- 波长、频率和波速的关系
- 共149题
17.如图所示,位于原点O处的波源在t=0时刻,从平衡位置(在x轴上)开始沿y轴某个方向做周期为T的简谐运动,该波源产生的简谐横波沿x轴正方向传播,波速为v。在时刻t=13T/8时,在x=7vT/8处的质点P正好在波谷,则( )
正确答案
解析
机械波传播到P处,花的时间为,因此P点振动的时间为
,因此P应该起振方向向上,经过0.75周期恰好在波谷。相隔
的波源肯定在x轴下方,A对;所有质点的起振方向都是相同的,振动周期也相同,但是质点振动速度不可能一定等于波速,所以BD对C错。
考查方向
简谐运动;横波的图象;波长、频率和波速的关系。
解题思路
简谐波传播过程中,质点的起振方向都与波源的起振方向相同。质点的振动速度与波传播速度不同。简谐横波传播过程中,介质中各个质点振动的周期都等于波源的振动周期
易错点
考查波的传播,要注意理解波传播的是能量和运动形式,质点并不随波传播;同时注意靠近波源的点带动后面的质点振动。
知识点
13.一列简谐横波沿x轴正方向传播,O为波源且t=0时刻开始沿y轴负方向起振。如图所示为t=0.2s时x=0至x=4m范围内的波形图,虚线右侧的波形未画出。已知图示时刻x=2m处的质点第一次到达波峰,则下列判断中正确的是( )
正确答案
解析
由题分析可知,t=0.2s波传到x=8m质点处,则周期为T=0.2s,振幅为A=10cm.由图知波长λ=8m,波速为v==40m/s.故A错误;波传到x=10m处的时间为t=
=
=0.25s,x=10m处的质点已振动了0.45s=2
T,此质点起振方向沿y轴负方向,则t=0.7 s末,x=10 m处质点到达波谷,坐标为(10m,﹣10cm),故B正确;波传到x=24m处的时间为t=
=0.6s,x=10m处的质点已振动了0.1s=
T,此质点起振方向沿y轴负方向,则t=0.7s末,x=24m处质点经平衡位置向上,加速度为零,故D错误;t=0.7 s末,x=10 m处质点到达波谷,x=12m处在平衡位置向下振动,所以C错。
考查方向
解题思路
由题,O为波源且t=0开始沿y轴负方向起振,t=0.2s末x=2m处的质点第一次到达波峰,则此波形成一个波长的波形,即可知道周期T,读出波长,求出波速。由t=求出波传到x=10m处质点的时间,分析此质点的振动情况。
易错点
关键确定出波的周期,抓住“x=2m处的质点第一次到达波峰”关键词语,分析波传播的时间,确定质点振动的状态。
知识点
10.图(a)为一列简谐横波在某一时刻的波形图,a、b两质点的横坐标分别为和
,图(b)为质点b从该时刻开始计时的振动图像,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
A、ab两点间的距离为x=xb﹣xa=6﹣2=4m,振动从a传播到b的时间为半个周期,为t==4s,所以波速为:v=
=
=1m/s,但是b点该时刻的振动方向是沿y轴正方向,由微平移法可知波向﹣x轴方向传播,选项A错误.B、质点a振动4s,是经过了半个周期,质点运动过的路程为振幅的2倍,即为1m,选项B错误C、此时刻b的振动方向是向y轴正方向,ab间相隔半个波长,振动步调完全相反,所以此时刻质点a的速度沿﹣y方向,选项C错误.D、在t=2s时,质点b在正的最大位移处,ab两质点的振动步调完全相反,所以质点a在负的最大位移处,此时a的速度为零,选项D正确.
考查方向
解题思路
考察了简谐波的传播和质点的振动,解答该题要熟练的掌握波传播方向的判断,常用的方法有“微平移法”、“带动法”、“上下坡法”、“振向波向同侧法”
易错点
振动图像与波动图像区别于联系
知识点
18.如图所示,两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,两波源S1和S2分别位于x轴上-0.2m和1.2m处,两列波的波速均为v=0.4m/s、振幅均为A=2cm。图示为t=0时刻两列波的图像,此刻平衡位置处于x轴上0.2m和0.8m的P、Q两质点刚开始振动,质点M的平衡位置处于x=0.5m。则下列判断正确的是( )
正确答案
解析
有图像可知,波长相等,波速也相等,所以周期相等 所以周期都为1s;机械波中的质点不可能随波迁移,B错;由图知波长λ=0.4m,由v=
得,波的周期为T=
=1s,两质点传到M的时间为
T,当t=1s时刻,两波的波谷恰好传到质点M,所以位移为﹣4cm,C对;再叠加过程中,质点依然在振动,不可能始终静止在最高点,所以D错
考查方向
解题思路
由波的传播方向来确定质点的振动方向.两列频率相同的相干波,当波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强,当波峰与波谷相遇时振动减弱,则振动情况相同时振动加强;振动情况相反时振动减弱.由图读出波长,从而算出波的周期.根据所给的时间与周期的关系,分析质点M的位置,确定其位移.
易错点
机械波以及振动图像容易弄混淆,区别的方式是看横坐标代表的物理量
知识点
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