【题目】如图所示,一列水平向右传播的简谐横波,波速大小为v=0.6m/s,P质点的平衡位置坐标为x=0.96m.从图中状态开始计时(此时该波刚好传到距O点0.24m的位置),求:
(1)经过多长时间,P质点第一次到达波峰?
(2)经过多长时间,P质点第二次到达波谷?P质点第二次到达波谷时,P质点通过的路程及该时刻的位移为多少?
【答案】
(1)P质点第一次到达波峰所需的时间,就是初始时刻x=0.06m处的质点的振动状态传到P点所需的时间,由图可知:△x1=0.96m﹣0.06m=0.90 m则t1= =
=1.5s
答:经过1.5s时间,P质点第一次到达波峰.
(2)为了求P质点第二次到达波谷所需的时间,可选取x=0.18m处的质点的振动状态作为研究对象,该振动状态传到P点所需的时间再加一个周期即为所求时间,则:
△x2=0.96m﹣0.18m=0.78m
t2= +T=
s+0.4s=1.7s
设波最右端传到P处所需时间为t3,有:
t3= =1.2s
所以从质点P起振到第二次到达波谷历时
△t=t2﹣t3=1.7s﹣1.2s=0.5s,相当于
所以P通过路程为5A=0.25 m
此时刻质点P的位移为﹣5 cm
答:经过0.5s时间,P质点第二次到达波谷.P质点第二次到达波谷时,P质点通过的路程及该时刻的位移分别为:0.25m和﹣5cm.
【解析】首先据图得出波长和振幅,据波速公式求周期;再利用传播距离与波速的关系求解;利用质点的振动情况分析其路程和位移.由波形图可知,波长λ=0.24m,波上质点振动的振幅为A=5cm,波上质点振动的周期为:T= =
=0.4s
【考点精析】关于本题考查的波的图象和波长、波速和频率的关系,需要了解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才能得出正确答案.
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【题目】一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地.两板间有一个正检验电荷固定在P点,如图所示,以C表示电容器的电容、E表示两板间的场强、φ表示P点的电势,W表示正电荷在P点的电势能,若正极板保持不动,将负极板缓慢向右平移一小段距离l0的过程中各物理量与负极板移动距离x的关系图象中正确的是( )
A.
B.
C.
D.
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【题目】如图所示,小平板车B静止在光滑水平面上,在其左端有一物体A以水平速度v0向右滑行.由于A、B间存在摩擦,因而A在B上滑行后,A开始做减速运动,B做加速运动,设车足够长,则B速度达到最大时,应出现在( )
A.A的速度最小时
B.A,B的速度相等时
C.A在B上相对静止时
D.B开始做匀加速直线运动时
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【题目】某人在t=0时刻,观察一个正在做匀加速直线运动的质点,现只测出了该质点在第3s内及第7s内的位移,则下列说法正确是( )
A. 因t=0时刻的速度未知,故不能求出任一时刻的瞬时速度
B. 尽管t=0时刻的速度未知,但能求出任一时刻的瞬时速度
C. 因t=0时刻的速度未知,故不能求出该质点加速度
D. 尽管t=0时刻的速度未知,但能求出该质点加速度
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【题目】两列简谐横波的振幅都是20cm,传播速度大小相同.实线波的频率为2Hz,沿x轴正方向传播,虚线波沿x轴负方向传播.某时刻两列波在如图所示区域相遇,则( )
A.在相遇区域会发生干涉现象
B.实线波和虚线波的频率之比为3:2
C.平衡位置为x=6m处的质点此刻速度为零
D.平衡位置为x=8.5m处的质点此刻位移y>20cm
E.从图示时刻起再经过0.25s,平衡位置为x=5m处的质点的位移y<0
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【题目】阅读以下一段材料,回答问题。
足球运动员在罚点球时,球获得30 m/s的速度并做匀速直线运动.设脚与球作用时间为0.1s,球又在空中飞行0.3s后被守门员挡出,守门员双手与球接触时间为0.1s,且球被挡出后以10m/s沿原路反弹,求
【1】【1】罚点球的瞬间,球的加速度的大小是( )m/s2
A. 200 B. 250
C. 300 D. 400
【2】【2】守门员接球瞬时,球的加速度的大小( )m/s2
A. 200 B. 250
C. 300 D. 400
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【题目】下图①是利用双缝干涉测某单色光波长的实验装置.测得双缝屏到毛玻璃屏的距离L为0.2m、双缝的距离d为0.4mm,图②是通过该仪器的观测装置看到毛玻璃屏上的干涉图样,其中1、2、3、4、5…是明条纹的编号,图③、图④是利用该仪器测光的波长时观察到的情景,图③是测第1号明条纹的位置,此时观测装置上千分尺的读数为 mm,图④是测第4号明条纹的位置,此时观测装置上千分尺的读数为 mm.根据上面测出的数据可知,相邻两条亮纹间的距离△x=mm,计算波长的数学表达式λ= , 被测光的波长为 nm.
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【题目】如图所示的是一远距离输电示意图,图中均为理想变压器,输电导线总电阻为R.则下列关系式正确的是( )
A.输电导线中的电流强度I2=
B.热损失的功率△P=(U2﹣U3)I3
C.两变压器线圈匝数比满足 <
D.变压器①的输出电流I2和变压器②的输入电流I3的关系满足I2>I3
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【题目】在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,
(1)某同学由于没有量角器,在完成了光路以后,他以O点为圆心、10.00cm长为半径画圆,分别交线段OA于A点,交OO′连线延长线于C点,过A点作法线NN′的垂线AB交NN′于点B,过C点作法线NN′的垂线CD交NN′于D点,如图1所示.用刻度尺量得OB=8.00cm,CD=4.00cm.由此可得出玻璃的折射率n= .
(2)如图2所示,一半圆形玻璃砖外面插上P1、P2、P3、P4四枚大头针时,P3、P4恰可挡住P1、P2所成的像,则该玻璃砖的折射率n= . 有一同学把大头针插在P1′和P2′位置时,在P3、P4一侧怎么也看不到大头针的像,其原因是 .
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