20192020学年高中物理第二章2波速与波长频率关系3波图像练习(含解析)教科选修34

20192020学年高中物理第二章2波速与波长、频率的关系3波的图像练习(含分析)教科版选修3420192020学年高中物理第二章2波速与波长、频率的关系3波的图像练习(含分析)教科版选修347/7蒇PAGE7薅芆膁罿20192020学年高中物理第二章2波速与波长、频率的关系3波的图像练习(含分析)教科版选修34

2.波速与波长、频率的关系

课时过关·能力提升

1.关于机械波的波速和波长,以下说法中正确的选项是( )

横波中相邻两个波峰间的距离、纵波的密部中央和疏部中央的间距都是一个波长

两个相邻的速度相同的介质质点间的距离是一个波长

,波速和波长都要改变

分析:由波长的定义可知选项A、B错误.波在同一种均匀介质中流传时波速不变;当波从一种介质进入另一种介质时,波的频率不变,但波速发生变化,因此波长也发生变化,选项C、D正确.

答案:CD

2.对波速的理解正确的选项是( )

A.波速表示振动在介质中流传的快慢

B.波速跟波源振动的快慢没关

C.波速表示介质质点振动的快慢

D.波速表示介质质点迁移的快慢

分析:机械波是机械振动在介质中的流传,机械振动在介质中流传的快慢用波速表示,它的大小由介

质自己决定,与介质质点的振动速度是两个不相同的看法.介质中的质点在平衡地址时速度最大,在最

大位移处时速度为零.质点其实不随波迁移,在波的流传过程中流传的是振动形式及能量,应选项C、D

错误,选项A、B正确.

答案:AB

3.振源A带动细绳振动,某时辰形成的横波波形如图甲所示,从波刚流传到细绳上的P点开始计

时,则图乙中的两个图形能表示P点振动图像的是( )

1

甲

乙

分析:由细绳的波形可知,各质点(包括P点)起振方向向下,因此A图像为P点的振动图像.

答案:A

4.(2018·全国3)一列简谐横波沿x轴正方向流传,在t=0和t=0.20s时的波形分别如图中实

线和虚线所示.已知该波的周期T>0.20s.以下说法正确的选项是( )

A.波速为0.40m/s

B.波长为0.08m

C.x=0.08m的质点在t=0.70s时位于波谷D.x=0.08m的质点在t=0.12s时位于波谷E.若此波传入另一介质中其波速变为0.80m/s,则它在该介质中的波长为0.32m分析:依照题意,从题图中可以看出该波波长λ016m,由于周期020s,因此在020s时间内波=.T>..向x轴正方向流传只能是0.5,因此周期为040s,波速为v=??λ.??=0.40m/s,A对,B错;0.7s=1.75T,0.12s=0.3T,t=0时辰位于0.08m处的质点向上振动,0.70s时处于波谷地址,0.12s

时介于平衡地址和波峰之间,C对,D错;波流传到另一介质中后周期不变,波长变为

λ'=v'T=0.32m,E对.

答案:ACE

5.以下列图,t=0时辰,波源在坐标原点从平衡地址沿y轴正向开始振动,振动周期为0.4s,在

同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向流传的简谐横波.以下列图中可以正确表示t=0.6s时的波形

的是( )

2

分析:由于波沿正、负两方向流传的波形关于y轴对称,A、B错;t=0时辰波源沿y轴正向开始振动,经过0.6s即1.5T,波源位于平衡地址且沿y轴负向振动,据“同侧法”可知C对,D错.答案:C6.在均匀介质中坐标原点O处有一波源做简谐运动,其表达式为y=5sin(π??),2它在介质中形成的简谐横波沿轴正方向流传.某时辰波恰巧流传到??=12m处,??波形图像以下列图,则()

A.此后再经6s该波流传到x=24m处

B.M点在此后第3s末的振动方向沿y轴正方向

C.波源开始振动时的运动方向沿y轴负方向

D.此后M点第一次到达y=-3m地方需时间是2s

分析:波沿x轴正方向流传,刚传到12m处时,由题图可知,该处12m质点起振方向沿y轴正方向,选

ππ2π项C错误;由题图可知,λ=8m,由表达式y=5sin(2??)知,ω=2=2π??=??,解得f=0.25Hz,T=4s,

波速v=λf=2m/s,故再经过t=6s,波流传距离为12m该波流传到24m处,选项A正确;由波x=vt=.动图像知,该时辰M点往下振动,再经过3s(即3??4),其振动方向沿y轴正方向,选项B正确;由表达式πy=5sin(2??)知,此后M点第一次到达y=-3m所用时间不等于2s,选项D错误.

答案:AB

3

7.(2018·全国2)声波在空气中的流传速度为340m/s,在钢铁中的流传速度为4900m/s.一平

直桥由钢铁制成,某同学用锤子敲击一下桥的一端发生声音,分别经空气和桥传到另一端的时间之

差为1.00s,桥的长度为m.若该声波在空气中的波长为λ,则它在钢铁中的波长为λ的

倍.

分析:设桥长为l,声音在空气或钢铁中匀速流传,依照题意,有??????-??气铁

=1.00s,得l≈365m.声音

??铁??铁????铁245在钢铁、空气中流传时的周期不变,则波长之比为??=????=??=17.气气气

245答案:36517

8.一列横波自A传向B,在A、B处振动图像以下列图,两质点沿波的流传方向上的距离x=4.0m,波长大于3.0m,求这列波的波速.

分析:由振动图像可知,质点振动周期T=0.4s

取t=0时辰分析,质点A经平衡地址向下振动,质点B处于波谷,设波长为λ

3则x=nλ+4??(??=0,1,2,3,)

4??16因此该波波长为λ=4??+3=4??+3m

由于有λ>3.0m的条件,因此n=0

16??40由n=0得,λ=3m,波速v=??=3m/s.

40答案:3m/s

4

9.(2018·全国1)一列简谐横波在t=1s时的波形图如图(a)所示,??、??是介质中的两个质点.3图(b)是质点的振动图像.求:??

波速及波的流传方向;

质点Q的平衡地址的x坐标.

分析:(1)由题图(a)可知,波长218cm036m;由题图(b)可知,周期2s;因此=??v??.λ=×=.T=1由题图(b)可知质点Q在t=3s的下一刻向上运动,结合题图(a)由同侧法可知,波的流传方向沿x轴负方向.??30°111(2)由