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在A图中,经过时间t,N恰好到达波峰,说明时间t波向右前进的距离S?d?T?,且t?244,且t,所以波速v??T??d2t。
在B图中,经过时间t,波峰传到N点,则波在时间t向右前进的距离S?3d3??44?3T4,所以波速v??Td3d?4t34t。
d?T?d?,且t?,所以波速v??。 444T4td3?3?d在D图中,经过时间t,波向右前进的距离S?,且t?T,所以波速v???。
244T2t在C图中,经过时间t,波向右前进的距离S?若波的传播方向从N到M,那么:
在A图中,质点N此时要向下振动,经过时间t,N到达波峰,则时间t波速v?3T4,在时间t波向左前进的距离S?3d3??24,所以
?3d2t。
在B图中,经过时间t, N到达波峰,则时间t?T4,在此时间波向左前进的距离S?d??d?,所以波速v??44T4t?d3d?4t34t。
。
在C图中,波在时间t向左前进的距离S?3d3??44?,且t?3T4,所以波速v??T1d??dT,在时间t波向左前进的距离S??,所以波速v??464T6tddd3d3d所以该列波可能的波速有五种v?、v?、v?、v?、v?。
6t4t2t4t2t在D图中,质点N经过
1T4变为波峰,所以t。
其实上述解决问题的方法过于程序化,如果能够判断出八种情况下该时刻波形图上的波峰在传播方向上到N点的距离S,波速v就等于
St。例如:最后一种情况中,波峰在传播方向上到N点的距离S?d6,所以波速v?Sd?t6t。其它情况大家可自行解决。
9. B 10. A 11. AD 12. ABC 13. D
解析:解答本题,必须做出在题设条件下可能的波的图形,然后才能作出判定。题中指出:“某时刻P、Q两质点都处于平衡位置,且P、Q间仅有一个波峰”,符合这一条件的波形图有4个,如图15所示。显然,Q质点第一次运动到波谷所需的时间t的可能值有4个。故D选项正确。
14. B 解析:由图19甲读出λ=100cm,由图19乙读出T=2S,据V=λ/T得V=50cm/s。
将图19乙之y—t图延长到t=20s时刻,可以看出P点运动方向向上,再看图19甲,波若向右传播,则P运动方向向下,波若向左传播,则P运动方向向上,故判定波是向左传播的。综上所述,本题应选B。 15. A 16. AB
解析:t=0时刻,a质点在波谷,b质点在平衡位置且向y轴正方向运动,根据波由a传向b(如图17甲所示),可知波长λ满足
3??n??2.(n?0,1,2?) 48828(m),由此可知波长不可能大于m(对应的波速也不可能大于m/s)这样??。当n=0时,??(m);当n=10时,
4n?333382??(m),由V=λ/T得对应的波速V?m/s。故选项AB正确。
434317. D
18. 解析:(1)因为题中没有给出波的传播方向,故需要对波沿x轴正方向和x轴负方向传播分别进行讨论。又因为题中没有给出
?t?t2?t1与周期T的关系,故需要考虑到波的重复性。
若波沿x轴正方向传播,则可看出是波形传播的最小距离 S0?1??2m 4.. ..
. .
波传播的可能距离是S则可能的波速为V?S0?n??8n?2(m)
S8n?2,(n = 0、1、2、……,) ??1600n?400(m/s)
t0.0053 若波沿x轴负方向传播,则可看出是波形传播的最小距离S0???6m
4? 波传播的可能距离是S 则可能的波速为 V(2)当2T?S0?n??8n?6(m)
?S8n?6,(n = 0、1、2、……,) ??1600n?1200(m/s)
t0.005?t2?t1?T时,根据波动与振动的对应性可知2??S??,这时波速的通解表达式中n=1。
若波沿x轴正方向传播,则波速为 V?1600n?400?2000(m/s)
若波沿x轴负方向传播,则波速为 V?1600n?1200?2800(m/s)
(3)当T?t2?t1,波速为3600m/s时,根据波动与振动的对应性可知t2?t1?T, 所以波向前传播的距离大于波长S??,
而且可以计算出S?Vt?3600?0.005?18(m)
S181由于波长等于8m,这样波向前传播了??2个波长.由波形图不难判断出波是沿x轴向右传播的.也可以由波速的通解表
?84若波沿x轴正方向传播,则波速为 V若波沿x轴负方向传播,则波速为 V所以波是沿x轴向右传播的
/达式来判断:
,当n=2时,V?3600(m/s) ?1600n?400(m/s)
?1600n?1200(m/s),当n=1时,V?2800(m/s),当n=2时,V?4400(m/s)
19.(1)40(4n+1),(2)40(4n+3) (3)波速方向为-x方向
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