- 波长、频率和波速的关系
- 共149题
一列沿X轴方向传播的简谐横波,某时刻的波形如图所示。P为介质中的一个质点,从该时刻开始的一段极短时间内,P的速度和加速度的大小变化情况是
正确答案
解析
由题图可得,波沿x轴方向传播,P质点在该时刻的运动方向沿y轴正方向,在由最大位置向平衡位置运动的过程中质点速度逐渐增大,但由于加速度 ,故随位移逐渐减小,加速度a 逐渐减小, 选项D正确。
知识点
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
一列间谐横波沿直线由A向B传播,A、B相距0.45m,右图是A处质点的振动图像。当A处质点运动到波峰位置时,B处质点刚好到达平衡位置且向y轴正方向运动,这列波的波速可能是
正确答案
解析
由振动图象可得振动周期T=0.4s,波由A向B传播,A处质点运动到波峰位置时,B处质点刚好到达平衡位置且向y轴正方向运动,A、B间的距离,则波长,波速。当n=0时,v=4.5m/s;当n=1时,v=0.9m/s;当n=2时,v=0.5m/s等,A正确。
知识点
一简谐横波沿x轴正向传播,t=0时刻的波形如图(a)所示,x=0.30m处的质点的振动图线如图(b)所示,该质点在t=0时刻的运动方向沿y轴_________(填“正向”或“负向”)。已知该波的波长大于0.30m,则该波的波长为_______m。
正确答案
正向,0.8
解析
由振动图像可知正向x=0.30m处的质点在t=0时刻的位移为正,处于从平衡位置到正的最大位置的运动过程中,其运动方向沿y轴正向。由于该波的波长大于0.30m说明该质点在第一个波形上,根据简谐横波沿x轴正向传播可知只有第二个四分之一波形上的质点都是向上振动的,且质点距离原点(的解为或),得m
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
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