2018学年科教版高二物理选修3-4第二章《机械波》波长频率和波速（习题）

波长、频率和波速一、选择题1．男女声二重唱中，女高音和男中音的频率、波长和波速分别为f1、1、v1和f2、2、v2，它们之间的关系是（）．A．f1＞f2，1＞2，v1＞v2B．f1＜f2，1＜2，v1＜v2C．f1＞f2，1＜2，v1＝v2D．以上说法都不正确2．简谐机械波在给定的介质中传播时，下列说法正确的是（）．A．振幅越大，则波传播的速度越快B．振幅越大，则波传播的速度越慢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3．图是同一机械波在两种不同介质中传播的波动图像．从图中可以直接观察到发生变化的物理量是（）．A．波速B．频率C．周期D．波长4．A、B两列波在某时刻的波形如图所示，经过t=TA时间（TA为波A的周期），两波再次出现如图所示的波形，则两波的波速之比vA∶vB可能是（）．A．1∶3B．1∶2C．2∶1D．3∶15．一列简谐横波在x轴上传播，波源振动周期T=0.1s，在某一时刻的波形如图所示，且此时a点向下运动．则（）．A．波速为20m／s，波向x轴正方向传播B．波速为10m／s，波向x轴负方向传播C．波速为20m／s，波向x轴负方向传播D．波速为10m／s，波向x轴正方向传播6．如图甲所示，某均匀介质中各质点的平衡位置在同一条直线上，相邻两点间距离为d．质点1开始振动时速度方向竖直向上，振动南此开始向右传播．经过时间t，前13个质点第一次形成如图1238乙所示的波形．则该波的周期与波长分别为（）．7．一渔船停泊在岸边，若海浪的两相邻波峰的距离是12m，海浪的速度是6m／s，则渔船摇晃的周期是（）．A．2sB．0.5sC．1sD．条件不足，无法判定8．如图所示为一列简谐横波的波动图像．已知波速v=60m／s，且沿x轴正方向传播，从图中可知（）．A．各质点的振幅为2cm，波长是24m，周期是2.5sB．在x=6m处质点的位移为零，速度方向沿x轴正方向C．在x=18m处质点的位移为零，速度最大D．在x=24m处质点的位移为2cm，振动周期是0.4s9．如图所示，一列简谐横波频率为0.5Hz，沿x轴正方向传播，从图示时刻起，A质点至少要经过多少时间才能与B质点在图示时刻有完全相同的运动情况？（）．A．0.7sB．1.3sC．2.0sD．0.5s10．一列简谐横波沿x轴传播，t=0时的波形如图所示，质点A与质点B相距1m，点A速度沿y轴正方方；t=0.02s时，质点A第一次到正向最大位移处．由此可知（）．A．此波的传播速度为25m／sB．此波沿x轴负方向传播C．从t=0时起，经0.04s，质点A沿波传播方向迁移了1mD．在t=0.04s时，质点日处在平衡位置，速度沿y轴负方向11．如图所示，已知一列横波沿x轴传播，实线和虚线分别是t1时刻和t2时刻的图像，已知t2=t1+s，振动周期为0.5s，则波的传播方向与传播距离是（）．A．沿x轴正方向，6mB．沿x轴负方向，6mC．沿x轴正方向，2mD．沿x轴负方向，2m12．一列沿x轴方向传播的简谐横波，其周期为T，某时刻的波形图像如图中的实线所示，再经t=0.2s的波形图如图中的虚线所示，则此列波的波速可能是（）．A．4.5m／sB．6.5m／sC．12.5m／sD．17.5m／s13．一列简谐横波在某一时刻的波形图像如图所示．质点P在该时刻振动速度为v，经过0.2s，质点P的速度仍为v；再经过0.2s，质点P的速度大小为。而方向相反．则这列波（）．A．沿x轴负方向传播，波速v=7.5m／sB．沿x轴正方向传播，波速v=7.5m／sC．沿x轴负方向传播，波速v=5m／sD．沿x轴正方向传播，波速v=5m／s二、填空题14．如图所示，沿波的传播方向上有间距为1m的13个质点ab、c、d、e、f、g、h、i、g、k、l、m，它们均静止在各自的平衡位置．一列横波以1m／s的速度水平向右传播，在t=0时刻到达质点a，且a开始由平衡位置向上振动，在t=1s时刻，质点a第一次到达最高点．求：（1）这列波的波长为________，周期为________．（2）在图中画出g点第一次向下达到最大位移时的波形图像．三、解答题15．如图所示，甲、乙两图表示同一时刻同一列横波上相距2m的两个质点A和B的振动图像，已知波长为2m＜＜6m．求：（1）波通过A、B两点经历的时间t是多少？（2）没P点距B点m，且在AB之间，从t1=0开始，经过ls后P点通过的路程是多少？16．如图所示，实线是某时刻的波形图线，虚线是0.2s后的波形图线．（1）若波向左传播，求它传播的最小距离；（2）若波向右传播，求它的最大周期；（3）若波速为35m／s，求波的传播方向．17．某实验室中悬挂着一弹簧振子A和一单摆B，弹簧振子的弹簧和小球（球中间有孔）都套在固定的光滑竖直杆上．某次有感地震中观察到静止的振子A开始振动4.0s后，单摆B才开始摆动．此次地震中同一震源产生的地震纵波和横波的波长分别为10km和5.0km，频率为1.0Hz．假设该实验室恰好位于震源的正上方，求震源离实验室的距离．【答案与解析】一、选择题1．【答案】C【解析】由于两声音是同一种机械波，因而波速相同，A、B两项均排除，而音高即是频率高，即f1＞f2，再由v=f知，v相同，f1＞f2，所以1＜2，因而C项正确，D项错误．2．【答案】D【解析】机械波在介质中传播的速度与介质的密度、弹性有关，与波的振幅、频率无关，因此选项A、B错误；在一个周期内，机械波的波形向前推进一个波长，振动质点仍在原平衡位置附近做往复运动，它通过的路程是振幅的4倍，选项C错误；频率越高，周期越短，波传播一个波长所用的时间（一个周期）越短，选项D正确．3．【答案】D【解析】同一机械泼在不同介质中传播时，频率不会改变（由振源决定），波长和波速改变，而从图像中能直接观察发生改变的量是波长．故D项正确．4．【答案】A、B、C5．【答案】A6．【答案】D【解析】由题图乙知波长为质点1到质点9之间的距离为8d，可排除A、C．在题图乙位置，质点1位于平衡位置，速度向上，而开始振动时质点1速度也为向上，说明时间t是周期的整数倍，又知道前13个质点第一次形成题乙所示波形，波形传播大于1个波长，若等于或大于3个波长，则不可能是第一次形成图示波形，故应该为2个波长，也就是周期为，可排除B，符合答案的只有D．7．【答案】A8．【答案】C、D9．【答案】A10．【答案】A、B11．【答案】C【解析】振动周期T=0.5s，又因为t2=t1+s，所以由t1到t2经过了，由图可知波长为8m，则波在这段时间传播距离L=×=8×m=2m．波的传播方向可以选一个特殊点，例如2m的质点，由平衡位置经过寺到波峰，即此质点由平衡位置向上运动，则波沿x轴正方向传播。12．【答案】C、D13【答案】．C【解析】由波的图像可直接读出振幅A=0.02m，波长=4m．质点振动过程示意图如图甲所示，设O点为质点P的平衡位置，a、d为最大位移处，b、c为速度等大处．设质点在b点速度为v，由b到c，历时tbc=0.2s，速度仍为v，质点由c到d至c速度大小仍为v，但方向相反，历时tcdc=0.2s．由简谐振动的对称性：则tOd=tOc+tcd=0.1s+0.1s=0.2s．质点P运动过程第二种示意图如图乙所示．质点由b→a→b→c→d→c，历时0.2s，速度仍为v。质点由c→b→a→b→c，历时为0.2S，速度大小仍为v，方向相反．由图乙可知，质点P在0.4s内完成周期的运动，此时P质点向下运动，则波沿z轴负方向传播，由此可知选项C是正确的．此时P质点向上运动，则波沿z轴正方向传播，由此可知A、B、D是不正确的．二、填空题14．【答案】（1）4m4s（2）如图所示．【解析】由题意知周期T=4s，波长=vT=4m，当g点第一次到达最低点时的波形图如图所示．三、解答题15．【答案】见解析（2）P点在1s内完成了两次全振动，路程为2×4A=8×2cm=16cm16．【答案】见解析【解析】（1）向左传播时传播的距离为可能值有3m，7m，11m，…，最小距离为3m．17．【答案】见解析【解析】设地震纵波