题目内容

20.一列简谐横波在某介质中沿直线由a点向b点传播,a、b两点的平衡位置相距2.5m,如图所示,图中实线表示a点的振动图象,图中虚线表示b点的振动图象,则下列说法正确的是(  )
A.此波的传播速度可能为1.2m/s
B.从0时刻起经过0.40s,质点a、b运动的路程均为16cm
C.在t=0.45s时质点b又回到平衡位置
D.在0.1s-0.15s内,质点b向y轴负方向运动,做加速度逐渐变大的减速运动

分析 由图读出周期,根据时间与周期的关系求质点通过的路程.根据时间与周期的关系,以及简谐运动的周期性分析t=0.45s时刻质点b的位置,同时要根据时间段,分析质点b的运动情况.根据两个质点在同一时刻的状态,结合波形波,分析a、b间的距离与波长的关系,求出波速的通项.

解答 解:A、a质点的振动方程为:y=Asin($\frac{2π}{T}$t+$\frac{π}{6}$)=2sin(10πt+$\frac{π}{6}$)cm,当t=$\frac{1}{30}$s时y=2cm.而对质点b,当t=0.05s时,y=2cm,结合波的周期性可知:波从a传到b的时间为:t=nT+(0.05s-$\frac{1}{30}$s)=(0.2n+$\frac{1}{60}$)s,波速为:v=$\frac{{x}_{ab}}{t}$=$\frac{2.5}{0.2n+\frac{1}{60}}$=$\frac{150}{12n+1}$m/s,n=0,1,2,3,…由于n是整数,所以v不可能为1.2m/s,故A错误.
B、由图知,该波的周期为 T=0.2s,时间t=0.4s=2T,所以从0时刻起经过0.40s,质点a、b运动的路程均为 S=2×4A=8×2cm=16cm,故B正确.
C、由于质点b振动周期为0.2s,所以在t=0.45s时质点b的状态与在t=0.5s时状态相同,位于波峰,故C错误.
D、在0.ls~0.15s内,根据y-t图象的斜率等于速度,可知,质点b的速度为负,说明质点b正向y轴负方向运动,位移增大,加速度增大,做加速度逐渐变大的减速运动.故D正确.
故选:BD.

点评 本题考查对振动图象以及质点的振动与波动关系的理解.关键要抓住波的周期性列出时间的通项,从而求出波速的通项.

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