《波长、频率和波速》进阶练习（三）.doc

波长、频率和波速进阶练习一、单选题1.如图甲所示，为一列简谐横波在t=0时刻的波动图象，A是平衡位置为x=4m处的质点，图乙为质点A的振动图象，则以下说法正确的是（） A.这列波的波速是40m/s，沿x轴负方向传播B.从该时刻起，质点P比质点Q先运动到波峰C.经过t=0.05s，质点P通过的路程为10cmD.经过t=0.10s，质点Q的加速度方向沿y轴正方向2.如图所示，一水平弹性绳上，两列波相向传播，波长都是2m，波速都是1m/s，t=0时刻，波形如图，此刻两列波的前端a，b相距1m，则t1=1.5s时刻的波形图为（）A.B.C. D.3.如图所示，为一简谐横波在 t0时的波形图，介质中的质点 P做简谐运动的表达式为 y4sin5t（cm），下列说法正确的是 （ ） A.该波的振幅为8 cmB.该波沿 x轴负方向传播C.该波的波速为10 m/sD.质点 P在一个周期内沿 x轴正方向迁移了4 m二、多选题4.如图所示，a、b是一列横波上的两个质点，它们在x轴上的距离s=30m，波沿x轴正方向传播，当a振动到最高点时b恰好经过平衡位置，经过3s，波传播了30m，并且a经过平衡位置，b恰好到达最高点，那么（）A.这列波的速度一定是10m/sB.这列波的周期可能是0.8sC.这列波的周期可能是3s D.这列波的波长可能是24m三、填空题5.选做题 B、(选修模块3-4) (1)下列说法中正确的是：_ A、水面上的膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由于光的干涉造成的色散现象 B、根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的电场周围一定可以产生稳定的磁场 C、相对论认为，相对于任何参考系，光速都是一样的 D、在测定单摆周期时，为减小实验误差，最好在小球经过最大位移处时开始计时 (2)一列简谐横波沿x轴传播，图甲是t=3s时的波形图，图乙是波上x=2m处质点的振动图线则该横波的速度为_m/s，传播方向为_ (3)半径为R的半圆柱形玻璃，横截面如图所示，O为圆心，已知玻璃的折射率为，当光由玻璃射向空气时，发生全反射的临界角为多大？一束与MN平面成450的平行光束射到玻璃的半圆柱面上，经玻璃折射后，有部分光能从MN平面上射出则从MN射出的光束的宽度为多少？ C、(选修模块3-5) (1)以下有关近代物理内容的若干叙述中，正确的是：_ A、一束光照射到某金属表面时，能发生光电效应，此时若减弱照射光的强度，则很有可能不能发生光电效应 B、物质波既是一种电磁波，又是一种概率波 C、氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增加，电势能减小 D、在核聚变反应中，由于要释放能量，发生质量亏损，所以聚变后的原子的总质量数要减少 (2)第一代核反应堆以铀235为裂变燃料，而在天然铀中占99%的铀238不能被利用，为了解决这个问题，科学家们研究出快中子增殖反应堆，使铀238变成高效核燃料在反应堆中，使用的核燃料是钚239，裂变时释放出快中子，周围的铀238吸收快吕子后变成铀239，铀239(92239U)很不稳定，经过_次次衰变后变成钚239(94239Pu)，写出该过程的核反应方程式：_ (3)如图所示，位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视为质点，质量分别为m和3mQ与轻弹簧相连，若Q静止，P以某一速度v向Q运动，并与弹簧发生碰撞求P、Q速度相等时两者的速度是多大？此时弹簧弹性势能多大？ 参考答案【答案】1.D2.B3.C4.ABD5.AC;1;左;C;两;92239U94239Pu+2-10e【解析】1.解：A、由乙图读出质点A的开始时速度方向为沿y轴正方向，由甲图判断出该波的传播方向为沿x轴正向传播 由甲图读出该波的波长为=8m，由乙图周期为：T=0.20s，则波速为：v=m/s故A错误 B、该波沿x轴正方向传播，可知P点振动的方向向下，而Q点振动的方向向上，所以Q点先到达波峰故B错误； C、因为t=0.05s=T，由图可知，由于开始时P既不是在波峰、也不是在平衡位置，所以质点P通过的路程不等于一个振幅10cm故C错误； D、因为t=0.10s=0.5T，根据质点做简谐振动的特点可知，Q一定位于与初位置对称处，即位移x轴的下方，所以加速度的方向向上，故D正确 故选：D 本题要抓住两种图象之间的联系，能由乙图读出该时刻即t=0时刻质点A的速度方向，由甲图判断出波的传播方向由甲图读出波长，由乙图周期，求出波速根据时间与周期的倍数关系，结合一个周期内质点通过的路程是4倍振幅，求解经过t=0.05s时P质点通过的路程 本题既要理解振动图象和波动图象各自的物理意义，由振动图象能判断出质点的速度方向，更要把握两种图象的内在联系，能由质点的速度方向，判断出波的传播方向 2.解：从t=0时刻到t1=1.5s时刻经历时间 t=1.5s，两列波传播的距离都为：x=vt=1.5m=1.5m； 而两列波的波长均为=2m，t=0时刻，波形如图，此刻两列波的前端a，b相距1m，则t1=1.5s时刻两列波单独传播时波形如右图所示，红线表示左波，绿线表示右波，此该两列波完全反相，则根据波的叠加原理可知，各点的合位移为零，故B正确 故选：B 根据s=vt求出两列波经过1.5s时传播的距离当两列波叠加时，各个质点的实际位移等于各个波单独传播时引起位移的矢量和，根据波的叠加原理进行分析 本题关键根据x=vt求解波传播距离，再根据波的叠加原理得到波形 3.由质点 P做简谐运动的表达式y4sin5 t (cm)可得，该波的振幅为4 cm，A错误；根据质点 P做简谐运动的表达式可知，其振动图象为正弦曲线，质点在 t0时刻正在向上振动，根据前一质点带动后一质点的原理可知，该波沿 x轴正方向传播，B错误；由可知，简谐波的周期为0.4 s，由图象可以看出，该简谐波的波长 4 m，所以该波的波速为，C正确；简谐波在传播时，质点并不“随波逐流”，D错误4.解：由v=可得，波速一定为=10m/s，故A正确； 由题意知，3s后a点回到平衡位置，则有+=3s（n=1，2，3-），得T=，T=3s无解，当n=7时，T=0.8s，故B正确，C错误； 由v=可得： =vT= 当n=2时，波长为24m，故D正确； 故选ABD 由v=可直接求得波速，由a、b两点的振动情况可知波的周期的表达式，则由波速公式可求得波速的表达式，则可求得波速的可能值 本题在写出周期T的通式时即应用了“特殊点法”，对a质点，同波峰回到平衡位置需时间，再经又回到平衡位置，这样即可写出T的通式当然，若考虑质点b，也能写出这样的通式（同时须注意到开始时b恰好经过平衡位置，包括向上通过平衡位置和向下通过平衡位置这两种情况） 5.解：B、(1)阳光的水膜会出现彩色，是因为上下表面反射的光相互干涉形成的，故A正确； B、均匀变化的磁场产生恒定的电场，只有周期性变化的磁场才能产生周期性变化的电场，故B错误； C、相对论认为光速在任何参考系中都为3108m/s；故C正确； D、小球在最大位移处速度较慢，用时较长，观察时误差较大，故一般是在经平衡位置时开始计时，故D错误； 故选AC (2)由图可知，波的波长为4m；周期为4s，故波速为v=1m/s；由图可知，3s时，2m处的质点正在向上运动，由带动法可知波向左传； (3)由，得C=45 如图所示，作出两条临界光线，显然，射出部分的宽度为 C、(1)A、只要入射光的频率大于金属的极限频率，金属板就会发生光电效应，和光照强度无关，故A错误； B、物质波是种概率波，不是电磁波，故B错误； C、氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，电子到达低轨道，电子的动能增加，电势能减小，故C正确； D、由质量亏损可知，核反应时核子数不变，而是核子的平均质量发生改变，故D错误