高中物理 第十二章 機械波 3 波長、頻率和波速課后訓練 新人教版選修3-41

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波長、頻率和波速 基礎鞏固 1.下表給出了30 ℃時，聲波在不同介質(zhì)中的傳播速度。顯然當聲波由空氣進入純水中時，波速增大，則下列說法中正確的是(　　) 介質(zhì) 空氣 純水 鹽水 橡膠 軟木 銅 鐵 波速(m/s) 332 1 490 1 531 30～50 480 3 800 4 900 A．頻率增大，波長不變 B．頻率不變，波長增大 C．頻率和波長都不變 D．頻率和波長都變大 2．如圖所示是一列簡諧橫波在t＝0時刻的波形圖，已知這列波沿x軸正方向傳播，波速為20 m/s，P是離原點為2 m的一個介質(zhì)質(zhì)點，則在t＝0.17 s時，質(zhì)點P的：①速度和加速度都沿－y方向；②速度沿＋y方向，加速度沿－y 方向；③速度和加速度都正在增大；④速度正在增大，加速度正在減小。以上四種判斷中正確的是(　　) A．只有①　　　　　　　　 B．只有④ C．只有①④ D．只有②③ 3．關于機械波的波速和波長，下列說法中正確的是(　　) A．橫波中間相鄰兩個波峰間的距離、縱波中的密部中央和疏部中央間距都是一個波長 B．兩個相鄰的速度相同的介質(zhì)質(zhì)點的距離是一個波長 C．波由一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)波速、頻率和波長都要改變 D．機械波在同一種均勻介質(zhì)中是勻速傳播的 4．在均勻介質(zhì)中，各質(zhì)點的平衡位置在同一直線上，相鄰兩質(zhì)點的距離均為s，如圖甲所示。振動從質(zhì)點1開始向右傳播，質(zhì)點1開始運動時的速度方向豎直向上。經(jīng)過時間t，前13個質(zhì)點第一次形成如圖乙所示的波形。關于這列波的周期和波速有如下說法(　　) A．這列波的周期T＝ B．這列波的周期T＝ C．這列波的傳播速度v＝ D．這列波的傳播速度v＝ 5．一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，某時刻的波形如圖所示。P為介質(zhì)中的一個質(zhì)點，從該時刻開始的一段極短時間內(nèi)，P的速度v和加速度a的大小變化情況是(　　) A．v變小，a變大 B．v變小，a變小 C．v變大，a變大 D．v變大，a變小 6．一列簡諧波在兩時刻的波形如圖中實線和虛線所示，由圖可確定這列波的(　　) A．周期 B．波速 C．波長 D．頻率 7．如圖所示，一列波長大于3 m的橫波沿著x軸正方向傳播，處在x1＝1.5 m和x2＝4.5 m的兩質(zhì)點A、B，當B點的位移為正的最大值時，A點位移恰為零，且向上運動，從此時開始計時，經(jīng)1.00 s后A點的位移處于正的最大值，由此可知(　　) A．2 s末A點的振動速度大于B點的振動速度 B．1 s末A、B兩質(zhì)點的位移相同 C．波長為12 m D．波速一定為1 m/s 能力提升 8．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＝2 f 2，v 1＝v 2 B．f 1＝f 2，v 1＝0.5 v 2 C．f 1＝f 2，v 1＝2 v 2 D．f 1＝0.5 f 2，v 1＝v 2 9．湖面上停著A、B兩條船，它們相距10 m。一列水波正在湖面上傳播，每條小船每分鐘上下浮動20次。當A船位于波峰時，B船在波谷，兩船之間還有一個波峰。求水波的波速。 10．一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，在x1＝10 cm和x2＝110 cm處的兩個質(zhì)點的振動圖象如圖所示，實線畫出的曲線是在x1處質(zhì)點的振動圖線，虛線畫出的曲線是在x2處質(zhì)點的振動圖線。 (1)該波的波動周期是多少？ (2)該波的波長可能值是多少？ 參考答案 1. 答案：B　點撥：波在傳播過程中頻率不變，一列波從空氣進入水中時，頻率f不變，波速v增大，由公式v＝fλ知波長增大。 2. 答案：C　點撥：該波的波長λ＝4 m，波速v＝20 m/s，因此周期T＝λ/v＝0.2 s；因為波向右傳播，所以t＝0時刻P質(zhì)點振動方向向下；0.75 T＜0.17 s＜T，所以P質(zhì)點在其平衡位置上方，正在向平衡位置運動，位移為正，正在減小；速度為負，正在增大；加速度為負，正在減小，①④正確，選C。 3. 答案：D　點撥：由波長的定義可知A、B不正確。波在同一種均勻介質(zhì)中傳播波速不變；當波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，波的頻率不變，但波速發(fā)生變化，因此波長也發(fā)生變化。故C錯，D正確。 4. 答案：BD　點撥：題說“經(jīng)過時間t，前13個質(zhì)點第一次形成如圖乙所示的波形”，并不是說波只傳到前13個質(zhì)點。如果是只傳到前13個質(zhì)點，由于第13個質(zhì)點此時振動方向向下，所以質(zhì)點1開始運動時的速度方向也應該豎直向下，這與題給條件矛盾。所以在時間t內(nèi)波向前傳了2λ，所以周期T＝，傳播速度v＝，即B、D正確。 5. 答案：D　點撥：波向右傳播，所以P點該時刻的振動方向向上，即正向平衡位置運動，所以速度變大，加速度變小，故D正確。 6. 答案：C　點撥：由于題中未給出實線波形和虛線波形的時刻，不知道時間差和波的傳播方向，因此無法確定波速、周期和頻率，只能確定波長，故C正確。 7. 答案：A　點撥：λ＞3 m，故＝x2－x1＝3 m，λ＝4 m，C項錯誤；由＋nT＝1 s得T＝，由v＝知D項錯誤；1 s末A在正向最大位移處，B在平衡位置，位移不相等，B項錯誤；2 s末A在平衡位置，B在最低點，A項正確。 8. 答案：C　點撥：因兩列波的波源都是S，所以它們的周期和頻率都相同，即T1＝T2，f1＝f2，由波速公式v＝得v1＝，v2＝，則v1＝2v2。 9. 答案：m/s　點撥：由于每條小船每分鐘上下浮動20次，則水波傳播的頻率為f＝ Hz＝Hz，當A船位于波峰時，B船在波谷，兩船之間還有一個波峰，波形如圖所示，則水波的波長為λ＝10 m＝m。所以水波的波速為v＝λf＝m/s＝。 10. 答案：(1)4 s　(2)λ＝cm(n＝0,1,2,3，…) 點撥：(1)由質(zhì)點的振動圖象可以直接讀出周期T＝4 s (2)由于波沿x軸正方向傳播，x1處的質(zhì)點比x2處的質(zhì)點振動超前Δt時間，Δt滿足下式： Δt＝nT＋(n＝0,1,2,3，…) 則應有x2－x1＝nλ＋＝100 cm 解得波長為λ＝cm(n＝0,1,2,3，…)