人教版高中物理选修3-4课后习题 第十二章 3 波长、频率和波速.docVIP

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第十二章机械波

3波长、频率和波速

课后篇巩固提升

基础巩固

1.一列波从空气传入水中,保持不变的物理量是()

A.波速 B.波长

C.频率 D.以上都不变

解析波的频率由波源决定,与介质无关,选项C正确;波速由介质决定,波由一种介质进入另一种介质,波速v发生变化,选项A、D错误;由λ=vf

答案C

2.对公式v=λf的理解,以下说法正确的是()

A.由v=λf可知,波速与频率成正比

B.波速v由介质决定,频率f由波源决定

C.当波由一种介质进入另一种介质时,频率不变,波速、波长改变

D.v=λf适用于横波,不适用于纵波

解析波速只与介质有关,频率由波源决定,选项A错误,B正确;不同频率的波在同一种介质中传播时,波长与频率成反比,同一列波从一种介质进入另一种介质,频率不变,波速与波长成正比,选项C正确;v=λf适用于一切波,选项D错误。

答案BC

3.一列横波在t=0时刻的波形如图中实线所示,在t=1s时的波形如图中虚线所示。由此可以判定此波的()

A.波长一定是4cm B.周期一定是4s

C.振幅一定是2cm D.传播速度一定是1cm/s

解析解波形的题目,一般可分为两类:一类是读图,可以直接从图上读出振幅和波长,此题便可读出波长是4cm,振幅是2cm,故选项A、C正确;另一类是根据图象给定的条件,去计算波速和周期,判定波传播的方向,判定某一质点的运动情况及判定某一时刻的波形。解决这类问题是建立在正确读图和对波动的正确理解上的,是较深层次的考查。此题表示出在1s时间内图象的变化,这1s时间与周期的关系为nT+14

答案AC

4.

如图所示,一列简谐波沿x轴正方向传播,t=0时,该波传播到x轴上的质点B处,质点A在负的最大位移处。在t=0.6s时,质点A第二次出现在正的最大位移处,则()

A.该波的周期为0.3s

B.该波的波速等于5m/s

C.t=0.6s时,质点C在平衡位置处且向上运动

D.t=0.6s时,质点C在平衡位置处且向下运动

解析从t=0时开始经112T质点A第二次出现在正的最大位移处,即32T=0.6s,故T=0.4s,选项A错误;由图象知λ=2m,则v=λT=20.4m/s=5m/s,选项B正确;波由B传到C点所用时间t

答案BC

5.一列简谐横波沿直线传播,某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距6m,且这两质点之间的波峰只有一个,则该简谐波可能的波长为()

A.4m、6m和8m B.6m、8m和12m

C.4m、6m和12m D.4m、8m和12m

解析由于该波上两质点处于平衡位置且相距6m,且两质点间波峰只有一个,故6m与波长λ的关系有三种可能:λ=6m,λ2=6m,3

答案C

6.(浙江卷)图1为一列简谐横波在t=0时刻的波形图,P、Q为介质中的两个质点,图2为质点P的振动图象,则()

A.t=0.2s时,质点Q沿y轴负方向运动

B.0~0.3s内,质点Q运动的路程为0.3m

C.t=0.5s时,质点Q的加速度小于质点P的加速度

D.t=0.7s时,质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离

解析由振动图象可知T=0.4s,t=0时质点P向上振动,可知波沿x轴负方向传播,则t=0.2s=0.5T时,质点Q沿y轴正方向运动,A项错误;0.3s=34T,因质点Q在开始时不是从平衡位置或者最高点(或最低点)开始振动,可知0~0.3s内,质点Q运动的路程不等于34×4A=3A=0.3m,B项错误;t=0.5s=114T

答案CD

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),各自的振动图象如图所示。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

8.下图为一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形,质点P的振动周期为0.4s。求该波的波速并判断P点此时的振动方向。

解析由题图可知波长λ=1.0m,则波速v=λT

答案2.5m/s,沿y轴正向

9.如图所示,甲图为某波源的振动图象,乙图是该波源产生的横波在某时刻的波形,波的图象的坐标原点表示波源。问:

(1)这列波的波速多大?

(2)若波向右传播,当波动图中质点Q第一次到达平衡位置且向上运动时,从乙图图示时刻开始质点P已经超过了多少路程?

解析(1)由振动图象可知周期T=0.2s,由波的图象可知波长λ=0.2m,则由波速公式可得v=λT

(2)P点一共振动了t=PQv

可得P点经过的路程为2×4A=2×4×0.05m=0.4m。

答