5.如圖所示,有一列簡諧橫波,波速為4.0m/s,頻率為2.5Hz,振幅為6.0×10-2m.在波傳播方向上P、Q兩點間的距離為1.2m.已知t=0時刻,P處質(zhì)點的位移為0,且正沿y軸正方形振動,則以下說法正確的是( 。
A.若波沿x正方向傳播,則在t=0時刻,Q處質(zhì)點的位移為y=3.0×10-2m
B.若波沿x正方向傳播,在t=0時刻,Q處質(zhì)點的加速度沿y軸負方向
C.若波沿x負方向傳播,在t=0.1s時刻,Q處質(zhì)點的位移為0,且正沿y軸正方向振動
D.若波沿x負方向傳播,在t=0.15s時刻P、Q處質(zhì)點的振動方向一致

分析 由頻率求出波的周期,畫出波形,運用波形的平移法,確定出PQ兩點的位移關系.分兩種方向進行分析.再判斷速度、加速度的關系.

解答 解:該波波速為4.0m/s,頻率為2.5Hz,則:$T=\frac{1}{f}=\frac{1}{2.5}=0.4$s
λ=$\frac{v}{f}=\frac{4.0}{2.5}=1.6$m
PQ之間的距離是1.2m=$\frac{3}{4}$λ
A、若波沿x正方向傳播,P點的振動比Q點早$\frac{3}{4}$T,t=0時刻,P處質(zhì)點的位移為0,且正沿y軸正方向振動,則在t=0時刻,Q處質(zhì)點位于正的最大位移處,所以位移為y=6.0×10-2m.故A錯誤;
B、若波沿x正方向傳播,在t=0時刻,Q處質(zhì)點位于最大位移處,所以加速度沿y軸負方向.故B正確;
C、若波沿x負方向傳播,P點的振動比Q點晚$\frac{3}{4}$T,t=0時刻,P處質(zhì)點的位移為0,且正沿y軸正方向振動,則在t=0時刻,Q處質(zhì)點位于負的最大位移處,在t=0.1s=$\frac{1}{4}$T時刻,Q處質(zhì)點恰好回到平衡位置,所以位移為0,且正沿y軸正方向振動.故C正確;
D、若波沿x負方向傳播,在t=0時刻,P處質(zhì)點的位移為0,且正沿y軸正方向振動,在t=0.15s=$\frac{3}{8}$T時刻,P處質(zhì)點的振動方向向下;而在t=0時刻,Q處質(zhì)點位于負的最大位移處,在t=0.15s=$\frac{3}{8}$T時刻,Q處質(zhì)點的振動方向向上.所以在t=0.15s時刻P、Q處質(zhì)點的振動方向相反.故D錯誤.
故選:BC

點評 本題的關鍵在于確定PQ距離與波長的關系,明確開始是PQ的位置,然后利用波動和振動關系進行求解,是考查學生綜合應用知識的好題.

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(1)若小球恰好能到達彎管的最高點,試求v0的大小
(2)若小球恰好能到達彎管的最高點后,從右端離開小車,試求離開小車時小球的速度(用v0表示)

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A.是為了使釋放小車后,小車能勻加速下滑
B.是為了增大小車下滑的加速度
C.可使得橡皮筋做的功等于合力對小車做的功
D.可使得橡皮筋松弛后小車做勻速運動
(2)實驗中先后用同樣的橡皮筋1條、2條、3條,…合并起來掛在小車的前端進行多次實驗,每次都要把小車拉到同一位置再釋放.把第1次只掛1條橡皮筋時橡皮筋對小車做的功記為W,第二次掛2條橡皮筋時橡皮筋對小車做的功為2W,…橡皮筋對小車做功后而使小車獲得的速度可由打點計時器打出的紙帶測出.根據(jù)第四次的紙帶(如圖2所示)求得小車獲得的速度為2.00m/s.(保留三位有效數(shù)字)
(3)若根據(jù)多次測量數(shù)據(jù)畫出的W-v圖象如圖3所示,根據(jù)圖線形狀,可知W-v的關系符合實際的是C.

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