高中物理人教版选修34课时跟踪检测（八）波长频率和波速

课时跟踪检测（八）波长、频率和波速一、单项选择题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：选C波的频率由波源决定，与介质无关，选项C正确；机械波的波速由介质决定，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＝eq\f(v,f)知波长λ发生变化，选项B错误。2．关于波速，下列说法正确的是()A．反映了质点振动的快慢B．反映了振动在介质中传播的快慢C．波速由介质和波源共同决定D．波速与波源的频率成正比解析：选B波速反映的是振动在介质中传播的快慢程度，它与质点的振动快慢无关，因此选项A错误，选项B正确；波速只由介质决定，而与频率和波长无直接关系，选项C、D错误。3.如图是一列简谐横波在某时刻的波形图，已知图中b位置的质点起振时间比a位置的质点晚0.5s，b和c之间的距离是5m，则此列波的波长和频率应分别为()A．5m,1Hz B．10m,2HzC．5m,2Hz D．10m,1Hz解析：选A由题图可知，波长等于bc之间的距离，λ＝5m，因b位置的质点起振时间比a位置的质点晚0.5s，故波沿x轴正方向传播，T＝0.5×2s＝1s，f＝eq\f(1,T)＝1Hz，A正确。4.在均匀介质中，一列沿x轴正方向传播的横波，其波源O在第一个周期内的振动图象如图所示，则该波在第一个周期末的波形图是()解析：选D根据题图，t＝0时刻，波源经平衡位置向下运动，而波形图中，质点的起振方向均与波源开始振动时的方向相同，根据波的传播过程中，“上坡下、下坡上”规律可知，波形图中刚刚开始振动的质点处于“上坡”位置，A、C项错；由振动图象知，前半个周期振幅较小，故波形图中距波源较远的质点的振幅较小，B项错，D项对。5．质点做简谐运动，其x­t关系如图所示。以x轴正方向为速度v的正方向，该质点的v­t关系是选项图中的()解析：选Bxt图象切线斜率的绝对值表示质点的速度的大小，斜率的正负表示速度的方向，根据题图可知该质点在T内的速度先是反向加速再减速，接着正向加速再减速，B项正确。6．一列简谐横波沿直线由A向B传播，A、B相距0.45m，如图所示是A处质点的振动图象。当A处质点运动到波峰位置时，B处质点刚好到达平衡位置且向y轴正方向运动，这列波的波速可能是()A．4.5m/s B．3.0m/sC．1.5m/s D．0.7m/s解析：选A如图所示，当A在波峰，B在平衡位置向上振动时，A、B两点间的距离与波长的关系为(n＋eq\f(1,4))λ＝0.45m得：λ＝eq\f(1.8,4n＋1)m。由振动图象可知，T＝0.4s，所以波速v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(4.5,4n＋1)m/s，当n＝0时，v＝4.5m/s,n＝1时，v＝0.9m/s。故A正确。二、多项选择题7．一列简谐横波，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：选ACD由题图知波长λ＝4m，第二次波峰到达P点所需时间为eq\f(7,4)T＝0.7s，得T＝0.4s，波速v＝eq\f(4,0.4)m/s＝10m/s。第一次波峰传播到Q点，传播距离Δx＝2m－(－7m)＝9m，所需时间Δt＝eq\f(9,10)s＝0.9s，故选项A正确，B错误；P、Q两点间距6m＝eq\f(3,2)λ，振动情况相反，选项D正确；波的最前方x＝1m处的质点正处于平衡位置向上运动，由此可知波源起振方向向上，选项C正确。8．如图所示，一列简谐横波在x轴上传播，图甲和图乙分别为x轴上a、b两质点的振动图象，且xab＝6m。下列判断正确的是()A．波长可能是8m B．波长可能是10mC．波速可能是1.2m/s D．波速可能是3.6m/s解析：选AC若波是从b向a传播，则a、b的振动相差n＋eq\f(3,4)个周期，距离相差n＋eq\f(3,4)个波长，则n＋eq\f(3,4)λ1＝6m，即λ1＝eq\f(24,4n＋3)m(n＝0,1,2,3，…)，同理，波从a向b传播时，λ2＝eq\f(24,4n＋1)m(n＝0,1,2，…)，由此知选项A正确，B错误；根据波速公式v＝eq\f(λ,T)，波对应的传播速度分别为v1＝eq\f(6,4n＋3)m/s(n＝0,1,2，…)，v2＝eq\f(6,4n＋1)m/s(n＝0,1，2，…)，由此知选项C正确，D错误。三、非选择题9.如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为t1＝0时的波形图，此时P质点向y轴负方向运动，虚线为t2＝0.01s时的波形图。已知周期T＞0.01s。(1)波沿x轴________(填“正”或“负”)方向传播。(2)其波速为________。解析：(1)根据“上下坡法”判断，波沿x轴正方向传播。(2)由图象得波经0.01s向x轴正方向传播了1m，波速v＝eq\f(1,0.01)m/s＝100m/s。答案：(1)正(2)100m/s10．如图所示，实线为t1＝0时刻的图象，虚线为t2＝0.1s时刻的波形，求：(1)若波的传播方向为＋x方向，周期T>0.1s，波速多大；(2)若波的传播方向为－x方向，周期T>0.1s，波速多大；(3)若波速为450m/s，波沿什么方向传播。解析：(1)若波沿＋x方向传播，根据t与周期T的关系：由题图可直接读出波长λ＝20m。t＝0.1s＝(n＋eq\f(1,4))T，周期T为：T＝eq\f(0.4,4n＋1)s。当周期T>0.1s时，n＝0，则T＝0.4s，则波速为：v＝eq\f(λ,T)＝50m/s。(2)当波向－x传播时，0.1＝(n＋eq\f(3,4))T，T＝eq\f(0.4,4n＋3)s，当周