1.
(考点一)设x轴方向的一条细绳上有O、A、B、C、D、E、F、G八个点,OA=AB=BC=CD=DE=EF=FG=1 m,质点O在垂直于x轴方向上做简谐运动,沿x轴方向传播形成横波.t=0时刻,O点开始向上运动,经t=0.2 s,O点第一次到达上方****位移处,这时A点刚好开始运动.那么在t=2.5 s时刻,以下说法中正确的是( )
A.B点位于x轴下方 B.A点与E点的位移相同
C.D点的速度**** D.C点正向上运动
E.这列波的波速为5 m/s
解析:选ABE.由题可知,4=0.2 s,周期T=0.8 s,4λ=1 m,波长λ=4 m,由v=T得波速v=5 m/s,则可判断E项正确;当t=2.5 s时,波源O已振动了38个周期,此时O位于x轴上方向上振动,B点与O点之间相距半个波长,可判断B点位于x轴下方,A项正确;2.5 s时E点已经振动了一段时间,A点与E点间距1个波长,两点振动情况****一样,则B项正确;O点与D点间距1个波长,两点的振动情况****一样,此时,O点已经离开平衡位置向上振动,D点也一样,则D点的速度不是****,C项错误;O点与C点间距为4波长,2.5 s时,O点刚离开平衡位置向上振动,则C点应向下振动,则D项错误.
2.(考点二) (2014·高考北京卷)一简谐机械横波沿x轴正方向传播,波长为λ,周期为T.t=0时刻的波形如图甲所示,a、b是波上的两个质点.图乙是波上某一质点的振动图象.下列说法正确的是( )
甲 乙
A.t=0时质点a的速度比质点b的大
B.t=0时质点a的加速度比质点b的小
C.图乙可以表示质点a的振动
D.图乙可以表示质点b的振动
解析:选D. 题图甲为波的图象,题图乙为振动图象.t=0时刻,a质点在波峰位置,速度为零,加速度****;b质点在平衡位置,加速度为零,速度****,故选项A、B错;在波的图象中,根据同侧法由传播方向可以判断出质点的振动方向,所以t=0时刻,b点在平衡位置且向下振动,故选项C错、D对.
3.(考点二) (2014·高考全国卷Ⅱ)图甲为一列简谐横波在t=0.10 s时刻的波形图,P是平衡位置在x=1.0 m处的质点,Q是平衡位置在x=4.0 m处的质点;图乙为质点Q的振动图象,下列说法正确的是( )
A.在t=0.10 s时,质点Q向y轴正方向运动
B.在t=0.25 s时,质点P的加速度方向与y轴正方向相同
C.从t=0.10 s到t=0.25 s,该波沿x轴负方向传播了6 m
D.从t=0.10 s到t=0.25 s,质点P通过的路程为30 cm
E.质点Q简谐运动的表达式为y=0.10sin 10πt(国际单位)
解析:选BCE.由y-t图象可知,t=0.10 s时质点Q沿y轴负方向运动,选项A错误;由y-t图象可知,波的振动周期T=0.2 s,由y-x图象可知λ=8 m,故波速v=T=40 m/s,根据振动与波动的关系知波沿x轴负方向传播,则波在0.10 s到0.25 s内传播的距离Δx=vΔt=6 m,选项C正确;t=0.25 s时,波形图如图所示,此时质点P的位移沿y轴负方向,而回复力、加速度方向沿y轴正方向,选项B正确;Δt=0.15 s=4T,质点P在其中的2T内路程为20 cm,在剩下的4T内包含了质点P通过****位移的位置,故其路程小于10 cm,因此在Δt=0.15 s内质点P通过的路程小于30 cm,选项D错误;由y-t图象可知质点Q做简谐运动的表达式为y=0.10sin 0.2t(m)=0.10sin 10πt(m),选项E正确.
4.(考点三)(2016·山东淄博模拟)如图所示,沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线,其波速为200 m/s,下列说法中正确的是( )
A.图示时刻质点b的加速度正在减小
B.从图示时刻开始,经过0.01 s,质点a通过的路程为40 cm
C.若此波遇到另一列波并发生稳定的干涉现象,则另一列波的频率为 50 Hz
D.若该波传播中遇到宽约4 m的障碍物,能发生明显的衍射现象
E.若观察者沿x轴正方向运动,接收到的频率将大于50 Hz
解析:选BCD.已知波沿x轴正方向传播,则质点b图示时刻振动方向沿y轴负方向,位移增大,加速度增大,选项A错误;波的周期T=v=200 s=0.02 s,从图示时刻,经0.01 s,a从波峰到达波谷,通过的路程为2A=40 cm,选项B正确;产生稳定干涉的条件是两列波频率相同,而该列波的频率f=T=50 Hz,因此选项C正确;发生明显衍射的条件是波的波长大于障碍物的尺寸,或与障碍物的尺寸相差不多,因该波波长为4 m,故传播过程中遇到宽约4 m的障碍物时可发生明显的衍射现象,选项D正确.观察者沿x轴正方向远离波源运动,接收到的频率将小于50 Hz,故E错误.
5.(微专题35)
如图,一列沿x轴正方向传播的简谐横波,振幅为2 cm,波速为2 m/s,在波的传播方向上两质点a、b的平衡位置相距0.4 m(小于一个波长),当质点a在波峰位置时,质点b在x轴下方与x轴相距1 cm的位置,则( )
A.此波的周期可能为0.6 s
B.此波的周期可能为1.2 s
C.从此时刻起经过0.5 s,b点可能在波谷位置
D.从此时刻起经过0.5 s,b点可能在波峰位置
解析:选ACD.根据波的传播方向和质点的振动方向的关系可知:t=0时刻,b质点在-1 cm处,既可能沿y轴正方向运动也可能沿y轴负方向运动;该波的波长λ满足:4<0.4 m,即λ<1.6 m,T<0.8 s,又λ>0.4 m,T>0.2 s,所以A正确,B错误;同理可知C、D均正确.