《2019高中物理 課下能力提升九 第十二章 第3節(jié) 波長、頻率和波速（含解析）新人教版選修3-4.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019高中物理 課下能力提升九 第十二章 第3節(jié) 波長、頻率和波速（含解析）新人教版選修3-4.doc（6頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

波長、頻率和波速 [基礎(chǔ)練] 一、選擇題 1．一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，在某一時刻的波形曲線如圖所示，由圖可知(　　) A．各質(zhì)點振動的周期為 4 s B．該簡諧橫波的波長為 4 m C．此時刻質(zhì)點A的速度為0 D．此時刻質(zhì)點B的加速度為0 2．(2016南京高二檢測)一列沿x軸正方向傳播的橫波，其振幅為A，波長為λ，某一時刻波的圖象如圖所示，在該時刻，某一質(zhì)點的坐標(biāo)為(λ，0)，經(jīng)過四分之一周期后，該質(zhì)點的坐標(biāo)為(　　) A．(λ，0)　　　　　　　B．(λ，－A) C．(λ，A) D．(λ，A) 3．位于原點的波源在t＝0開始沿y軸做簡諧運動，它激起的橫波沿x軸傳播，當(dāng)t＝0.15 s時，波的圖象如圖所示，此時波恰好傳到P點，則(　　) A．該波源的頻率是0.2 Hz B．波長是0.4 m C．P點將向下運動 D．P點將向右運動 4．[多選]一列簡諧橫波在t＝0時的波形圖如圖所示。介質(zhì)中x＝2 m處的質(zhì)點P沿y軸方向的振動方程為y＝10sin 5πt cm。關(guān)于這列簡諧橫波，下列說法正確的是(　　) A．周期為 4.0 s B．振幅為 20 cm C．傳播方向沿x軸正方向 D．傳播速度為 10 m/s 5．[多選]一列簡諧橫波沿x軸傳播，a、b為x軸上的兩質(zhì)點，平衡位置分別為x＝0，x＝xb(xb＞0)。a點的振動規(guī)律如圖所示，已知波速為v＝10 m/s，在t＝0.1 s時，b點的位移為0.05 m，則下列判斷可能正確的是(　　) A．波沿x軸正向傳播，xb＝0.5 m B．波沿x軸正向傳播，xb＝1.5 m C．波沿x軸負(fù)向傳播，xb＝2.5 m D．波沿x軸負(fù)向傳播，xb＝3.5 m 二、非選擇題 6．如圖所示，實線是某時刻的波形圖象，虛線是0.2 s后的波形圖象，質(zhì)點P位于實線波的波峰處。 (1)若波向右以最小速度傳播，求經(jīng)過t＝4 s質(zhì)點P所通過的路程； (2)若波速為35 m/s，求波的傳播方向。 [提能練] 一、選擇題 1．[多選]關(guān)于公式v＝λf，下列說法中正確的是(　　) A．v＝λf適用于一切波 B．由v＝λf知，f增大，則波速v也增大 C．v、λ、f三個量中，對同一列波來說，在不同介質(zhì)中傳播時保持不變的只有f D．由v＝λf知，波長為6 m的聲波是波長為3 m的聲波傳播速度的2倍 2．如圖所示，位于介質(zhì)Ⅰ和Ⅱ分界面上的波源S產(chǎn)生兩列分別沿x軸負(fù)方向與正方向傳播的機械波。若在兩種介質(zhì)中波的頻率及傳播速度分別為f1、f2和v1、v2，則(　　) A．f1＝2f2，v1＝v2 B．f1＝f2，v1＝0.5v2 C．f1＝f2，v1＝2v2 D．f1＝0.5f2，v1＝v2 3．[多選]圖甲為某一列沿x軸正向傳播的簡諧橫波在t＝1.0 s時刻的波形圖，圖乙為參與波動的某一質(zhì)點的振動圖象，則下列說法正確的是(　　) A．該簡諧橫波的傳播速度為 4 m/s B．從此時刻起，經(jīng)過2秒，P質(zhì)點運動了8米的路程 C．從此時刻起，P質(zhì)點比Q質(zhì)點的先回到平衡位置 D．乙圖可能是甲圖x＝2 m處質(zhì)點的振動圖象 4．[多選]某橫波在介質(zhì)中沿x軸正方向傳播，t＝0時刻，O點開始向正方向運動，經(jīng)t＝0.2 s，O點第一次到達正方向最大位移處，某時刻形成的波形如圖所示，下列說法正確的是(　　) A．該橫波的波速為5 m/s B．該波形圖可能是t＝1.2 s時刻的 C．質(zhì)點L與質(zhì)點N都運動起來后，它們的運動方向總相反 D．在0.2 s的時間內(nèi)質(zhì)點M通過的路程為1 m E．在t＝2.6 s時刻，質(zhì)點M處于平衡位置，正沿y軸正方向運動 5．(2016綿陽高二檢測)如圖所示，一簡諧橫波在t＝0時的波形是圖中實線，在t1＝0.2 s時的波形是圖中虛線，P為介質(zhì)中x＝4 m處的質(zhì)點，則(　　) A．該波一定沿x軸正方向傳播 B．該波的傳播速度可能為 5 m/s C．從t＝0開始，質(zhì)點P經(jīng)過0.2 s沿x軸正方向運動 1 m D．t＝0.4 s時，質(zhì)點P的位置y＝4 cm 二、非選擇題 6．簡諧橫波某時刻的波形如圖甲所示，從該時刻開始計時，波上A質(zhì)點的振動圖象如圖乙所示。 (1)求該簡諧波的波速； (2)從該時刻起，再經(jīng)過Δt＝0.4 s，A質(zhì)點通過的路程和波傳播的距離分別為多少？ (3)若t＝0時振動剛剛傳到A點，從該時刻起再經(jīng)多長時間圖甲中橫坐標(biāo)為45 m的質(zhì)點(未畫出)第二次位于波峰？ 答 案 [基礎(chǔ)練] 1．解析：選B　由波形圖不能讀出波的周期，故A錯誤；由圖象可知波長λ＝4 m，故B正確；由圖象可知，此時A位于平衡位置，速度達最大，故C錯誤；由圖象可知，此時B位于最大位移位置，加速度達最大，故D錯誤。 2．解析：選B　由題意知，質(zhì)點(λ，0)此刻正沿y軸負(fù)方向運動，后到達負(fù)的最大位移處，其坐標(biāo)為(λ，－A)，故B正確。 3．解析：選B　由題意和圖象可知波向x軸正方向傳播，t＝T,0.3 m＝λ，又t＝0.15 s，故T＝0.2 s，f＝＝5 Hz，λ＝0.4 m，由“上下坡”法，0.15 s時刻P在下坡上，故向上運動，B正確。 4．解析：選CD　質(zhì)點P的振動方程y＝10sin 5πt cm，則ω＝5π rad/s，周期為：T＝＝0.4 s，故A錯誤；由波的圖象得：振幅A＝10 cm，波長λ＝4 m，故波速為：v＝＝ m/s＝10 m/s，故B錯誤，D正確；根據(jù)振動方程y＝10sin 5πt cm，t＝0時刻位移為零，此后先變?yōu)檎?，說明t＝0 時刻P點在平衡位置且向y軸正方向運動；再結(jié)合波形微平移方法得到波向x軸正方向傳播，故C正確。 5．解析：選BC　由a點的振動圖象可知：波的振幅A＝0.05 m，周期T＝0.2 s，波長λ＝vT＝2 m，若波沿x軸正向傳播，t＝0.1 s 時波形應(yīng)為圖甲所示。 甲 則xb＝nλ＋1.5 m (n＝0,1,2，…)，所以A錯誤、B正確； 若波沿x軸負(fù)向傳播，t＝0.1 s時波形應(yīng)為圖乙所示。 乙 則xb＝nλ＋0.5 m(n＝0,1,2，…)，所以C正確、D錯誤。 6．解析：(1)若波向右傳播： nT＋T＝0.2 s(n＝0,1,2,3，…) 由v＝可知周期最大波速最小， 當(dāng)n＝0時T最大值為 s 經(jīng)過時間t＝4 s，即經(jīng)過15個整周期，則質(zhì)點P通過的路程為s＝154A＝1.2 m (2)若波向右傳播： nT＋T＝0.2 s (n＝0,1,2,3，…) v＝，λ＝4 m 當(dāng)n＝1時，波速為35 m/s，所以向右傳播可行 若波向左傳播：nT＋T＝0.2 s 當(dāng)n取0或其他任何正整數(shù)時，波速都不為35 m/s，所以波不會向左傳播 答案：(1)1.2 m　(2)向右傳播 [提能練] 1．解析：選AC　公式v＝λf適用于一切波，A正確；機械波的波速由介質(zhì)決定，與頻率f、波長λ無關(guān)，B、D錯誤；對同一列波，其頻率由振源決定，與介質(zhì)無關(guān)，C正確。 2．解析：選C　波的頻率與波源的振動頻率相同，與介質(zhì)無關(guān)，所以f1＝f2，由題圖知λ1＝l，3λ2＝l，得λ1＝2λ2，由v＝λf，得v1＝2v2，故選項C正確。 3．解析：選ACD　由甲圖可得：λ＝4 m，由乙圖中可得：T＝1 s，所以該簡諧橫波的傳播速度為：v＝＝4 m/s，故A正確；t＝2 s＝2T，則從此時刻起，經(jīng)過2 s，P質(zhì)點運動的路程為s＝8A＝80.2 cm＝1.6 cm，故B錯誤；簡諧橫波沿x軸正向傳播，此時刻Q質(zhì)點向上運動，而P點直接向下運動，所以P質(zhì)點比Q質(zhì)點先回到平衡位置，故C正確；由乙圖知t＝0時刻質(zhì)點的位移為0，振動方向沿y軸負(fù)方向，與甲圖x＝2 m處質(zhì)點t＝0時刻的狀態(tài)相同，所以乙圖可能是甲圖x＝2 m處質(zhì)點的振動圖象，故D正確。 4．解析：選ABC　由題意可知質(zhì)點的起振方向向上，O點經(jīng)過0.2 s第一次到達正方向最大位移處，說明周期為0.8 s；由題圖可知波長為4 m，故波速為v＝＝ m/s＝5 m/s，選項A正確；x＝6 m處的質(zhì)點在題圖所示時刻剛好振動方向向上，該波可能剛好傳播到此處質(zhì)點，形成1.5個完整波形，可知t＝1.2 s，選項B正確；由于L點和N點相差半個波長，振動步調(diào)剛好相反，選項C正確；當(dāng)質(zhì)點M在平衡位置或最大位移處開始運動時，在0.2 s的時間內(nèi)通過的路程才為一個振幅0.2 m，選項D錯誤；若題圖中的圖象對應(yīng)時刻為1.2 s，再經(jīng)過t＝1.4 s＝1T，質(zhì)點M處于平衡位置，正沿y軸負(fù)方向運動，選項E錯誤。 5．解析：選B　當(dāng)波向左傳播時，傳播的距離x＝nλ＋λ＝(4n＋3) m,0.2 s＝nT＋T，波速v＝(20n＋15) m/s，T＝ s(n＝0,1,2,3，…)；當(dāng)波向右傳播時，傳播的距離x＝nλ＋λ＝(4n＋1) m,0.2 s＝nT＋T，波速v＝(20n＋5) m/s，T＝ s(n＝0,1,2,3，…)；由于傳播方向的不定性，所以據(jù)波形圖與時間無法判斷該波的傳播方向，故A錯誤；由以上分析可知，當(dāng)波向右傳播時，該波的波速可能為 5 m/s，故B正確；據(jù)波傳播特點可知，各質(zhì)點并不隨波遷移，而是在平衡位置附近做簡諧運動，故C錯誤；由波的圖象可知，t＝0.4 s時，質(zhì)點P的位置y＝0 cm，故D錯誤。 6．解析：(1)由圖甲知，波長λ＝20 m，由圖乙知，周期T＝0.8 s，波速 v＝＝ m/s＝25 m/s (2)因為Δt＝0.4 s＝ 所以質(zhì)點A通過的路程為2個振幅，即4 cm， 在內(nèi)波傳播的距離為＝10 m (3)由t＝0時刻A點向上振動知，波沿x軸正方向傳播，波速v＝25 m/s，x＝45 m處的質(zhì)點第一次到達波峰的時間 t1＝ s＝1 s 所以此質(zhì)點第二次位于波峰的時間 t＝t1＋T＝1.8 s 答案：(1)25 m/s　(2)4 cm　10 m　(3)1.8 s