与相同需要经
过小于半个周期的时间,与题目中所给的时间不符合,
所以P点应向上振动,根据同侧法判断该机械波应该
向右传播,选项A错误.根据题意,两次速度与v相同
的时间加在一起共一个周期,即质点P的振动周期为
0.2s十1.0s=1.2s,所以波的传播周期也为1.2s,波
长为12m,所以波的传播速度为10m/s.N,Q相距今,
由于对称性,N、Q速度大小相等、方向相反,所以N到
波谷,Q到波峰,选项B正确,经过浮T波向右平移是
λ,可以发现M,Q均为正位移,选项C错误.3s=(2
受)T,所以国形正好与本题国关于x轴对称,所以此
时刻质,点M偏离平衡位置的位移y=一l0cm,选项D
正确.门
13.解析:波发生明显的衍射现象的条件是:孔、缝的宽度
或障碍物的尺寸与波长相比差不多或比波长更小,题
图甲发生了明显的衍射现象,而题图乙是波沿直线传
播,这说明在题图甲中波长大于孔的宽度,而在题图乙
中波长小于孔的宽度
答案:衍射孔的尺寸与波长差不多(或孔的尺寸比波
长小)孔的尺寸比波长大得多
14,解析:波在子T时间内传播的距离为x=t=0·子
1
T:质点在振动的过程中,经过平衡位置处的速度
最大,所以在平衔位置附近的号T时间内的路程最大,
即两侧各。T:波的振动方程为y=Asin(at-):若以
116
平街位置为起点,质点在号T时刻的位移为
y=Asm。·君T)=Asn(祭·君T-A,
所以质点在号T时间内道过的最大程为VA。
答案:TA
15.解析:(1)由图像可知,入=2m,A=2cm,
波速w=,-0.6m/s=10m/s,
由=产,得T=之=0.2s
(2)由t=0至P点第一次到达波峰为止,波要向前平移
3.75个波长,
经历的时间=山,十是T=0,75s=(3十)T,
而t=0时,O,点的振动方向竖直向上(沿y轴正方向),
故经△t2时间,O点振动到波谷,即yo=一-2cm,O点经
这的路程=a·M=(3十)·4M=0.3m
答案:(1)0.2s(2)-2cm0.3m
16.解析:(1)a质,点在一个周期内运动的路程
。=4A=016m,1s内的周期教是n=号=25,
1s内运动的路程s=ns=4m,
(2)若波由a传向,则6=(m十至)以,
600
0==40十3m/s(n=1,2,3…);
若波由b传向a,则5w=(n十子)入,
600
0=Af=4nm/sn=1,23…).
答案:见解析
17.解析:(1)设振动周期为T,由于质点A在0~1s内由
最大位移处第一水回到平衡位置,经历的是号个周期,
由此,可知T=4s
①
由于质点O与A的距离为5cm,小于半个波长,且波沿
x轴正向传播,0在1=子s时回到平衡位置,而A在
【=1s时回到平衡位里,时间相差号、两质点平衡位置
的距离除以传播时间,可得波的速度v=7.5cm/s②
利用波长、波速和周期的关系得,
简谐波的波长λ=30cm
③
(2)设质,点O的位移随时间变化的关系为
y=Acos()
⑦
将①式及题给条件代入上式得
(4=Acos9
10=Acos(晋+A)
⑤
解得9,=子A=8cm
⑥
质点O的位移随时间变化的关系式为
y=0.08sin(受t+名x.
答案:(1)简谐波的周期为4s,波速为7.5cm/s,波长为
30 cm:
(2)质点O的位移随时间变化的关系式为y=
0.osin(受+音r)
18.解析:(1)A=0.2cm;λ=8cm
1
(2)由于T>2t:-t),即△<2T.
当波沿x轴正方向传播时,
可能的周期为=nT+千,且m=0或1.
当波沿x轴负方向传播时,
可能的周期为△=nT+3
,且n=0或1.
由波速公式=产可知,当速度口最小时,周期T最大。
分析上面两类情况可知,当周期最大时,波沿x轴正方
向传播,且在△=nT+T中,取n=0,
即y=千,则T天=02s
最小速度v小=不=0.4m/s,方向为沿x轴正方向.
当速度)最大时,周期T最小,
分析上面两类情况可知,当周期最小时,波沿x轴负方
向传福,且在△1=nT+3中,取n=1,即△=T+3买,
1
则T小=污s
最大速度以一产=2.8m/s,方向为活x轴负方向
答案:见解析
阶段滚动检测卷(二)
1.C[摆钟走时快了说明摆的周期变短了,需要增大单摆
的周期,根据单摆的周期公式T=2π√g
可知,必须增
大摆长,才可能使其走时准确,故A错误;火车过桥
时要减速是为了防止桥、车发生共振,不是为了防止
火车发生共振,故B错误;挑水的人由于行走,使扁担
和水桶上下振动,当扁担与水桶振动的固有频率等于
人迈步的频率时,发生共振,水桶中的水荡出,挑水时
为了防止水从水桶中荡出,可以加快或减慢走路的步
频,故C正确:停在海面的小船上下振动,是受迫振
动,故D错误.门
2.C[据题意,甲在波谷时,乙在波峰,且两木块之间有一
个波峰,则1.5入=3m,得入=2m.由小木块每分钟振动
30次得小木块振动的频率了-沿=0.5H,周期为
T=子=2s,故波速==2X0.5m/5=1m/s.由以
上分析可知C项正确.门
3.C[由题图可知振动的振幅A=2m,周期T=4s,则频
率∫=一=0.25H2选项A错误:振动质点的位移是质
点离开平衡位置的位移,4$末的位移为零,选项B错
误;路程s=4A=8m,选项C正确;质,点从t=1s到t
3s的时间内,一直沿x轴负方向运动,选项D错误,]
4.B[由题图可知,橡皮筋A的波长为橡皮筋B的波长的
两倍,选项A错误;两橡皮筋的振动为受迫振动,橡皮筋
中波的频率相同,都为小明抖动的频率,选项B正确;由
)=入∫知,橡皮筋A的波速为橡皮筋B的波速的两倍,
选项C错误:由同侧法可判断,此时两种橡皮筋中a、b
两质,点的运动方向相同,选项D错误.]
5,A[从单摆的共振曲线可以得出单摆的固有频率,单摆
的固有频率等于振幅最大时的驱动力的频率,根据单摆
的频率可以计算出单摆的周期,根据单摆的周期公式可
以算出单摆的摆长,选项A正确;从单摆的周期无法计算
出单摆的摆球质量和摆球的最大动能,选项B、C错误;如
11
果增大单摆的摆长,单摆的周期增大,频率减小,曲线的峰
将向左移动,选项D错误.门
6.C[解决该题有许多方法,现用“上下坡法”判断,若波向右
传播,则A质,点处于下坡,应向上振动,由此可知波向左传
播.同理可判断C向上振动,B向上振动,故C项正确.]
7.D[设砝码的最大速度为m,砝码的速度最大时,弹簧
弹力大小等于砝码的重力,则得:mg=x0,得弹簧伸长
的长度=紧,此位置为平衡位置,在平衡位置以上
△x时,弹簧的弹力为F=k(x。一△x),砝码受到的合力
为F合=ng一F=mg一k(x0一△x)=k△x,同理可以得出
砝码在平衡位置以下△x时,仍然满足F合=k△r,即砝
码受到与离开平衡位置的位移成正比的合外力的作用,
且该合力始终指向平衡位置,所以由静止释放砝码后,
砝码在重力和弹簧弹力的作用下将做简谐振动,故A错
误;当砝码下落到速度为零时,弹簧伸长量最大,弹性势
能最大,根据对称性可知,此时弹簧伸长量为x'=2x。=
2,报据牛颜第二定律得:a=F一C=区-m竖=
m
2g一mg=g,所以弹簧的弹性势能最大时小球加速度
大小为g,故B错误:此时弹簧仲长量x=23,所以砝
码偏离平衡位置的最大位移为-x。=,故C错误:
当砝码下落到速度为零时,弹簧伸长量最大,弹性势能
最大,砝码从静止开始下落到速度为零时,根据动能定
理得:mg…十W=0,解得W,=-2,所以择
黄弹性势能的最大位为兰,故D正确]
8.C[若质点从平衡位置开始先向右运动,可知M到b的
时间为1s,则子=3s十18=4s,解得T=16s:若度点
从平衡位置向左运动,可知M到b的时间为15,则子T
=3s十1s=4s,解得T=9s,故C正骑,AB,D
错误.门
9.CD[由题意,A做自由振动,振动周期就等于其固有周
期,而B、C在A产生的驱动力作用下做受迫振动,受迫
振动的周期等于驱动力的周期,即等于A的固有周期,
所以三个单摆的振动周期相等,故A错误,D正确;由于
C、A的摆长相等,则C的固有周期与驱动力周期相等,
产生共振,其振幅比B摆大,故C正确,B错误.]
10,ABD[从t=0.8s时起,再过一段微小的时间,振子
的位移为负值,因为取向右为正方向,故t=0.8s时,速
度方向向左,A正确;由题中图像得振子的位移x
12sin5亚tcm,故t=0.2s时,x=6V2cm,故B正确;
t=0.4s和t=1.2s时,振子的位移方向相反,由a=
一虹知,加速度方向相反,C错误:在1=0.4s到
0.8s时间内,振子的位移逐渐变小,故振子逐渐靠近平
衡位置,其加速度逐渐变小,故D正确,]
11.ACD[质,点A的位置距原点0.5m,即入=0.5m,
4
入=2m,A对;质点A向上振动,经0.02s第一次到达波
峰,即子=002s,T=0.08s,减的频牵了=7
12.5Hz,B错;波速v=入f=2×12.5m/s=25m/s,C
对;质点A向上振动,根据“上下坡法”可以确定该波向
x轴负方向传播,D对.
7B卷
能力提升卷
(时间:75分钟满分:100分)
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分.每小题只有一个选项符合题目要求.
1.取一条较长的软绳,用手握住一端(O点)连续上下抖动,在绳上形成一列简谐横波.已知
O点完成一次全振动所用的时间为T,某一时刻的波形如图所示,绳上α、b两,点均处于平
衡位置.下列说法正确的是
(
圜
铷
A.a、b两点间的距离等于一个波长
B.a、b两点振动方向相同
金邮
C再经,0质点将运动到波峰位置
D.再经,e质点将运动到b质点位置
2.一列沿x轴传播的简谐横波,波速为10m/s,在t=0时刻的波形图线如图所示,此时x=
1.0m处的质点正在向y轴负方向运动,则
(
y/cm
邻
0.51.01.52.02.53.0x/m
A.此波一定沿x轴正方向传播
B.x=1.0m处的质点做简谐运动的周期为0.20s
杯
C.t=0时刻,x=1.5m处的质点具有最大速度
阳
D.再经1.0s,x=1.5m处的质点通过的路程为10m
3.在学校运动场上50m直跑道的两端,分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的
翻
扬声器.两个扬声器连续发出波长为5m的声波.一同学从该跑道的中点出发,向某一端
点缓慢行进10m.在此过程中,他听到扬声器声音由强变弱的次数为
)
A.2
B.4
C.6
D.8
4.某质点以坐标原点O为中心位置在y轴上做简谐运动,其振动图像如图所示,振动在介
质中产生的简谐横波沿x轴正方向传播,波速为1.0m/s.0.3s后,此质点立即停止运
动,再经过0.1s后的波形图为
57
ylcm
0.4
0.2
y/cm
y/cm
y/cm
y/cm
0.4
04
/m
/0.20.4x/m
0
5.如图所示,在坐标原点的波源S产生了一列沿x轴正方向传播的简谐横波,波速
40m/s,已知t=0时,波刚好传播到x=40m处,在x=800m处有一接收器(图中未画
出),则下列说法正确的是
ylm
40x/m
A.波源S开始振动的方向为y轴正方向
B.该波的波长为25m,周期为0.5s
C.x=400m处的质点在t=9.375s时处于波谷位置
D.若波源S向x轴负方向运动,则接收器收到的波的频率不等于2Hz
6.如图所示,一条足够长的水平张紧的弹性绳上,有两列小振幅的简
谐横波a(实线)和b(虚线),分别沿相反方向传播,a波向右,b波向
左,两列波的波长入=入,振幅均为A.图为,时刻两列波相遇时
的情况,在此时刻,绳上P点的合位移刚好为零.若在以后的t,时刻P点的合位移为
2A,且位于平衡位置上方,则这两列波在t。~t1的时间内沿水平方向各自传播的距离可能
是
(
)
A.入。,1.5入
B.2入m,3λ6
C.2λ,4.5λ6
D.4入m,6λ6
7.平衡位置处于坐标原点的波源S在y轴上振动,产生频率为50Hz的简谐横波向x轴
正、负两个方向传播,波速均为100m/s.平衡位置在x轴上的P、Q两个质点随波源振动
着,P、Q的x轴坐标分别为xp=3.5m,x。=一3m.当S位移为负且向一y方向运动时,
P、Q两质点的
(
A.位移方向相同,速度方向相反
B.位移方向相同,速度方向相同
C.位移方向相反,速度方向相反
D.位移方向相反,速度方向相同
58
8.如图所示,甲、乙两平面波是振幅相同的相干波,甲波沿x轴正方向传播,乙波沿y轴正
方向传播,图中实线表示某一时刻的波峰位置,虚线表示波谷位置,对图中正方形中央的
a、b、c、d四点的振动情况,正确的判断是
()
A.a、b点振动加强,c、d点振动减弱
B.a、c点振动加强,b、d点振动减弱
C.a、d点振动加强,b、c点振动减弱
D.a、b、c、d点振动都加强
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分.每小题有多个选项符合题目要求,全
部选对的得4分,选对但不全的得2分,错选和不选的得0分
9.一列机械波在x轴上传播,某时刻的波形如图所示,a、b、c为三个质点,a正在向上运动.
由此可知
A.该波沿x轴正方向传播
B.c正在向上运动
C.该时刻以后,b比c先到达平衡位置
D.该时刻以后,b比c先到达距离平衡位置最远处
10.如图所示,空间同一平面内有A、B、C三点,AB=5m,BC=4m,AC=3m.A、C两点处
有完全相同的波源做简谐运动,振动频率为1360Hz,波速为340m/s.下列说法正确的
是
(
A.两列波的波长均为0.25m
B.B、C间有8个振动减弱的点
C.B点的位移总是最大
D.A、B间有7个振动加强的点
59
11.在某一均匀介质中,由波源O发出的简谐横波在x轴上传播,某时刻的波形如图所示,
其波速为5m/s,则下列说法正确的是
y/cm
A.此时P、Q两点运动方向相同
B.再经过0.5s,质点N刚好在(一5m,20cm)位置
C.能与该波发生干涉的横波的频率一定为3Hz
D.波的频率与波源的振动频率无关
12.一列简谐横波在某时刻的波形如图所示,此时刻质点P的速度为,经过0.2s后它的
速度大小、方向第一次与相同,再经过1.0s它的速度大小、方向第二次与。相同,则
下列判断中正确的是
(
y/cm
20
10
0
x/m
-10
-20
A.波沿x轴负方向传播,且波速为10m/s
B.若某时刻质点N到达波谷处,则质点Q一定到达波峰处
C.质点M与质点Q的位移大小总是相等,方向总是相反
D.从图示位置开始计时,在3s时刻,质点M偏离平衡位置的位移y=一10cm
三、非选择题:本题共6小题,共60分
13.(6分)如图所示,波长相同的水波通过宽度不同的孔,在图甲中发生了明显的
现象,这是因为
;在图乙中,孔后面的水波在连接波源和孔
边的两条虚线所限制的区域里传播,这是因为
会
14.(8分)有一波源在某介质中做周期为T、振幅为A的简谐运动,形成波速为v的简谐横
波,则波在T时间内传播的距离为
,介质中的质点在3T时间内通过的最大
路程为
60
15.(10分)在某介质中形成一列简谐波,t=0时刻的波形如图中的实线所示.若波向右传
播,零时刻刚好传到A点,且再经过0.6s,P点也开始起振,求:
(1)该列波的周期T为多少?
P
7 x/m
(2)从t=0时起到P点第一次到达波峰时止,O点相对平衡位置的位移y。及其所经过
的路程S。各为多少?
61
16.(10分)一列横波在x轴上传播,各质点在竖直方向上振动,a、b是x轴上相距s=6m的两质
点,t=0时,b质点正好到达最高点,且b质点到x轴的距离为4cm,而此时a质点恰好
经过平衡位置向上运动.已知这列波的频率为25Hz
(1)求经过时间1s,a质点运动的路程;
(2)若a、b在x轴上的距离大于一个波长,求该波的波速大小.
—62
17.(12分)一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播,波长不小于10cm.O和A是介质中平
衡位置分别位于x=0和x=5c处的两个质点.t=0时开始观测,此时质点O的位移
为y=4cm,质点A处于波峰位置:=号时,质点0第一次回到平衡位置,=1s时
质点A第一次回到平衡位置,求:
(1)简谐波的周期、波速和波长;
(2)质点O的位移随时间变化的关系式.
—63
18.(14分)一列横波在x轴上传播,在t1=0时刻波形如图中实线所示,t2=0.05s时刻波
形如图中虚线所示.
y/cm
0.2
/cn
(1)由波形曲线读出这列波的振幅和波长,
(2)若周期大于(:一4),则最小波速是多少?方向如何?最大波速是多少?方向如
何?
—64