高中物理 第12章 第3节 波长频率和波速同步练习 新人教版选修34Word文档下载推荐.docx
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软木
铜
铁
波速(m/s)
332
1490
1531
30~50
480
3800
4900
C.频率和波长都不变D.频率和波长都变大
B
波在传播过程中频率不变,一列波从空气进入水中时,频率f不变,波速v增大,则由公式v=λf知波长增大。
3.(银川一中xx~xx学年高二下学期期中)如图所示是某一时刻的波形图象,波沿x轴正方向传播,波速是12m/s,则波长和频率分别是( )
A.3cm;
200HzB.6cm;
200Hz
C.2cm;
400HzD.12cm;
50Hz
由波形图可知,波长λ=6cm,则周期为:
T=
=
s,所以频率为:
f=
=200Hz,故B正确。
4.(潍坊市xx~xx学年高二下学期三校联考)用手握住较长软绳的一端连续上下抖动,形成一列简谐横波。
某一时刻的波形如图所示,绳上a、b两质点均处于波峰位置。
下列说法正确的是( )
A.a、b两点之间的距离为半个波长
B.a、b两点振动开始时刻相差半个周期
C.b点完成全振动次数比a点多一次
D.b点完成全振动次数比a点少一次
由于a、b两质点是振动情况完全相同的相邻两质点,所以两者距离为一个波长,A错;
波传播一个波长所用的时间为一个周期,故B错;
由于波从a传到b,故a点比b点的全振动次数多一次,C错,D对。
5.(北京顺义区牛栏山中学xx~xx学年高二下学期期中)一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波,波速为4m/s,某时刻波形如图所示,下列说法正确的是( )
A.这列波的振幅为4cm
B.这列波的周期为1s
C.此时x=4m处质点沿y轴负方向运动
D.此时x=4m处质点的加速度为0
振幅为A=2cm,故A错误;
由图知,波长λ=8m,由波速公式v=
,得周期T=
=2s,故B错误;
波沿x轴正方向传播,由“上下坡”法得知,此时x=4m处质点沿y轴正方向运动,故C错误;
此时x=4m处质点正处于平衡位置,加速度为零,故D正确。
6.三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
ABD
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波的波源做全振动的次数最多,因此A波的振动频率最大。
7.(河北正定中学xx~xx学年高二下学期期中)波速均为v=2m/s的甲、乙两列简谐横波都沿x轴正方向传播,某时刻波的图象分别如图所示,其中P、Q处的质点均处于波峰,关于这两列波,下列说法正确的是( )
A.甲波中的P处质点比M处质点先回平衡位置
B.从图示的时刻开始,经过1.0s,P质点通过的路程为20cm
C.此时刻,M点的运动方向沿x轴正方向
D.从图示的时刻开始,P处质点比Q处质点先回平衡位置
AD
波向右传播,此时M点向上运动,P处质点比M处质点先回平衡位置,故A正确;
经过1s,P点到达波谷,故B正确;
波向右传播,此时M点向上运动,沿y轴的正方向,故C错误;
T甲=
=2s,T乙=
=4s,P点、Q点回到平衡位置的时间tP<
tQ,故D正确。
二、非选择题
8.甲、乙二人分乘两只船在湖中钓鱼,两船相距24m,有一列水波在湖面上传播,使每只船每分钟上下浮动10次,当甲船位于波峰时,乙船位于波谷,这时两船之间还有一个波峰,则此水波的波速为多少?
m/s
由题意可知T=
s=6s。
设此波的波长为λ,则有24=λ+
,λ=16(m)
∴v=
m/s=
m/s。
能力提升
一、选择题(1~3题为单选题,4、5题为多选题)
1.(信阳市xx~xx学年高二下学期检测)A、B两列波在某时刻的波形如图所示,经过t=TA时间(TA为波A的周期),两波再次出现如图波形,则两波的波速之比vAvB不可能是( )
A.13B.12
C.21D.31
由图可知:
λA=a,
λB=a,
根据题意周期关系为:
t=TA,t=nTB(n=1、2、3…)
所以有:
vA=
,vB=
(n=1、2、3…)
故有:
(n=1、2、3…),故选项D不可能。
2.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=0.6s时的波形图,波的周期T>
0.6s,则( )
A.波的周期为2.4s
B.在t=0.9s时,P点沿y轴正方向运动
C.经过0.4s,P点经过的路程为4m
D.在t=0.5s时,Q点到达波峰位置
本题考查波形图象及图象上某点的振动情况,由题意知
T=0.6s,得T=0.8s,A错。
t=0.9s时P点沿y轴负向运动B错,经过0.4s,P点经过的路程为2A=0.4m,C错,Q点先向下运动经t=0.5s恰到达波峰位置D正确,正确答案D。
3.(绵阳南山中学xx~xx学年高二下学期期中)如图所示,一列简谐横波沿x轴正方向传播,从波传到x=5m的M点时开始计时,已知P点的振动周期为0.4s,下面说法中不正确的是( )
A.这列波的波长是4m
B.这列波的传播速度是10m/s
C.质点Q(x=9m)经过0.5s才第一次到达波峰
D.M点右边各质点开始振动时的方向都是向下
C
由图象可知这列波的波长是4m,故A正确;
根据v=
得:
波速v=10m/s,故B正确;
再经过0.5s,即波向前传播了1
个周期,Q点位于波谷,故C错误;
由质点带动法知Q点刚开始振动时振动方向向下,则M点右边各质点开始振动时的方向都是向下,故D正确。
4.一列简谐横波沿直线由A向B传播,A、B相距0.45m,下图是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/sB.3.0m/s
C.1.5m/sD.0.9m/s
由y-t图象知:
T=0.4s
由题意知:
0.45m=(n+
)λ
则v=
m/s(n=0,1,2,…)
当n=0时,v=4.5m/s
当n=1时,v=0.9m/s
当n=2时,v=0.5m/s
由此可判断出A、D项正确,B、C项错。
5.(三门峡市xx~xx学年高二下学期期末)如图所示,甲、乙、丙、丁为用频闪照相机连续拍摄的四张在x轴上0~6cm区间段简谐波的照片。
已知波沿x轴传播,照相机频闪时间间隔相等且小于波的周期,第一张照片与第四张照片间隔为1s,则由照片可知( )
A.波的波长为4m
B.波一定是沿+x方向传播
C.波速一定是4m/s
D.波可能是沿-x方向传播,且波速是9m/s
由图知,波长为λ=4m,故A正确;
由于无法确定图中质点的振动方向,也就无法判断波的传播方向,故B错误;
若波沿+x轴传播,则得t=1s=(n+
)T,波速v=
,联立得v=(4n+3)m/s,n=0,1,2,…当n=0时,v=3m/s;
同理得,若波沿-x轴传播,v=(4n+1)m/s,n=0,1,2,…当n=2时,v=9m/s,故C错误,D正确。
6.如图所示,图甲为某波在t=1.0s时的图象,图乙为参与该波动P质点的振动图象。
(1)求该波的波速。
(2)画出t=3.5s时的波形。
(1)4m/s
(2)见解析
(1)由图甲得波长λ=4m,由图乙得周期T=1s,所以波速v=
=4m/s。
(2)方法一:
平移法
由图乙可知1.0s时质点P向-y方向振动,所以图甲中的波沿x轴向左传播,传播距离Δx=vΔt=4×
3.5m=14m=(3+1/2)λ,所以只需将波形沿x轴负向平移
λ=2m即可,如图
(1)所示。
方法二:
特殊点法
如图
(2)所示,在图中取两特殊质点a、b,因Δt=3.5s=3
T,舍弃3取
,找出a、b两质点振动
后的位置a′、b′,过a′、b′画出正弦曲线即可。
7.如图是一列沿x正向传播的简谐横波在传播方向上相距3m的两质点P和Q的振动图象,其实线是P点的振动图象,虚线是Q点的振动图象,若P质点离波源比Q质点近,则该波的最大波长是多少?
若Q质点离波源比P点近,则该波的最大波长又是多少?
4m 12m
由同一时刻P、Q两点的位移,画出P、Q间的波形图。
由图可知t=0时,P在正向最大位移处,Q在平衡位置且向负向运动。
若P质点离波源近,则P、Q间的波形如图1所示,有
λ=3,λ=4m;
若Q质点离波源近,则P、Q间的波形如图2所示,则有
λ=3,λ=12m。
2019-2020年高中物理第12章第4节波的衍射和干涉同步练习新人教版选修3-4
1.下列现象或事实属于衍射现象的是( )
A.风从窗户吹进来
B.雪堆积在背风的屋后
C.水波前进方向上遇到凸出在水面上的小石块,小石块对波的传播没有影响
D.晚上看到水中月亮的倒影
波在传播过程中偏离直线传播绕过障碍物的现象称为波的衍射。
C与衍射现象相符。
2.利用发波水槽得到的水面波形如图a、b所示,则( )
A.图a、b均显示了波的干涉现象
B.图a、b均显示了波的衍射现象
C.图a显示了波的干涉现象,图b显示了波的衍射现象
D.图a显示了波的衍射现象,图b显示了波的干涉现象
由波的干涉和衍射概念知,图a是一列波的传播,显示了波的衍射现象,图b是两列波的传播,显示了波的干涉现象。
3.已知空气中的声速为340m/s。
现有几种声波:
①周期为1/20s,②频率为104Hz,③波长为10m。
它们传播时若遇到宽约为13m的障碍物,能产生显著的衍射现象的是( )
A.①和②B.②和③
C.①和③D.都可以
①、②、③三种声波的波长分别为λ1=340×
m=17m,λ2=
m=0.034m,λ3=10m,根据发生明显衍射现象的条件可知,①、③两声波的波长与障碍物的尺寸差不多,能产生明显的衍射现象,故C正确。
4.下列关于两列波相遇时叠加的说法正确的是( )
A.相遇后,振幅小的一列波将减弱,振幅大的一列波将加强
B.相遇后,两列波的振动情况与相遇前完全相同
C.在相遇区域,任一点的总位移等于两列波分别引起的位移的矢量和
D.几个人在同一房间说话,相互间听得清楚,这说明声