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- 2021-06-01 发布
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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
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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
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