2019高中物理第十二章课时作业（八）波长、频率和波速（含解析）新人教版 6页

波长、频率和波速1．(2014·衡水高二检测)机械波在给定的介质中传播时，下列说法正确的是(　　)A．振幅越大，则波传播的速度越快B．振幅越大，则波传播的速度越慢C．在一个周期内，振动质点走过的路程等于一个波长D．振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越短【解析】　根据波速公式v＝或v＝λf，说明波的传播速度与振幅无关，A、B错误；质点振动一个周期，波传播的距离等于一个波长，因而C错误；频率越高，即周期越小，因而波传播一个波长所用时间就越短，故D正确．【答案】　D2．(多选)对机械波，关于公式v＝λf的下列说法正确的是(　　)A．v＝λf适用于一切波B．由v＝λf知，f增大，则波速v也增大C．v、λ、f三个量中，对同一列波来说，在不同介质中传播时保持不变的只有fD．由v＝λf知，波长是4m的声波为波长是2m的声波传播速度的2倍【解析】　公式v＝λf适用于一切波，无论是机械波还是电磁波，A正确；机械波的波速仅由介质决定，与频率f无关，所以B、D错误；对同一列波，其频率由振源决定，与介质无关，故C正确．【答案】　AC3．(2015·福州高二检测)关于振动和波的关系，下列陈述正确的是(　　)A．如果没有机械振动，一定没有机械波；有了机械振动，就一定产生机械波B．某振源产生的波，波的频率和振源的频率相等C．振源的振动速度和波速相等D．在传播波的介质中，每经过一个周期，质点随着波的传播方向迁移一个波长【解析】　产生机械波的条件是两个，一是振源，二是介质，故A错误；波的频率由振源的频率决定，B正确；振源的振动速度和波速不是一回事，C错误；在传播波的介质中，质点只在平衡位置附近振动，并不随波迁移，D错误．【答案】　B4．一列简谐波在两时刻的波形如图1236中实线和虚线所示，由图可确定这列波的(　　)n图1236A．周期　　　　　　　B．波速C．波长D．频率【解析】　由简谐波的波形图可知简谐波的波长为λ＝4m．虽然知道两不同时刻的波形图，但不知道时间差．无法确定周期和频率，也无法确定波速．故选C.【答案】　C5．(2014·北京高考)一简谐机械横波沿x轴正方向传播，波长为λ，周期为T.t＝0时刻的波形如图1237甲所示，a、b是波上的两个质点．图乙是波上某一质点的振动图象．下列说法中正确的是(　　)　　　　　　　甲　　　　　　　　　　乙图1237A．t＝0时质点a的速度比质点b的大B．t＝0时质点a的加速度比质点b的小C．图乙可以表示质点a的振动D．图乙可以表示质点b的振动【解析】　质点在平衡位置处的振动速度是最大的，所以在零时刻a的速度小于b的速度，A错误；而质点偏离平衡位置越远加速度越大，a的加速度大于b的加速度，B错误；根据波的图象“同侧法”可以判断在零时刻，b在平衡位置且向下振动，D正确，C错误．【答案】　D6．一列简谐横波沿直线传播，某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距6m，且这两质点之间的波峰只有一个，则该简谐波可能的波长为(　　)A．4m、6m和8mB．6m、8m和12mC．4m、6m和12mD．4m、8m和12m【解析】　根据题意，两质点之间的波峰只有一个，可能情况有：①λ＝6m，λ＝12m②λ＝6mn③λ＝6m，λ＝4m，故选项C正确．【答案】　C7.图1238如图1238所示，一列波长大于3m的横波沿着x轴正方向传播，处在x1＝1.5m和x2＝4.5m的两质点A、B，当B点的位移为正的最大值时，A点位移恰为零，且向上运动，从此时开始计时，经1.0s后A点的位移处于正的最大值，由此可知(　　)A．2s末A点的振动速度大于B点的振动速度B．1s末A、B两质点的位移相同C．波长为12mD．波速一定为1m/s【解析】　λ>3m，故λ＝x2－x1＝3m，λ＝4m，C项错误；由T＋nT＝1s得T＝s，由v＝知D项错误；1s末A在正向最大位移处，B在平衡位置，位移不相等，B项错误；2s末A在平衡位置，B在最低点，A项正确．【答案】　A8.图1239(2012·海南高考)某波源S发出一列简谐横波，波源S的振动图象如图1239所示．在波的传播方向上有A、B两点，它们到S的距离分别为45m和55m．测得A、B两点开始振动的时间间隔为1.0s．由此可知(1)波长λ＝________m；(2)当B点离开平衡位置的位移为＋6cm时，A点离开平衡位置的位移是________cm.【解析】　(1)从S的振动图象可知，T＝2s；A、B两点距离为10m，波从A传到B所需时间为1s，则波速v＝＝m/s＝10m/s，则波长λ＝vT＝20m.(2)A、B之间的距离刚好为半个波长，它们的振动状态相反，当B点离开平衡位置的位移为＋6cm时(波峰)，A点离开平衡位置的位移是－6cm(波谷)．n【答案】　(1)20　(2)－69．(多选)(2014·贵州六校联考)图12310如图12310所示，有一列传播的简谐横波，x＝0与x＝1cm处的两个质点的振动图象分别如图中实线与虚线所示．则这列波的(　　)A．波长一定是4cmB．周期一定是4sC．振幅一定是2cmD．传播速度一定是1cm/s【解析】　由图可知波的振幅、周期和质点振动的振幅、周期相同，分别为2cm和4s，因此选项B、C正确；再根据x＝0与x＝1cm处的两个质点的振动图象可知两质点振动时间相差T＋nT，距离相差λ＋nλ，因此波长是一系列解，选项A错误；根据v＝可得，波速也应该是一系列解，故选项D错误．【答案】　BC10．(多选)(2014·南通高二检测)如图12311甲所示，O点为振源，OP距离为s.t＝0时，O点从平衡位置开始向下(负方向)振动，产生向右沿直线传播的简谐横波，图乙为P点的振动图象(从t1时刻开始振动)．则(　　)　　　　　　甲　　　　　　　　　　　　　乙图12311A．该波的频率为B．t2时刻P点的速度最大，方向沿y轴正方向C．这列波的波长为D．若t2时刻O点处于负最大位移处，则s可能是波长的倍【解析】　由乙图知T＝t2－t1，n而T＝，故f＝，A正确；由乙图知，t2时刻P点处于平衡位置，速度最大，方向沿y轴负方向，B错误；由甲图知，波动由O传到P距离是s，由乙图知波动由O到P的时间为t1，故波速v＝，则λ＝vT＝(t2－t1)，C正确；若t2时刻O点处于负最大位移处，则波形可能如图所示，可见OP间的距离为s＝kλ＋＝λ，D错误．【答案】　AC11.图12312如图12312所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在某一时刻的图象，请画出再经过T后的波的图象．(T为波源的振动周期)【解析】　在图上取5个质点如图甲所示，由于波向x轴负方向传播，所以经过T后H到平衡位置，I到波谷，J到平衡位置，K到波峰，L到平衡位置，所以经T后的波的图象如图乙所示．　　　　　　图甲　　　　　　　　　　图乙【答案】　见解析12．一列横波在x轴线上传播，在t1＝0时和t2＝0.5s时的波形图象如图12313所示，n图12313(1)这列波的传播速度多大？(2)若波速v＝68m/s，则波向哪个方向传播？(3)若波向左传播，且3T＜Δt＜4T，则这列波的波速多大？【解析】　(1)当波向右传播时，由于振动的周期性，波向前传播的距离Δx＝nλ＋λ，波的传播速度v右＝＝＝4(4n＋1)m/s(n＝0，1，2，3…)若波向左传播，波向前传播的距离Δx＝nλ＋λ，波的传播速度v左＝＝＝4(4n＋3)m/s(n＝0，1，2，3…)(2)若波速v＝68m/s，则波在Δt时间内移动的距离s＝v·Δt＝68×0.5＝34m＝4λ，故波向右传播．(3)若波向左传播，且3T＜Δt＜4T，则在这段时间内波传播的距离为3λ＜Δx＜4λ，故n＝3，则波速为v左＝4(4n＋3)＝60m/s.【答案】　(1)见解析　(2)向右传播　(3)60m/s