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一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播,波长λ≥80cm。O和A是介质中平衡位置分别...

一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播,波长λ≥80cmOA是介质中平衡位置分别位于x=0x=40cm处的两个质点。t0时开始观测,此时质点O的位移y= -8cm,质点A处于y= -16cm的波谷位置;t0.5s时,质点O第一次回到平衡位置,而t=1.5s时,质点A第一次回到平衡位置。求:

ⅰ)这列简谐横波的周期T、波速v和波长λ

ⅱ)质点A振动的位移y随时间t变化的关系式。

 

(i) (ii) 【解析】(ⅰ)设振动周期为T,由于质点A在0到1.5s内由负最大位移处第一次回到平衡位置,经历的是四分之一周期,故振动周期为:T=6.0s; 由于质点OA距离d=0.40m小于半个波长,且波沿x轴正向传播,O在t=0.5s时回到平衡位置,而t=1.5s时A紧接着回到平衡位置,可知波从O传到A的时间为:∆t=1.0s 故此简谐波的传播速度: 据波长、波速和周期的关系,可得该波的波长: (ⅱ)设质点A的位移随时间变化的关系式为: 已知t=0时,y=-0.16m,有: t=1.5s时,y=0,有: 联立解得: A=0.16m 因此质点A的位移随时间变化的关系为: (或: )  
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以下说法中正确的是(

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如图所示,两个导热的圆筒底部有一条细短管连通,圆筒内装有约20 cm深的水银,K为阀门,处于关闭状态。左侧大圆筒的横截面积S1=800 cm2,水银面到圆筒顶部的高度H=115 cm,水银上方是空气,空气的压强P1=100 cmHg,室温t1=27℃。左侧圆筒中竖直放置一根托里拆利管,管的横截面积远小于两圆筒的横截面积,托里拆利管中水银上方有氮气,氮气柱的长度L1=20 cm,水银柱的高度L2=70 cm。右侧小圆筒的横截面积S2=100 cm2,一个活塞紧贴水银放置。已知大气压强P0=75 cmHg。求:

ⅰ)若环境温度缓慢升高60℃,左侧圆筒内空气的压强变为多大?

ⅱ)在环境温度为60℃时,用力控制右侧圆筒中活塞,打开阀门K,使活塞缓慢升高h1=40 cm后固定,则托里拆利管中氮气柱的长度最终变为多大?(结果可以带根号)

 

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以下说法中正确的是(

A. 上午十时,教室内空气中的水蒸气分子和氧气的分子平均动能是相同的

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如图所示,光滑水平面上有一小车B,右端固定一沙箱,沙箱上连接一水平的轻质弹簧,小车与沙箱的总质量为M=2kg。车上在与沙箱左侧距离S=1m的位置上放一质量为m=1kg小物块A,物块A与小车的动摩擦因数为μ=0.1。仅在沙面上方空间存在水平向右的匀强电场,场强E=2×103V/m。当物块A随小车以速度v0=10m/s向右做匀速直线运动时,距沙面H=5m高处有一质量为m0=2kg的带正电q=1×10-2C的小球C,以u0=10m/s的初速度水平向左抛出,最终落入沙箱中。已知小球与沙箱的相互作用时间极短,且忽略弹簧最短时的长度,并取g=10m/s2。求:

1)小球落入沙箱前的速度u和开始下落时与小车右端的水平距离x

2)小车在前进过程中,弹簧具有的最大值弹性势能EP

3)设小车左端与沙箱左侧的距离为L,请讨论分析物块A相对小车向左运动的过程中,其与小车摩擦产生的热量QL的关系式。

 

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如图甲所示,边长L=2.5m、质量m=0.5kg的正方形金属线框,放在光滑绝缘的水平面上,整个装置处在方向竖直向上、磁感应强度为B=0.8T的匀强磁场中,它的一边与磁场的边界MN重合。在水平力F的作用下,线框由静止开始向左运动,经过5s被拉出磁场区域,此过程中利用电流传感器测得线框中的电流强度I随时间t变化的图象如图乙所示。则在这过程中:

1)由图乙可得出通过线框导线截面的电荷q=    CIt的关系式是:   

2)求出线框的电阻R

3)试判断说明线框的运动情况,并求出水平力F随时间t变化的表达式。

 

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