人教版高中物理选择性必修第一册课后习题 第3章 机械波 2 波的描述 (3).docVIP

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2波的描述

课后·训练提升

基础巩固

一、选择题(第1~3题为单选题,第4~6题为多选题)

1.一列声波在第一种均匀介质中的波长为λ1,在第二种均匀介质中的波长为λ2,若λ1=2λ2,则该声波在两种介质中的频率之比和波速之比分别为()

A.2∶1,1∶1 B.1∶2,1∶4

C.1∶1,2∶1 D.1∶1,1∶2

答案C

解析波在两种介质中传播时频率不变,即频率之比为1∶1;根据v=λf可知,波速之比为2∶1。故选项C正确。

2.一列简谐横波沿/s。已知坐标原点处质点的振动图像如图所示,下列选项能够正确表示t=0.35s时波形的是()

答案D

解析选项A中,坐标原点处的质点处在y轴上方且向上振动;选项B中,质点处在y轴上方,正向下振动;选项C中,质点处在y轴下方,正向下振动;选项D中,质点处在y轴下方,正向上振动。根据坐标原点处质点的振动图像可知,t=0.35s时该点在y轴下方且向上振动,选项D正确,A、B、C错误。

3.(海南卷)下面两图分别是一列机械波在传播方向上相距6m的两个质点P、Q的振动图像,下列说法正确的是()

A.该波的周期是5s

B.该波的波速是3m/s

C.4s时P质点向上振动

D.4s时Q质点向上振动

答案C

解析根据振动图像可看出该波的周期是4s,选项A错误。由图像可知,质点Q、P的振动情况完全相反,则两质点之间的距离满足x=nλ+12λ(n=0,1,2,…),根据波长、波速和周期的关系v=λT,代入数据联立解得v=

4.(重庆卷)一列简谐横波在介质中沿/s,t=0时的波形图如图所示,P为该介质中的一质点。则()

A.该波的波长为14m

B.该波的周期为8s

C.t=0时质点P的加速度方向沿y轴负方向

D.0~2s内质点P运动的路程有可能小于0.1m

答案BD

解析由t=0时的波形图可知34λ=12m,则该波的波长为λ=16m,选项A错误。由v=λT知,该波的周期为T=λ

5.某次地震中,纵波波速为7km/s,横波波速为3.2km/s,地震波频率为10Hz。M点的观察者在接收到纵波15.3s后才接收到横波,横波传到M点的时刻开始计时,图甲为横波引起的M点的振动图像,图乙为2T时刻的横波波形图,则()

A.震源距离M点约为90km

B.图甲中T2

C.该横波沿点16km处的N点在5.275s后将处于波谷

答案AD

解析设震源距离M点为-x7km/s=15.3s,解得点在平衡位置,速度最大,选项B错误;由振动图像可知,在t=2T时刻,M点向上振动,则该横波沿点传到N点的时间t1=16

6.一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 B.6m

C.8m D.12m

答案ABD

解析满足这种情况的波形可能有三种情况:一是两点间有半个波长,此时12λ=6m,故λ=12m;二是两点间有一个波长,此时λ=6m;三是两点间有32个波长,此时

二、非选择题

7.下图中的实线是某时刻的波形,虚线是经过0.2s时的波形。

(1)这列波的波长是多少?

(2)假定波向左传播,求波传播的可能距离。

答案(1)4m(2)(4n+3)m(n=0,1,2,…)

解析(1)由题图可知,这列波的波长是4m。

(2)假定波向左传播,虚线是经过0.2s时的波形,则波传播的可能距离

s=34+nλ=34

8.下图为一列沿。已知此波的频率为1×107Hz,求:

(1)波的传播速度;

(2)0~1.25×10-7s内质点M的路程;

(3)质点N第一次到达波峰所用的时间。

答案(1)1.4×103m/s

(2)2mm

(3)2×10-7s

解析(1)由题图知波长

λ=14×10-2mm=1.4×10-4m

则波速

v=λf=1.4×10-4×1×107m/s=1.4×103m/s。

(2)质点M振动的周期

T=1f=1

由于Δt=54

所以质点M在0~1.25×10-7s内运动的路程

s=54×4A=5

(3)质点N第一次到达波峰所用的时间t=Δxv=(

能力提升

一、选择题(第1~3题为单选题,第4~5题为多选题)

1.下图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形,P、Q两个质点的平衡位置分别位于处。t=0.5s时,质点P恰好第二次位于波峰位置。下列说法正确的是()

A.这列波的周期为0.5s

B.这列波的传播速度为6m/s

C.t=0.6s时,质点Q将位于波峰位置

D.质点Q在0~0.9s内的路程为18cm

答案D

解析简谐横波沿x轴正方向传播,由波形平移法知,t=0时刻质点P经平