- 简谐运动的振动图象
- 共94题
介质中有一列简谐机械波传播,对于其中某个振动质点
正确答案
解析
介质中某个振动质点做简谐运动,其速度按正弦(或余弦)规律变化,而在同一介质中波的传播速度是不变的,振动速度和波的传播速度是两个不同的速度,A错误;在横波中振动方向和波的传播方向垂直,在纵波中振动方向和波的传播方向在一条直线上,B错误;振动质点在一个周期内走过的路程为4个振幅,C错误;波在传播的过程中,频率不变为波源的频率,D正确。
知识点
如图甲所示,一列沿x轴正方向传播的简谐横波,O点为振源,P点到O点的距离l=10m。t=0时刻O点由平衡位置开始振动,图乙为质点P的振动图像。下列判断正确的是
正确答案
解析
略
知识点
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
正确答案
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
如图所示,甲为t = 1s时某横波的波形图像,乙为该波传播方向上某一质点的振动图像,距该质点△x = 0.5m处质点的振动图像可能是:( )
正确答案
解析
略
知识点
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( )
正确答案
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,解得或
;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
或
,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
在光滑水平面上放有一根平直的弹性轻质长绳,绳上从左向右均匀分布有一系列质点1,2,3,……,相邻两个质点间的距离均为0.10m。在t=0时刻质点1开始沿垂直于绳的方向在水平面内做简谐运动,运动图象如图所示。此振动沿绳向右传播,当振动刚好传播到质点13时,质点1恰好完成第一次全振动。则( )
正确答案
解析
略
知识点
一列简谐横波沿直线传播,该直线上平衡位置相距9m的a、b两质点的振动图象如图所示,下列描述该波的图象可能正确的是
正确答案
解析
本题考察机械波的图象及多解性。a、b两点之间的波形图“余数”可以为解析图中蓝色和红色两种形式。
知识点
(1)渔船常利用超声波来探测远外鱼群的方位。已知某超声波频率为1.0×105Hz,某时刻该超声波在水中传播的波动图像如图所示。
①从该时刻开始计时,画出x= 7.5×10−3m处质点做简谐运动的振动图像(至少一个周期)。
②现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4s,求鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动)。
正确答案
①如图所示
②3000m
解析
①由于x = 7.5×10−3处质点,在负的最大位移处,其周期T=1×10−5,质点做简谐运动的振动图像如图所示
②由波形图可以读出波长λ=15×10−3m
由波速公式
υ = λ f = 1500m/s
鱼群与渔船的距离
x = υ t = 3000m
知识点
(1)(4分)一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示。介质中x=2m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y=10sin(5πt)cm。关于这列简谐波,下列说法正确的是______(填入正确选项前的字母。选对1个给2分,选对2个给4分;选错1个扣2分,最低得0分)。
A. 周期为4.0s
B. 振幅为20cm
C. 传播方向沿x轴正向
D. 传播速度为10m/s
(2)(8分)一赛艇停在平静的水面上,赛艇前端有一标记P离水面的高度为h1=0.6m,尾部下端Q略高于水面;赛艇正前方离赛艇前端s1=0.8m处有一浮标,示意如图。一潜水员在浮标前方s2=3.0m处下潜到深度为h2=4.0m时,看到标记刚好被浮标挡住,此处看不到船尾端Q;继续下潜△h=4.0m,恰好能看见Q。求:
(i)水的折射率n;
(ii)赛艇的长度l。(可用根式表示)
正确答案
(1)C D
(2)(i);(ii)3.3m
解析
(1)周期为:
,由波的图像得:振幅
、波长
,故波速为
,p点在t=0时振动方向为正y方向,波向正x方向传播。
(2)(i)设过P点光线,恰好被浮子挡住时,入射角、折射角分别为:α、β则:①
②
③
由①②③得:
(ii)潜水员和Q点连线与水平方向夹角刚好为临界角C,则:
④
cotC= ⑤
由④⑤得:
知识点
(1)打磨某剖面如题11图1所示的宝石时,必须将OP、OQ边与轴线的夹角θ切割在θ1<θ<θ2的范围内,才能使从MN边垂直入射的光线,在OP边和OQ边都发生全反射(仅考虑如图所示的光线第一次射到OP边并反射到OQ边后射向MN边的情况),则下列判断正确的是
a,若θ>θ2,光线一定在OP边发生全反射
b,若θ>θ2,光线会从OQ边射出
c,若θ<θ1,光线会从OQ边射出
d,若θ<θ1,光线会在OP边发生全反射
(2)一竖直悬挂的弹簧振子,下端装有一记录笔,在竖直面内放置有一记录纸。当振子上下振动时,以速率水平向左拉动记录纸,记录笔在纸上留下如题11图2所示的图象。y1、y2、x0、2x0为纸上印迹的位置坐标。由此求振动的周期和振幅。
正确答案
答案:d;,
解析
略
知识点
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