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题型:简答题
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简答题

一列简谐横波某时刻的波形如图所示,波沿x轴正方向传播,从此时刻开始计时:

(1)若每间隔最小时间2s波形重复出现,求波速是多大?

(2)若此列波得周期是2s,它是由单摆摆动产生的,则单摆的摆长约为多少?

正确答案

解:(1)

m/s

(2)

m

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题型:简答题
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简答题

观察振动原理的应用:心电图仪是用来记录心脏生物电的变化规律的装置,人的心脏跳动时会产生一股股强弱不同的生物电,生物电的变化可以通过周围组织传到身体的表面.医生用引导电极放置于肢体或躯体的一定部位就可通过心电图仪记录出心电变化的波动曲线,这就是心电图.请去医院进行调查研究.下面是甲、乙两人在同一台心电图机上作出的心电图分别如图甲、乙所示,医生通过测量后记下甲的心率是60次/分.试分析:

(1)该心电图机图纸移动的速度;

(2)乙的心动周期和心率.

正确答案

(1)甲图,波长λ=25mm,心率是f=60次/分=1Hz,所以周期T=1s,电图机图纸移动的速率v=λf=25mm/s.

(2)由于两张图图纸移动的速率v相同,则有:

λ=20mm,乙的心率为f乙==Hz=1.25Hz=75次/分.

T乙==0.8s.

答:(1)该心电图机图纸移动的速度为25mm/s    

(2)乙的心动周期为0.8s,心率为75次/分.

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题型:填空题
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填空题

一列横波沿直线传播,在传播方向上有相距1.2m的A、B两点,当波刚好到达其中一点开始计时,4s内A点完成了9次全振动,B点完成了10次全振动,则波的传播方向为______,波长等于______,波速v=______.

正确答案

由题,4s内A点完成了9次全振动,B点完成了10次全振动,说明B点先振动,A后振动,则知波的传播方向为B→A.

4s内B点比A点多振动一次,说明B、A间距离为一个波长,则得波长为λ=1.2m

该波的周期为T=s=0.4s,故波速为v==m/s=3m/s.

故答案为:B→A,1.2m,3m/s

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题型:简答题
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简答题

如图所示,一列沿X轴正方向传播的简谐横波,波速大小为0.6 m/s,P点的横坐标为96 cm,从图中状态开始计时,求:

(1)经过多长时间,P质点开始振动,振动时方向如何?

(2)经过多少时间,P质点第一次到达波峰?

正确答案

解:(1)开始计时时,这列波的最前端的质点横坐标是24 cm,根据波的传播方向,可知这一点沿y轴负方向运动,因此在波前进方向的第一个质点开始振动的方向都是沿y轴负方向运动,故P质点开始振动时的方向是沿y轴负方向,P质点开始振动的时间是1.2s

(2)用两种方法求解

解法一:质点振动法:这列波的波长是λ=0.24 m,故周期是

经过1.2s,P质点开始振动,振动时方向向下,故还要经过T才能第一次到达波峰,因此所用时间是1.2s+ 0.3s=1.5 s

解法二:波形移动法:质点P第一次到达波峰,即初始时刻这列波的波峰传到P点,因此所用的时间是t'=

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题型:简答题
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简答题

一列横渡在x轴上传播,在t1=0时刻波形如下图实线所示,t2=0.05s 时刻波形如图虚线所示。

(1)由波形曲线读出这列波的振幅和波长;

(2)若周期大于1/2(t1一t2),则最小波速是多少?方向如何?最大波速是多少?方向如何?

正确答案

解:(1)A=0.2 m;λ=8m

(2)由于T>1/2(t2-t1),即△t<2T 当波沿x轴正方向传播时,

可能的周期为:,且或1

当波沿x轴负方向传播时,可能的周期为

可知,当速度最小时,周期最大

由上面两类情况可知,当周期最大时,波x轴正方向传,方向为沿x轴正方向

且在中取,即,则

最小速度:

当速度v最大时,周期T最小,分析上面两类情况可知,当周期最小时,波沿x轴负方向传,

且在中取

最大速度:

方向为沿x轴负方向。

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题型:简答题
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简答题

在一列横波的传播方向上有两点P和Q,两点间距离30m,它们的振动图象如图所示。问:

(1)若P点距波源近,波速多大?

(2)若Q点距波源近,波速多大?

正确答案

解:(1)P点距波源近,表明P点先于Q点振动,由图可知,P点的振动状态传到Q点需要时间:

Δt=(0.4n+0.3)

(2)若Q点距波源近,表明Q先于波源振动,如图可知,Q点的振动状态传到P点需要时间:

Δt=(0.4n+0.1)

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题型:简答题
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简答题

一列简谐横波在x轴线上传播着,在t1=0和t2=0.005s时的波形曲线如图所示:

(1)横波的波长是多大?振幅A是多大?

(2)设周期大于(t2-t1),如果波向左传播,波速多大?

(3)设周期小于(t2-t1),且波速为6800m/s,求波的传播方向.

正确答案

(1)如图知,A=0.2cm,λ=8m.

(2)波向左传播:△t=(n+)T=0.005s,其中(n=0,1,2,…).

则得:T=s

当n=0时,T=s

当n=1时,T=s<0.005s(舍去)

得:υ==1200m/s

(3)波的周期为为:T==s=s

==4,根据波形的平移法,结合波形曲线可知波传播方向向右.

答:(1)横波的波长是0.2cm,振幅A是8cm.

(2)设周期大于(t2-t1),如果波向左传播,波速是1200m/s.

(3)设周期小于(t2-t1),且波速为6800m/s,波的传播方向向右.

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题型:简答题
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简答题

麦克斯韦在1865年发表的《电磁场的动力学理论》一文中揭示了电、磁现象与光的内在联系及统-性,即光是电磁波.

(1)一单色光波在折射率为1.5的介质中传播,某时刻电场横波图象如图1所示,求该光波的频率.

(2)图2表示两面平行玻璃砖的截面图,-束平行于CD边的单色光入射到AC界面上,a、b是其中的两条平行光线.光线a在玻璃砖中的光路已给出.画出光线b从玻璃砖中首次出射的光路图,并标出出射光线与界面法线夹角的度数.

正确答案

(1)设光在介质中的传播速度为v,波长为λ,频率为f,则f=,v=

联立两式得f=,从波形图上读出波长λ=4×10-7m,

代入数据解得f=5×1014Hz.

该光的频率为5×1014Hz.

(2)光线从AC面射入时,折射光线与第一条光线平行,射到CD面上;

由sinC=可知,临界角为45°,光路如图所示,到达CD边时一定会发生全反射,故从BD边射出,故光路图所图所示:

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题型:简答题
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简答题

一列横波在x轴上传播,t1=0和t2=0.005 s时的波形,如图所示的实线和虚线。

(1)设周期大于(t2-t1),求波速。

(2)设周期小于(t2-t1),并且波速为6 000 m/s,求波的传播方向。

正确答案

解:(1)当波传播时间小于一个周期时,波沿传播方向前进的距离小于一个波长,当波传播的时间大于一个周期时,波沿传播方向前进的距离大于一个波长,这要从波形的变化上看出

若波沿x轴正方向传播,则在0.005 s内传播了2 m,故波速为

若波沿x轴负方向传播,则在0.005 s内传播了6 m,故波速为m/s=1 200 m/s

(2)Δt=t2-t1>T,所以波传播的距离大于一个波长,在0.005 s内传播的距离Δx=v×Δt=30 m,即Δx=3λ+,故波沿x轴负方向传播

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题型:简答题
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简答题

如图所示,实线为t1=0时刻的图象,虚线为t2=0.1s时刻的波形,周期T>0.1s求:

(1)若波的传播方向为+x方向,波速多大;

(2)若波的传播方向为-x方向,波速多大;

(3)若波速为450m/s,波沿什么方向传播.

正确答案

(1)由图线可直接读出波长λ=20m.

若波沿+x方向传播,得t=0.1=(n+)T,周期T为:T=s,(n=0,1,2,…)

由题   T>0.1s,则n=0

所以波速为:v=═50m/s

(2)当波向-x传播时,t=0.1=(n+)T,(n=0,1,2,…)

T=s,

由题T>0.1s,则n=0

所以波速为:v==150m/s

(3)波传播的距离X=vt=450×0.1=45m=2λ+λ,波沿+x方向传播.

答:(1)若波的传播方向为+x方向,波速为50m/s;

    (2)若波的传播方向为-x方向,波速为150m/s;

    (3)若波速为450m/s,波沿+x方向传播.

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题型:填空题
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填空题

一列简谐波沿直线传播,位于此直线上相距2.0 m的A、B 点均已开始振动,某时刻开始计时,A、B点的振动图象如图所示。已知这列波的波长大于1.0 m,则这列波的波长为_________,波速为_________。

正确答案

4m或m,4m/s或m/s

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题型:填空题
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填空题

如图所示,甲乙两船相距40m,一列水波在水面上从左向右传播,当某时刻甲船位于波峰时乙船恰位于波谷,且峰、谷间的高度差为0.4m。若水波的周期为4s,则波速为______________m/s,从此时起9s内乙运动的路程为______________m。

正确答案

4,1.8

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题型:简答题
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简答题

利用超声波遇到物体发生反射,可测定物体运动的有关参量.图甲中仪器A和B通过电缆线连接,B为超声波发射与接收一体化装置,而仪器A为B提供超声波信号源而且能将B接收到的超声波信号进行处理并在屏幕上显示其波形.

现固定装置B,并将它对准匀速行驶的小车C,使每隔固定时间T0发射一短促的超声波脉冲(如图乙中幅度大的波形),而B接收到的由小车C反射回的超声波经仪器A处理后显示如图乙中幅度较小的波形.反射波滞后的时间已在下图中标出,其中T和ΔT为已知量.另外还知道该测定条件下声波在空气中的速度为v0.则根据所给信息可判断小车的运动方向为_________(填“向左”或“向右”),速度大小为_________.

正确答案

向右 

由屏幕上显示的波形可以看出,反射波滞后于发射波的时间越来越长,说明小车离信号源的距离越来越远,小车向右运动.

由题中乙图可得,小车相邻两次反射超声波脉冲的时间

t=T0+(T+ΔT)-T

=T0+ΔT   ①

小车在此时间内前进的距离为

s=v0·       ②

小车的速度为v==.   

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题型:填空题
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填空题

电阻的阻值为20Ω,通入如图所示的交流(此交流的正向和反向部分都是正弦交变电流的一部分),则此交变电流的有效值为______A,该电阻每分钟内发出的焦耳热Q=______J(T远小于1分钟)

正确答案

由图象可知,0-T是正弦式电流,电流的最大值等于:Im1=20A,

T-T是正弦式电流,电流的最大值等于Im2=10A,

设一个周期交流电流的有效值为I,周期为T,电阻为R.

则:I2RT=(

Im1

2

)2R•T+(

Im2

2

)2R•T

解得:I=5A

该电阻每分钟内发出的焦耳热为:Q=I2Rt=(5

6

)2×20×60=1.8×105J

故答案为:5;1.8×105

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题型:填空题
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填空题

浅水处水波的速度跟水深度有关,其关系式为v=,式中h为深度,g为重力加速度,如图a所示是一个池塘的剖面图,AB两部分深度不同,图b是从上往下俯视,看到从P处向外传播水波波形(弧形实线代表波峰).若已知A处水深20cm,则B处的水深为______cm,B处的水波波长是A处水波波长的______倍.

正确答案

由图看出,A处水波波长为:λA=3x0-x0=2x0.B处水波波长为:λB=9x0-5x0=4x0

故:λB=2λA

由于水波在水中的频率不变,则由波速公式v=λf得水波在A、B两处波速与波长成正比,则:==

又由题意,水波的速度跟水深度关系为:v=,则有:==4

解得:hB=4hA=80cm.

故答案为:80,2

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