【物理】2020届一轮复习人教版 波长频率和波速 课时作业
2020届一轮复习人教版 波长频率和波速 课时作业
一、选择题(本题共7小题,每小题8分,共56分)
1.对公式v=λf的理解,以下说法中正确的是 ( )
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由振源决定
C.v=λf适用于横波,不适用纵波
D.不同频率的声音在空气中传播时速度可能不同
【解析】选B。机械波在介质中的传播速度由介质决定,与振源的频率无关,而频率由振源决定,故B选项正确,A、D选项错误;v=λf适用于任何在介质中传播的波速的计算,故C选项错误。
2.简谐波在给定的介质中传播时,下列说法正确的是 ( )
A.振幅越大,则传播速度越快
B.振幅越大,则传播速度越慢
C.在一个周期内,振动质点走过的路程等于一个波长
D.振动频率越高,则波传播一个波长所用的时间越短
【解析】选D。传播速度与振幅无关,一个周期内,振动质点走过的路程为4A,由此可知A、B、C选项错误;频率越高,周期越小,波传播一个波长所用的时间就是一个周期,故D选项正确。
3.平静湖面传播着一列水面波(横波),在波的传播方向上有相距3m的甲、乙两小木块随波上下运动。测得两小木块每分钟都上下30次,甲在波谷时,乙在波峰,且两木块之间有一个波峰。这列水面波 ( )
A.频率是30 Hz B.波长是3 m
C.波速是1 m/s D.周期是0.1 s
【解题指南】解答本题可按以下思路进行:
(1)根据小木块每分钟上下30次,可计算出频率和周期。
(2)根据甲在波谷时,乙在波峰,且两木块之间有一个波峰,可计算出波长。
(3)由v=可求出波速。
【解析】选C。由于小木块每分钟振动30次,因此周期为:T=s=2s,频率为:f=
=0.5Hz,故A、D错;又因为甲在波谷时,乙在波峰,且两木块之间有一个波峰,所以λ=sAB,解得波长λ=2m。波速v==1m/s,B错、C对。
4.(多选)如图所示为一列简谐横波的波动图象。已知波速v=60m/s且沿x轴正方向传播,从图中可知 ( )
A.各质点振幅为2cm,波长为24m,周期为2.5s
B.在x=6m处质点的位移为零,速度方向沿x轴正方向
C.在x=18m处质点的位移为零,速度最大
D.在x=24m处质点的位移为2cm,振动周期为0.4s
【解析】选C、D。由v=得,T==0.4s,横波质点振动方向与传播方向垂直,x=6m处质点的速度方向向上,故A、B选项错误,C、D选项正确。
5.男、女生二重唱中,女高音和男中音的频率、波长和波速分别为f1、λ1、v1和f2、λ2、v2,它们之间的关系是 ( )
A.f1>f2,λ1>λ2,v1>v2
B.f1
f2,λ1<λ2,v1=v2
D.以上说法都不正确
【解析】选C。由于两声音是同一种机械波,因而在空气中波速相同,A,B均排除,而音调高便是频率高,即f1>f2,v=λf,v相同,f1>f2,所以λ1<λ2,因而C正确,D错误。
6.(多选)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】选A、C。关于波的图象的题目,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、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图。由题可知nT+T=1s(n=0,1,2,3,…),周期有不确定解,因此选项B错误。同理,传播速度v=也不确定,选项D错误。
7.(多选)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/s C.1.5m/s D.0.5m/s
【解析】选A、D。
由题图可知周期为0.4s。由题可知质点A、B间最简单波形如图所示,A、B间距离和波长的关系为x=(n+)λ,再由公式v=得v=m/s(n=0,1,2,…),当n=0时,v=4.5m/s,当n=2时,v=0.5m/s,选项A、D正确。
二、非选择题(14分)
8.如图所示,实线是某时刻的波形图线,虚线是0.2s后的波形图线,求:
(1)若波向左传播,它传播的最小距离。
(2)若波向右传播,它的最大周期。
(3)若波速是35m/s,它的传播方向。
【解析】(1)由图可知λ=4m,若波向左传播,传播距离最小值Δx=λ=3m。
(2)若波向右传播Δx=nλ+λ,所用时间Δt=nT+=0.2s,T=s,所以当n=0时,有最大周期Tmax=0.8s。
(3)Δx=Δt·v=0.2×35m=7m=(λ+3m),所以波向左传播。
答案:(1)3m (2)0.8s (3)向左传播
1.(15分)(多选)(1)一振动周期为T、振幅为A,位于x=0点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐振动。该波源产生的一列简谐横波沿x轴正向传播,波速为v,传播过程中无能量损失。一段时间后,该振动传播至某质点P,关于质点P振动的说法正确的是 ( )
A.振幅一定为A
B.周期一定为T
C.速度的最大值一定为v
D.开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于它离波源的距离
E.若质点P与波源的距离x=vT,则质点P的位移与波源的相同
F.质点P在一个周期内走过的路程等于一个波长
(2)一列简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时刻的波形如图所示。经0.6s时间质点a第一次到达波峰位置,求:
①波的传播速度;
②质点b第一次出现波峰的时刻。
【解析】(1)选A、B、E。机械波是将波源的振动形式和能量向外传递的过程,对简谐波而言,介质中各振动质点的振幅和周期都与波源的相同,A、B正确;质点P的最大振动速度不是波的传播速度v,C错误;质点P开始振动的方向与波源开始振动的方向相同,与它们的距离无关,D错误;若质点P与波源的距离x=vT=λ,相差波长λ整数倍的质点,振动情况都相同,故E正确;质点振动时,一个周期内走过的路程等于振幅的4倍,与波长无关,故F错误。
(2)①设质点振动周期为T,因a第一次到波峰的时间为T=0.6s,故T=0.8s。由题图可知λ
=4m,则波速v==5m/s。②质点b与相邻波峰间距离为5m,则质点b第一次出现波峰的时刻t==1s。
答案:(1)A、B、E (2)①5m/s ②t=1s
2.(15分)(1)(多选)某同学漂浮在海面上,虽然水面波正平稳地以1.8m/s的速率向着海滩传播,但他并不向海滩靠近。该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15s。下列说法正确的是 ( )
A.水面波是一种机械波
B.该水面波的频率为6 Hz
C.该水面波的波长为3 m
D.水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时能量不会传递出去
E.水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时振动的质点并不随波迁移
(2)一列简谐横波t1时刻的波形如图中实线所示,t2时刻的波形如图中虚线所示,已知Δt=t2-t1=0.5s。问:
①这列波的传播速度是多少?
②若波向左传播,且3T<Δt<4T,波速是多大?
③若波速等于68m/s,则波向哪个方向传播?
【解析】(1)选A、C、E。水波是机械振动在介质中传播形成的,A对;由题意可知T=s=s,f=0.6Hz,波长λ=vT=3m,B错、C对;波传播时将振源能量向外传播,而振动的质点并不随波迁移,D错、E对。故选A、C、E。
(2)①有两组解:若波向右传播,传播距离x=(n+)λ,则有v右==m/s =(16n+4)m/s(n=0,1,2,…);若波向左传播,传播距离x=(n+)λ,则有v左== m/s=(16n+12)m/s(n=0,1,2,…)。
②因波向左传播,且3T<Δt<4T,则必有3λ
查看更多
