《2025年资源库高中物理人教版》

例389 [全国高考]一简谐横波沿x轴正方向传播,在t= $\frac{T}{2}$ 时刻,该波的波形图如图1-16-11(a)所示,P、Q是介质中的两个质点。图1-16-11(b)表示介质中某质点的振动图像。下列说法正确的是( )

A.质点Q的振动图像与图1-16-11(b)相同
B.在t= 0时刻,质点P的速率比质点Q的大
C.在t= 0时刻,质点P的加速度的大小比质点Q的大
D.平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图1-16-11(b)所示
E.在t= 0时刻,质点P与其平衡位置的距离比质点Q的大
【解析】由于简谐横波沿x轴正向传播,结合图1-16-11(a)以及同侧法可知,t= $\frac{T}{2}$ 时刻Q质点沿y轴正向振动,由图1-16-11(b)可知,t= $\frac{T}{2}$ 时刻该质点沿y轴负向振动,A错误；由图1-16-11(a)可知在t= $\frac{T}{2}$ 时P在波峰位置,结合波的传播方向可知在t= 0时刻质点P位于波谷,此时偏离平衡位置的位移仍然最大,速率为零,加速度最大,质点Q仍位于平衡位置,偏离平衡位置位移为零,其振动方向与当前振动方向相反,即沿y轴负向振动,速率最大,加速度为零,B错误,C、E正确；由图1-16-11(a)可知,t= $\frac{T}{2}$ 时刻平衡位置在坐标原点的质点沿y轴负向振动,与图1-16-11(b)振动情况相同,D正确。
【答案】CDE

答案： CDE

例390 [辽宁新高考]一列沿x轴负方向传播的简谐横波,t= 2s时的波形如图1-16-12(a)所示,x= 2m处质点的振动图像如图1-16-12(b)所示,则波速可能是(A)


A.$\frac{1}{5}$ m/s

B.$\frac{2}{5}$ m/s
C.$\frac{3}{5}$ m/s
D.$\frac{4}{5}$ m/s
【解析】由振动图像可知t= 2s时,x= 2m处质点位于平衡位置且向y轴负方向运动,波沿x轴负方向传播,则x= 2m= (n+ $\frac{1}{2}$)λ,n= 0,1,2,…,波的周期为T= 4s,由v= $\frac{\lambda}{T}$ 可得v= $\frac{1}{2n+1}$ m/s,n= 2时,v= $\frac{1}{5}$ m/s,A正确。
【答案】A

答案： A

例391 一列简谐横波在t= 0时的波形如图1-16-13中的实线所示,t= 0.02s时刻的波形如图1-16-13中虚线所示。若该波的周期T大于0.02s,则该波的传播速度可能是(B)


A. 2m/s
B. 3m/s
C. 4m/s
D. 5m/s
【解析】(1)设波向右传播,则在t= 0时刻x= 4cm处的质点向上振动,设经历Δt时间该质点运动到波峰的位置,则Δt= ( $\frac{1}{4}$ +n)T(n= 0,1,2,…),即T= $\frac{4Δt}{4n+1}$ = $\frac{0.08}{4n+1}$ s(n= 0,1,2,…)。当n= 0时,T= 0.08s＞0.02s,符合要求,此时v= $\frac{\lambda}{T}$ = $\frac{0.08}{0.08}$ m/s= 1m/s。当n= 1时,T= 0.016s＜0.02s,不符合要求。
(2)设波向左传播,则在t= 0时刻x= 4cm处的质点向下振动,设经历Δt时间该质点运动到波峰的位置,则Δt= ( $\frac{3}{4}$ +n)T(n= 0,1,2,…),即T= $\frac{4Δt}{4n+3}$ = $\frac{0.08}{4n+3}$ s(n= 0,1,2,…)。当n= 0时,T= $\frac{0.08}{3}$ s＞0.02s,符合要求,此时v= $\frac{\lambda}{T}$ = $\frac{0.08}{\frac{0.08}{3}}$ m/s= 3m/s。当n= 1时,T= $\frac{0.08}{7}$ s＜0.02s,不符合要求。

综上所述,只有B选项正确。
【答案】B

答案： B