题目内容

【题目】一列简谐横波沿x轴的正向传播,振幅为2cm,周期为T.已知为t=0时刻波上相距40cm的两质点a、b的位移都是1cm,但运动方向相反,其中质点a沿y轴负向运动,如图所示,下列说法正确的是(  )

A.该列简谐横波波长可能为150cm
B.该列简谐横波波长可能为12cm
C.当质点b的位移为+2cm时,质点a的位移为负
D.在t= 时刻质点b速度最大
E.质点a﹑质点b的速度始终大小相等,方向相反

【答案】A,C,D
【解析】解:AB、根据质点的振动方程:x=Asin(ωt),设质点的起振方向向上,则:b点:1=2sinωt1,所以:ωt1= ,a点振动的时间比b点长,所以:1=2sinωt2,则ωt2= ,ab两个质点振动的时间差:△t=t2﹣t1= = = ,所以ab之间的距离:△x=v△t=v = .则通式为(n+ )λ=50cm,n=0,1,2,3,…;则波长可以为 λ= cm(n=0,1,2,3﹣﹣﹣);当n=0时,λ=150cm,由于n是整体,所以λ不可能为12cm,A符合题意,B不符合题意.

C、当质点b的位移为+2cm时,即b到达波峰时,结合波形知,质点a在平衡位置下方,位移为负,C符合题意.

D、由ωt1= ,得 t1= = ,当t= ﹣t1= 时质点b到达平衡位置处,速度最大;D符合题意;

E、在两质点振动时,若两点分别处在平衡位置上下方时,则两物体的速度可以相同;E不符合题意.

所以答案是:ACD

【考点精析】掌握波的图象和波长、波速和频率的关系是解答本题的根本,需要知道从图像可以直接读出振幅;从图像可以直接读出波长;可求任一点在该时刻相对平衡位置的位移(包括大小和方向) ;在波速方向已知(或已知波源方位)时可确定各质点在该时刻的振动方向;可以确定各质点振动的加速度方向(加速度总是指向平衡位置);振动在一个周期里在介质中传播的距离等于一个波长;机械波的传播速率由介质决定,与波源无关;波的频率始终等于波源的振动频率,与介质无关;三者关系:v=λf

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