图4
A.质点P的运动方向向右
B.波的周期可能为0.27 s
C.波的频率可能为1.25 Hz
D.波的传播速度可能为20 m/s
解析:选C 质点P不可能沿波的传播方向移动,选项A错误;波沿x轴正方向传播,由两个时刻的波形可知,0.2 s=T,显然,将0.27 s代入,k不可能为非负整数,选项B错误;频率1.25 Hz,对应的周期为0.8 s,代入上式可得k=0,因此选项C正确;波速v= m/s,将20 m/s代入,k不可能为非负整数,选项D错误。
7.平衡位置位于原点O的波源发出的简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播,P、Q为x轴上的两个点(均位于x轴正向),P与O的距离为35 cm,此距离介于一倍波长与二倍波长之间。已知波源自t=0时由平衡位置开始向上振动,周期T=1 s,振幅A=5 cm。当波传到P点时,波源恰好处于波峰位置;此后再经过5 s,平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置。求:
(1)P、Q间的距离;
(2)从t=0开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时,波源在振动过程中通过的路程。
解析:(1)由题意,O、P两点间的距离与波长λ之间满足
OP=λ①
波速v与波长的关系为
v=②
在t=5 s的时间间隔内,波传播的路程为vt。由题意有
vt=PQ+③
式中,PQ为P、Q间的距离。由①②③式和题给数据,得
PQ=133 cm。④
(2)Q处的质点第一次处于波峰位置时,波源运动的时间为