题目内容

(2011?湖北模拟)如图甲所示,一根水平张紧的弹性长绳上有等间距的Q′、P′、O、P、Q质点,相邻两质点间距离为lm,t=0时刻O质点从平衡位置幵始沿y轴正方向振动,并产生分别向左向右传播的简谐横波,O质点振动图象如图乙所示,当O质点第一次达到正方向最大位移时刻,P点刚开始振动,则下列说法正确的是(  )
分析:由振源的振动图象可知该波的周期,由题意可知波传到P点所经历的时间,则由波速公式可求得波速;由波长、频率及波速的关系可求得波长;由波的传播可判断各质点的振动情况.
解答:解:A、由图乙可知,该波的周期为4s;由题意知,波经1s传到P点,故波速v=
s
t
=1m/s,由v=
λ
T
可得,波长λ=vT=4m,故A错误;
B、波传播到Q′用时t'=
2
1
s=2s,而第二次到达正向最大位移所用时间为
5
4
T=5s,故此时O点已振动了7s=1
3
4
T,因此O点振动的路程应为
7
4
×20cm=35cm,故B正确;
C、t=3s时,P和P′均只振动了
1
2
T,故两质点应在平衡位置向下振动,故C错误;
D、t=2s时,P和P′均只振动了
1
4
T,故两质点均在最大位移处,故D错误;
故选B.
点评:本题中注意O为振源,两端的波同时以同样的速度传播;在解题时应注意波传播所需要的时间.
练习册系列答案
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(2011?湖北模拟)一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系.实验装置如下图甲所示,在离地面高为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子右边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的小刚球接触.将小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使小球沿水平方向射出桌面,小球在空中飞行落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹.
(1)若测得某次压缩弹簧释放后小球落点P痕迹到O点的距离为s,则释放小球前弹簧的弹性势能表达式为
Ep=
mgs2
4h
Ep=
mgs2
4h

(2)该同学改变弹簧的压缩量进行多次测量得到下表一组数据:
弹簧压缩量x/(cm) 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50
小球飞行水平距离s/m 2.01 3.00 4.01 4.98 6.01 6.99
结合(1)问与表中数据,弹簧弹性势能与弹簧压缩量x之间的关系式应为
Ep=
104mgx2
h
Ep=
104mgx2
h

(3)完成实验后,该同学对上述装置进行了如下图乙所示的改变:(I)在木板表面先后钉上白纸和复写纸,并将木板竖直立于靠近桌子右边缘处,使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹O;(II)将木板向右平移适当的距离固定,再使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,撞到木板上得到痕迹P;(III)用刻度尺测量纸上O点到P点的竖直距离为y.若已知木板与桌子右边缘的水平距离为L,则(II)步骤中弹簧的压缩量应该为
x=
L
200
h
y
x=
L
200
h
y


(4)若该同学在完成图乙实验的过程中,弹簧与桌子右边缘不垂直,用(3)问的方法计算得出的弹簧压缩量比实际
偏小
偏小
(选填“偏大”、“偏小”或“没有影响”).

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