B.乙分子在P点(
)时动能最大
A.乙分子在P点(
)时加速度为零
3.热学
㈠经典题目
【预测题9】如图所示,甲分子固定在体系原点O,只在两分子间的作用力作用下,乙分子沿x轴方向运动,两分子间的分子势能EP与两分子间距离x的变化关系如图中曲线所示,设分子间所具有的总能量为0,则
【解析】O点第一次达到正方向最大位移所需时间为
,因此波向前传播的距离为
,即OP、OP’为
,因此P、P’两点间距离为半个波长,但由于波是以O为波源向左右传播的,左右对称点振动总相同如图c所示,A错;波传到Q’需要半个周期,而当Q’到达负向最大位移时又需
,因此O点振动时间为
,所走路程为
cm,B正确;波动传播的是振动的运动形式,质点并不沿传播方向向前传播,C错;同种波在同一介质中传播的速度是相同的,即
,当O质点振动周期减为2s,则O第一次达到正方向最大位移的时间为0.5s,波向左、右传播的距离为
,P点还没有振动,D错。
【点评】该题波源形成的波向x轴正、负双向传播,两个方向、同种介质,因此波速、波长都相等,波的图象以波源向x正、负方向同步传播,所以波的图象如图所示,考查波的传播特性、同时考查考生的理解综合分析能力。
㈢专家寄语
机械振动和机械波作为一种典型的机械运动,与日常生活、科技发展密切相关,内容不多,三个Ⅱ级要求的知识点,是必考内容之一。在理综全国卷中一般是选择题型,试题难度中等或中等偏易,此分必拿。
A.P’、P两点距离为半个波长,因此它们的振动步调始终相反
B.当Q’点振动第一次达到负向最大位移时,O质点已经走过
C.当波在绳中传播时,绳中所有质点沿x轴移动的速度大小相等且保持不变
D.若O质点振动加快,周期减为2s,则O点第一次达到正方向最大位移时刻,P点也刚好开始振动
【答案】B
【点评】考查考生对多普勒效应、波长等概念的理解深度,对波的形成和传播特性掌握程度,分析和处理问题的能力等.在正解多普勒效应时,反射波的障碍物可看作“波源”,波源不动,则反向波的频率不变,波长不变,考查考生灵活运用知识的能力;试题同时引入了波的“折射”现象,考生可以避开“折射”而直接用波速、波长和频率关系式
来判断。
【解析】无论波源是否运动,超声波在空气中的传播速度都等于空气中的声速,即题设
可知,波长随声速的增大而变长,D正确。
【点评】通过悬挂的弹簧振子考查简谐运动的回复力与弹簧弹力的关系。竖直放置的弹簧振子的回复力是弹簧弹力与重力的合力,小球处在平衡位置时弹力与重力平衡,合力为零;由
可知,弹簧弹力与振动位移是一次函数关系,而振动的位移由学生熟悉的振动图象给出,与时间是正弦或余弦函数关系, 以此考查考生的知识迁移能力。
【预测题7】蝙蝠在飞行中每秒钟向正前方发射40次超声波,每次发射100个频率为2×106Hz的完整波,在空气中形成一系列断续的波列.假设蝙蝠沿直线飞行,速度为v1=
A.蝙蝠发射的超声波在空气中的传播速度为
B.蝙蝠接收到的反射超声波频率比发射的超声波频率要高
C.此超声波经静止障碍物反射后波长会变长
D.此超声波由空气进入水中传播时波长变长
【答案】BD
【解析】O点为振动的平衡位置,小球经过O点时弹簧的拉力等于小球重力,t=0时小球恰经过O点,因此t=0时
,A项错;弹簧对小球的弹力与小球重力的合力是小球做简谐运动的回复力,因此
,
,
为振动对平衡位置的位移,而简谐运动的x-t图象如图所示,取弹簧为拉力时F为正,则D正确;取弹簧为拉力时F为负,则B正确;C错。
【预测题6】轻弹簧上端与力传感器相连,下端系一质量为m的小球,静止时小球处在位置O点,在弹簧弹性限度内,让小球在竖直方向上做简谐运动,振幅为A。取O点为x坐标原点,竖直向上为x正方向;t=0时刻小球恰经过O点向上运动。传感器将其受到的弹
【答案】AC
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