机械振动和机械波答案
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衡水学院 理工科专业《大学物理B 》机械振动 机械波 习题解答命题教师:杜晶晶 试题审核人:杜鹏一、填空题(每空2分)1、一质点在x 轴上作简谐振动,振幅A =4cm ,周期T =2s ,其平衡位置取坐标原点。
若t =0时质点第一次通过x =-2cm 处且向x 轴负方向运动,则质点第二次通过x =-2cm 处的时刻为23s 。
2、一质点沿x 轴作简谐振动,振动范围的中心点为x 轴的原点,已知周期为T ,振幅为A 。
(a )若t=0时质点过x=0处且朝x 轴正方向运动,则振动方程为cos(2//2)x A t T ππ=-。
(b )若t=0时质点过x=A/2处且朝x 轴负方向运动,则振动方程为cos(2//3)x A t T ππ=+。
3、频率为100Hz ,传播速度为300m/s 的平面简谐波,波线上两点振动的相位差为π/3,则此两点相距 0.5 m 。
4、一横波的波动方程是))(4.0100(2sin 02.0SI x t y -=π,则振幅是 0.02m ,波长是 2.5m ,频率是 100 Hz 。
5、产生机械波的条件是有 波源 和 连续的介质 。
二、单项选择题(每小题2分)(C )1、一质点作简谐振动的周期是T ,当由平衡位置向x 轴正方向运动时,从1/2最大位移处运动到最大位移处的这段路程所需的时间为( )(A )T /12 (B )T /8 (C )T /6 (D ) T /4( B )2、两个同周期简谐振动曲线如图1所示,振动曲线1的相位比振动曲线2的相位( )图1(A )落后2π (B )超前2π (C )落后π (D )超前π ( C )3、机械波的表达式是0.05cos(60.06)y t x ππ=+,式中y 和x 的单位是m ,t 的单位是s ,则( )(A )波长为5m (B )波速为10m ⋅s -1 (C )周期为13s (D )波沿x 正方向传播( D )4、如图2所示,两列波长为λ的相干波在p 点相遇。
机械振动、机械波练习题(参考答案)3. 【答案】B【解析】由单摆周期公式知,T 1=2πL 1g =0.6π s ,T 2=2π L 2g =π s ,摆球从左到右的时间为t =T 1+T 24=0.4π s 。
4. 【答案】 BD5. 【答案】A6. 【答案】AC9. 【答案】AB10.【答案】C11.【答案】A【解析】 由题意得知,该波的周期为T=4s ,则波长λ=vT=1×4m=4mA 、ac 间距离等于一个波长,则波由a 传到c 的时间为4s ,c 起振方向向上,则在4秒<t <5秒这段时间内,c 点从平衡位置向上运动,加速度逐渐增大.故A 正确.B 、由于周期为4s ,所以在4秒<t <5秒这段时间内,质点a 从平衡位置向上运动,速度逐渐减小.故B 错误.C 、ad 间距离等于3/4 波长,则波由a 传到d 的时间为3s ,d 起振方向向上,则在4秒<t <5秒这段时间内,d 点从波峰向平衡位置运动,即向下运动.故C 错误.D 、af 间距离等于1.25个波长,波传到f 点需要5s 时间,所以在4秒<t <5秒这段时间内,f 还没有振动.故D 错误.12.【答案】ABE【解析】两列波相遇后不改变波的性质,所以振幅不变,振幅仍然为2cm ,A 正确;由图知波长λ=0.4m ,由v =λT 得,波的周期为T =λv =1s ,两质点传到M 的时间为34T ,当t =1s 时刻,两波的波谷恰好传到质点M ,所以位移为-4cm ,B 正确,C 错误;质点不随波迁移,只在各自的平衡位置附近振动,所以质点P 、Q 都不会运动到M 点,C 错误;由波的传播方向根据波形平移法可判断出质点的振动方向:两列简谐横波分别沿x 轴正方向和负方向传播,则质点P 、Q 均沿y 轴负方向运动,故E 正确。
13.【答案】AB【解析】图示时质点a 处是波峰与波谷相遇,两列波引起的位移正负叠加的结果是总位移为零,A 正确,质点b 是波峰与波峰相遇,c 点是波谷与波谷相遇,振动都增强,振幅最大,振幅是一列波振幅的两倍,振动最强 ,B 正确。
25、质量为m 的质点与劲度系数为k 的弹簧构成弹簧振子,忽略一切非保守力做功,则其振动角频率ω26、质量为m 的质点与劲度系数为k 的弹簧构成弹簧振子,忽略一切非保守力做功,则振子位移为振幅A 的4/5时,体系动能占总能量的_9/25___。
27、质量为m 的质点与劲度系数为k 的弹簧构成弹簧振子,忽略一切非保守力做功,若振幅为A ,体系的总机械能为_ kA 2/2 ___。
28、质量为m 的质点与劲度系数为k 的弹簧构成弹簧振子,忽略一切非保守力做功,若振幅为A ,则振子相对于平衡位置位移为A /2时,其速度是最大速度的_。
29、质量为m 的质点与劲度系数为k 1,k 2的串联弹簧构成弹簧振子,忽略一切非保守力做功,则振子的振动角频率。
30、 一质点沿x 轴作简谐振动,振幅A=0.2,周期T=7,t=0时,位移x 0 = 0.1,速度v 0>0,则其简谐振动方程表达式为___x=0.22cos()73t ππ-__________________________________。
31、质量为m 的质点与劲度系数为k 1,k 2的并联弹簧构成弹簧振子,忽略一切非保守力做功,则振子的振动频率ν32、质量为m 的质点与劲度系数为k 1,k 2的并联弹簧构成弹簧振子,忽略一切非保守力做功,则振子的振动角频率ω=____33、两个同方向同频率的简谐振动,其振动表达式分别为:x 1 = 0.3cos(6πt+π/6),x 2=0.3cos(6πt-5π/6)。
它们的合振动的振辐为____0________,初相为____0________。
机械波填空题34、假定两列平面波满足基本的相干条件,波长λ = 8m ,振幅分别为A 1 = 0.1,A 2 = 0.4。
则位相差∆Φ = 2π时,叠加点振幅A=__0.5______________;波程差∆ = 40m 时,叠加点振幅A=_____0.5___________。
机械振动和机械波一、单选题(每小题提供的四个选项中,只有一个是正确的,每小题5分)1.单摆振动的回复力是 [ ]A.摆球所受的重力B.摆球重力在垂直悬线方向上的分力C.悬线对摆球的拉力D.摆球所受重力和悬线对摆球拉力的合力2.一个做简谐运动的质点,它的振幅是4cm,频率是2.5Hz。
该质点从平衡位置开始经过0.5s后,位移的大小和所通过的路程分别为[ ]A.4cm,10cmB.4cm,20cmC.0,24cmD.100cm,100cm3.图为一列简谐横波在介质中传播的波形图。
在传播过程中,某一质点在10s内运动的路程是16m,则此波的波速是[ ]A.1.6m/sB.2.0m/sC.40m/sD.20m/s4.若单摆的摆长不变,摆球的质量增加为原来的4倍,摆球经过平衡位置时的速度减为原来的1/2,则单摆振动的[ ] A. 频率不变,振幅不变 B.频率改变,振幅变大C.频率改变,振幅不变D.频率不变,振幅变小5. 一列横波沿x轴传播,到达坐标原点时的波形如图。
当此波到达P点时,处于O点处的质点所通过的路程和该时刻的位移是[ ]A.40.5cm,1cmB.40.5cm,-1cmC.81cm,1cmD.81cm,-1cm二、多选题每个题提供的四个选项中至少有一个是正确的(每小题6分,共30分)6.一列波在不同介质中传播,保持不变的物理量是[ ]A. 波长B. 波速C. 频率D. 振幅7.一列机械波在某一时刻的波形如实线所示,经过△t 时间的波形如虚线所示。
已知波的传播速率为1m/s,则下列四个数据中△t的可能值为[ ]A.1sB.8sC.9sD.20s8.图示为简谐横波在某一时刻的波形图线。
已知波的传播速度为2m/s,质点a的运动方向如图。
则下列说法中正确的是[ ]A. 波沿x的负方向传播B. 质点d再经过0.5s第一次到达波峰C. 过去此刻之后,质点b比质点c先回到平衡位置D. 该时刻质点e运动的加速度为零9.一列简谐横波沿x轴正方向传播在t=0的波形如图。
高考物理《机械振动和机械波》真题练习含答案1.[2023·新课标卷]船上的人和水下的潜水员都能听见轮船的鸣笛声.声波在空气中和在水中传播时的()A.波速和波长均不同B.频率和波速均不同C.波长和周期均不同D.周期和频率均不同答案:A解析:声波的周期和频率由振源决定,故声波在空气中和在水中传播的周期和频率均相同,但声波在空气和水中传播的波速不同,根据波速与波长关系v=λf可知,波长也不同,故A正确,B、C、D错误.故选A.2.[2024·浙江1月]如图1所示,质量相等的小球和点光源,分别用相同的弹簧竖直悬挂于同一水平杆上,间距为l,竖直悬挂的观测屏与小球水平间距为2l,小球和光源做小振幅运动时,在观测屏上可观测小球影子的运动.以竖直向上为正方向,小球和光源的振动图像如图2所示,则()A.t1时刻小球向上运动B.t2时刻光源的加速度向上C.t2时刻小球与影子相位差为πD.t3时刻影子的位移为5A答案:D解析:以竖直向上为正方向,根据图2可知,t1时刻,小球位于平衡位置,随后位移为负值,且位移增大,可知,t1时刻小球向下运动,A错误;t2时刻,光源的位移为正值,光源振动图像为正弦式,表明其做简谐运动,根据F回=-kx=ma可知,其加速度方向与位移方向相反,位移方向向上,则加速度方向向下,B错误;根据图2可知,小球与光源的振动步调总是相反,由于影子是光源发出的光被小球遮挡后,在屏上留下的阴影,可知,影子与小球的振动步调总是相同,即t2时刻小球与影子相位差为0,C错误;根据图2可知,t3时刻,光源位于最低点,小球位于最高点,根据光沿直线传播,光源能够在屏上留下影子的位置也处于最高点,影子位于正向最大位移处,根据几何关系有ll+2l =A+AA+x影子,解得x影子=5A,即t3时刻影子的位移为5A,D正确.3.[2024·吉林卷]某同学自制双缝干涉实验装置:在纸板上割出一条窄缝,于窄缝中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成双缝,将该纸板与墙面平行放置,如图所示.用绿色激光照双缝,能够在墙面上观察到干涉条纹.下列做法可以使相邻两条亮条纹中央间距变小的是()A.换用更粗的头发丝B.换用红色激光照射双缝C.增大纸板与墙面的距离D.减小光源与纸板的距离答案:A解析:由于干涉条纹间距Δx=ldλ可知,换用更粗的头发丝,双缝间距d变大,则相邻两条亮条纹中央间距Δx变小,故A正确;换用红色激光照双缝,波长变长,则相邻两条亮条纹中央间距Δx变大,故B错误;增大纸板与墙面的距离l,则相邻两条亮条纹中央间距Δx 变大,故C错误;减小光源与纸板的距离,不会影响相邻两条亮条纹中央间距Δx,故D错误.故选A.4.[2024·浙江1月](多选)在如图所示的直角坐标系中,xOz平面为介质Ⅰ和Ⅱ的分界面(z轴垂直纸面向外).在介质Ⅰ中的P(0,4λ)处有一点波源,产生波长为λ、速度为v的波.波传到介质Ⅱ中,其速度为2v.图示时刻介质Ⅱ中仅有一个波峰,与x轴和y轴分别交于R 和S点,此时波源也恰好位于波峰.M为O、R连线的中点,入射波与反射波在O点相干加强,则()A .介质Ⅱ中波的频率为2v λB. S 点的坐标为(0,-2 λ)C .入射波与反射波在M 点相干减弱D. 折射角α的正弦值sin α=352 答案:BD解析:波从一种介质到另一种介质,频率不变,故介质Ⅱ中波的频率为f =v λ,A 错误;在介质Ⅱ中波长为λ′=2v f=2 λ,由于图示时刻介质Ⅱ中仅有一个波峰,与x 轴和y 轴分别交于R 和S 点,故S 点的坐标为(0,-2 λ),B 正确;由于S 为波峰,且波传到介质Ⅱ中,其速度为2 v .图示时刻介质Ⅱ中仅有一个波峰,与x 轴和y 轴分别交于R 和S 点,则R 也为波峰,故P 到R 比P 到O 多一个波峰,则PR =5λ,则OR =3λ,由于||MO -PM≠2n ·λ2 或(2n +1)λ2 (n =0,1,2,…),故M 点不是减弱点,C 错误;根据n =λ′λ=2 ,则n =sin αOR PR,解得sin α=352 ,D 正确. 5.[2021·天津卷]一列沿x 轴正方向传播的简谐横波,传播速度v =10 m/s ,t =0时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y 轴正方向运动,下列图形中哪个是t =0.6 s 时的波形( )答案:B解析:由图中可以看出该波的波长为λ=4 m ,根据v =λT可知该列波的周期为T =0.4 s ,又因为t=0时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴正方向运动,当t=0.6 s时经历了1.5 T,所以此时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴负方向运动,结合图像可知B正确.6.[2023·湖南卷]如图(a),在均匀介质中有A、B、C和D四点,其中A、B、C三点位于同一直线上,AC=BC=4 m,DC=3 m,DC垂直AB.t=0时,位于A、B、C处的三个完全相同的横波波源同时开始振动,振动图像均如图(b)所示,振动方向与平面ABD垂直,已知波长为4 m.下列说法正确的是()A.这三列波的波速均为2 m/sB.t=2 s时,D处的质点开始振动C.t=4.5 s时,D处的质点向y轴负方向运动D.t=6 s时,D处的质点与平衡位置的距离是6 cm答案:C解析:由图(b)的振动图像可知,振动的周期为4 s,故三列波的波速为v=λT=4 m4 s=1m/s,A错误;由图(a)可知,D处距离波源C最近的距离为3 m,故开始振动后波源C处的横波传播到D处所需的时间为t C=DC v=3 m1 m/s=3 s故t=2 s时,D处的质点还未开始振动,B错误;由几何关系可知AD=BD=5 m,波源A、B产生的横波传播到D处所需的时间为t AB=ADv=5 m1 m/s=5 s故t=4.5 s时,仅波源C处的横波传播到D处,此时D处的质点振动时间为t1=t-t C =1.5 s由振动图像可知此时D处的质点向y轴负方向运动,C正确;t=6 s时,波源C处的横波传播到D处后振动时间为t2=t-t C=3 s由振动图像可知此时D处为波源C处传播横波的波谷;t=6 s时,波源A、B处的横波传播到D处后振动时间为t3=t-t AB=1 s由振动图像可知此时D处为波源A、B处传播横波的波峰.根据波的叠加原理可知此时D处质点的位移为y=2A-A=2 cm故t=6 s时,D处的质点与平衡位置的距离是2 cm,D错误.故选C.。
专题八机械振动与机械波五年高考考点过关练考点一机械振动1.(2021浙江1月选考,15,2分)(多选)为了提高松树上松果的采摘率和工作效率,工程技术人员利用松果的惯性发明了用打击杆、振动器使松果落下的两种装置,如图甲、乙所示。
则( )A.针对不同树木,落果效果最好的振动频率可能不同B.随着振动器频率的增加,树干振动的幅度一定增大C.打击杆对不同粗细树干打击结束后,树干的振动频率相同D.稳定后,不同粗细树干的振动频率始终与振动器的振动频率相同答案AD2.(2022浙江6月选考,11,3分)如图所示,一根固定在墙上的水平光滑杆,两端分别固定着相同的轻弹簧,两弹簧自由端相距x。
套在杆上的小球从中点以初速度v向右运动,小球将做周期为T的往复运动,则( )A.小球做简谐运动B.小球动能的变化周期为T2C.两根弹簧的总弹性势能的变化周期为T时,其运动周期为2TD.小球的初速度为v2答案 B3.(2021江苏,4,4分)如图所示,半径为R的圆盘边缘有一钉子B,在水平光线下,圆盘的转轴A和钉子B在右侧墙壁上形成影子O和P。
以O为原点在竖直方向上建立x坐标系。
t=0时从图示位置沿逆时针方向匀速转动圆盘,角速度为ω。
则P做简谐运动的表达式为( )A.x =R sin (ωt −π2) B.x =R sin (ωt +π2) C.x =2R sin (ωt −π2) D.x =2R sin (ωt +π2) 答案 B 4.(2022海南,4,3分)在同一地方,甲、乙两个单摆做振幅不同的简谐运动,其振动图像如图所示,可知甲、乙两个单摆的摆长之比为( )A.2∶3B.3∶2C.4∶9D.9∶4 答案 C 5.[2019课标Ⅱ,34(1),5分]如图,长为l 的细绳下方悬挂一小球a ,绳的另一端固定在天花板上O 点处,在O 点正下方34l 的O'处有一固定细铁钉。
将小球向右拉开,使细绳与竖直方向成一小角度(约为2°)后由静止释放,并从释放时开始计时。
问答题答案问答题答案1.1什么是机械振动和机械波? 二者有何关系? 答:物体沿着直线或曲线在某一平衡位置附近作往复周期性的运动,称为机械振动。
运动,称为机械振动。
机械振动在弹性介质中传播过程称为机械波。
程称为机械波。
振动是产生波动的根源,波动是振动状态的传播。
振动状态的传播。
1.2什么是振动周期和振动频率 二者有何关系? 答:振动物体完成一一次全振动所需要的时间,称为振动周期,用T 表示。
常用单位为秒(s)。
振动物体在单位时间内完成全振动的次数,称为振动频率,用f表示。
常用单位为赫兹(Hz),由周期和频率的定义可知,二者互为倒数,即:T=l/f 。
矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
1.3什么是波动频率、波速和波长 三者有何关系?答:波动过程中,任一给定点在1秒钟内所通过的完整波的个数,称为波动频率。
用f 表示。
波动中,波在单位时间内所传播的距离称为波速,用C 表示。
聞創沟燴鐺險爱氇谴净。
同一波线上相邻两振动相位相同的质点间距离,称为波长,用λ表示。
由波速,波长和频率的定义可得:C=λf 或λ=C/f 。
残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。
由上式可知,波长与波速成正比,与频率成反比。
当频率一定时,波速愈大,波长就愈长;当波速一定时,频率愈低,波长就愈长。
酽锕极額閉镇桧猪訣锥。
1.4什么是超声波? 产生超声波的必要条件是什么 在超声波检测中应用了超声波的哪些主要性质?答:频率高于20000Hz 的机械波称为超声波。
波称为超声波。
产生超声波的必要条件是:产生超声波的必要条件是: (1) 要有作超声振动的波源(如探头中的晶片);探头中的晶片);(2) 要有能传播超声振动的弹性介质(如受检工件)。
性介质(如受检工件)。
超声波的主要性质:超声波的主要性质:(1) 超声波方向性好;超声波方向性好; (2) 超声波能量高;超声波能量高;(3) 超声波能在异质界面上产生反射、折射和波型转换;生反射、折射和波型转换;(4) 超声波穿透能力强。
易错点33 机械振动机械波易错总结一、横波和纵波定义标志性物理量实物波形横波质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波(1)波峰:凸起的最高处(2)波谷:凹下的最低处纵波质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波(1)密部:质点分布最密的位置(2)疏部:质点分布最疏的位置二、机械波1.介质(1)定义:波借以传播的物质.(2)特点:组成介质的质点之间有相互作用,一个质点的振动会引起相邻质点的振动.2.机械波机械振动在介质中传播,形成了机械波.3.机械波的特点(1)介质中有机械波传播时,介质本身并不随波一起传播,它传播的只是振动这种运动形式.(2)波是传递能量的一种方式.(3)波可以传递信息.三、振动图象和波的图象的比较1.振动图象和波的图象的比较振动图象波的图象图象坐标横坐标时间各质点的平衡位置纵坐标某一质点在不同时刻的振动位移各质点在同一时刻的振动位移研究对象一个质点沿波传播方向上的各质点物理意义一个质点在不同时刻的振动位移介质中各质点在同一时刻的振动位移(2)判断波的图象中质点的振动方向可根据带动法、上下坡法、微平移法;判断振动图象中质点的振动方向根据质点下一时刻的位置.四、振动与波的关系1.区别(1)研究对象不同——振动是单个质点在平衡位置附近的往复运动,是单个质点的“个体行为”;波动是振动在介质中的传播,是介质中彼此相连的大量质点将波源的振动传播的“群体行为”.(2)力的来源不同——产生振动的回复力,可以由作用在物体上的各种性质的力提供;而引起波动的力,则总是联系介质中各质点的弹力.(3)运动性质不同——振动是质点的变加速运动;而波动是匀速直线运动,传播距离与时间成正比.2.联系(1)振动是波动的原因,波动是振动的结果;有波动必然有振动,有振动不一定有波动.(2)波动的性质、频率和振幅与振源相同.【易错跟踪训练】易错类型:对物理概念理解不透彻1.(2020·天津市蓟州区第一中学高三月考)抗击新冠肺炎疫情的战斗中,中国移动携手“学习强国”推出了武汉实景24小时直播,通过5G超高清技术向广大用户进行九路信号同时直播武汉城市实况,全方位展现镜头之下的武汉风光,共期武汉“复苏”。
高二物理机械振动机械波试题答案及解析1.科学探测表明,月球表面无大气层,也没有水,更没有任何生命存在的痕迹.在月球上,两宇航员面对面讲话也无法听到,这是因为().A.月球太冷,声音传播太慢B.月球上没有空气,声音无法传播C.宇航员不适应月球,声音太轻D.月球上太嘈杂,声音听不清楚【答案】B【解析】由于声波是机械波,而机械波的传播必须有介质,月球表面无大气层,没有传播声音的介质,所以讲话无法听到.2.如图所示为波沿着一条一端固定的绳子传播到B点时的波形图,由图可判断出A点开始振动的方向是 ().A.向左B.向右C.向上D.向下【答案】C【解析】由图可知,沿波传播方向B点的前边质点在其上方,B点要重复前边质点的振动,故B 向上运动,故振源开始也是向上起振的,C项正确.3.类比是一种有效的学习方法,通过归类和比较,有助于掌握新知识,提高学习效率.在类比过程中,既要找出共同之处,又要抓住不同之处.某同学对机械波和电磁波进行类比,总结出下列内容,其中不正确的是()A.机械波的频率、波长和波速三者满足的关系,对电磁波也适用B.机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象C.机械波的传播依赖于介质,而电磁波可以在真空中传播D.机械波既有横波又有纵波,而电磁波只有纵波【答案】D【解析】机械波和电磁波都是波,所以存在相同的规律,它们的频率、波长和波速三者都满足的关系,都能产生干涉和衍射等。
不同的是机械波是因为机械振动引起的,它的传播依赖于介质,而电磁波是因为变化的电场与变化的磁场交替产生的,所以它可以在真空中传播。
,机械波既有横波又有纵波,但是电磁波在传播时,它的电场强度和磁感应强度互相垂直。
而且两者均与波的传播方向垂直,所以电磁波是横波。
故选D4.如图1所示,两木块A和B叠放在光滑水平面上,质量分别为m和M,A与B之间的最大静摩擦力为f,B与劲度系数为k的轻质弹簧连接构成弹簧振子。
为使A和B在振动过程中不发生相对滑动,则 [ ]【答案】BD【解析】分析:A和B在振动过程中恰好不发生相对滑动时,AB间静摩擦力达到最大,此时振幅最大.先以A为研究对象,根据牛顿第二定律求出加速度,再对整体研究,根据牛顿第二定律和胡克定律求出振幅.解答:解:当A和B在振动过程中恰好不发生相对滑动时,AB间静摩擦力达到最大.根据牛顿第二定律得:以A为研究对象:a=以整体为研究对象:kA=(M+m)a,联立两式得,A=故答案为:BD点评:本题运用牛顿第二定律研究简谐运动,既要能灵活选择研究对象,又要掌握简谐运动的特点.基础题.5.质点以坐标原点O为中心位置在y轴上做简谐运动,其振动图象如图甲所示,振动在介质中产生的简谐横波沿x轴正方向传播,波速为1.0 m/s。
机械振动和机械波答案
1.B [解析] 本题考查机械波、静摩擦力、动摩擦因数等知识.机械波的振幅与波源有关,选项A 错误;传播速度由介质决定,选项B 正确;静摩擦力的方向可以与运动方向相同,也可以相反,也可以互成一定的夹角,选项C 错误;动摩擦因数描述相互接触物体间的粗糙程度,与材料有关,选项D 错误.
2.D [解析] 本题是对机械振动和机械波的综合考查,根据波速和频率之间的关系v =fλ 得该波的波长为2 m .可知,当S 经过平衡位置向负方向运动时,距离S 为1.75个波长的P 点从最大的负位移处向平衡位置运动,距离S 为1.5个波长的Q 点经平衡位置向正方向运动,所以两质点的位移方向相反,速度方向相同,D 正确.
3.AD [解析]本题考查波的叠加.波峰与波谷相遇,振动方向相反,振幅等于两列波振幅之差,A 正确; 波峰与波峰相遇,振动方向相同,振幅等于两列波振幅之和,质点仍在振动而不会停在最大位移处,B 错误;无论波峰与波谷相遇处还是波峰与波峰相遇处,质点都在自己的平衡位置附近做简谐运动,只是波峰与波峰相遇处质点振幅大于波峰与波谷相遇处质点振幅,C 错误,D 正确.
4.[解析] (1)以波源O 由平衡位置开始振动计时,到质点A 开始振动历时3 s ,O 、A 平衡位置相距0.9 m ,所以
可得波速为v =0.93
m/s =0.3 m/s ,c 错误.由图得知,振动周期T =4 s ,所以波长为λ=v T =1.2 m ,a 正确.A 点沿y 轴正向起振,所以波源起振方向也沿y 轴正向,b 正确.t =4 s 时,质点位于正向最大位移处,动能为零,所以d 错误.
5.D 本题考查简谐运动的振动和波动图像.图1为波动图像,图2为振动图像.t =0时刻,a 在波峰位置,速度为零,加速度最大,b 在平衡位置,加速度为零,速度最大,A 、B 错误.在波动图像中,根据同侧法由波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,故图2可以表示质点b 的振动,C 错误,D 正确.
6.C [解析] 本题考查机械振动与机械波综合知识及图像分析能力.根据振动图像可知某质点在t =0 s 的位移为负,与此符合的是B 、C 选项,此时该质点的振动方向向下,根据机械波的传播方向分析B 、C 选项中每个质点的振动方向可知,此时横坐标x =1.5 m 的质点的振动方向向上,而横坐标x =2.5 m 的质点的振动方向向下,选项B 错误,C 正确.
7.ACE [解析] 本题考查了机械振动与机械波.v =λT =24
m/s =0.5 m/s ,A 正确.x =1.5 m 处的质点在t =2 s 时正在向下振动,根据“上坡下”法可判断机械波向左传播,B 错误;0~2 s 是半个周期,P 点运动的路程为2×4
cm =8 cm ,C 正确,D 错误;7 s 是此时刻再经过5 s ,即114
T ,这时P 点刚好回到平衡位置,E 正确. 8.[解析] 本题考查机械振动和机械波,意在考查考生理解物理概念、规律的确切含义的能力。
这列波的振幅为10cm ,A 项错误;由图象知波长是12cm ,则波的周期T =0.12s ,结合题意判断出t =0时刻质点P 振动方向向下,由“同侧法”得这列波沿x 轴正方向传播,B 项正确;由“同侧法”得在t =0.1s 时,x =2cm 处的质点P 速度沿y 轴正方向,C 项错误;经过0.18s ,质点P 通过的路程为6个振幅,为0.6m ,D 项正确。
9.[解析] 由图象可知:实线到虚线传播了(n +0.25)T ,为0.20s(n =1,2,3,…),当n =1时,T =0.16s ,所以A 选项正确。
10.[解析] (1)依题意,周期T =0.4s ,波速v =λT =0.80.4
m /s =2m/s 。
(2)波沿x 轴正方向传播,Δx =0.32m -0.2m =0.12m 。
P 点经0.4s 恰好第一次达到正向最大位移,波速v =Δx Δt =0.120.4
m /s =0.3m/s 。