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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

图1是一列简谐横波在t=1.25s时的波形图,已知C位置的质点比a位置的晚0.5s起振。则图2所示振动图像对应的质点可能位于

A

B

C

D

正确答案

D

解析

有C指点比a质点起振晚0.5s,知道波动周期T=1s;在振动图像上确定1.25s时刻的位置,是 t轴上第二个平衡位置和第二个最大位移之间,由此可判断该质点的运动状态是处于正向位移,向下振动,根据“上坡下,下坡上”,知质点应该位于“正向位移,上坡位置”,选项D正确。

知识点

简谐运动的振动图象波的图象
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题型:简答题
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简答题 · 15 分

(1)(6分)如图所示是一列简谐波在t=0时的波形图象,波速为v=10 m/s,此时波恰传到I点,下列说法中正确的是________(填入正确选项前的字母,选对1个给3分,选对2个给4分,选对3个给6分;每选错一个扣3分,最低得分为0分)。

A. 此列波的周期为T=0.4 s

B. 质点B、F在振动过程中位移总是相等

C. 质点I的起振方向沿y轴负方向

D. 当t=5.1 s时,x=10 m的质点处于平衡位置处

E. 质点A、C、E、G、I在振动过程中位移总是相同

(2)(9分)桌面上有一玻璃圆锥,圆锥的轴(图中的虚线)与桌面垂直,过轴线的截面为等边三角形,此三角形的边长为L,如图所示,有一半径为的圆柱形平行光束垂直底面射到圆锥上,光束的中心轴与圆锥的轴重合,已知玻璃圆锥的折射率为,求:

①光在玻璃圆锥中的传播速度;

②光束在桌面上形成光斑的面积。

正确答案

(1)ABC 

(2)①1.73×108 m/s;②

解析

(1)从图象中可以看出,波长为λ=4 m,周期T==0.4 s,A对;质点B、F是同处在波峰的两个点,它们的振动步调完全相同,在振动过程中位移总是相等,B对;各点的起振方向都一样,此时I点刚起振且起振方向沿y轴负方向,C对;当t=5.1 s时,x=10 m的质点处于负的最大位移处,D错;从图象中可以看出质点A、C、E、G、I在该时刻的位移都是零,由于波的传播方向是向右的,容易判断出质点A、E、I的速度方向是向下的,而质点C、G的速度方向是向上的,因而这五个点的位移不总是相同,E错。

(2)①由n= (2分)

解得:v=1.73×108 m/s(1分)

②光路如图,

由几何知识可得,

光束边缘光线在侧面上的入射角θ1=60°

由n= (2分)

得折射角θ2=30°(1分)

又因为OA=

△OBE为等边三角形,所以BE=L-OA=

光斑半径R= (2分)

所以光斑面积S= (1分)

知识点

波的图象波长、频率和波速的关系光的反和折射全反射
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

一列简谐横波沿x轴正方向传播,图(a)是t=0时刻的波形图,图(b)和图(c)分别是x轴上某两处质点的振动图像,由此可知,这两质点平衡位置之间的距离可能是(  )

A

B

C1 m

D

正确答案

B,D

解析

由波形图(a)可知y=0.1sinπx,根据振动图像(b)可知质点在t=0时刻时y=0.1 m,则0.1 m=0.1sinπx,解得;同上根据振动图像(c)可知,质点在t=0时刻:-0.05 m=0.1sinπx,解得,又因波沿x轴正向传播且t=0时刻该质点向下振动,故舍去,则两质点间距离x1=x4-x1,或x2=x2-x4,故B、D两项正确。

知识点

简谐运动的振动图象波的图象
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

一简谐横波以4m/s的波速沿x轴正方向传播。已知t=0时的波形如图所示,则

A波的周期为1s

Bx=0处的质点在t=0时向y轴负向运动

Cx=0处的质点在t= s时速度为0

Dx=0处的质点在t= s时速度值最大

正确答案

A,B

解析

解析:由波的图像可知半个波长是2m,波长是4m,周期是,A正确。波在沿轴正方向传播,则=0的质点在沿轴的负方向传播,B正确。x=0的质点的位移是振幅的一半则要运动到平衡位置的时间是,则时刻x=0的质点越过了平衡位置速度不是最大,CD错误。

知识点

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 · 6 分

沿x轴正向传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示,M为介质中的一个质点,该波的传播速度为40 m/s,则时(  )

A质点M对平衡位置的位移一定为负值

B质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同

C质点M的加速度方向与速度方向一定相同

D质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反

正确答案

C,D

解析

根据波的图象可知波长为λ=4 m,可得该波周期为,则由题中图示状态再经过后质点M相对平衡位置的位移仍为正值,但正在向下振动,可知其在时的速度方向与其相对平衡位置位移方向相反,而与加速度方向相同,A、B两项错误、C、D两项正确。

知识点

波的形成和传播波的图象
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