鲁科版高中物理选择性必修第1册课后习题 第3章 习题课 机械波的多解问题.docVIP

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第3章机械波

习题课:机械波的多解问题

课后篇巩固提升

必备知识基础练

1.图甲是一列简谐横波在t=20s时的波形,图乙是这列波中P点的振动图线,那么该波的传播速度和传播方向是()

A.v=25cm/s,向左传播 B.v=50cm/s,向左传播

C.v=25cm/s,向右传播 D.v=50cm/s,向右传播

解析由题图乙知T=2s。由题图甲知λ=100cm。由v=λT得v=100

答案B

2.(多选)图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形,图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图像。从该时刻起 ()

A.经过0.35s,质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离

B.经过0.25s,质点Q的加速度大于质点P的加速度

C.经过0.15s,波沿

D.经过0.1s,质点Q的运动方向沿y轴正方向

解析由图乙可知,T=0.2s,t=0时刻,P质点向下运动,则波向右传播,经0.35s,即1+34T,P点到达波峰,Q质点距平衡位置的距离小于P点,故选项A正确;经0.25s,即

答案AC

3.

一列沿x轴正方向传播的简谐横波,t=0时刻的波形如图中实线所示,t=0.2s时刻的波形如图中虚线所示,则()

A.t=0.2s时质点P的运动方向向右

B.波的周期可能为0.27s

C.波的频率可能为1.25Hz

D.波的传播速度可能为20m/s

解析t=0.2s时质点P的运动方向向上(y轴正方向),A错;波长λ=24m,Δt=n+14T=0.2s,T=0.84n+1

答案C

4.(多选)

如右图所示,机械波沿直线ab向右传播,ab=2m,某时刻a点处于波谷位置,b点在平衡位置且向上运动,下列说法正确的是()

A.波长可能是23m B.波长可能是8

C.波长可能小于23m D.波长可能大于8

解析

t=0时刻,a质点在波谷,b质点在平衡位置且向上运动,如图所示,根据波由a传向b,可知波长λ满足34λ+nλ=2(n=0,1,2,…),这样λ=84n+3(n=0,1,2,…),由此可知波长不可能大于83m。当n=0时,λ=83m;当n=2时,λ=811m,大于2

答案BC

5.(多选)一列简谐横波,在t=0时波形如图所示,P、Q两点的坐标分别为(-1,0)、(-7,0),波的传播方向由右向左,已知t=0.7s时,P点第二次出现波峰,则()

A.t=0.9s时,Q点第一次出现波峰

B.t=1.2s时,Q点第一次出现波峰

C.波源起振方向一定向上

D.质点Q位于波峰时,质点P位于波谷

解析由题图知波长λ=4m,第二个波峰到达P点所需时间为74T=0.7s,有T=0.4s,波速v=λT=40

答案ACD

6.(多选)

甲

如图甲所示,一列简谐横波在x轴上传播,图乙和图丙分别为。下列判断正确的是()

A.波长可能是8m B.波长可能是10m

C.波速可能是1.2m/s D.波速可能是3.6m/s

解析若波是从Q向P传播,则P、Q的振动相差n+34个周期,距离相差n+34个波长,则n+34λ1=6m,即λ1=244n+3m(n=0,1,2,3,…),同理,波从P向Q传播时,λ2=244n+1m(n=0,1,2,…),由此知选项A正确,B错误;根据波速公式v=λT

答案AC

7.P、Q是一列简谐横波中的两质点,已知P离振源较近,P、Q两点的平衡位置相距15m(小于一个波长),各自的振动图像如图所示。此列波的波速为m/s。?

解析由题图知,周期为T=8s,因点P离波源较近,波由P传到Q,则P、Q间的距离Δx=n+34λ,得λ=4Δx4n+3

答案2.5

关键能力提升练

8.一列横波沿/s,已知和处是振动中位移大小总是相同、方向总是相反的相邻质点,求这列波的频率。

解析在波的传播中,位移总是大小相同、方向相反的两点——振动反相的两点,它们间的距离应等于半波长的奇数倍,即Δx=(2k+1)λ2(k=0,1,2,…)。这样的相邻的两点,距离等于半个波长,即x2

再由v=λf得f=vλ

答案250Hz

9.如图所示,A、B是一列简谐横波中的两点。某时刻,A正处于正向最大位移处,另一点B恰好通过平衡位置向-y方向振动。已知A、B的横坐标分别为,并且波长λ符合不等式:20mλ80m。求波长。

解析本题考查波传播的双向性和空间的周期性,若无限制,则A、B之间平衡位置的距离70m=nλ+Δx,其中Δx是小于λ的距离。由某时刻A、B的位置及振动方向可以判断,Δx应为λ4

(1)若Δx=λ4,则可写出通式(n=0,1,2,3,…),将n=0,1,2,3,…依次代入通式解得λ=280m、56m、2809m、