高中物理--波长、频率和波速练习

高中物理-波长、频率和波速练习

基础夯实

一、选择题(1～5题为单选题,6题为多选题)

1．简谐机械波在给定的介质中传播时,下列说法中正确的是( D )

A．振幅越大,则波传播的速度越快

B．频率越大,则波传播的速度越快

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：波速与振幅和频率没有直接的因果关系,所以A、B错误；质点在一个周期内的运动路程只与振幅有关,与波速无关,并不一定等于波长,故C错误；质点振动频率与波的频率相同,又f

＝1

T

,故D正确。

2．下表给出30℃时,声波在不同介质中的传播速度。显然当声波由空气进入纯水中时,波速

增大,则下列说法中正确的是( B )

介质空气纯水盐水橡胶软木铜铁

波速(m/s)332 1 490 1 53130～50480 3 800 4 900 A．频率增大,波长不变B．频率不变,波长增大

C．频率和波长都不变D．频率和波长都变大

解析：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．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( B )

A．3cm；200Hz B．6cm；200Hz

C．2cm；400Hz D．12cm；50Hz

解析：由波形图可知,波长λ＝6cm,则周期为：T＝λ

v

＝

1

200

s,所以频率为：f＝

1

T

＝200Hz,故

B正确。

4．(北京大学附中河南分校高二下学期期中)一列简谐波沿x轴传播,t＝0时刻的波形如图甲所示,此时质点P正沿y轴负方向运动,其振动图象如图乙所示,则该波的传播方向和波速分别是

( A )

A ．沿x 轴负方向,60m/s

B ．沿x 轴正方向,60m/s

C ．沿x 轴负方向,30m/s

D ．沿x 轴正方向,30m/s

解析：由P 点此时的运动方向向下,得出此波沿x 轴负方向传播,由乙图可知：T ＝0.4s,由甲图可知：λ＝24m,所以v ＝

λT ＝24

0.4

m/s ＝60m/s,故选A 。 5．(北京市昌平区高二下学期期末)一简谐横波在x 轴上传播,波源的振动周期T ＝0.1s,t ＝0时刻的波形如图所示,且此时a 点向下运动,则( B )

A ．该波向左传播

B ．该波的波速为20m/s

C ．t ＝0.025s 时,a 质点将运动到波峰处

D ．t ＝0.05s 时,a 质点将运动到x ＝3.0m 处

解析：因为a 点向下运动,所以波向右传播,A 错；v ＝λT ＝20.1

m/s ＝20m/s,故B 对；t ＝0.025s

＝1

4

T ,a 质点运动到波谷处,C 错；质点只能上下振动,D 错。 6．(江西省玉山一中高二下学期期中)一列简谐横波,沿x 轴正方向传播,传播速度为10m/s,在t ＝0时的波形图如图所示,则下列说法正确的是( AC )

A ．此时x ＝1.25m 处的质点正在做加速度减小的加速运动

B ．x ＝0.7m 处的质点比x ＝0.6m 处的质点先运动到波峰的位置

C ．x ＝0处的质点再经过0.05s 时间可运动到波峰位置

D ．x ＝1m 处的质点在做简谐运动,其振动方程为y ＝0.4sin(10πt )(m)

解析：由波形图可知,此时x ＝1.25m 处的质点在x 轴上方向下振动,则其做加速度向下减小的加速运动,选项A 正确；此时刻x ＝0.7m 处的质点和x ＝0.6m 处的质点都在x 轴下方向下振动；因x ＝0.6m 处的质点位置比x ＝0.7m 处的质点位置距离平衡位置较远,故x ＝0.6m 处的质点比x

＝0.7m 处的质点先运动到波峰的位置,选项B 错误；周期T ＝λv ＝2

10

s ＝0.2s,x ＝0处的质点在t

＝0时刻在平衡位置向上振动,则再经过0.05s ＝T

4的时间可运动到波峰位置,选项C 正确；因ω＝

2π

T

＝10πrad/s ,则x ＝1m 处的质点在做简谐运动,其振动方程为y ＝－0.4sin(10πt )(m),选项D

错误；故选AC 。

二、非选择题

7．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？

答案：83

m/s

解析：由题意可知T ＝6010s ＝6s 。设此波的波长为λ,则有24＝λ＋λ

2

,λ＝16(m)

∴v ＝λT ＝166m/s ＝8

3

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．(福建省晋江市养正中学高二下学期期中)一列波长大于1m 的横波沿着x 轴正方向传播,处在x 1＝1m 和x 2＝2m 的两质点A 、B 的振动图象如图所示。由此可知( A )

A ．波长为43m

B ．波速为1m/s

C ．3s 末A 、B 两质点的位移相同

D ．1s 末A 质点的振动速度大于B 质点的振动速度

解析：波从A 向B 传播,AB 间的距离Δx ＝(n ＋3

4)λ,n ＝0,1,2,…由题,波长大于1m,则n 只

能取0,即有Δx ＝34λ,波长λ＝43m,波速为v ＝λT ＝1

3m/s,故A 正确,B 错误；3s 末A 、B 两质点的

位移分别为y A ＝－2cm,y B ＝0,位移不同,故C 错误；由振动图象读出,1s 末A 质点的位移y A ＝2cm,处于波峰,速度最小,B 质点的位移y B ＝0,处于平衡位置,速度最大,所以1s 末A 质点的速度小于B 质点的速度,故D 错误。