《高中物理课时提升作业八12.3波长、频率和波速（含解析）新人教版选修3_4》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理课时提升作业八12.3波长、频率和波速（含解析）新人教版选修3_4（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、波长、频率和波速(40分钟100分)一、选择题(本题共7小题，每小题8分，共56分)1.(多选)(2018昆明高二检测)介质中有一列简谐机械波传播，波源振动周期为T，振幅为A，波速为v，对于其中某个振动质点()A.它的振动速度等于波的传播速度B.它的振动振幅一定为AC.它在一个周期内走过的路程等于一个波长D.它的振动频率等于波源的振动频率E.若这一点P与波源距离s=vT，则质点P的位移与波源的位移相同【解析】选B、D、E。在同种均匀介质中波的传播过程中传播速度为定值，而质点在平衡位置两侧做简谐运动，其速度大小是变化的，和波速无关，故A错误；波传播过程中，各振动质点的振动周期、振幅、起振方向都和
2、波源质点相同，故B、D正确；质点在一个周期内走过的路程等于4个振幅的长度，并非一个波长，故C错误；若这一点P与波源距离s=vT，恰好为波长的整数倍，所以质点P的位移与波源的位移相同，故E正确。所以B、D、E正确，A、C错误。2.(2018邢台高二检测)同一波源分别在甲、乙两种不同介质中产生的甲、乙两列波，它们的频率分别为f1、f2，波速分别为v1、v2，波长分别为1、2，在下列关系式中正确的是()A.=B.=C.=D.=【解析】选A。波的频率由波源决定，同一波源产生的两列波频率是一定的，所以f1=f2；根据波速公式v=f，f相同，则v，即有=，A正确、B、C、D错误。故选A。3.(2015四川
3、高考)平静湖面传播着一列水面波(横波)，在波的传播方向上有相距3m的甲、乙两小木块随波上下运动。测得两小木块每分钟都上下30次，甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰。这列水面波()A.频率是30HzB.波长是3mC.波速是1m/sD.周期是0.1s【解题指南】解答本题可按以下思路进行:(1)根据小木块每分钟上下30次，可计算出频率和周期。(2)根据甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰，可计算出波长。(3)由v=可求出波速。【解析】选C。由于小木块每分钟振动30次，因此周期为:T=s=2s，频率为:f=0.5Hz，故A、D错；又因为甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰，所
4、以=sAB，解得波长=2m。波速v=1m/s，B错、C对。4. (多选)如图所示为一列简谐横波的波动图象。已知波速v=60m/s且沿x轴正方向传播，从图中可知()A.各质点振幅为2cm，波长为24m，周期为2.5sB.在x=6m处质点的位移为零，速度方向沿x轴正方向C.在x=18m处质点的位移为零，速度最大D.在x=24m处质点的位移为2cm，振动周期为0.4s【解析】选C、D。由v=得，T=0.4s，横波质点振动方向与传播方向垂直，x=6m处质点的速度方向向上，故A、B选项错误，C、D选项正确。5.(多选)(2018太原高二检测)在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点的距
5、离均为L，如图甲所示。一列横波沿该直线向右传播，t=0时到达质点1，质点1开始向下运动，经过时间t，第一次出现如图乙所示的波形，则该波的()A.周期为t，波长为8LB.周期为t，波长为8LC.周期为t，波速为D.周期为t，波速为【解析】选B、C。由图知波长=8L。简谐横波向右传播，图中质点9的振动向上，而波源1起振方向向下，所以经过时间t第一次出现如图所示的波形，图中还有半个波长的波形没有画出，则图示时刻质点9已经振动了0.5T，则质点1振动了1.5T，即1.5T=t，得到T=t，波速v=。故B、C正确，A、D错误。故选B、C。6.(多选)一列横波在t=0时刻的波形如图中实线所示，在t=1s时
6、的波形如图中虚线所示。由此可以判定此波的()A.波长一定是4cmB.周期一定是4sC.振幅一定是2cmD.传播速度一定是1cm/s【解析】选A、C。关于波的图象的题目，一般可分为两类:一类是读图，可以直接从图上读出振幅和波长，此题便可读出波长是4cm，振幅是2cm，故选项A、C正确；另一类是根据图象给定的条件，去计算波速、周期，判定波传播的方向，判定某一质点的运动情况及判定某一时刻的波形图。由题可知nT+T=1s(n=0，1，2，3，)，周期有不确定解，因此选项B错误。同理，传播速度v=也不确定，选项D错误。7.(多选)(2018全国卷)一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0和t=0.20 s
7、 时的波形分别如图中实线和虚线所示。已知该波的周期T0.20 s。下列说法正确的是()A.波速为0.40 m/sB.波长为0.08 mC.x=0.08 m的质点在t=0.70 s时位于波谷D.x=0.08 m的质点在t=0.12 s时位于波谷E.若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s，则它在该介质中的波长为0.32 m【解析】选A、C、E。由图象可知波长=0.16 m，B错；由于该波的周期T0.2 s，结合图象可知T=0.4 s，则波速为0.40 m/s，A对；t=0时x=0.08 m的质点从平衡位置沿y轴正向振动，t=0.70 s时位于波谷，t=0.12 s时位于平衡位置与波峰之间的
8、某一位置，C对，D错；据f=可知此波波速变为0.80 m/s，则它在该介质中的波长为0.32 m，E对，故选A、C、E。二、非选择题(14分)8.一列简谐横波正在沿x轴的正方向传播，波速为0.5m/s，t=0时刻的波形如图甲所示。(1)求横波中质点振动的周期T。(2)在图乙中画出t=1s时刻的波形图(至少画出一个波长)。(3)在图丙中画出平衡位置为x=0.5m处质点的振动图象(从t=0时刻开始计时，在图中标出横轴的标度，至少画出一个周期)。乙丙【解析】(1)由图甲读出波长=2 m，由波速公式v=得: T= s=4 s。(2)因为t=1 s=T，则简谐横波向右平移，画出t=1 s时刻的波形图如图
9、所示。(3)从t=0时刻开始计时， x=0.5 m处质点的位移为正向最大，所以该处质点的振动图象是余弦曲线。画出平衡位置为x=0.5 m处质点的振动图象如图所示。答案:(1)4s(2)(3)1.(15分)(1)(多选)一振动周期为T、振幅为A，位于x=0点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐振动。该波源产生的一列简谐横波沿x轴正向传播，波速为v，传播过程中无能量损失。一段时间后，该振动传播至某质点P，关于质点P振动的说法正确的是()A.振幅一定为AB.周期一定为TC.速度的最大值一定为vD.开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于它离波源的距离E.若质点P与波源的距离x=vT，则质点P的位移与波源
10、的相同F.质点P在一个周期内走过的路程等于一个波长(2)(2018沈阳高二检测)一列简谐波沿x轴方向传播，已知x轴上x1=0和x2=1m两处质点的振动图象分别如图甲、乙所示，求此波的传播速度。【解析】(1)选A、B、E。机械波是将波源的振动形式和能量向外传递的过程，对简谐波而言，介质中各振动质点的振幅和周期都与波源的相同，A、B正确；质点P的最大振动速度不是波的传播速度v，C错误；质点P开始振动的方向与波源开始振动的方向相同，与它们的距离无关，D错误；若质点P与波源的距离x=vT=，相差波长整数倍的质点，振动情况都相同，故E正确；质点振动时，一个周期内走过的路程等于振幅的4倍，与波长无关，故F
11、错误。(2)由所给出的振动图象可知周期T=410-3 s。由题图可知，t=0时刻，x1=0的质点在正向最大位移处，x2=1 m的质点在平衡位置向y轴负方向运动；所以当简谐波沿x轴正向传播时，两质点间距离为x=(n+)1，当波沿x轴负方向传播时，两质点间距离为x=(n+)2，其中n=0，1，2因为(n+)1=1 m，所以1= m因为(n+)2=1 m，所以2= m波沿x轴正方向传播时的波速v1= m/s，(n=0，1，2)波沿x轴负方向传播时的波速v2= m/s，(n=0，1，2)答案:(1)A、B、E(2)若沿x轴正方向传播时的波速v1= m/s(n=0，1，2，)；若沿x轴负方向传播时的波速
12、v2= m/s(n=0，1，2，)2.(15分)(1)(多选)(2016全国卷)某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8m/s的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近。该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15s。下列说法正确的是()A.水面波是一种机械波B.该水面波的频率为6HzC.该水面波的波长为3mD.水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去E.水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移(2)一列简谐横波t1时刻的波形如图中实线所示，t2时刻的波形如图中虚线所示，已知t=t2-t1=0.5s。问:这列波的传播速度是多少？若波向
13、左传播，且3Tt4T，波速是多大？若波速等于68m/s，则波向哪个方向传播？【解析】(1)选A、C、E。水波是机械振动在介质中传播形成的，A对；由题意可知T= s= s，f=0.6 Hz，波长=vT=3 m，B错、C对；波传播时将振源能量向外传播，而振动的质点并不随波迁移，D错、E对。故选A、C、E。(2)有两组解:若波向右传播，传播距离x=(n+)，则有v右= m/s =(16n+4) m/s(n=0，1，2，)；若波向左传播，传播距离x=(n+)，则有v左= m/s=(16n+12) m/s(n=0，1，2，)。因波向左传播，且3Tt4T，则必有3x4，故n=3，v左=(163+12) m/s=60 m/s。因波速v=68 m/s，所以x=vt=680.5 m=34 m=(4+)，故波向右传播。答案:(1)A、C、E(2)若波向右传播，v右=(16n+4) m/s(n=0，1，2，)；若波向左传播，v左=(16n+12) m/s(n=0，1，2，)60 m/s向右资
