Question

5．如圖所示，有一列簡(jiǎn)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(diǎn)間的距離為1.2m．已知t=0時(shí)刻，P處質(zhì)點(diǎn)的位移為0，且正沿y軸正方形振動(dòng)，則以下說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 若波沿x正方向傳播，則在t=0時(shí)刻，Q處質(zhì)點(diǎn)的位移為y=3.0×10^-2m
• B． 若波沿x正方向傳播，在t=0時(shí)刻，Q處質(zhì)點(diǎn)的加速度沿y軸負(fù)方向
• C． 若波沿x負(fù)方向傳播，在t=0.1s時(shí)刻，Q處質(zhì)點(diǎn)的位移為0，且正沿y軸正方向振動(dòng)
• D． 若波沿x負(fù)方向傳播，在t=0.15s時(shí)刻P、Q處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向一致

Answer 1

分析 由頻率求出波的周期，畫(huà)出波形，運(yùn)用波形的平移法，確定出PQ兩點(diǎn)的位移關(guān)系．分兩種方向進(jìn)行分析．再判斷速度、加速度的關(guān)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(diǎn)的振動(dòng)比Q點(diǎn)早$\frac{3}{4}$T，t=0時(shí)刻，P處質(zhì)點(diǎn)的位移為0，且正沿y軸正方向振動(dòng)，則在t=0時(shí)刻，Q處質(zhì)點(diǎn)位于正的最大位移處，所以位移為y=6.0×10^-2m．故A錯(cuò)誤；
B、若波沿x正方向傳播，在t=0時(shí)刻，Q處質(zhì)點(diǎn)位于最大位移處，所以加速度沿y軸負(fù)方向．故B正確；
C、若波沿x負(fù)方向傳播，P點(diǎn)的振動(dòng)比Q點(diǎn)晚$\frac{3}{4}$T，t=0時(shí)刻，P處質(zhì)點(diǎn)的位移為0，且正沿y軸正方向振動(dòng)，則在t=0時(shí)刻，Q處質(zhì)點(diǎn)位于負(fù)的最大位移處，在t=0.1s=$\frac{1}{4}$T時(shí)刻，Q處質(zhì)點(diǎn)恰好回到平衡位置，所以位移為0，且正沿y軸正方向振動(dòng)．故C正確；
D、若波沿x負(fù)方向傳播，在t=0時(shí)刻，P處質(zhì)點(diǎn)的位移為0，且正沿y軸正方向振動(dòng)，在t=0.15s=$\frac{3}{8}$T時(shí)刻，P處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向向下；而在t=0時(shí)刻，Q處質(zhì)點(diǎn)位于負(fù)的最大位移處，在t=0.15s=$\frac{3}{8}$T時(shí)刻，Q處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向向上．所以在t=0.15s時(shí)刻P、Q處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向相反．故D錯(cuò)誤．
故選：BC

點(diǎn)評(píng) 本題的關(guān)鍵在于確定PQ距離與波長(zhǎng)的關(guān)系，明確開(kāi)始是PQ的位置，然后利用波動(dòng)和振動(dòng)關(guān)系進(jìn)行求解，是考查學(xué)生綜合應(yīng)用知識(shí)的好題．