人教版高二物理选修3-4(浙江)课后练习题卷：12.3 波长、频率和波速

3 波长、频率和波速
一、选择题
1．关于波速，下列说法正确的是( )
A．反映了质点振动的快慢
B．反映了振动在介质中传播的快慢
C．波速由介质和波源共同决定
D．波速与波源的频率成正比
答案 B
2．一根粗细均匀的绳子，右侧固定，使左侧的S点上下振动，产生一列向右传播的机械波，某时刻的波形如图1所示．下列说法中正确的是( )
图1
A．该波的波长逐渐增大
B．该波的频率逐渐增大
C．该波的周期逐渐增大
D．该波的波速逐渐减小
答案 B
3．男女生二重唱中，女高音和男中音的频率、波长和波速分别为f1、λ1、v1和f2、λ2、v2，它们之间的关系是( ) A．f1>f2，λ1>λ2，v1>v2
B．f1<f2，λ1<λ2，v1<v2
C．f1>f2，λ1<λ2，v1＝v2
D．以上说法都不正确
答案 C
4．一列简谐波在两时刻的波形分别如图2中实线和虚线所示，由图可确定这列波的( )
图2
A．周期B．波速C．波长D．频率
答案 C
5．平静湖面传播着一列水面波，在波的传播方向上有相距3m的甲、乙两小木块随波上下运动，测得两小木块每分钟都上下运动30次，甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰．这列水面波( )
A．频率是30Hz B．波长是3m
C．波速是1m/s D．周期是0.1s
答案 C
6．(多选)如图3所示，图甲为一列简谐横波在t＝0.5s时的波的图象，图乙为质点P的振动图象，下列说法正确的是( )
图3
A．波沿x轴正方向传播
B．波沿x轴负方向传播
C．波速为4m/s
D．波速为6m/s
答案AC
7．(2018·北仑中学高二第二学期期末)一列简谐横波沿x轴正方向传播．t＝0时，波传播到x轴上的B点，在它左边的质点A恰在负向最大位移处，如图4所示，在t＝0.2s时，质点A第一次出现在正向最大位移处，则( )
图4
A．该波的传播速度为10m/s
B．当波传播到质点C时，质点B在平衡位置处且向上运动
C．t＝1.0s时，质点C在平衡位置处且向上运动
D．t＝1.0s时，质点C在正向最大位移处
答案 C
8．(多选)(2018·温州期中)一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在t＝0时刻的波形如图5所示，已知波的传播速度为1m/s，下列说法正确的是( )
图5
A．此时P质点沿y轴正方向运动
B．经过0.1s，P、Q两质点的位移可能相同
C．经过0.2s，Q质点运动的路程为30cm
D．经过0.4s，P质点向x轴正方向移动了40cm
答案AC
9.(多选)(2018·金华十校高二上学期期末联考)如图6所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，x＝1.0m处的M质点从该时刻开始经0.6s第一次到达波谷位置，已知质点P的平衡位置坐标为x＝2.0m，质点Q的平衡位置坐标为x＝3.5m，则( )
图6
A．该简谐波的波速为5m/s
B．图示时刻质点Q正在沿y轴正方向运动
C．从图示时刻开始，质点Q经过0.7s第一次到达波峰位置
D．在某时刻，质点P和Q的速度、加速度可能都相同
答案AC
10．(多选)(2018·牌头中学期中)如图7所示，甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，乙为介质中x＝2m处的质点P以此时刻为计时起点的振动图象，质点Q的平衡位置位于x＝3.5m处，下列说法正确的是( )
图7
A．这列波沿x轴正方向传播
B．在0.3s时间内，质点P向右移动了3m
C．t＝0.1s时，质点P的加速度大于质点Q的加速度
D．t＝0.25s时，x＝3.5m处的质点Q到达波峰位置
答案ACD
二、非选择题
11．一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某一时刻的波形图象如图8所示，已知波的传播速率是16m/s.
图8
(1)指出这列波中质点振动的振幅是多少；
(2)画出再经过0.125s时的波形图象．
答案(1)10cm
(2)再经过0.125s波形沿x轴正方向移动的距离为Δx＝vΔt＝16×0.125m＝2m，所以再经过0.125s后的波形图象如图中的虚线所示．
12.一简谐横波某时刻的波形图如图9所示，该波沿x 轴正方向传播，质点P 的横坐标x ＝0.32m ．从此时刻开始计时，
图9
(1)若经过0.4s 第一次出现相同波形图，求波速； (2)若P 点经0.4s 第一次到达正向最大位移处，求波速． 答案 (1)2m/s (2)0.3 m/s
13．一列简谐横波在t ＝1
3
s 时的波形图如图10(a)所示，P 、Q 是介质中的两个质点．图(b)是质点Q 的振动图象．求：
图10
(1)波速及波的传播方向；
(2)质点Q的平衡位置的x坐标．
答案(1)18cm/s 沿x轴负方向传播(2)9cm
波的多解性及波的综合应用
一、选择题
1．一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，则该简谐波的波长可能为( )
A．4m、6m和8m B．6m、8m和12m
C．4m、6m和12m D．4m、8m和12m
答案 C
2．(多选)(2017·余姚中学高二期中)一列简谐横波沿如图1所示的x轴传播，a、b是其中相距为0.3m的两点．在某时刻，a质点位于平衡位置且向上运动，b质点恰好运动到下方最大位移处，已知横波的传播速度为60m/s，波长大于0.3m，则( )
图1
A．若该波沿x轴负方向传播，则频率为150Hz
B．若该波沿x轴负方向传播，则频率为100Hz
C．若该波沿x轴正方向传播，则频率为75Hz
D．若该波沿x轴正方向传播，则频率为50Hz
答案AD
3．如图2所示，实线为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形，虚线是该波在t＝0.20s时刻的波形，则此列波的周期可能为( )
图2
A．0.16s B．0.20s
C．0.32s D．0.40s
答案 A
4.(多选)如图3所示，一列简谐横波沿一直线向左传播，当直线上某质点a向上运动到达最大位移时，在a点右方与a点相距0.15m的b点刚好向下运动到最大位移处，则这列波的波长可能是( )
图3
A．0.6m B．0.3m
C．0.2m D．0.1m
答案BD
5．(多选)一简谐横波沿x轴传播，如图4所示，轴上a、b两质点相距12m，t＝0时a质点位于波峰，b质点位于波谷；t＝0.5s时，a质点位于波谷，b质点位于波峰．下列判断正确的是( )
图4
A．波一定沿x轴正方向传播
B．波长可能是8m
C．周期可能是0.2s
D．波速一定是24m/s
答案BC
6．(多选)一列简谐横波在t＝0时刻的波形如图5中的实线所示，t＝0.02s时刻的波形如图中虚线所示．若该波的周期T大于0.02s，则该波的传播速度可能是( )
图5
A．7 m/s B．3 m/s C．1 m/s D．5 m/s
答案BC
7．(多选)(2018·台州中学统练)一列简谐横波沿x轴传播，传播方向未知，t时刻与t＋0.4s时刻波形相同，两时刻在x轴上－3m～3m的区间内的波形如图6所示．下列说法中正确的是( )
图6
A．该波最大速度为10m/s
B．质点振动的最小频率为2.5Hz
C．在t＋0.2s时刻，x＝3m处的质点正在经过x轴
D．若波沿x轴正方向传播，处在O点的质点会随波向右运动
答案BC
8．(多选)一列简谐横波沿直线传播，该直线上的a、b两点相距4.42m．图7中实、虚两条曲线分别表示平衡位置在a、b两点处质点的振动曲线．从图示可知( )
图7
A．此列波的频率一定是10Hz
B．此列波的波长一定是0.1m
C．此列波的传播速度可能是34m/s
D．a点一定比b点距波源近
答案AC
9．(多选)一列简谐横波沿x轴传播，图8甲为在t＝1s时刻的波形图，P、Q为介质中x＝2m和x＝3m处的两质点，图乙为某质点的振动图象，由图象可知，下列说法中正确的是( )
图8
A．该简谐横波一定沿x轴正向传播，速度大小为1m/s
B．图乙不可能是质点P的振动图象
C．t＝2s时刻，质点P的速度一定最大，且一定沿y轴负方向
D．t＝3s时刻，质点Q的速度一定最大，且一定沿y轴正方向
答案BC
10．(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻波形图如图9中的实线所示，此时波刚好传到P点，t＋0.6s 时刻的波形如图中的虚线所示，a、b、c、P、Q是介质中的质点，则下列说法正确的是( )
图9
A．这列波的波速可能为150m/s
B．质点a在这段时间内通过的路程一定小于30cm
C．质点c在这段时间内通过的路程可能为60cm
D．如果T＝0.8s，则当t＋0.5s时刻，质点b、P的位移相同
答案CD
二、非选择题
11．如图10所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图．M、N两点的坐标分别为(－2,0)和(－7,0)，已知t＝0.5s时，M点第二次出现波峰．
图10
(1)这列波的传播速度多大？
(2)从t＝0时刻起，经过多长时间N点第一次出现波峰？
(3)当N点第一次出现波峰时，M点通过的路程为多少？
答案(1)20m/s (2)0.55s (3)0.4m
12．一列波沿直线传播，某时刻的波形图如图11所示，处在平衡位置上的a质点，与坐标原点相距0.6m，a正向上运动，再经0.02s，a将第一次到达波峰，则：
图11
(1)该波的传播方向；
(2)该波的周期；
(3)该波的波速．
答案(1)向左传播(2)0.08s (3)10m/s
13．一列简谐横波t1时刻的波形如图12中实线所示，t2时刻的波形如图中虚线所示，已知Δt＝t2－t1＝0.5s．问：
图12
(1)这列波的传播速度是多少？
(2)若波向左传播，且3T<Δt<4T，波速是多大？
(3)若波速等于68m/s，则波向哪个方向传播？
答案(1)若波向右传播，v右＝(16n＋4) m/s(n＝0,1,2，…)；若波向左传播，v左＝(16n＋12) m/s(n＝0,1,2，…)
(2)60m/s
(3)向右。