2012高中物理 12.3 波长、频率和波速 2每课一练 新人教版选修3-4

用心 爱心 专心1 12 312 3 波长 频率和波速波长 频率和波速 每课一练每课一练 2 2 人教版选修 人教版选修 3 43 4 基础练 1 关于一列机械波 下列说法中正确的是 A 波动的产生需要两个条件 即波源和传播介质 B 波动过程是质点由近向远传递的过程 C 波动过程是能量传递的过程 同时也可以传递信息 D 波动过程中质点本身随波迁移 2 下列关于波的应用正确的是 A 要使放在河中的纸船逐渐靠近河岸 可向比纸船更远处投掷石子形成水波 B 两个在水中潜泳并且靠得较近的运动员能听到对方发出的声音是声波在液体中传播 的应用 C 光缆是利用机械波传递信息 D 宇航员在宇宙飞船里 击打船壁只能引起机械振动 不能形成声波 图 1 3 一列横波某时刻的波形如图 1 所示 则关于质点 A 的受力 下列说法中正确的是 A 如果波向右传播 则质点 A 受到向上的作用力 B 如果波向右传播 则质点 A 受到向下的作用力 C 如果波向左传播 则质点 A 受到向上的作用力 D 如果波向左传播 则质点 A 受到向下的作用力 图 2 4 一简谐横波在 x 轴上传播 波源振动周期 T 0 1 s 在某一时刻的波形如图 2 所 示 且此时 a 点向下运动 则 A 波速为 20 m s 波沿 x 轴正向传播 B 波速为 20 m s 波沿 x 轴负向传播 C 波速为 10 m s 波沿 x 轴负向传播 D 波速为 10 m s 波沿 x 轴正向传播 5 如图 3 所示为 xOy 平面内沿 x 轴传播的简谐横波在 t 0 时刻的波形图象 波速为 1 m s 此时 P 点沿 y 方向运动 关于在图上 x 0 3 m处的 Q 点的说法中正确的是 图 3 A t 0 时 速度方向沿 y 方向 B t 0 1 s时 速度最大 C t 0 1 s时 加速度方向沿 y 方向 D t 0 3 s时 加速度为零 6 一列简谐波 从某时起当 t 3 s时刻的波形如图 4 甲所示 图乙为质点 P1的振动 用心 爱心 专心2 图 象 则由图可知 图 4 A 该波向 x 轴正向传播 B 该波的传播速度为 6 m s C t 2 s时 质点 P2处于正向最大位移处 D t 10 s时 质点 P2处于平衡位置处 提升练 7 一列平面简谐波 波速为 20 m s 沿 x 轴正方向传播 在某一时刻这列波的图象 如图 5 所示 由图可知 图 5 A 这列波的周期是 0 2 s B 质点 P Q 此时刻的运动方向都沿 y 轴正方向 C 质点 P R 在任意时刻的位移都相同 D 质点 P S 在任意时刻的速度都相同 8 如图 6 所示 图 6 实线为某列波在 t 0 时刻的波形图像 虚线为 t 0 3 s T 0 3 s 时的波形图象 其 中 P 点在 t 0 时刻的振动速度正在增大 则下列说法中正确的是 A 波速为 13 m s 1 3 B 波速为 10 m s C 在 0 T 4 内质点 P 运动的平均速度大于 0 4 m s D 在 0 T 4 内质点 P 运动的平均速度等于 10 m s 9 图 7 甲为一列简谐横波在 t 0 时刻的波形图 图中质点 Q 运动到负向最大位移处 质点 P 刚好经过平衡位置 图乙为质点 P 从此时刻开始的振动图象 下列判断中正确 的 是 图 7 A 波沿 x 轴正方向传播 传播速度为 20 m s 用心 爱心 专心3 B t 0 1 s时 质点 Q 的加速度大于质点 P 的加速度 C 此后 0 15 s内 质点 P 沿 x 轴正方向移动了 3 m D t 0 25 s时 质点 Q 沿 y 轴正方向运动 10 一列简谐横波沿直线传播 该直线上的 a b 两点相距 4 42 m 图 8 中实 虚两 条曲 线分别表示平衡位置在 a b 两点处质点的振动曲线 从图示可知 图 8 A 此列波的频率一定是 10 Hz B 此列波的波长一定是 0 1 m C 此列波的传播速度可能是 34 m s D a 点一定比 b 点距波源近 11 图 9 一简谐横波以 4 m s的波速沿 x 轴正方向传播 已知 t 0 时的波形如图 9 所示 则 A 波的周期为 1 s B x 0 处的质点在 t 0 时向 y 轴负方向运动 C x 0 处的质点在 t s时速度为 0 1 4 D x 0 处的质点在 t s时速度值最大 1 4 图 10 12 一列简谐横波沿直线由 A 向 B 传播 A B 相距 0 45 m 如图 10 所示是 A 处质点 的振动图象 当 A 处质点运动到波峰位置时 B 处质点刚好到达平衡位置且向 y 轴正 方 向运动 这列波的波速可能是 A 4 5 m s B 3 0 m s C 1 5 m s D 0 7 m s 图 11 13 2010 年 1 月 12 日海地发生了 7 3 级地震 造成了重大人员伤亡 其中有我国的 八名 烈士 此次地震波中的横波和纵波传播速率分别约为 4 km s和 9 km s 一种简易地震 仪由 用心 爱心 专心4 竖直弹簧振子 P 和水平弹簧振子 H 组成 如图 11 所示 在一次地震中 震源在地震仪 下方 观察到两振子相差 5 s开始振动 则 A P 先开始振动 震源距地震仪约 36 km B P 先开始振动 震源距地震仪约 25 km C H 先开始振动 震源距地震仪约 36 km D H 先开始振动 震源距地震仪约 25 km 14 图 12 一列简谐横波沿直线由 a 向 b 传播 相距 10 5 m的 a b 两处的质点振动图象如图 12 中 a b 所示 则 A 该波的振幅可能是 20 cm B 该波的波长可能是 8 4 m C 该波的波速可能是 10 5 m s D 该波由 a 传播到 b 可能历时 7 s 题号 1234567 答案 题号 891011121314 答案 15 图 13 为一简谐波在 t 0 时刻的波形图 介质中的质点 P 做简谐运动的表达式为 y Asin 5 t 求该波的速度 并画出 t 0 3 s时的波形图 至少画出一个波长 图 13 图 14 16 如图 14 所示 实线表示简谐波在 t1 0 时刻的波形图 虚线表示 t2 0 5 s时的 波形 图 1 若 T t2 t1 2T 波向右传播的速度多大 2 若 2T t2 t1 3T 波向左传播的速度多大 用心 爱心 专心5 参考答案参考答案 1 AC 波动过程中 质点不随波迁移 只在各自的平衡位置附近振动 2 B 机械波传播时 介质质点在各自的平衡位置附近振动 质点本身并不随波迁移 A错 光缆是利用光波传递信息的 故C错 宇航员在宇宙飞船里 击打船壁能引起机械 振动 同时也能形成声波 D错 3 BD 无论向左还是向右传播 回复力始终指向平衡位置 且质点 A 的回复力是由 相邻的质点对质点 A 的作用力来提供 质点 A 的受力方向始终向下 故B D正确 4 A 由波形图可以得到波长 2 m 则由 v 得到 v 20 m s a 点向下运动 T 根据前面的质点带动后面的质点知波沿 x 轴正方向传播 5 C 由图示时刻 P 点沿 y 方向运动可知 波沿 x 轴方向传播 波长为 0 4 m 周期 T 0 4 s t 0 时 图上 x 0 3 cm处的 Q 点速度方向沿 y 方向 A错误 v t 0 1 s时 图上 x 0 3 cm处的 Q 点到达正的最大位移处 速度为零 加速度方向沿 y 方向 B错误 C正确 t 0 3 s时 图上 x 0 3 cm处的 Q 点振动到达负的最大位移 处 加速度沿 y 方向 且最大 D错误 6 ABC 由题图乙可知 t 3 s时 质点 P1振动方向向上 故波向 x 轴正向传播 A 正确 由题图甲得波长 24 m 由题图乙得周期 T 4 s 该波的传播速度为 v 6 T m s B正确 P2与 P1相差半个波长 振动情况完全相反 C正确 D错误 7 ABD 由波动图象可知波长为 4 m 由 vT 得波的周期 T 0 2 s A v 正确 由波沿 x 轴正方向传播可知 P Q 此时刻的运动方向都沿 y 轴正方向 B正确 由波 动图像可知 P S 两点是同相点 在任意时刻两点的位移 速度都相同 C错误 D正确 8 BC 由波形图象可知波长 4 m 由 P 点在 t 0 时刻的振动速度正在增大可知 P 点向上运动 波沿 x 轴负方向传播 经过 t 0 3 s波沿 x 轴负方向传播 3 4 3 m 所 以波动周期 T 0 4 s 波速为 v 10 m s A错误 B正确 在 0 T 4 内质点 P 运动 T 的距离大于 4 cm 平均速度大于 0 4 m s C正确 D错误 9 ABD 由质点 P 的振动图象可知质点 P 在 t 0 时刻的振动方向向下 由波动图象 可知波沿 x 轴正方向传播 波长 4 m 由质点 P 的振动图象可知周期 T 0 2 s 传播 速度 v 20 m s A正确 t 0 1 s时 质点 P 回到平衡位置且向上运动 加速度为 T 零 质点 Q 运动到波峰 加速度最大 所以B正确 质点 P 只在平衡位置附近振动 不沿 x 轴移动 C错误 t 0 25 s时 质点 Q 运动到平衡位置且向上运动 D正确 10 AC 由图知 T 0 1 s 所以 f 10 Hz 不知道传播方向 所以 a b 两点哪 1 T 点离波源近不确定 波的传播方向可由 a 向 b 也可由 b 向 a 波长 波速都有多种可 能 当波由 a 向 b 传播 4 42 m时可能经历 n T 波速 v 当 3 10 4 42 n 3 10 T 44 2 n 3 10 n 1 时 v 34 m s 11 AB 本题考查机械振动规律和机械波的传播规律 由图可知该波的波长 4 用心 爱心 专心6 m 所以周期 T 1 s A项正确 因波沿 x 轴正方向传播 x 0 处的质点的前 v 4 m 4 m s 质点在其下方 所以向 y 轴负方向运动 B项正确 x 0 处的质点经 s振动到平衡位置 1 4 的下方 速度不为 0 也不是最大 故C D两项错误 12 A 本题主要考查了波动和振动图像的关系 从图中可知周期为 0 4 s 由题可知质点 A B 间最简单波形如图所示 A B 间距和波长的关系为 x n 再由公式 v 得 1 4 T v n 0 1 2 代入数据可知波速 v 可为 4 5 m s 选项A正确 4 5 4n 1 13 A 纵波比横波传播得快 P 先开始振动 设震源与地震仪相距为 x 则 x 4 km s 5 s 可得 x 36 km x 9 km s 14 D 由图知振幅 A 10 cm 10 5 m 则不论 n 取任何非负整数都不可 n 3 4 能得到 8 4 m 由图可以看出 T 4 s v 显然波速不可能是 T 42 4 4n 3 10 5 4n 3 10 5 m s 由图象分析可知 经历时间可能为 t T 所以可能为 7 s 1 3 4 15 见解析 解析 由简谐运动表达式可知 5 rad s t 0 时刻质点 P 向上运动 故波沿 x 轴正方向传播 由