2019_2020学年高中物理第十二章机械波第3节波长频率和波速练习含解析新人教版选修3.doc

波长、频率和波速A组素养达标1介质中有一列简谐机械波传播，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它的振动方向一定垂直于波的传播方向C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解析：波在同一种介质中传播时速度恒定，而质点的振动是变速运动，选项A错误机械波可能是横波，也可能是纵波，故振动质点的振动方向不一定垂直于波的传播方向，选项B错误振动质点在一个周期内走过的路程等于四个振幅，而波一个周期传播的距离等于一个波长，选项C错误振动质点的振动是由波源的振动引起的，故质点的振动频率等于波源的振动频率，选项D正确答案：D2一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在某一时刻的波形曲线如图所示，由图可知()A各质点振动的周期为 4 sB该简谐横波的波长为 4 mC此时刻质点A的速度为0D此时刻质点B的加速度为0解析：由波形图不能读出波的周期，故A错误；由图象可知波长4 m，故B正确；由图象可知，此时A位于平衡位置，速度最大，故C错误；由图象可知，此时B位于最大位移位置，加速度最大，故D错误答案：B3如图所示，位于介质和分界面上的波源S产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2，则()Af12f2，v1v2Bf1f2，v10.5v2Cf1f2，v12v2 Df10.5f2，v1v2解析：波的频率与波源的振动频率相同，与介质无关，所以f1f2，由题图知1l,32l，得122，由vf，得v12v2，故选项C正确答案：C4位于原点的波源在t0时开始沿y轴做简谐运动，它激起的横波沿x轴传播，当t0.15 s时，波的图象如图所示，此时波恰好传到P点，则()A该波源的频率是0.2 HzB波长是0.4 mCP点将向下运动DP点将向右运动解析：由题意和图象可知波向x轴正方向传播，tT，0.3 m，又t0.15 s，故T0.2 s，f5 Hz，0.4 m，由“上下坡法”，0.15 s时刻P在下坡上，故向上运动，B正确答案：B5(多选)一列简谐横波在t0时的波形图如图所示介质中x2 m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y10sin(5t)cm.关于这列简谐波，下列说法正确的是()A周期为4 s B振幅为20 cmC传播方向沿x轴正向 D传播速度为10 m/s解析：5 rad/s，周期为T0.4 s由题目中波的图象得：振幅A10 cm，波长4 m，故波速为v10 m/s.由质点P做简谐运动的表达式知，质点P在t0时振动方向为y轴正方向，故波沿x轴正方向传播答案：CD6一列简谐横波在t0时刻的波形如图中的实线所示，t0.02 s时刻的波形如图中虚线所示若该波的周期T大于0.02 s，则该波的传播速度可能是()A2 m/s B3 m/sC4 m/s D5 m/s解析：因tT，故在0.02 s时间内波传播的距离小于一个波长若波向右传播，则波传播的距离x10.02 m，则波速v1 m/s1 m/s；若波向左传播，则波传播的距离x20.06 m，则波速v2 m/s3 m/s，故正确选项为B.答案：B7(多选)在波的传播方向上有A、B两点，相距1.8 m，它们的振动图象如图所示，波的传播速度的大小可能是() A18 m/sB12 m/sC6 m/s D3.6 m/s解析：由振动图象可看出T0.2 s，A、B间距离为半波长的奇数倍，即x(2n1)1.8 m(n0,1，2，)，所以 m(n0,1,2，)，由v得v m/s(n0,1,2，)，将n0,1,2，代入，得A、C、D选项正确答案：ACD8(多选)一列简谐横波沿绳传播，振幅为0.2 m，传播速度为1 m/s，频率为0.5 Hz.在t0时刻，质点a正好经过平衡位置，沿着波的传播方向()A在t0时刻，距a点2 m处的质点离开其平衡位置的距离为0.2 mB在(t01 s)时刻，距a点1.5 m处的质点离开其平衡位置的距离为0.2 mC在(t02 s)时刻，距a点1 m处的质点离开其平衡位置的距离为0.2 mD在(t03 s)时刻，距a点0.5 m处的质点离开其平衡位置的距离为0.2 m解析： m2 m，T s2 s，在t0时刻，质点距a点2 m的距离恰好为一个波长，该点的振动状态与质点a完全相同，也应该在平衡位置，故选项A错在(t01 s)时刻，因为T2 s，过了半个周期，a点仍在平衡位置，质点离a点为1.5 m的距离为，其质点离开平衡位置0.2 m，选项B正确在(t02 s)时刻时经过了一个周期，在距离a点1 m即半波长的质点在平衡位置，选项C错在(t03 s)时刻时经过了一个半周期，a点仍在平衡位置，距a点0.5 m，即波长的质点离开平衡位置的距离为振幅0.2 m，选项D正确答案：BD9在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点的距离均为L，如图甲所示一列横波沿该直线向右传播，t0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：(1)波长为多少？(2)质点振动的周期为多少？(3)波速为多少？解析：(1)由图象可知：质点1、9之间是一个完整的波形，它们的平衡位置之间的距离即为一个波长，即8L.(2)t0时，波刚传到质点1，且质点1起振方向向下，说明波中各质点的起振方向均向下，在t后由图象乙可知质点9的振动方向为向上，说明它已经振动了，而波传到质点9需时间T，因此tT，即Tt.(3)波速v.答案：(1)8L(2)t(3)B组素养提升10(多选)如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，从波传到x5 m的M点时开始计时，已知P点相继出现两个波峰的时间间隔为0.4 s，下面说法中正确的是()A这列波的波长是4 mB这列波的传播速度是10 m/sC质点Q(x9 m)经过0.5 s才第一次到达波峰DM点以后各质点开始振动的方向都是向下的解析：从波的图象可以看出该波的波长为4 m，选项A正确；由题意可知该波的周期为T0.4 s，则该波传播的速度为v m/s10 m/s，选项B正确；波峰传到Q所用的时间为t s0.7 s，选项C错误；由波的图象可以看出，M点开始振动的方向向下，说明M点以后各质点开始振动的方向都是向下，选项D正确答案：ABD11(多选)图a为一列简谐横波在t0时刻的波形图，图b为介质中平衡位置在x4 m处的质点P的振动图象下列说法正确的是()A质点P的振动频率为4 HzB横波传播的速度为 1 m/sC横波沿x轴负方向传播D在任意 4 s内质点P运动的路程为 24 cm解析：由a图得到该波的波长为 4 m，由b图得到该波的周期为 4 s，故波速为v m/s1 m/s，频率为f Hz，故A错误，B正确；t0时P点在平衡位置上，由b图知下一时刻P点向下振动，从而确定了该波沿x轴正方向传播，故C错误；由于 4 s即为一个周期，根据质点做简谐运动时每个周期内的路程为振幅的4 倍，故在任意4 s内质点P运动的路程为 s4A46 cm24 cm，故D正确答案：BD12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t0时由平衡位置开始向上振动，周期T1 s，振幅A5 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t0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)当波传到P点时，波源恰好处于波峰位置，且P与O的距离介于一倍波长与二倍波长之间，说明P与O的距离为即35 cm，28 cm，v m/s0.28 m/s.在t5 s时间内，波传播的距离为vt，由题意得vtPQ，则PQ1.33 m.(2)从t0开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源振动的时间tT5 s s，波源在振动过程中通过的路程s4A40.05 m1.25 m.答案：(1)1.33 m(2)1.25 mC组学霸冲刺13如图所示，一简谐横波在t0时的波形是图中实线，在t10.2 s时的波形是图中虚线，P为介质中x4 m 处的质点，则()A该波一定沿x轴正方向传播B该波的传播速度可能为 5 m/sC从t0开始，质点P经过0.2 s沿x轴正方向运动 1 mDt0.4 s时，质点P的位置y4 cm解析：当波向左传播时，传播的距离xn(4n3)m，0.2 snTT，波速v(20n15)m/s，T s(n0,1,2,3，)；当波向右传播时，传播的距离xn(4n1)m,0.2 snTT，波速v(20n5)m/s，T