题目内容

11.位于坐标原点的波源振动,产生一列沿x轴正方向传播的间谐横波,t=0时刻第一次形成的波形如图所示,t=0.2s时质点C开始振动,则(  )
A.产生这列波的波源的起振方向是向下的
B.这列波的波速为10m/s
C.到t=0时刻质点B已经振动了0.3s
D.t=0.45s时,质点C的速度方向向上
E.t=0.4s时,波向前传播了4m,质点A将到达质点C的位置

分析 简谐波在传播过程中,介质中各质点的起振方向与波源的起振方向相同,由图中x=4m处质点的振动方向读出各质点的起振方向,即可判断出波源开始振动时的方向.读出波长,由振动从x=4m处传到C点的距离,求出波速.再由波速公式求出周期,根据时间与周期的关系,求出质点A的运动情况.

解答 解:A、由波向右传播,可知此时x=4m处的质点正沿向下运动,则波源开始振动时方向是向下的,故A正确;
B、波从x=4m处传到C点的距离是半个波长,所用时间为半个周期,则得周期 T=2t=0.4s,由图知,波长 λ=4m,所以波速为 v=$\frac{λ}{T}$=$\frac{4}{0.4}$=10m/s,故B正确.
C、到t=0时刻质点B已经振动了$\frac{1}{4}$T=0.1s,故C错误.
D、t=0.45s时,质点C已经振动的时间为 0.45s-0.2s=0.25s=0.625T,C点开始是向下振动的,所以t=0.45s时,质点C的速度方向向上.故D正确.
E、t=0.4s时,波向前传播的距离 x=vt=10×0.4m=4m,但质点A只上下振动,不会传到B点.故E错误.
故选:ABD

点评 本题要抓住简谐波的基本特点:介质中各质点的起振方向都与波源的起振方向相同,波在一个周期内传播的距离是一个波长,并能用来分析质点的运动情况.

练习册系列答案
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6.如图1所示,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系:
先安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重垂线所指的位置O.
接下来的实验步骤如下:
步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上.重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置;
步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘位置B,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞.重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置;
步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离,即线段OM、OP、ON的长度.
(1)对于上述实验操作,下列说法正确的是ACD
A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B.斜槽轨道必须光滑
C.斜槽轨道末端必须水平
D.小球1质量应大于小球2的质量
(2)上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量有C.
A.A、B两点间的高度差h1
B.B点离地面的高度h2
C.小球1和小球2的质量m1、m2
D.小球1和小球2的半径r
(3)当所测物理量满足表达式m1•OP=m1•OM+m2•ON(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞遵守动量守恒定律.如果还满足表达式m1•(OP)2=m1•(OM)2+m2•(ON)2(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞时无机械能损失.
(4)完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改造,如图2所示.在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接.使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下,重复实验步骤1和2的操作,得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′.用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为l1、l2、l3.则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为m1$\sqrt{{l}_{2}}$=m1$\sqrt{{l}_{1}}$+m2$\sqrt{{l}_{3}}$(用所测物理量的字母表示).

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