高中物理 第十二章 机械波 第3节 波长、频率和波速课时作业 新人教版选修34.doc

第十二章第三节 波长、频率和波速 基础夯实 一、选择题(15题为单选题，6题为多选题)1简谐机械波在给定的介质中传播时，下列说法中正确的是(d)a振幅越大，则波传播的速度越快b频率越大，则波传播的速度越快c在一个周期内，振动质点走过的路程等于一个波长d振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越短解析：波速与振幅和频率没有直接的因果关系，所以a、b错误；质点在一个周期内的运动路程只与振幅有关，与波速无关，并不一定等于波长，故c错误；质点振动频率与波的频率相同，又f，故d正确。2下表给出30时，声波在不同介质中的传播速度。显然当声波由空气进入纯水中时，波速增大，则下列说法中正确的是(b)介质空气纯水盐水橡胶软木铜铁波速(m/s)3321 4901 53130504803 800 4 900a频率增大，波长不变b频率不变，波长增大c频率和波长都不变d频率和波长都变大解析：波在传播过程中频率不变，一列波从空气进入水中时，频率f不变，波速v增大，则由公式vf知波长增大。3如图所示是某一时刻的波形图象，波沿x轴正方向传播，波速是12m/s，则波长和频率分别是(b)a3cm；200hzb6cm；200hzc2cm；400hzd12cm；50hz解析：由波形图可知，波长6cm，则周期为：ts，所以频率为：f200hz，故b正确。4(北京大学附中河南分校2016年高二下学期期中)一列简谐波沿x轴传播，t0时刻的波形如图甲所示，此时质点p正沿y轴负方向运动，其振动图象如图乙所示，则该波的传播方向和波速分别是(a)a沿x轴负方向，60m/sb沿x轴正方向，60m/sc沿x轴负方向，30m/sd沿x轴正方向，30m/s解析：由p点此时的运动方向向下，得出此波沿x轴负方向传播，由乙图可知：t0.4s，由甲图可知：24m，所以vm/s60m/s，故选a。5(北京市昌平区2017年高二下学期期末)一简谐横波在x轴上传播，波源的振动周期t0.1s，t0时刻的波形如图所示，且此时a点向下运动，则(b)a该波向左传播b该波的波速为20m/sct0.025s时，a质点将运动到波峰处 dt0.05s时，a质点将运动到x3.0m处解析：因为a点向下运动，所以波向右传播，a错；vm/s20m/s，故b对；t0.025st，a质点运动到波谷处，c错；质点只能上下振动，d错。6(江西省玉山一中2017年高二下学期期中)一列简谐横波，沿x轴正方向传播，传播速度为10m/s，在t0时的波形图如图所示，则下列说法正确的是(ac)a此时x1.25m处的质点正在做加速度减小的加速运动bx0.7m处的质点比x0.6m处的质点先运动到波峰的位置cx0处的质点再经过0.05s时间可运动到波峰位置dx1m处的质点在做简谐运动，其振动方程为y0.4sin(10t)(m)解析：由波形图可知，此时x1.25m处的质点在x轴上方向下振动，则其做加速度向下减小的加速运动，选项a正确；此时刻x0.7m处的质点和x0.6m处的质点都在x轴下方向下振动；因x0.6m处的质点位置比x0.7m处的质点位置距离平衡位置较远，故x0.6m处的质点比x0.7m处的质点先运动到波峰的位置，选项b错误；周期ts0.2s，x0处的质点在t0时刻在平衡位置向上振动，则再经过0.05s的时间可运动到波峰位置，选项c正确；因10rad/s，则x1m处的质点在做简谐运动，其振动方程为y0.4sin(10t)(m)，选项d错误；故选ac。二、非选择题7甲、乙二人分乘两只船在湖中钓鱼，两船相距24m，有一列水波在湖面上传播，使每只船每分钟上下浮动10次，当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有一个波峰，则此水波的波速为多少？答案：m/s解析：由题意可知ts6s。设此波的波长为，则有24，16(m)vm/sm/s。 能力提升 一、选择题(13题为单选题，4、5题为多选题)1(福建省晋江市养正中学20172018学年高二下学期期中)一列波长大于1m的横波沿着x轴正方向传播，处在x11m和x22m的两质点a、b的振动图象如图所示。由此可知(a)a波长为mb波速为1m/sc3s末a、b两质点的位移相同d1s末a质点的振动速度大于b质点的振动速度解析：波从a向b传播，ab间的距离x(n)，n0,1,2，由题，波长大于1m，则n只能取0，即有x，波长m，波速为vm/s，故a正确，b错误；3s末a、b两质点的位移分别为ya2cm，yb0，位移不同，故c错误；由振动图象读出，1s末a质点的位移ya2cm，处于波峰，速度最小，b质点的位移yb0，处于平衡位置，速度最大，所以1s末a质点的速度小于b质点的速度，故d错误。2a、b两列波在某时刻的波形如图所示，经过tta时间(ta为波a的周期)，两波再次出现如图波形，则两波的波速之比vavb不可能是(d)a13b12c21d31解析：由图可知：aa，ba，根据题意周期关系为：tta，tntb(n1、2、3)所以有：va，vb(n1、2、3)故有：(n1、2、3)，故选项d不可能。3如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，从波传到x5m的m点时开始计时，已知p点的振动周期为0.4s，下面说法中不正确的是(c)a这列波的波长是4mb这列波的传播速度是10m/sc质点q(x9m)经过0.5s才第一次到达波峰dm点右边各质点开始振动时的方向都是向下解析：由图象可知这列波的波长是4m，故a正确；根据v得：波速v10m/s，故b正确；再经过0.5s，即波向前传播了1个周期，q点位于波谷，故c错误；由质点带动法知q点刚开始振动时振动方向向下，则m点右边各质点开始振动时的方向都是向下，故d正确。4(浙江省嘉兴市20172018学年高三上学期期末)如图所示，一列简谐波在x轴上传播，实线和虚线分别表示前后间隔1s的两个时刻的波形图，则这列简谐波的波速可能是(bc)a0.60m/sb0.75m/sc1.05m/sd1.15m/s解析：由图可知波长为：60cm。若波沿x轴正方向，传播的距离为：x1(n)n0,1,2，波速为：v1m/s(0.6n0.15)m/sn0,1,2，当n1时，v10.75m/s，故b正确；若波沿x轴负方向，传播的距离为：x2(n)n0,1,2，波速为：v2m/s(0.6n0.45)m/sn0,1,2，当n1时，v21.05m/s，故c正确。5(辽宁省铁路实验中学20172018学年高二下学期期中)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，则该波的(bc)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：因质点开始振动方向向下，故经t时间第一次出现图示波形时，质点1和质点9之间恰好是一个波长，说明波由质点1传播到质点9需要一个周期的时间，但质点9刚开始振动的方向是向下振动，而波形图中质点9是向上振动的，说明波传播到质点9后又振动了半个周期，故有tt，tt，由图知，8l，由v得，v，故b、c正确。二、非选择题6一列简谐横波在x轴上传播，波速为50 m/s，已知t0时刻的波形图如图(a)所示，图中m处的质点此时正经过平衡位置沿y轴的正方向运动。将t0.5 s时的波形图象画在图(b)上(至少要画出一个波长)。答案：如图所示解析：不论是用平移法还是特殊点法作波形图，都必须先求出tt00.5 s与周期t的倍数关系：t/v20/50 s0.4 s，1。“舍整(数)、留分(数)”，只要考虑t/4后的波形即可。若用平移法，t/4内波沿x轴上传播/4；若用特殊点法，t/4内特殊点在垂直于x轴的方向上运动路程为一个振幅a。根据m点的振动方向判明波传播的方向，方法同前。由此可知此波是沿x方向传播。7(四川省资阳市2017年高二下学期期末)如图所示是一列简谐横波上a、b两点的振动图象，a、b两质点相距d8 m。求这列波可能的波长和波速v。答案：当波由a向b传播时，m(n0,1,2,3)，vm/s(n0,1,2,3)当波由b向a传播时，m(n0,1,2,3)，vm/s(n0,1,2,3)解析：由振动图象可知，质点振动周期t0.4s若该波从质点a传到质点b，