学人教版必修34 12.3波长、频率和波速（4）.docx

2017-2018学年度人教版必修3-4 12.3波长、频率和波速（4）1在机械波一章中我们引进了一个新的物理量叫做波长，下列关于波长的描述正确的是（ ）a. 相邻的、振动情况总相同的两个质点间距离b. 横波中，两波峰间的距离c. 机械波在一个这周期内传播的距离d. 在波形图中，波的图像的长度2一简谐横波在图中轴上向右传播，实线和虚线分别是和时刻的波形图，已知由图判断下列波速哪些是可能的（ ）a. b. c. d. 3一简谐横波沿x轴方向传播，已知t=0.1s时的波形如图甲所示，图乙是x=4m处的质点的振动图象，则下列说法正确的是（ ）a. 此波是沿x轴正方向传播b. 此波是沿x轴负方向传播c. 此波的波速为10m/sd. 此波的波速为20m/s4一列波的波源s在0点做竖直方向、频率为10hz的简谐运动. 时刻，向右传播的波形如图所示，向左传播的波形未画出.a. 时刻，x=1m处的质点振动方向向上b. 时刻，x=-2m处的质点振动方向向上c. +0.175s时刻，x=-1m处的质点处在波谷位置d. -0.125s时刻，x=1m处的质点处在波峰位置5图(a)为一列简谐横波在t=0.10 s时刻的波形图,p是平衡位置在x=1.0 m处的质点,q是平衡位置在x=4.0 m处的质点;图(b)为质点q的振动图像。下列说法正确的是（ ）a. 在t=0.10 s时,质点q向y轴正方向运动b. 在t=0.25 s时,质点p的加速度方向与y轴正方向相同c. 质点q简谐运动的表达式为y=0.10 sin 10t md. 从t=0.10 s到t=0.25 s,质点p通过的路程为30 cm6b超成像的基本原理就是向人体发射一组超声波，而遇到人体组织会产生不同程度的反射（类似回声），通过探头发送和接收超声波信号，经过计算机的处理，形成b超图像（如图加所示）。图乙为沿x轴正方向发送的超声波图像，已知超声波在人体内传播速度约为1500m/s，下列说法正确的是 （ ）a. 根据题意可知此超声波的频率约为1.25105hzb. 图乙中质点a在此后的1s内运动的路程为1500mc. 图乙中质点b此时沿y轴负方向运动d. 图乙中质点a、b两点加速度相同7一列声波从空气进入水中，下列物理量中不变的是（ ）a. 波长 b. 波速 c. 频率 d. 振幅8图甲为一列横波在时刻的波动图像，图乙为图甲中质点的振动图像则（ ）a. 该波沿轴正方向传播b. 该波的周期为c. 该波的波速为d. 质点在时的速度最大9一列沿轴正方向传播的简谐机械横波，波速为某时刻的波形如图所示，下列说法正确的是（ ）a. 这列波的周期为b. 这列波的振幅为c. 此时处的质点加速度最大d. 此时处的质点沿轴正方向运动1010机械运动在介质中传播形成机械波，下列说法正确的是（ ）a. 如果波源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止b. 在纵波中质点的振动方向总是垂直于波的传播方向c. 在横波中两个相邻的波峰（或波谷）之间的距离等于波长d. 横波中振动质点不随波迁移，纵波中振动质点随波迁移11在某介质中波源a、b处在同一水平线上，它们相距d=20m，t=0时二者同时开始上下振动，a只振动了半个周期，b连续振动，它们的振动图象分别如图甲、乙所示，两波经过10s相遇，求波源乙振动的表达式；在t=0到t=16s时间内从a发出的半个波在前进的过程中所遇到的乙波波峰的个数。1212一列简谐横波在t=0时刻的波形图如图所示。该时刻质点a振动的方向沿y轴负方向，且a经0.25s第二次位于波谷位置。求：这列波的周期、波速和传播方向。以t=0开始计时，写出质点p的振动方程。面出t=0.55s时ob间的波形图。13如图所示,图甲为某一列沿x方向传播的简谐横波在时刻的波形图,图乙为介质中q质点的振动图象，求：（i）这列波传播的速度大小和方向；（ii）质点p的振动方程及在时间内，质点p出现在平衡位置的次数。14在某光滑水平面上建立xoy直角坐标系，一弹性绳置于y轴正半轴，a、b是绳上的两质点，绳子的一端位于坐标原点o，现让绳子的该端以x=0.2sin5t（m）的规律做简谐运动，形成一列沿y轴正方向传播的横波某时刻波刚传到a点，波形如图所示已知oa的距离为1.0m，ob的距离为4.0m求：（1）质点振动的周期和波传播的速度（2）绳上的b点在波峰位置的时刻15如图所示，a、b、c、d是均匀介质中x轴上的四个质点。相邻两点的间距依次为2m、4m和6m，一列简谐横波以2m/s的波速沿x轴正向传播，在t=0时刻到达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t=3s时质点a第一次到达最高点，此时位移为2cm。求从0时刻开始到质点d第一次到达最高点所需时间及此过程中质点b通过的路程；质点d第一次到达最高点时质点b的位移。试卷第5页，总6页本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。参考答案1ac【解析】a：相邻的、振动情况总相同的两个质点间距离等于波长，故a项正确。b：横波中，相邻两波峰间的距离等于波长，故b项错误。c：机械波在一个这周期内传播的距离等于波长，故c项正确。d：在波形图上位移总是相同的相邻两质点之间的距离等于一个波长，故d项错误。点睛：机械波是机械振动的传播，分为横波和纵波。波速表示振动在单位时间内向前传播的距离。波长表示介质中振动情况总相同的两个相邻质点间的距离，等于相邻两个波峰(波谷)之间的距离，还等于波在一个周期内传播的距离。波速等于波长和频率的乘积。2cd【解析】由图可得，谐横波在图中x轴上向右传播， ，则波的周期为，波速a将代入可得n=0.25，不符合波速通项，故a错误；b将代入可得n=0.5，不符合波速通项，故b错误；c将代入可得n=1，符合波速通项，故c正确；d将代入可得n=2，符合波速通项，故d正确； 故选cd。【点睛】解题方法根据波的周期性得到周期和波速通项式，考查运用数学知识处理物理问题的能力.3bc【解析】由振动图象乙可以知道t=0.1s时刻，x=4m处的质点的振动方向向上，根据波形平移法可以知道，简谐横波是沿x轴负方向传播，故a错误，b正确；由甲、乙图分别读出=4m，t=0.4s，则波速v=t=10m/s故c正确，d错误故选bc4ac【解析】由波的方向向右则波形向右平移，可知x=1m处的质点向上运动，故a正确；t0时刻，x=-2m处的质点与t0时，x=2m处的介质点振动方向相同，由波的传播方向，根据波形的平移法得知，振动方向向下，故b错误；波的周期为： ，则t0+0.175s为又经过了，x=-1m处的介质点与时刻x=1m的位置相同，处于波谷，故c正确；在t0-0.125s为往前推了，x=1m处的介质点的处于波谷，故d错误。所以ac正确，bd错误。5bc【解析】a、图（b）为质点q的振动图象，则知在时，质点q正从平衡位置向波谷运动，所以质点q向y轴负方向运动，故a错误；b、在时，质点q向y轴负方向运动，根据波形平移法可知该波沿x轴负方向传播，此时p点正向上运动，由图b读出周期，从到经过的时间为： ，则在时，质点p位于x轴下方，加速度方向与y轴正方向相同，故b正确；c、质点q简谐运动的表达式为，故c正确；d、由于时质点p不在波峰、波谷和平衡位置，所以从到内，所以质点p通过的路程不是，故d错误。点睛：本题的关键是会根据振动情况来判断波的传播方向，抓住振动图象和波动图象之间的内在联系，要知道质点做简谐运动时，在一个周期通过的路程是4a，半个周期内通过的路程是2a，但时间内通过的路程不能类推，要根据起点位置分析。6ac【解析】根据图象读出波长 =12mm=1.210-2m，由v=f得频率为 f=v=15001.2102=1.25105hz，故a正确；质点a振动的周期为 t=1/f=810-6s，质点a只会上下振动，因为 t=1s=1.25105t，所以质点a在1s内运动的路程为 s=1.251054a=1.2510540.004m=2000m，故b错误；由上下坡法知，此时质点b正向y轴负向运动，故c正确；质点a、b两点位移大小相同，方向相反，则加速度方向相反，大小相同，故d错误故选ac.点睛：本题考查机械波的速度、波长、频率、加速度、图象等相关知识要知道质点做简谐运动时，根据时间与周期的倍数关系求通过的路程7c【解析】声波从空气进入水中，频率不变，波速变大，根据可得，则波长变长。声音在由空气进入水中时，振幅发生变化。故c项正确。点睛：机械波由一种介质进入另一种介质时，频率不变（频率由波源的振动频率决定），波速变化（波速由介质决定），波长变化。8d【解析】由乙图知， 点在时刻振动方向向下，故波的传播方向为轴负向，故a项错误；由乙图知， 点振动周期，该波周期和点振动周期相同，即该波的周期为，故b项错误；该波的波速，故c项错误；由乙图知，在时点在平衡位置，速度最大，故d项正确故选d点睛：本题首先要能正确识别、理解振动图象和波动图象，关键能把握两种图象之间的内在联系，要注意两种图象判断质点振动方向的方法是不同的，不能混淆9c【解析】由题图可知，这列波的波长为，波速为，则周期，故a错误；振幅是振动质点离开平衡位置的最大距离，由题图可知，这列波的振幅为，故b错误； 处的质点处在最低点，位移最大，则加速度最大，故c正确；由波传播的方向与质点振动方向之间的关系“上坡向下，下坡向上”可知图示时刻处的质点沿轴负方向运动，故d错误故选c点睛：根据波的图象读出振幅、波长、速度方向及大小变化情况，加速度方向及大小变化情况等，是应具备的基本能力知道传播过程中介质质点并没有沿着波的传播方向运动10c【解析】振源停止振动时，因为惯性其他振动质点并不立即停止振动，所在在介质中传播的波动并不立即停止，故a错误；在纵波中质点的振动方向总与波的传播方向在同一直线上，故b错误；根据波定的定义知：在横波中两个相邻的波峰（或波谷）之间的距离等于波长，所以c选项是正确的；在横波和纵波中振动质点都不随波迁移，故d错误故选c11（1）xb=20sin(t)(cm) （2）6个【解析】（1）由振动图线可知，波源乙振动的表达式xb=20sintcm.（2）两列波的波速相同，相遇经过距离均为10cm，则v=s/t=1m/s；对于乙波：=vt=2m；在t=10s甲乙相遇时甲波前沿与乙波峰相距s1=3/4=1.5m；在t=16s时甲波传播的距离为s=vt=16d可见未过乙波波源，从两波相遇到t=16s甲波相对乙波传播的距离：s相=2vt=12m；n=1+s相-s1=6.25 可见遇到的波峰个数为6个.12（1）0.2s；0.4m/s，沿x轴正向传播（2）y=10cos10t（3）如图；【解析】（1）t=0时刻质点a振动的方向沿y轴负方向，可知波沿x轴正向传播；因a点经0.25s第二次位于波谷位置，可知，解得t=0.2s； ；（2）因a=10cm， ，则以t=0开始计时，写出质点p的振动方程为：y=10cos10t(cm)（3）t=0.55s=2t，则此时原点处的质点在最低点，此时ob间的波形图：点睛：此题要理解波的图象随时间变化的规律能把质点的振动和波的传播过程结合起来，知道波在一个周期内传播一个波长利用波形的平移或上下坡法是研究波动图象常用的方法13（1）2m/s，波沿-x轴传播（2）10次【解析】(i)根据甲乙两图可以分别读出波长，周期所以波速根据图乙可知，t=0时刻q质点沿y轴正向运动，结合图甲可知波沿x轴传播(ii)根据图甲中p质点的振动情况可知其振动图像在010s时间内，p质点出现在平衡位置的次数次14(1)5m/s (2) (0.7+0.4n)s (n=0,1,2,3,.)【解析】(1)=5=2t，得t=0.4s由题意可知，=2oa=2m 由公式v=t=5ms；(2) 波先传到b用时t1=35s=0.6s 从b开始振动到处于波峰位置需要用时t2=(nt+t4)(n=0,1,2.) b在波峰的时刻t=t