课时作业(十三)
一、选择题(共7个小题,1、2为多选,其余为单项选择题,每题5分,共35分)
1.(2018·天津)一振子沿x轴做简谐运动,平衡位置在坐标原点.t=0时振子的位移为-0.1 m,t=1 s时位移为0.1m,则( )
A.若振幅为0.1m,振子的周期可能为 s
B.若振幅为0.1 m,振子的周期可能为 s
C.若振幅为0.2 m,振子的周期可能为4 s
D.若振幅为0.2 m,振子的周期可能为6 s
答案 AD
解析 t=0时刻振子的位移x=-0.1 m,t=1 s时刻x=0.1 m,关于平衡位置对称;如果振幅为0.1 m,则1 s为半周期的奇数倍;如果振幅为0.2 m,分靠近平衡位置和远离平衡位置分析.
若振幅为0.1 m,根据题意可知从t=0 s到t=1 s振子经历的周期为(n+)T,则(n+)T=1 s,(n=1,2,3…),解得T= s,(n=1,2,3…),当n=1时T= s,无论n为何值,T都不会等于s,A项正确,B项错误;如果振幅为0.2 m,结合位移时间-关系图像,有1 s=+nT①,或者1 s=T+nT②,或者1 s=+nT③,对于①式,只有当n=0时,T=2 s,为整数;对于②式,T不为整数;对于③式,当n=0时,T=6 s,之后只会大于6 s,故C项错误,D项正确.
2.(2018·课标全国Ⅲ)一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0和t=0.20 s时的波形分别如图中实线和虚线所示.已知该波的周期T>0.20 s.下列说法正确的是( )
A.波速为0.40 m/s
B.波长为0.08 m
C.x=0.08 m的质点在t=0.70 s时位于波谷
D.x=0.08 m的质点在t=0.12 s时位于波谷
E.若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s,则它在该介质中的波长为0.32 m
答案 ACE
解析 A、B项,波沿x轴正方向传播,根据波形图可知,(n+)T=0.2 s,该波的周期T>0.20 s,n只能等于0,故T=0.4 s;波长λ=16 cm=0.16 m,故波速v== m/s=0.4 m/s,故A项正确,B项错误;C项,x=0.08 m的质点在t=0时位于平衡位置向上振动,经过t=0.70 s时,==1,所以0.7 s时x=0.08 m处的质点位于波谷,故C项正确;D项,x=0.08 m处的质点在t=0时位于平衡位置向上振动,经过t=0.12 s时,==,即t= T,即 T T,所以0.12 s时x=0.08 m处的质点位于平衡位置上方正在向下振动,故D项错误;E项,若此波传入另一介质中,频率不变,则周期不变,其波速变为0.80 m/s,则它在该介质中的波长为λ=vT=0.8×0.4 m=0.32 m,故E项正确.
3.(2017·天津)手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动,带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播,示意如图.绳上有另一质点P,且O、P的平衡位置间距为L.t=0时,O位于最高点,P的位移恰好为零,速度方向竖直向上,下列判断正确的是( )
A.该简谐波是纵波
B.该简谐波的最大波长为2L
C.t=时,P在平衡位置上方
D.t=时,P的速度方向竖直向上
答案 C
解析 A项,该简谐波上质点振动方向为竖直方向,波的传播方向为水平方向,两者垂直,故为横波,故A项错误;B项,t=0时,O位于最高点,P的位移恰好为零,速度方向竖直向上,故两者间的距离为(n+)λ,n=0,1,2,3,…,又有O、P的平衡位置间距为L,则λmax==4L,故B项错误;C项,t=0时,P的位移恰好为零,速度方向竖直向上,那么,t=时,P在平衡位置上方,并向上运动,故C项正确;D项,t=0时,P的位移恰好为零,速度方向竖直向上,那么,t=时,P在平衡位置上方,并向下运动,故D项错误;故选C项.