题目内容

8.一列简谐横波,P,Q是 波上两个质点,t=0时刻的波形如图中实线所示,t=0.2s时刻的波形如图中的虚线所示.则(  )
A.若波向x轴正方向传播,传播速度可能为210 m/s
B.若波向x轴负方向传播,传播速度可能为150 m/s
C.若波向x轴正方向传播,质点P比Q先到达波峰位罝
D.若波向x轴负方向传播,质点P比Q先到达波谷位罝

分析 根据两个时刻波形图象,结合周期性,确定周期的可能值,由波长求出波速的可能值.根据波形平移法判断质点的振动方向,即可分析质点回到平衡位置的先后.

解答 解:AB、若波向x轴正方向传播,传播时间可能为 t=(n+$\frac{1}{4}$)T,n=0,1,2,…),则周期为 T=$\frac{4t}{4n+1}$=$\frac{0.8}{4n+1}$s,波速为 v=$\frac{λ}{T}$=$\frac{24}{\frac{0.8}{4n+1}}$=(120n+30)m/s,因为n为整数,v不可能为210 m/s.故A错误.
B、同理,若波向x轴负方向传播,波速为 v=(120n+90)m/s,因为n为整数,v不可能为150 m/s.故B错误.
C、若波向x轴正方向传播,质点P与Q正向上运动,所以质点P比Q先到达波峰位罝,故C正确.
D、若波向x轴负方向传播,质点P与Q正向下运动,则质点P比Q后到达波谷位罝,故D错误.
故选:C

点评 知道两个时刻的波形,根据波的周期性,得到的是波速和周期的通项是解决本题的关键,要有运用数学知识解决物理问题的能力.

练习册系列答案
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20.有两个实验小组在完成验证机械能守恒定律的实验中,分别用了以下 两种方法:

(1)第一组利用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律.
①该小组同学进行了如下实验操作:
A.打点计时器接到电源的“直流输出”上 
B.释放纸带后接通电源,打出一条纸带,并更换纸带重复若干次 
C.选择理想的纸带,在纸带上取若干个连续点,分别测出这些点到起始点的距离
D.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能
其中操作不当的步骤是AB(填选项前的字母).
②若所用电源的周期为T,该同学经正确操作得到如图2所示的纸带,O点为打点计时器打下的第一点.分别测出连续点A、B、C与O点之间的距离h1、h2、h3,重物质量为m,重力加速度为g,根据以上数据可知,从O点到B点,重物的重力势能的减少量等于mgh2,动能的增加量等于$\frac{m({h}_{3}-{h}_{1})^{2}}{8{T}^{2}}$.(用所给的符号表示)
(2)另一组同学用如图3所示的装置验证机械能守恒定律,物体A和B系在轻质细绳两端跨过光滑轻质定滑轮.让A、B由静止释放(物体A质量大于B).1、2处分别安装光电门,用来测量物体上的遮光片通过该处的时间.
①实验中测量出物体A的质量mA、物体B的质量mB、遮光片的宽度d、光电门1、2间的距离h、遮光片通过光电门1、2的时间t1、t2,则可计算出遮光片经过光电门1时速率为$\frac{d}{{t}_{1}}$.
②若实验满足表达式(mA-mB)gh=$\frac{1}{2}({m}_{A}+{m}_{B})[(\frac{d}{{t}_{2}})^{2}-(\frac{d}{{t}_{1}})^{2}]$(用①中测出物理量的符号和重力加速度g表示),则可验证机械能守恒.

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