2019-2020学年高中物理第12章机械波课时作业8波长频率和波速含解析新人教版选修3-

2019-2020学年高中物理第12章机械波课时作业8波长频率和波速含解析新人教版选修3-

课时作业(八)‎ ‎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由波源决定 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　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适用于任何机械在介质中传播的波速计算，故C选项错误．‎ 答案　B ‎2．关于波长，下列说法中正确的是(　　)‎ A．在一个周期内，沿着波的传播方向，振动在介质中传播的距离是一个波长 B．两个相邻的、在振动过程中运动方向总是相同的质点间的距离是一个波长 C．在横波中，两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距离等于波长 D．在纵波中，两个密部或两个疏部之间的距离等于波长 解析　根据波动中时间与空间的对应性，时间是周期的多少倍，振动在介质中传播的距离就是波长的多少倍，选项A正确；根据波长的定义，可知选项B、C正确．选项D错误．‎ 答案　ABC ‎3.‎ 三条在同一水平面上相互平行的弹性绳，在左端同一地点同时开始振动，经过一定时间后出现如图所示的情况，MN是距起始点相同距离的一条界线，则(　　)‎ A．B波的波长最大 B．A波的振动频率最大 C．A、B、C三列波的传播速度相等 D．C与A、B的材料一定不同 解析　由图可知，B波的波长最大，A、B的传播速度相等，C波的传播速度最小，由于机械波的传播速度由介质决定，所以C与A、B的材料一定不同．在相同时间内，A 6‎ 波的波源做全振动的次数最多，因此A波的振动频率最大．‎ 答案　ABD ‎4．一列简谐横波沿x轴正向传播，传到M点时波形如图所示，再经0.6 s，N点开始振动，则该波的振幅A和频率f为(　　)‎ A．A＝1 m，f＝5 Hz　　　 B．A＝0.5 m，f＝5 Hz C．A＝1 m，f＝2.5 Hz D．A＝0.5 m，f＝2.5 Hz 解析　由图像可以直接读出该波的振幅A＝0.5 m；经0.6 s，N点开始振动，说明波在0.6 s内向前传播了6 m，所以波的传播速度为v＝＝＝10 m/s，由图像知波长为4 m，所以周期为T＝＝＝0.4 s，f＝＝2.5 Hz，故D项正确，A、B、C项错误．‎ 答案　D ‎5．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0.5 s，b和c之间的距离是5 m，则此列波的波长和频率应分别为(　　)‎ A．5 m,1 Hz B．10 m,2 Hz C．5 m,2 Hz D．10 m,1 Hz 解析　从波动图像可以看出，波长λ＝5 m，b点比a点的起振时间晚0.5 s，则波速v＝＝ m/s＝5 m/s，所以T＝＝1 s，f＝＝1 Hz.‎ 答案　A ‎6．图示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波，实线为t＝0时刻的波形图，虚线为t＝0.6 s时的波形图，波的周期T>0.6 s，则(　　)‎ 6‎ A．波的周期为2.4 s B．在t＝0.9 s时，P点沿y轴正方向运动 C．经过0.4 s，P点经过的路程为4 m D．在t＝0.5 s时，Q点到达波峰位置 解析　本题考查波形图像及图像上某点的振动情况，由题意知T＝0.6 s，得T＝0.8 s，A项错．t＝0.9 s时P点沿y轴负向运动B项错，经过0.4 s，P点经过的路程为2A＝0.4 m，C项错，Q点先向下运动经t＝0.5 s恰到达波峰位置D项正确，正确答案为D项．‎ 答案　D ‎7．某横波在介质中沿x轴传播，(a)图为t＝0.25 s时的波形图，(b)图为P点(x＝1.5 m处的质点)的振动图像，那么下列说法正确的是(　　)‎ A．该波向右传播，波速为2 m/s B．质点L与质点N的运动方向总相反(速度为零的时刻除外)‎ C．t＝1 s时，质点M处于正向最大位移处 D．t＝1.25 s时，质点K向右运动了2 m 解析　从振动图像可知，在t＝0.25 s时，P点振动方向向上，所以波向右传播，由v＝，得v＝2 m/s，故A项正确；由波动图像可知，质点L与质点N平衡间距为半个波长，因此运动方向总是相反，故B项正确；由t＝0.25 s时的波形图，再经过0.75 s(即T)时，质点M还没有达到最大位移处，故C项错误；质点K在平衡位置来回振动，并不随着波迁移，故D项错误．‎ 答案　AB 6‎ ‎8．如图所示，波源S的起振方向向上，振动频率f＝100 Hz，产生的简谐波分别沿水平方向向左、右传播，波速v＝80 m/s，在波的传播方向上有P、Q两点，已知SP＝1.2 m，SQ＝1.4 m．如图乙所示，波刚好传播到P点时波形图正确的是(　　)‎ 解析　波左、右传播波距离相等，可知选项C、D错误；λ＝vT＝0.8 m，SP＝1.5λ，SQ＝1λ，P点的起振方向向上，可判选项A错，选项B正确．‎ 答案　B ‎9.‎ 一列简谐波在某一时刻的波形如图所示，经过一段时间，波形变成如图中虚线所示，已知波速大小为1 cm/s.则这段时间可能是(　　)‎ A．1 s D．2 s C．3 s D．4 s 解析　如果这列波向右传播，则传播的距离为nλ＋λ，λ＝4 cm，由t＝得时间可能是1 s、5 s、9 s…A项正确；如果这列波向左传播，则传播的距离为nλ＋λ，由t＝ 6‎ ‎，得这段时间可能为3 s、7 s、11 s…C项正确．‎ 答案　AC ‎10．(2012·新课标全国)一简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图(a)所示，x＝0.30 m处的质点的振动图像如图(b)所示，该质点在t＝0时刻的运动方向沿y轴________(填“正方向”或“负方向”)．已知该波的波长大于0.30 m，则该波的波长为________ m.‎ 解析　由题图(b)可知，t＝0时刻质点正在向上运动，故其运动方向沿着y轴正方向，且正好在八分之一周期的位置．考虑到波长大于0.30 m，因此在题图(a)中该质点应处于八分之三波长处，有0.30 m＝λ，解得λ＝0.8 m.‎ 答案　正方向　0.8‎ ‎11．一列简谐横波在x轴上传播，波速为50 m/s，已知t＝0时刻的波形图如图(a)所示，图中M处的质点此时正经过平衡位置沿y轴的正方向运动．将t＝0.5 s时的波形图像画在图(b)上(至少要画出一个波长)．‎ 解析　不论是用平移法还是特殊点法作波形图，都必须先求出Δt＝t－0＝0.5 s与周期T的倍数关系：T＝λ/v＝20/50 s＝0.4 s，t＝0.5 s＝1T“舍整(数)、留分(数)”，只要考虑T/4后的波形即可．若用平移法，T/4内波沿x轴上传播λ/4；若用特殊点法，T/4内特殊点在垂直于x轴的方向上运动路程为一个振幅A.‎ 根据M点的振动方向判明波传播的方向，方法同前．由此可知此波是沿－x方向传播．‎ 6‎ ‎12．如图所示，实线是某时刻的波形图，虚线是0.2 s后的波形图线，求：‎ ‎(1)若波向左传播，求它传播的最小距离；‎ ‎(2)若波向右传播，求它的最大周期；‎ ‎(3)若波速是35 m/s，求它的传播方向．‎ 解析　(1)由图可知λ＝4 m，若波向左传播，传播距离最小值Δx＝λ＝3 m.‎ ‎(2)若波向右传播Δx＝nλ＋λ，所用时间Δt＝nT＋＝0.2，T＝，‎ 所以当n＝0时，有最大周期Tmax＝0.8 s.‎ ‎(3)Δx＝Δt·v＝0.2×35 m＝7 m＝1λ，所以波向左传播．‎ 答案　(1)3 m　(2)0.8 s　(3)向左传播 6‎