(浙江選考)2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第十章 2 第2節(jié) 機(jī)械波練習(xí)(含解析)
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1、機(jī)械波 【隨堂檢測(cè)】 1.(2017·4月浙江選考)一列向右傳播的簡(jiǎn)諧橫波,當(dāng)波傳到x=2.0 m處的P點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),該時(shí)刻波形如圖所示.t=0.9 s 時(shí),觀測(cè)到質(zhì)點(diǎn)P第三次到達(dá)波峰位置.下列說(shuō)法正確的是( ) A.波速為0.5 m/s B.經(jīng)1.4 s質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的路程為70 cm C.t=1.6 s時(shí),x=4.5 m處的質(zhì)點(diǎn)Q第三次到達(dá)波谷 D.與該波發(fā)生干涉的另一列簡(jiǎn)諧橫波的頻率一定為2.5 Hz 答案:BCD 2.在同一介質(zhì)中兩列頻率相同,振動(dòng)步調(diào)一致的橫波互相疊加,則( ) A.波峰與波谷疊加的點(diǎn)振動(dòng)一定是減弱的 B.振動(dòng)最強(qiáng)的點(diǎn)經(jīng)過(guò)T后恰好回到平衡位置,
2、因而該點(diǎn)的振動(dòng)是先加強(qiáng)后減弱 C.振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)相間隔分布,且加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)不隨時(shí)間變化 D.加強(qiáng)區(qū)的質(zhì)點(diǎn)某時(shí)刻的位移可能是零 解析:選ACD.由題知兩列波滿(mǎn)足相干的條件,因此在它們相遇的區(qū)域里會(huì)產(chǎn)生干涉圖樣,波峰與波谷疊加的點(diǎn)其振幅等于|A1-A2|,為減弱點(diǎn),選項(xiàng)A正確.振動(dòng)最強(qiáng)的點(diǎn)經(jīng)T后回到平衡位置,它仍是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn),選項(xiàng)B錯(cuò)誤.根據(jù)干涉圖樣的特點(diǎn)知選項(xiàng)C正確.疊加區(qū)域的所有質(zhì)點(diǎn)都在以自己的平衡位置為中心振動(dòng),因此選項(xiàng)D正確. 3.(2019·嘉興調(diào)研)一列簡(jiǎn)諧波沿x軸正方向傳播,某時(shí)刻波形圖如圖甲所示,a、b、c、d是波傳播方向上的四個(gè)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置.如再過(guò)個(gè)周期開(kāi)始計(jì)
3、時(shí),其中某質(zhì)點(diǎn)繼續(xù)振動(dòng)的圖象如圖乙所示,則該質(zhì)點(diǎn)是( ) A.a(chǎn)處質(zhì)點(diǎn) B.b處質(zhì)點(diǎn) C.c處質(zhì)點(diǎn) D.d處質(zhì)點(diǎn) 解析:選D.畫(huà)出再過(guò)個(gè)周期后的波形圖,a處質(zhì)點(diǎn)處于波谷,c處質(zhì)點(diǎn)處于波峰,b處質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置且向下運(yùn)動(dòng),d處質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置且向上運(yùn)動(dòng),所以圖乙是d處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象,選項(xiàng)D正確. 4.振源S在O點(diǎn)做豎直方向的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),頻率為10 Hz,t=0時(shí)刻向右傳播的簡(jiǎn)諧橫波如圖所示(向左傳播的簡(jiǎn)諧橫波圖中未畫(huà)出).則以下說(shuō)法正確的是( ) A.t=0時(shí),x=1 m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向向上 B.t=0時(shí),x=-2 m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向向上 C.t=0.1
4、75 s時(shí),x=-1 m處的質(zhì)點(diǎn)處在波谷位置 D.t=0.175 s時(shí),x=1 m處的質(zhì)點(diǎn)處在波峰位置 解析:選AC.t=0時(shí),x=1 m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向向上,選項(xiàng)A正確;根據(jù)波動(dòng)傳播的雙向性和對(duì)稱(chēng)性,畫(huà)出向左傳播波的波形圖,t=0時(shí),x=-2 m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向向下,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;波長(zhǎng)為λ=2 m,周期T==0.1 s,波速v=λf=20 m/s.t=0.175 s時(shí),x=-1 m處的質(zhì)點(diǎn)處在波谷位置,選項(xiàng)C正確、D錯(cuò)誤. 5.(2019·杭州聯(lián)考)如圖所示,沿x軸正方向傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波在某時(shí)刻的波形圖為一正弦曲線,其波速為200 m/s,下列說(shuō)法中正確的是( ) A.圖示時(shí)刻
5、質(zhì)點(diǎn)b的加速度正在減小 B.從圖示時(shí)刻開(kāi)始,經(jīng)過(guò)0.01 s,質(zhì)點(diǎn)a通過(guò)的路程為20 cm C.若此波遇到另一列波并發(fā)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象,則另一列波的頻率為50 Hz D.若該波傳播中遇到寬約4 m的障礙物,能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象 解析:選CD.圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)b向下運(yùn)動(dòng),質(zhì)點(diǎn)的加速度正在增大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;此波周期為T(mén)==0.02 s,頻率為50 Hz.從圖示時(shí)刻開(kāi)始,經(jīng)過(guò)0.01 s,質(zhì)點(diǎn)a振動(dòng)了半個(gè)周期,故其通過(guò)的路程是40 cm,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;若此波遇到另一列波并發(fā)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象,則另一列波的頻率為50 Hz,選項(xiàng)C正確;根據(jù)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件,若該波傳播中遇到寬約4 m的障礙物,能
6、發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,選項(xiàng)D正確. 6.一列沿x軸正方向傳播的橫波在某一時(shí)刻的波動(dòng)圖象如圖所示,已知波的傳播速率是16 m/s. (1)指出這列波中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅是多少; (2)畫(huà)出再經(jīng)過(guò)0.125 s時(shí)的波動(dòng)圖象. 解析:(1)由圖象可以看出,質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的最大位移大小是10 cm,因此振幅是10 cm. (2)再經(jīng)0.125 s波形沿x軸正方向移動(dòng)的距離為Δx=vΔt=16×0.125 m=2 m,所以再經(jīng)過(guò)0.125 s后的波形圖象如圖中的虛線所示. 答案:(1)10 cm (2)如解析圖所示 【課后達(dá)標(biāo)檢測(cè)】 不定項(xiàng)選擇題 1.下列物理現(xiàn)象中: (1)在春天里一次
7、閃電過(guò)后,有時(shí)雷聲轟鳴不絕; (2)“聞其聲而不見(jiàn)其人”; (3)學(xué)生圍繞振動(dòng)的音叉轉(zhuǎn)一圈會(huì)聽(tīng)到忽強(qiáng)忽弱的聲音; (4)當(dāng)正在鳴笛的火車(chē)向著我們急駛而來(lái)時(shí),我們聽(tīng)到汽笛聲的音調(diào)變高.這些物理現(xiàn)象分別屬于波的( ) A.反射、衍射、干涉、多普勒效應(yīng) B.折射、衍射、多普勒效應(yīng)、干涉 C.反射、折射、干涉、多普勒效應(yīng) D.衍射、折射、干涉、多普勒效應(yīng) 答案:A 2.(2019·杭州高二期中)周期為2.0 s的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播,該波在某時(shí)刻的圖象如圖所示,此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),則該波( ) A.沿x軸正方向傳播,波速v=20 m/s B.沿x軸正方向傳播,波速v
8、=10 m/s C.沿x軸負(fù)方向傳播,波速v=20 m/s D.沿x軸負(fù)方向傳播,波速v=10 m/s 答案:B 3.(2019·紹興質(zhì)檢)為了研究樂(lè)音的物理規(guī)律,某同學(xué)用計(jì)算機(jī)錄制下優(yōu)美的笛聲do和sol,然后在電腦上用軟件播放,分別得到如圖(a)和圖(b)的兩個(gè)振動(dòng)圖象,由此可以判斷( ) A.do和sol的周期之比約為3∶2 B.do和sol的頻率之比約為3∶2 C.do和sol在空氣中傳播的波速之比為3∶2 D.do和sol在空氣中傳播的波長(zhǎng)之比為3∶2 答案:AD 4.小河中有一個(gè)實(shí)心橋墩P,A為靠近橋墩浮在水面上的一片樹(shù)葉,俯視如圖所示,小河水面平靜.現(xiàn)在
9、S處以某一頻率拍打水面,使形成的水波能帶動(dòng)樹(shù)葉A振動(dòng)起來(lái),可以采用的方法是( ) A.提高拍打水面的頻率 B.降低拍打水面的頻率 C.無(wú)論怎樣拍打,A都不會(huì)振動(dòng)起來(lái) D.無(wú)需拍打,A也會(huì)振動(dòng)起來(lái) 解析:選B.使形成的水波能帶動(dòng)樹(shù)葉A振動(dòng)起來(lái),必須使水面形成的波波長(zhǎng)足夠長(zhǎng),衍射現(xiàn)象明顯,可以采用的方法是降低拍打水面的頻率,選項(xiàng)B正確. 5.(2019·麗水檢測(cè))一列沿x軸正向傳播的簡(jiǎn)諧橫波,當(dāng)波傳到O點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),7.0 s時(shí)剛好傳到x=3.5 m處,如圖所示.由此可以判定( ) A.該波的振動(dòng)周期為7.0 s B.波源的起振方向向上 C.該波的波速為0.5 m/s
10、D.再經(jīng)過(guò)1.0 s,x=2 m處質(zhì)點(diǎn)剛好處在波谷的位置 解析:選C.由題述可知,該波的振動(dòng)周期為4.0 s,波源的起振方向向下,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;該波的波長(zhǎng)為2 m,波速為0.5 m/s,選項(xiàng)C正確;再經(jīng)過(guò)1.0 s,x=2 m處質(zhì)點(diǎn)剛好處在平衡位置,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 6.(2019·浙江省綠色評(píng)估聯(lián)盟高三考試)如圖甲所示為某振源的振動(dòng)圖象,圖乙為該振源振動(dòng)在t時(shí)刻在介質(zhì)中形成的沿x軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波.以下說(shuō)法正確的是( ) A.質(zhì)點(diǎn)P的振幅為0 B.如果Q點(diǎn)是振源,則P點(diǎn)至少振動(dòng)了 C.如果Q點(diǎn)是振源,則Q點(diǎn)至少振動(dòng)了 D.如果t時(shí)刻P點(diǎn)沿y軸正向振動(dòng),則波沿-x方向傳播 解析
11、:選C.質(zhì)點(diǎn)P的振幅為A,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;如果Q點(diǎn)是振源,波動(dòng)沿-x方向傳播,P點(diǎn)t時(shí)刻振動(dòng)方向向下,則P點(diǎn)至少振動(dòng)了T,Q點(diǎn)至少振動(dòng)了,選項(xiàng)B錯(cuò)誤、C正確;如果t時(shí)刻P點(diǎn)沿y軸正向振動(dòng),則波沿+x方向傳播,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 7.(2019·嘉興調(diào)研)如圖所示是某繩波形成過(guò)程的示意圖,1,2,3,4……為繩上的一系列等間距的質(zhì)點(diǎn),繩處于水平方向.質(zhì)點(diǎn)1在外力作用下沿豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)2,3,4……各個(gè)質(zhì)點(diǎn)依次上下振動(dòng),把振動(dòng)從繩的左端傳到右端.t=0時(shí)質(zhì)點(diǎn)1開(kāi)始豎直向上運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)四分之一周期,質(zhì)點(diǎn)5開(kāi)始運(yùn)動(dòng).下列判斷正確的是( ) A.質(zhì)點(diǎn)6開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向向下 B.t=時(shí)質(zhì)點(diǎn)6
12、的速度方向向下 C.t=時(shí)質(zhì)點(diǎn)10的速度方向向上 D.t=T時(shí)質(zhì)點(diǎn)16開(kāi)始運(yùn)動(dòng) 解析:C.介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的振動(dòng)方向和振源開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的振動(dòng)方向相同,A錯(cuò)誤;經(jīng)過(guò)t=質(zhì)點(diǎn)1回到平衡位置,質(zhì)點(diǎn)9開(kāi)始向上振動(dòng),質(zhì)點(diǎn)5振動(dòng)到正的最大位移處,根據(jù)帶動(dòng)法可知,質(zhì)點(diǎn)6在平衡位置上方向上振動(dòng),即速度的方向向上,B錯(cuò)誤;t=時(shí)質(zhì)點(diǎn)1振動(dòng)到負(fù)的最大位移處,質(zhì)點(diǎn)9振動(dòng)到正的最大位移處,質(zhì)點(diǎn)13開(kāi)始振動(dòng),5~13之間的質(zhì)點(diǎn)在平衡位置上方,9~13之間的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向都向上,C正確;t=T時(shí)質(zhì)點(diǎn)17開(kāi)始運(yùn)動(dòng),D錯(cuò)誤. 8.如圖所示為一沿x軸負(fù)方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)的波形圖,當(dāng)Q點(diǎn)在t=0時(shí)的振動(dòng)狀態(tài)傳
13、到P點(diǎn)時(shí),則( )
A.1 cm 14、的波形如圖所示,t=0.6 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)A恰好第二次到達(dá)波峰.下列說(shuō)法正確的是( )
A.波速為3 m/s
B.頻率為2 Hz
C.質(zhì)點(diǎn)B在0~0.6 s內(nèi)的路程為25 cm
D.質(zhì)點(diǎn)B在t=0.6 s時(shí)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)
解析:選BD.由波形圖可知該列波的波長(zhǎng)為λ=4 m,簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,故質(zhì)點(diǎn)A在t=0時(shí)刻的振動(dòng)方向向上,又t=0.6 s質(zhì)點(diǎn)A恰好第二次到達(dá)波峰,則t=0.6 s=+T,得T=0.5 s.則波速 v==8 m/s,A錯(cuò)誤;頻率f==2 Hz,B正確;質(zhì)點(diǎn)B在0~0.6 s內(nèi)的路程小于25 cm,C錯(cuò)誤;在t=0.6 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)B沿y軸正方向運(yùn)動(dòng),D正確 15、.
10.(2019·浙江溫嶺選考適應(yīng)性考試)如圖所示為一列橫波的圖象,在此時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)速度為v,經(jīng)過(guò)0.2 s,P的振動(dòng)速度仍為v,再經(jīng)過(guò)0.2 s,P點(diǎn)的振動(dòng)方向改變,速度大小還是v,從而可以斷定( )
A.若波向左傳播,波速最小為10 m/s
B.若波向左傳播,波速最小為5 m/s
C.若波向右傳播,波速最小為10 m/s
D.若波向右傳播,波速最小為15 m/s
解析:選BD.由題意,若波向左傳播,則周期最大為0.8 s.由λ=4 m,波速最小為5 m/s.B正確,A錯(cuò)誤.若波向右傳播,設(shè)質(zhì)點(diǎn)由P點(diǎn)到最大位移處再回到P點(diǎn)的時(shí)間為t1,由P點(diǎn)直接到對(duì)稱(chēng)點(diǎn)P′的時(shí)間為t 16、2,根據(jù)題意2t1+t2=0.2 s,t1+2t2=0.2 s,周期T=2t1+2t2,解得最大周期為T(mén)= s,此時(shí)波速為v==15 m/s,故C錯(cuò)誤,D正確.
11.如圖所示是一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖,此時(shí)P點(diǎn)沿y軸的負(fù)方向運(yùn)動(dòng),已知波的傳播速度為2 m/s.下列說(shuō)法正確的是( )
A.波沿x軸正方向傳播
B.P、Q兩點(diǎn)的振幅均為5 cm
C.再過(guò)0.1 s的時(shí)間P點(diǎn)將運(yùn)動(dòng)到波峰位置
D.平衡位置在x=-0.4 m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)后,其振動(dòng)步調(diào)與P點(diǎn)始終相反
解析:選BD.根據(jù)此時(shí)P點(diǎn)沿y軸的負(fù)方向運(yùn)動(dòng),波沿x軸負(fù)方向傳播,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;P、Q兩點(diǎn)的振幅均為5 cm,選項(xiàng)B正 17、確;由波動(dòng)圖象可知波長(zhǎng)為λ=0.4 m,周期為T(mén)==0.2 s,再經(jīng)過(guò)0.1 s的時(shí)間P點(diǎn)將運(yùn)動(dòng)到平衡位置向上運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;平衡位置在x=-0.4 m處的質(zhì)點(diǎn)與P點(diǎn)相距1.5個(gè)波長(zhǎng),二者振動(dòng)步調(diào)始終相反,選項(xiàng)D正確.
12.(2019·杭州質(zhì)檢)如圖所示是水平面上兩列頻率相同的波在某時(shí)刻的疊加情況,圖中實(shí)線為波峰,虛線為波谷.已知兩列波的振幅均為2 cm,波速為2 m/s,波長(zhǎng)為8 cm,E點(diǎn)是B、D和A、C連線的交點(diǎn),下列說(shuō)法中正確的是( )
A.A、C兩處兩質(zhì)點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)
B.B、D兩處兩質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的豎直高度差是4 cm
C.E處質(zhì)點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)
D.經(jīng)0.02 s 18、,B處質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程是8 cm
解析:選CD.實(shí)線交點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn),實(shí)線與虛線的交點(diǎn)為振動(dòng)減弱處,振幅分別為A1+A2和|A1-A2|.對(duì)照?qǐng)D示,A、C振動(dòng)減弱,B、D振動(dòng)加強(qiáng),故A錯(cuò)誤.而此刻D位移應(yīng)是A1+A2=4 cm,B位移應(yīng)是-(A1+A2)=-4 cm,豎直高度差為8 cm,B錯(cuò)誤.由v=λf,得f== Hz=25 Hz,此為單列波的頻率,也是B的振動(dòng)頻率,故質(zhì)點(diǎn)B在0.02 s內(nèi)振動(dòng)了,通過(guò)的路程sB=2A=8 cm.故D正確.對(duì)E處情況的判斷可用——波形圖法.畫(huà)D、B間的波形如圖所示,再經(jīng)過(guò)后,兩列波波峰同時(shí)到該處,故E點(diǎn)亦為振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn).C正確.
13.(2019·寧波調(diào) 19、研)沿x軸正方向傳播一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形如圖所示,M為介質(zhì)中的一個(gè)質(zhì)點(diǎn),該波的傳播速度為40 m/s,則t= s時(shí)( )
A.質(zhì)點(diǎn)M對(duì)平衡位置的位移一定為負(fù)值
B.質(zhì)點(diǎn)M的速度方向與對(duì)平衡位置的位移方向相同
C.質(zhì)點(diǎn)M的加速度方向與速度方向一定相同
D.質(zhì)點(diǎn)M的加速度方向與對(duì)平衡位置的位移方向相反
解析:選CD.根據(jù)波的圖象可知波長(zhǎng)為λ=4 m,根據(jù)波速可得該波周期為T(mén)==0.1 s,則由圖示狀態(tài)再經(jīng)過(guò) s,即T后質(zhì)點(diǎn)M相對(duì)平衡位置的位移仍為正值,但正在向下振動(dòng),可知其在t= s時(shí)的速度方向與其相對(duì)平衡位置位移方向相反,而與加速度方向相同,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤、C、D正確.
20、14.(2019·舟山質(zhì)檢)如圖所示,一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,實(shí)線表示t=0時(shí)刻的波形,虛線表示t=0.7 s時(shí)刻的波形.則這列波的( )
A.波長(zhǎng)為4 m
B.周期可能為0.4 s
C.頻率可能為0.25 Hz
D.傳播速度可能約為5.7 m/s
解析:選AB.由波形圖可知,這列波的波長(zhǎng)為4 m,選項(xiàng)A正確;由0.7 s=+nT可得周期T=,可能為0.4 s,頻率可能為2.5 Hz,選項(xiàng)B正確、C錯(cuò)誤;由v=可知,傳播速度不可能為5.7 m/s,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
15.(2018·4月浙江選考)兩列頻率相同、振幅均為A的簡(jiǎn)諧橫波P、Q分別沿+x和-x軸方向在同一介質(zhì)中傳播 21、,兩列波的振動(dòng)方向均沿y軸,某時(shí)刻兩波的波面如圖所示,實(shí)線表示P波的波峰,Q波的波谷;虛線表示P波的波谷、Q波的波峰.a(chǎn)、b、c為三個(gè)等間距的質(zhì)點(diǎn),d為b、c中間的質(zhì)點(diǎn).下列判斷正確的是( )
A.質(zhì)點(diǎn)a的振幅為2A
B.質(zhì)點(diǎn)b始終靜止不動(dòng)
C.圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)c的位移為0
D.圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)d的振動(dòng)方向沿-y軸
解析:選CD.質(zhì)點(diǎn)a和c是兩列波的波峰與波谷相遇點(diǎn),兩列波的振幅相等,所以a和c位移始終為0,即靜止不動(dòng),故A錯(cuò)誤,C正確;在經(jīng)過(guò)四分之一周期,兩列波各向前傳播四分之一波長(zhǎng),P波a處的波谷和Q波在c處的波谷剛好傳播到b點(diǎn),所以b點(diǎn)是波谷與波谷相遇,振幅為2A,為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn),故B錯(cuò)誤;圖示時(shí)刻,d點(diǎn)在P波的平衡位置與波峰之間,振動(dòng)方向沿y軸的負(fù)方向,同時(shí)d點(diǎn)在Q波的波谷與平衡位置之間,振動(dòng)方向沿y軸的負(fù)方向,所以d點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸的負(fù)方向,故D正確.
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