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1.振源A带动细绳振动,某时刻形成的横波波形如图1所示,在波传播到细绳上一点P时开始计时,则图2中能表示P点振动图象的是( C )
解析:由波的传播特点,前边的质点带动后面的质点,后面的质点重复前面的质点振动,由图1可知振源A初始是从平衡位置向下振动的,所以t=0时刻,质点P应由平衡位置开始向下运动,选项C正确.
2.
一列简谐横波某时刻的波形如图所示.P为介质中的一个质点,波沿x轴的正方向传播.下列说法正确的是( C )
A.质点P此时刻的速度沿y轴的负方向
B.质点P此时刻的加速度沿y轴的正方向
C.再过半个周期时,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2a
解析:简谐横波沿x轴的正方向传播,根据“上下坡”法判断可知,质点P此时刻的速度沿y轴正方向,故A错误;波沿x轴正方向传播,由图示波形图可知,质点P向上振动,加速度方向沿y轴负方向,故B错误;经过半个周期,质点位于x轴下方.质点P的位移是负的,故C正确;由图示波形图可知,质点振幅为a,经过一个周期,质点P的路程:s=4a,故D错误.故选C.
3.在坐标原点的波源从t=0时刻开始向上做简谐振动,=时,波源突然停止运动,则t=T时波的图象是( B )
解析:在t=时,波源突然停止运动,知坐标原点处于负的最大位移处,在t=T时,坐标原点仍然处于负的最大位移处,波形向前传播一个周期,质点开始向上振动,根据“上下坡法”知道起振的点处于下坡,故B正确,A、C、D错误,故选B.
4.一列简谐波沿x轴正方向传播,某时刻波形图如图甲所示,a、b、c、d是波传播方向上的四个振动质点的平衡位置.如再过个周期,某质点继续振动的图象如图乙所示,则该质点是( C )
A.a处质点 B.b处质点
C.c处质点 D.d处质点
解析:根据图乙可判断,该质点从平衡位置起振,初始速度方向为向上.根据波传播方向在图甲中画出后的波形图,可以看到只有a、c处在平衡位置,所以B、D错误;此时,a质点正要向下运动,所以只有c符合图乙的情况,C正确.
5.一简谐横波沿x轴正向传播,图(甲)是t=0时刻的波形图,图(乙)是介质中某质点的振动图象,则该质点的x坐标值合理的是( C )
A. m B. m
C. m D. m
解析:本题考查波的图象与质点振动图象的关系,要明确波的传播方向与质点振动方向的关系,顺着波的传播方向看“上坡下”“下坡上”,根据振动图象中t=0时刻质点所处的位置和振动方向,可以判断选项C正确.
二、多选题(每小题8分,共40分)
6.如图所示是一列简谐波某一时刻波的图象,下列说法正确的是( BC )
A.波一定沿x轴正方向传播
B.a、b两个质点的速度方向相反
C.若a点此时的速度方向沿y轴的正方向,那么波的传播方向是沿x轴的正方向
D.若波沿x轴的负方向传播,则b质点的振动方向沿y轴的负方向
解析:由单一的波形图不能判断波的传播方向,A错误;a、b两质点速度方向相反,B正确;若波沿x轴的正方向传播,a此时速度方向沿y轴向上,C正确;同理,D错误.
7.一列横波沿绳子传播,某时刻绳子形成如图所示的形状,对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点( ACD )
A.它们的振幅相同
B.若波向右传播,此时质点B、C、D向下振动,质点A、E、F向上振动
C.若波向左传播,此时质点A、E、F向上振动,质点B、C、D向下振动
D.若波向右传播,从此时算起,质点B比C先回到平衡位置
解析:波中各质点均做受迫振动,不考虑能量损耗,各质点振幅相同,所以选项A正确;利用“上下坡法”可判选项B错误,C正确;由于此时B和C两点都向上运动,C比B后到达最大位移处,C回到平衡位置也比B迟,故选项D正确.
8.一列简谐横波在x轴上传播,在某时刻的波形图如图所示,已知此时质点F的运动方向向下,则( AB )
A.此波朝x轴负方向传播
B.质点D此时向下运动
C.质点B将比质点C先回到平衡位置
D.质点E的振幅为零
解析:质点F向下运动,根据“同侧法”可以判断波的传播方向向左(x轴的负方向),故A项正确;再根据波的传播方向和“同侧法”可以确定质点D向下运动,质点B向上运动,质点C该时刻速度为零,下一时刻向下运动,故B选项正确,C错误;简谐波的传播过程中各质点的振幅不变都为最大位移,故D选项错误.
9.关于波的图象,下列说法中正确的是( ABD )
A.波的图象反映的是某一时刻介质中各质点的位移情况
B.若已知某一质点在某时刻的振动方向,则可以由波的图象判断出波的传播方向
C.从波的图象中能读出质点的振幅和周期
D.在不同时刻波的图象有可能完全相同
解析:波的图象反映的是介质中各质点在某一时刻的位移情况,A项正确;若已知某一质点在某时刻的振动方向,根据“同侧法”,可判断出波的传播方向,B项正确;从波的图象可以得出质点的振幅,但
不能读出周期,C项错误;简谐波的波形图为正弦曲线,故波形会周期性出现,D项正确.
10.一列简谐横波沿x轴传播,某时刻的波形如图所示,其中a、b、
c为三个质点,此时质点a在平衡位置,且向上运动,由此可知下列说法正确的是( AD )
A.该波沿x轴负方向传播
B.a的振幅为零
C.该时刻以后,b和c始终有相同的加速度
D.该时刻以后,c比b先到平衡位置
解析:a正向上运动,振动比右侧波峰迟,波向左传播,则A正确;此时a的位移为0,但振幅不为0,则B错误;因向左传播,则该时刻以后b向下运动,位移变大,加速度变大,c向上运动,位移变小,加速度变小,则C错误,D正确.
三、非选择题(共25分)
11.(10分)如图所示是一列横波在某一时刻的波形图,波沿x轴正向传播, s,则:
(1)A点振动方向是向上,C点振动方向是向下,D点振动方向是向下.
(2)再经1 min,质点A通过的路程是12 m,质点C的位移是0 cm.
解析:(1)据“上下坡”法可以确定A点向上振动,C点向下振动,D点向下振动.
(2)介质中各质点的振幅都为2 cm,经过1 min A点通过的路程为×4×2 cm=1 200 cm=12 m.1 min包含150个周期,1 min时与开始时的波形图相同,故那时
C点的位移为0.
12.(15分)一列简谐波向右传播,沿波的传播方向上有相隔一定距离的P、Q两点,当P点经过平衡位置时,Q点也恰好经过平衡位置,如图所示,已知P、Q间只有一个波峰,试画出P、Q间可能的波形.
答案:如图所示
解析:简谐波的波形是正弦波,根据P、Q两点均在平衡位置,且P、Q间只有一个波峰,故可画出4种波形,见答案.