2021年春高中物理选修3-4-课时达标·效果检测-12.3-波长.频率和波速.docx

温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调整合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。课时达标效果检测一、选择题1.一列波从空气传入水中,保持不变的物理量是()A.波速B.波长C.频率D.振幅【解析】选C。波的频率由波源打算,所以声波从空气进入水中,频率不变,波速变大,波长变长,所以C正确。2.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0.5s,b和c之间的距离是5m,则此列波的波长和频率应分别为()A.5m,1HzB.10m,2HzC.5m,2HzD.10m,1Hz【解析】选A。从波的图像可以看出,波长=5m,b点比a点的起振时间晚0.5s,则波速v=m/s=5m/s,所以T=1s,f=1Hz。3.如图所示为一列简谐波的波形图像,依据图像可确定该波的()A.波长、波速B.周期、波速C.波长、振幅D.周期、振幅【解析】选C。由波形图像可以直接确定该波的波长和质点振动的振幅,但不能确定波的周期和波速,故C正确。4.(2021北京高考)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4cmB.这列波的周期为1sC.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【解题指南】解答本题可按以下思路进行:(1)先由图像读出这列波的振幅和波长。(2)再由v=f=算出这列波的周期。(3)依据波的外形和波的传播方向推断质点的振动方向,最终由质点的位移分析质点加速度的大小。【解析】选D。由图像可知波的振幅为2cm,波长为8m,故A错误;依据v=f=可得该波的周期为2s,故B错误;依据波的外形和波的传播方向的关系或“同侧法”可知x=4m处的质点沿y轴正方向运动,C错误;由于x=4m处的质点的位移为零,说明回复力为零,即加速度为零,D正确。5.某一列简谐横波中的质点a的振动图像如图甲所示,这列简谐波在t=1s时的波形图如图乙所示,则()A.这列波沿x轴负方向传播,波速为v=0.02m/sB.这列波沿x轴负方向传播,波速为v=0.5m/sC.t=0到t=1s的时间内,质点a的位移始终在增大D.t=4s时刻,a质点经平衡位置向下运动【解析】选B。由振动图像可知,t=1s时,质点a从平衡位置向下运动,结合波的图像可知,波向左传播,由于T=2s,=100cm,所以v=50cm/s=0.5m/s,选项A错,B对;从t=0.5s到t=1s时间内,质点a的位移在减小,C错;t=4s时,质点a经平衡位置向上运动,D错。二、非选择题6.(2021东城区高二检测)一列沿x轴方向传播的简谐横波,某时刻的波形如图中的实线所示,经过2s后波形如图中虚线所示。求这列波的波速。【解析】由图可知:波长=8m若波沿x轴正方向传播:t=(n+)T由v=解得:v=(4n+1)(n=0,1,2,3)若波沿x轴负方向传播:t=(n+)T由v=解得:v=(4n+3)(n=0,1,2,3)答案:(4n+1)(n=0,1,2,3)或(4n+3)(n=0,1,2,3)【总结提升】波的图像的周期性特点(1)质点振动时,每隔一个周期总是重复前面的振动,所以每隔一个周期,波形恢复原波形,则t+nT时刻波的图像与t时刻的波形相同。t+(n+0.5)T(n=0,1,2)时刻波的图像与t时刻波形关于x轴对称。(2)沿着波的传播方向,每经过一个或几个波长,波形不变。一、选择题1.(多选)(2022深圳高二检测)关于公式v=f,下列说法中正确的是()A.v=f适用于一切波B.由v=f知,f增大,则波速v也增大C.v、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=f知,波长是6m的声波为波长是3m的声波传播速度的2倍【解析】选A、C。公式v=f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打算,与频率、波长无关,所以B、D错误;对同一列波,其频率由振源打算,与介质无关,C正确。【总结提升】关于波长、频率和波速理解的四个误区误区1:误认为波的传播速度等于质点的振动速度其缘由为没有正确理解振动和波动的关系,在同种介质中,波匀速传播,而质点的振动速度随时间做周期性变化。误区2:误认为振动状况总是相同的两个质点间的距离等于波长毁灭上述错误生疏的缘由是没有正确理解波长的概念,只有振动状况总相同的、相邻的两个质点间的距离等于波长。误区3:误认为波由一种介质进入另一种介质时,频率会发生变化究其缘由是忽视了打算频率的因素。波传播的频率等于波源的频率,波从一种介质进入另一种介质时,波源没有变化,频率也不会变化。误区4:误认为频率越高,波传播的速度会越大产生误区的缘由是没有正确理解波速的打算因素。波速与频率无关,不同频率的机械波在同一种介质中波速相同。2.(2022四川高考)如图所示,甲为t=1s时某横波的波形图像,乙为该波传播方向上某一质点的振动图像,距该质点x=0.5m处质点的振动图像可能是()【解析】选A。由甲图知波长为2m,由乙图知振动周期为2s、该质点不在平衡位置且开头时向上振动,与乙图质点相距0.5m处的质点不在平衡位置,则D错误;依据图像平移法无论波向右传播还是向左传播与乙图质点相差四分之一周期的质点再振动时位移都是减小的,则B、C错误,A正确。【变式训练】(多选)(2021杭州高二检测)一列波源在x=0处的简谐波,沿x轴正方向传播,周期为0.02s,t0时刻的波形如图所示。此时x=12cm处的质点P恰好开头振动。则()A.质点P开头振动时的方向沿y轴正方向B.波源开头振动时的方向沿y轴负方向C.此后一个周期内,质点P通过的路程为8cmD.这列波的波速为4.00m/s【解析】选B、D。依据波的传播方向与质点的振动方向的关系可以推断P点沿y轴负方向振动,A错误;质点P的起振方向与波源的起振方向相同,所以波源的起振方向也是沿y轴负方向,B正确;一个周期内,质点P通过的路程为振幅的4倍,是20cm,C错误;从图像可以看出这列波的波长为8cm,由v=计算可得波速为4m/s,D正确。3.(2022北京高考)一简谐机械横波沿x轴正方向传播,波长为,周期为T。t=0时刻的波形如图甲所示,a、b是波上的两个质点。图乙是波上某一质点的振动图像。下列说法中正确的是()A.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】选D。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;依据波的图像“同侧法”可以推断在零时刻,b在平衡位置且向下振动,D正确,C错误。【变式训练】(多选)一列简谐横波在某一时刻的波形图如图甲所示,图中P、Q两质点的横坐标分别为x=1.5m和x=4.5m。P点的振动图像如图乙所示。在下列四幅图中,Q点的振动图像可能是()【解析】选B、C。P、Q两质点间沿波的传播方向的距离为x=xQ-xP=3m=,波从P点传到Q点或者从Q点传到P点需要T。若波沿x轴正方向传播,则Q点落后P点,即Q点经T后与P点在t=0时的振动状况相同,B项正确;若波沿x轴负方向传播,则P点落后Q点,即P点经T后与Q点在t=0时的振动状况相同,C项正确。4.(2021重庆高考)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【解题指南】解答本题应留意以下两点:(1)两质点间波峰只有一个,则两质点间波形图可以确定。(2)利用两质点相距6m,可得波长的可能值。【解析】选C。由于该波上两质点处于平衡位置且相距6m,且两质点间波峰只有一个,故6m与波长的关系有三种可能:6m=,6m=,6m=,故波长的可能值为6m、12m、4m,C正确。二、非选择题5.一列简谐波在某时刻的图像如图所示,波沿x轴方向传播,经t=0.7s,质点b其次次毁灭在波峰上,求此波的传播速度。【解析】当波沿x轴正向传播时,此刻b点沿+y方向运动,经T其次次到达波峰,所以有:T=0.7s,T=0.56s,所以波速为v=7.1m/s。当波沿x轴负向传播时,此刻b点沿-y方向运动,经T其次次到达波峰,所以有:T=0.7s,T=0.4s,所以波速为v=10m/s。答案:沿x轴正向传播时为7.1m/s,沿x轴负向传播时为10m/s6.如图所示是一列横波在某一时刻的波形图,图像中x轴的正方向表示波的传播方向,y轴表示质点相对平衡位置的位移。已知波速为v=32m/s,试求:(1)波长是多少?(2)周期T是多少?(3)画出后的波形图,并用文字说明:B、D两点的振动如何?【解析】(1)由图可以看出,波长=8m。(2)依据v=可得:T=s=0.25s(3)波向前传播半个波长后,质点A、C分别在正最大位移和负最大位移处,速度为零;质点B在平衡位置,沿y轴正方向运动;质点D在平衡位置,沿y轴负方向运动。波的图像如图所示。答案:(1)8m(2)0.25s(3)见解析关闭Word文档返回原板块