- 波的图象
- 共223题
一列简谐横波在t=0时刻的波形如图中的实线所示,t=0.02s时刻的波形如图中虚线所示。若该波的周期T大于0.02s,则该波的传播速度可能是
正确答案
解析
这类问题通常有两种解法。
解法一:质点振动法
(1)设波向右传播,则在0时刻处的质点往上振动,
设经历时间时质点运动到波峰的位置,则,即。
当时,,符合要求,此时;
当时,,不符合要求。
(2)设波向左传播,则在0时刻处的质点往下振动,
设经历时间时质点运动到波峰的位置,则,即。
当时,,符合要求,此时;
当时,,不符合要求。
综上所述,只有B选项正确。
解法二:波的平移法
(1)设波向右传播,只有当波传播的距离为时,实线才会和虚线重合,即0时刻的波形才会演变成时的波形,,
所以,
,
当时,,符合要求,此时;
当时,,不符合要求。
(2)设波向左传播,只有当波传播的距离为时,实线才会和虚线重合,即0时刻的波形才会演变成时的波形,,
所以,
,
当时,,符合要求,此时;
当时,,不符合要求。
综上所述,只有B选项正确。
知识点
一列简谐横波沿x轴传播,波长为1.2m,振幅为A。当坐标为x=0处质元的位移为且向y轴负方向运动时,坐标为x=0.4m处质元的位移为。当坐标为x=0.2m处的质元位于平衡位置且向y轴正方向运动时,x=0.4m处质元的位移和运动方向分别为
正确答案
解析
题意可画出如图实线所示的波形图,设波向右传播,x=0处的质元正处于y=-A处,x=0.4m处的质元的位移为y=A处,满足题意。当x=0.2m处的质元处在平衡位置向y轴正方向运动时,波形图如图中虚线所示,显然x=0.4m处的质元正处于y=-A处,且沿y轴正方向运动,C对。
知识点
介质中坐标原点 O处的波源在t=0时刻开始振动,产生的简谐波沿x轴正向传播,t0时刻传到L处,波形如图所示,下列能描述x0处质点振动的图象是
正确答案
解析
波向右传播,由波形图知t0时刻x=L处的质点向下振动,则各质点开始振动方向向下,选项A、B错误;由波形图还知在t0时刻,x=x0处的质点向下振动,则选项C正确、选项D错误。
知识点
用手握住较长软绳的一端连续上下抖动,形成一列简谐横波。某一时刻的波形图如图所示,绳上a.b两质点均处于波锋位置。下列说法正确的是
正确答案
解析
ab两点是波上相邻两波峰,其间距为一个波长,波在传播是在一个周期里传播一个波长,所以波的前端从a到b需要一个周期的时间,a质点比b质点提前一个周期起振,所以b比a完成的全振动少多一次。
知识点
(1)一列简谐横波沿轴正方向传播,时刻的波形如图所示,介质中质点、分别位于、处。从时刻开始计时,当时质点刚好第4次到达波峰。
①求波速。
②写出质点做简谐运动的表达式(不要求推导过程) 。
(2)如图所示,一玻璃球体的半径为,为球心,为直径。来自 点的光线在点射出。出射光线平行于,另一光线恰好在点发生全反射。已知,
求
①玻璃的折射率。
②球心O到BN的距离 。
正确答案
见解析。
解析
(1)①设简谐横波的波速为,波长为,周期为,有图像知,。由题意得
①
②
联立①②式,代入数据得
③
②质点P做简谐运动的表达式为
④
(2)设光线BM在M点的入射角为,折射角为,由几何关系可知,,,根据折射定律得
⑤
代入数据得
⑥
光线BN恰好在N点发生全反射,则为临界角C
⑦
设球心到BN的距离为d,由几何关系可知
⑧
联立⑥⑦⑧式得
⑨
知识点
扫码查看完整答案与解析