2019高中物理第十二章第3課時波長頻率和波速對點練+鞏固練含解析新人教版.docx

第3課時波長、頻率和波速對點訓練知識點一波長、波速和頻率的關(guān)系1(多選)下列對波速的理解正確的是()A波速表示振動在介質(zhì)中傳播的快慢B波速表示介質(zhì)質(zhì)點振動的快慢C波速表示介質(zhì)質(zhì)點遷移的快慢D波速跟波源振動的快慢無關(guān)答案AD解析機械振動在介質(zhì)中傳播的快慢用波速表示，它的大小由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定，與介質(zhì)質(zhì)點的振動速度是兩個不同的概念，與波源振動快慢無關(guān)，故A、D正確；波速不表示質(zhì)點振動的快慢，介質(zhì)質(zhì)點也不隨波遷移，因此B、C錯誤。2(多選)關(guān)于對波速、波長和頻率的關(guān)系vf的理解，下列說法中正確的是()Avf，說明提高波源頻率，它產(chǎn)生的波的波速成正比增長B由vf可知，波長大的波，其傳播速度v一定大Cv、f三個量中，對于同一機械波通過不同介質(zhì)時，只有f不變D關(guān)系式vf適用于一切機械波答案CD解析波速只與傳播介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，所以A和B均錯誤。頻率由波源決定，與介質(zhì)無關(guān)，所以同一機械波f不變。在不同介質(zhì)中，因速度變化，從而也變化，所以C正確。3如圖所示，位于介質(zhì)和分界面上的波源S，產(chǎn)生兩列分別沿x軸負方向與正方向傳播的機械波。若在兩種介質(zhì)中波的頻率及傳播速度分別為f1、f2和v1、v2，則()Af12f2，v1v2Bf1f2，v105v2Cf1f2，v12v2Df105f2，v1v2答案C解析波的頻率與波源的振動頻率相同，與介質(zhì)無關(guān)，所以f1f2，由圖知1L,32L，得122，由vf，得v12v2，故C正確。知識點二波的多解4(多選)一列簡諧橫波在x軸上傳播，某時刻波形如圖所示，經(jīng)02 s質(zhì)點b第一次到達正向最大位移處，則該波傳播速度為()A5 m/s B10 m/sC15 m/s D20 m/s答案AC解析由題意知波長4 m。由于質(zhì)點振動方向不確定，應分兩種情況討論：若質(zhì)點b向上振動，則t02 sT，即T08 s，v5 m/s，A正確。若質(zhì)點b向下振動，則t02 sT，即T s，v15 m/s，C正確。5如圖所示，實線是某時刻的波形圖，虛線是02 s后的波形圖線，求：(1)若波向左傳播，求它傳播的最小距離；(2)若波向右傳播，求它的最大周期；(3)若波速是35 m/s，求它的傳播方向。答案(1)3 m(2)08 s(3)向左傳播解析(1)由圖可知4 m，若波向左傳播，傳播距離xn(n0,1,2，)，則最小值為3 m。(2)若波向右傳播xn(n0,1,2，)，所用時間tnT02 s。T s(n0,1,2，)，所以當n0時，有最大周期Tmax08 s。(3)xtv0235 m7 m m，所以波向左傳播。知識點三波動和振動綜合應用6如圖甲為一列簡諧橫波在t0時的波的圖象，圖乙為該波中x2 m處質(zhì)點P的振動圖象，下列說法正確的是()A波速為8 m/sB波沿x軸負方向傳播Ct05 s，P點的動能最大Dt0到t25 s，P點振動路程為18 cm答案C解析由波動圖象讀出波長4 m，由振動圖象讀出周期T1 s，則波速v4 m/s，故A錯誤；由振動圖象上t0時刻讀出P點的速度方向沿y軸正方向，則由波動圖象根據(jù)“上下坡”法判斷出波沿x軸正方向傳播，故B錯誤；t05 s，P點到達平衡位置，速度最大，動能最大，故C正確；t25 s25T，P點振動路程為s254A2 cm，故D錯誤。7位于x0處的波源從平衡位置開始沿y軸正方向做簡諧運動，振動周期為T1 s，該波源產(chǎn)生的簡諧橫波沿x軸正方向傳播，波速為v4 m/s。關(guān)于x5 m處的質(zhì)點P，下列說法正確的是()A質(zhì)點P振動周期為1 s，速度的最大值為4 m/sB某時刻質(zhì)點P到達波峰位置時，波源處于平衡位置且向下振動C質(zhì)點P開始振動的方向沿y軸負方向D質(zhì)點P沿x軸正方向隨波移動答案B解析質(zhì)點P振動周期與O點振動周期相同，也為T，但其振動速度與波速不同，故A錯誤；波長vT4 m，OP相距5 m，為，P點振動比波源落后T，故當某時刻P點到達波峰時，波源應在平衡位置處且向下振動，故B正確；根據(jù)波的特點：簡諧波傳播過程中，質(zhì)點的起振方向都與波源的起振方向相同，故質(zhì)點P開始振動的方向沿y軸正方向，故C錯誤；質(zhì)點不會隨波向前傳播，只是在其平衡位置上下振動，故D錯誤。8(多選)由原點O處的波源發(fā)出的一列簡諧波沿x軸正向傳播，在t0時刻的波形曲線如圖所示。已知這列波的質(zhì)點P連續(xù)出現(xiàn)兩次波峰的時間間隔為04 s，則()A這列波的波長為5 mB這列波的傳播速度為10 m/sC當t07 s時，質(zhì)點Q第一次到達波峰D質(zhì)點Q到達波峰時，質(zhì)點P恰好到達波谷答案BC解析從波形圖象可知此波的波長是4 m；根據(jù)題意可知周期為04 s，則波速為v10 m/s；t0時刻平衡位置在x2 m處的質(zhì)點正處于波峰。因此，使質(zhì)點Q第一次到達波峰所需經(jīng)過的時間，即波峰從x2 m處推進到x9 m處所需時間為t s07 s；P、Q兩質(zhì)點相距8 m，即兩個波長；當兩者均已振動時，對平衡位置的位移總是相同的(包括大小和方向)，即質(zhì)點Q到達波峰時，質(zhì)點P也在波峰。由以上分析可知，B、C正確。9一列簡諧橫波沿x軸傳播。t0時刻的波形如圖甲所示，此時質(zhì)點P正沿y軸負方向運動，其振動圖象如圖乙所示，則該波的傳播方向和波速分別是()A沿x軸負方向，60 m/sB沿x軸正方向，60 m/sC沿x軸負方向，30 m/sD沿x軸正方向，30 m/s答案A解析從甲圖的波動圖象可知，質(zhì)點P向y軸負方向運動，由“上下坡”法可知波沿x軸負方向傳播，并且可看出波長為24 m，從乙圖可知，周期為04 s，由v計算可得，波速為60 m/s，故A正確。10如圖所示，S點為振動源，其頻率為100 Hz，所產(chǎn)生的橫波向右傳播，波速為80 m/s，P、Q是波傳播途徑中的兩點，已知SP42 m，SQ54 m。當S通過平衡位置向上運動時，則()AP在波谷，Q在波峰BP在波峰，Q在波谷CP、Q都在波峰DP通過平衡位置向上運動，Q通過平衡位置向下運動答案A解析振源振動的頻率即為波傳播的頻率，因此由波速公式vf得 m08 m，P點距S為 42 m，即5，而S通過平衡位置向上運動時，距S右側(cè)處的質(zhì)點在波谷，因此質(zhì)點P也在波谷。Q點距S為54 m，即6，而S通過平衡位置向上運動時，距S右側(cè)處的質(zhì)點在波峰，因此質(zhì)點Q也在波峰，故A正確。11(多選)一列簡諧橫波沿直線傳播，以波源O由平衡位置開始振動為計時零點，質(zhì)點A的振動圖象如圖所示，已知O、A的平衡位置相距09 m。以下判斷正確的是()A波長為12 mB波源起振方向沿y軸正方向C波速大小為04 m/sD質(zhì)點A的動能在t4 s時最大答案AB解析由A的振動圖象可知，A經(jīng)過3 s開始振動，OA間距09 m，波速v m/s03 m/s；振動的周期T4 s，所以波長vT034 m12 m；介質(zhì)中質(zhì)點的起振方向和波源的起振方向相同，由質(zhì)點A的起振方向可以判斷波源的起振方向沿y軸的正方向；t4 s時A距離平衡位置最遠，速度最小，動能最小，故A、B正確。12如圖所示為一列在均勻介質(zhì)中沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在某時刻的波形圖，波速為2 m/s，質(zhì)點P在波峰，質(zhì)點Q相對平衡位置的位移為3 cm，則下列說法正確的是()A質(zhì)點P的振幅比質(zhì)點Q的大B質(zhì)點P的振幅比質(zhì)點Q的小C從圖示時刻開始，質(zhì)點P的振動方程為y6cos cmD從圖示時刻開始，質(zhì)點P的振動方程為y6sin cm答案C解析該波是簡諧橫波，介質(zhì)中各振動質(zhì)點的振幅都相等，所以P點與Q點的振幅相等，故A、B錯誤；由圖知波長12 m，則該波的周期T s6 s，圖示時刻質(zhì)點P位于波峰，從圖示時刻開始，質(zhì)點P的振動方程為余弦曲線，即為yAcos6cos cm6cos cm，所以C正確，D錯誤。易錯點波的多解問題13如圖是一列沿x正向傳播的簡諧橫波在傳播方向上相距3 m的兩質(zhì)點P和Q的振動圖象，其實線是P點的振動圖象，虛線是Q點的振動圖象，則該波的最大波長為_ m。易錯分析題目只是告訴我們P、Q是沿x正方向傳播的簡諧橫波，在傳播方向上相距3 m的兩個質(zhì)點，沒有說哪個質(zhì)點離波源較近。因此必須分兩種情況討論。若P質(zhì)點離波源較近。若Q質(zhì)點離波源較近。此題往往遺漏其中一種。答案4 m或12解析由同一時刻P、Q兩點的位移，畫出P、Q間的波形圖。由圖可知t0時，P在正向最大位移處，Q在平衡位置且向負向運動。若P質(zhì)點離波源近，則P、Q間的波形如圖1所示，有3，4 m；若Q質(zhì)點離波源近，則P、Q間的波形如圖2所示，則有3，12 m。提升訓練一、選擇題1(多選)關(guān)于波長的下列說法中正確的是()A機械振動在一個周期內(nèi)傳播的距離就是一個波長B在波形圖上位移相同的相鄰兩質(zhì)點之間的距離等于一個波長C在波形圖上速度最大且相同的相鄰兩質(zhì)點間的距離等于一個波長D在波形圖上振動情況總是相同的兩點間的距離等于一個波長答案AC解析機械振動在一個周期內(nèi)向遠處傳播一個完整的波形，故A正確；由波形圖可見，在一個完整的波形上，位移相同的相鄰質(zhì)點之間的距離等于波長的整數(shù)倍，故B錯誤；速度最大且相同的質(zhì)點，在波形圖上是在平衡位置上，如果相鄰，那么正好是一個完整波形的兩個端點，所以C正確；振動情況總是相同的兩點間的距離是波長的整數(shù)倍，故D錯誤。2介質(zhì)中有一列簡諧機械波傳播，對于其中某個振動質(zhì)點()A它的振動速度等于波的傳播速度B它的振動方向一定垂直于波的傳播方向C它在一個周期內(nèi)走過的路程等于一個波長D它的振動頻率等于波源的振動頻率答案D解析機械波傳播時，質(zhì)點是在平衡位置附近做簡諧運動，而波在均勻介質(zhì)中是勻速傳播，質(zhì)點振動的速度與波的傳播速度是完全不同的，兩者之間沒有必然聯(lián)系，A錯誤；在縱波中，質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上，B錯誤；質(zhì)點在一個周期內(nèi)走過的路程為四個振幅，而不是一個波長，C錯誤；介質(zhì)中的質(zhì)點做受迫振動，其振動頻率等于驅(qū)動力的頻率，D正確。3如圖a所示為波源的振動圖象(在t0時刻之前波源就已經(jīng)開始振動了)，圖b為xy平面內(nèi)沿x軸傳播的簡諧橫波在t0時刻的波形圖象，此刻P點向y軸負方向運動，關(guān)于圖上x04 m處的Q點的說法正確的是()At0時，速度最大，其大小為01 m/s，方向沿y軸正方向Bt0到t5 s內(nèi)，通過的路程為20 cmCt2 s時，運動到x02 m處Dt3 s時，加速度最大，且方向向下答案B解析由振動圖象a讀出周期為T4 s，由波動圖象b讀出波長為04 m，則波速為v01 m/s。由圖b看出，t0時，Q點處于平衡位置，速度最大，方向沿y軸正方向，但其速度大小與波速是兩回事，不一定是01 m/s，無法求出其速度大小，故A錯誤；t0到t5 s內(nèi)，經(jīng)歷的時間為t1T，Q點通過的路程是s4A54 cm20 cm，所以B正確；質(zhì)點Q隨波做簡諧運動，并不向前移動，不可能運動到x02 m處，故C錯誤；t3 sT，質(zhì)點Q到達波谷，加速度最大，方向向上，故D錯誤。4(多選)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，圖(a)是t0時刻的波形圖，圖(b)和圖(c)分別是x軸上某兩處質(zhì)點的振動圖象。由此可知，這兩質(zhì)點平衡位置之間的距離可能是()A m B m C1 m D m答案BD解析根據(jù)振動圖象(b)可知：t0時刻該質(zhì)點位移為正最大，可能對應于波動圖象中坐標x1 m和x2 m的兩個質(zhì)點。根據(jù)振動圖象(c)可知：t0時該質(zhì)點位移為005 m且向負方向運動，應是波動圖象坐標為x3 m處的質(zhì)點。因此這兩質(zhì)點平衡位置之間距離可能為xx3x1 m或xx2x3 m，故B、D正確。5 (多選)一列簡諧橫波沿x軸傳播，t0時的波形如圖所示，質(zhì)點A與質(zhì)點B相距1 m，A點速度沿y軸正方向，t002 s時，質(zhì)點A第一次到正向最大位移處。由此可知()A此波的傳播速度為25 m/sB此波沿x軸負方向傳播C從t0時起，經(jīng)004 s，質(zhì)點A沿波傳播方向遷移了1 mD在t004 s時，質(zhì)點B處在平衡位置，速度沿y軸負方向答案AB解析由圖可知AB，2 m，而t002 s，則T008 s，v25 m/s，故A正確；由A點向上振動可知波向左傳播，故B正確；由于波動質(zhì)點并不隨波遷移，故C錯誤；在t004 s時B在平衡位置運動方向向上，故D錯誤。6如圖，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，實線和虛線分別表示t10和t205 s(T05 s)時的波形，能正確反映t375 s時波形圖的是()答案D解析由波動圖象可知，t2t1T，T2 s(T05 s)，t33T，由“上下坡”法可知t10時，O點向下振動，可以分析出在t3時刻O點剛好在波峰的位置，故D正確。7(多選)一列簡諧橫波沿x軸傳播，某時刻t0的圖象如圖所示，經(jīng)過t12 s的時間，這列波恰好第三次重復出現(xiàn)圖示的波形。根據(jù)以上信息，可以確定()A該列波的傳播速度Bt12 s時間內(nèi)質(zhì)點P經(jīng)過的路程Ct06 s時刻的波形Dt06 s時刻質(zhì)點P的速度方向答案ABC解析從圖象可知波長8 m，經(jīng)過t12 s時間，恰好第三次重復出現(xiàn)圖示的波形，可知周期T04 s，從而確定波速v20 m/s，t12 s時間內(nèi)質(zhì)點P經(jīng)過的路程s4A3120 cm，由于不知道波的傳播方向，t06 s時，質(zhì)點P的振動方向不確定，但由于t06 s15T，可以確定該時刻的波形圖，故A、B、C正確。8(多選)一列簡諧橫波沿繩傳播，振幅為02 m，傳播速度為1 m/s，頻率為05 Hz。在t0時刻，質(zhì)點a正好經(jīng)過平衡位置，沿著波的傳播方向()A在t0時刻，距a點2 m處的質(zhì)點離開其平衡位置的距離為02 mB在(t01 s)時刻，距a點15 m處的質(zhì)點離開其平衡位置的距離為02 mC在(t02 s)時刻，距a點1 m處的質(zhì)點離開其平衡位置的距離為02 mD在(t03 s)時刻，距a點05 m處的質(zhì)點離開其平衡位置的距離為02 m答案BD解析 m2 m，T2 s，在t0時刻距a點2 m處質(zhì)點，恰與a點相距一個波長，該點的振動狀態(tài)與a完全相同，也應該在平衡位置，A錯誤；在(t01 s)時刻，因為T2 s，過了半個周期，a點仍在平衡位置，離a點為15 m(075)的質(zhì)點離開其平衡位置的距離為02 m，B正確；在(t02 s)時刻是經(jīng)過了一個周期，在距離a點1 m(05)的質(zhì)點在平衡位置，C錯誤；在(t03 s)時刻是經(jīng)過了一個半周期，a點仍在平衡位置，距a點05 m(025)的質(zhì)點離開平衡位置的距離為振幅02 m，D正確。9一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，t0時刻的波形如圖中實線所示，t02 s時刻的波形如圖中虛線所示，則()A質(zhì)點P的運動方向向右B波的周期可能為027 sC波的頻率可能為125 HzD波的傳播速度可能為20 m/s答案C解析質(zhì)點P不可能沿波的傳播方向移動，A錯誤；波沿x軸正方向傳播，由兩個時刻的波形可知，02 skT，顯然，將027 s代入，k不可能為非負整數(shù)，B錯誤；頻率125 Hz，對應的周期為08 s，代入上式得k0，C正確；波速v m/s，將20 m/s代入，k不可能為非負整數(shù)，D錯誤。10如圖為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t0時的波形，當R點在t0時的振動狀態(tài)傳到S點時，PR范圍內(nèi)(含P、R)有一些質(zhì)點正在向y軸負方向運動，這些質(zhì)點的x坐標取值范圍是()A2 cmx4 cm B2 cmx4 cmC2 cmx3 cm D2 cmx3 cm答案C解析從圖象可以看出t0時，質(zhì)點R通過平衡位置沿y軸正方向振動，R質(zhì)點t0的振動狀態(tài)傳到S質(zhì)點時，經(jīng)過了周期，質(zhì)點R處于負最大位移處，質(zhì)點P正通過平衡位置沿y軸負方向運動，此時PR范圍內(nèi)正在向y軸負方向運動的x坐標范圍為：2 cmx3 cm，所以C正確。二、非選擇題11如圖所示，一列向右傳播的簡諧橫波，波速大小為06 m/s，P質(zhì)點橫坐標x096 m，從圖中狀態(tài)開始計時，求：(1)經(jīng)過多長時間，P質(zhì)點第一次到達波谷？(2)經(jīng)過多長時間，P質(zhì)點第二次到達波峰？(3)P質(zhì)點剛開始振動時，運動方向如何？答案(1)13 s(2)19 s(3)沿y軸負方向解析(1)P質(zhì)點第一次到達波谷的時間，就是初