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题型: 单选题
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单选题 · 3 分

10.图(a)为一列简谐横波在某一时刻的波形图,ab两质点的横坐标分别为,图(b)为质点b从该时刻开始计时的振动图像,下列说法正确的是(   )

A该波沿+x方向传播,波速为1m/s

B质点a经过4s振动的路程为4m

C此时刻质点a的速度沿+y方向

D质点at=2s时速度为零

正确答案

D

解析

A、ab两点间的距离为x=xb﹣xa=6﹣2=4m,振动从a传播到b的时间为半个周期,为t==4s,所以波速为:v===1m/s,但是b点该时刻的振动方向是沿y轴正方向,由微平移法可知波向﹣x轴方向传播,选项A错误.B、质点a振动4s,是经过了半个周期,质点运动过的路程为振幅的2倍,即为1m,选项B错误C、此时刻b的振动方向是向y轴正方向,ab间相隔半个波长,振动步调完全相反,所以此时刻质点a的速度沿﹣y方向,选项C错误.D、在t=2s时,质点b在正的最大位移处,ab两质点的振动步调完全相反,所以质点a在负的最大位移处,此时a的速度为零,选项D正确.

考查方向

波长、频率和波速的关系.

解题思路

考察了简谐波的传播和质点的振动,解答该题要熟练的掌握波传播方向的判断,常用的方法有“微平移法”、“带动法”、“上下坡法”、“振向波向同侧法”

易错点

振动图像与波动图像区别于联系

知识点

简谐运动的振动图象波的图象波长、频率和波速的关系
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题型: 多选题
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多选题 · 4 分

18.如图所示,两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,两波源S1和S2分别位于x轴上-0.2m和1.2m处,两列波的波速均为v=0.4m/s、振幅均为A=2cm。图示为t=0时刻两列波的图像,此刻平衡位置处于x轴上0.2m和0.8m的P、Q两质点刚开始振动,质点M的平衡位置处于x=0.5m。则下列判断正确的是(   )

A两列波的周期均为1s

Bt=0.75s时刻,质点P、Q都运动到M点

Ct=1s时刻,质点M的位移为-4cm

D在两列波叠加的过程中,质点M是振动的加强点,位移始终是-4cm

正确答案

A,C

解析

有图像可知,波长相等,波速也相等,所以周期相等 所以周期都为1s;机械波中的质点不可能随波迁移,B错;由图知波长λ=0.4m,由v=得,波的周期为T==1s,两质点传到M的时间为T,当t=1s时刻,两波的波谷恰好传到质点M,所以位移为﹣4cm,C对;再叠加过程中,质点依然在振动,不可能始终静止在最高点,所以D错

考查方向

波长、频率和波速的关系

解题思路

由波的传播方向来确定质点的振动方向.两列频率相同的相干波,当波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强,当波峰与波谷相遇时振动减弱,则振动情况相同时振动加强;振动情况相反时振动减弱.由图读出波长,从而算出波的周期.根据所给的时间与周期的关系,分析质点M的位置,确定其位移.

易错点

机械波以及振动图像容易弄混淆,区别的方式是看横坐标代表的物理量

知识点

波的图象波长、频率和波速的关系
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题型:简答题
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简答题 · 15 分

请从33~35题中选做一道。

33.【物理—选修3-3】

(1)下列说法正确的是(    )(填正确答案标号,选对一个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错一个扣3分,最低得分为0分 )

A.将一块晶体敲碎后,得到的小颗粒是非晶体

B.固体可以分为晶体和非晶体两类,有些晶体在不同的方向上有不同的光学性质

C.由同种元素构成的固体,可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体

D.在合适的条件下,某些晶体可以转化为非晶体,某些非晶体也可以转化为晶体

E.在熔化过程中,晶体要吸收热量,但温度保持不变,内能也保持不变

(2)如图,一固定的竖直气缸有一大一小两个同轴圆筒组成,两圆筒中各有一个活塞,已知大活塞的质量为,横截面积为,小活塞的质量为,横截面积为;两活塞用刚性轻杆连接,间距保持为,气缸外大气压强为,温度为。初始时大活塞与大圆筒底部相距,两活塞间封闭气体的温度为,现气缸内气体温度缓慢下降,活塞缓慢下移,忽略两活塞与气缸壁之间的摩擦,重力加速度,求

(i)在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间,缸内封闭气体的温度

(ii)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时,缸内封闭气体的压强

34.【物理—选修3-4】

(1)在双缝干涉实验中,分布用红色和绿色的激光照射同一双缝,在双缝后的屏幕上,红光的干涉条纹间距与绿光的干涉条纹间距相比 (    )(填“>”“<”或“=”)。若实验中红光的波长为,双缝到屏幕的距离为,测得第一条到第6条亮条纹中心间的距离为,则双缝之间的距离为 (    )

(2)甲乙两列简谐横波在同一介质中分别沿轴正向和负向传播,波速均为,两列波在时的波形曲线如图所示,求

(i)时,介质中偏离平衡位置位移为16的所有质点的坐标

(ii)从开始,介质中最早出现偏离平衡位置位移为的质点的时间

35.【物理—选修3-5】

(1)在某次光电效应实验中,得到的遏制电压与入射光的频率的关系如图所示,若该直线的斜率和截距分别为,电子电荷量的绝对值为,则普朗克常量可表示为(    ),所用材料的逸出功可表示为(    ) 。

(2)如图,在足够长的光滑水平面上,物体A、B、C位于同一直线上,A位于B、C之间。A的质量为,B、C的质量都为,三者都处于静止状态,现使A以某一速度向右运动,求之间满足什么条件才能使A只与B、C各发生一次碰撞。设物体间的碰撞都是弹性的。

正确答案

33. (1)BCD

(2)(i)设初始时气体体积为,在大活塞与大圆筒底部刚接触时,缸内封闭气体的体积为

温度为,由题给条件得

     ①

                  ②

在活塞缓慢下移的过程中,用表示缸内气体的压力,由力的平衡条件得

    ③

故缸内气体的压强不变。由盖-吕萨克定律有

         ④

联立①②④式并代入题给数据得

=330K             ⑤

(ii)在大活塞与大圆筒底部刚接触时,被封闭气体的压强为。在此后与气缸外大气达到热平衡

的过程中,被封闭气体的体积不变。设达到热平衡时被封闭气体的压强为,由查理定律,有

    ⑥

联立③⑤⑥式并代入题给数据得

5Pa          ⑦

34.(1)>  0.300

(2)(i)t=0时,在x=50cm处两列波的波峰相遇,该处质点偏离平衡位置的位移16cm.

两列波的波峰相遇处的质点偏离平衡位置的位移均为16cm。

从图线可以看出,甲,乙两列波长分别为

甲,乙两列波波峰的x坐标分别为

…     ②

, …    ③

由①②③式得,介质中偏离平衡位置位移为16cm的所有质点的坐标为

  ,,…              ④

(ii)只有两列波的波谷相遇处的质点的位移为-16cm.t=0时,两波波谷间的x坐标之差为

   ⑤

式中,均为整数。将①式代入⑤式得

             ⑥

由于均为整数,相向传播的波谷间的距离最小为

                ⑦

=0开始,介质中最早出现偏离平衡位置位移为-16cm的质点时间为

                  ⑧

代入数值得

=0.1s         ⑨

35.(1)  

(2) A向右运动与C发生第一次碰撞,碰撞过程中,系统的动量守恒,机械能守恒。

设速度方向向右为正,开始时A的速度为,第一次碰撞后C的速度为,A的速度为

。由动能守恒定律和机械能守恒定律得

   ①

    ②

联立①②式得

       ③

       ④

如果>M ,第一次碰撞后,A与C速度同向,且A的速度小于C的速度,不可能与B发生碰撞;如果,第一次碰撞后,A停止,C以A碰撞前的速度向右运动,A不可能与B发生碰撞;所以只考虑的情况。

第一次碰撞后,A反向运动与B发生碰撞。设与B发生碰撞后,A的速度为,B的速度为,同样有

       ⑤

根据题意,要求A只与B,C各发生一次碰撞,应有

              ⑥

联立④⑤⑥式得

   ⑦

解得            ⑧

另一解舍去。所以,m和M应满足 的条件为

<M

解析

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知识点

动量守恒定律波的图象光的干涉
下一知识点 : 波长、频率和波速的关系
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