人教版高中物理选修3-4课时作业 12-3 波长、频率和波速 Word版含解析

一、单选题(每小题6分，共42分)
1．下列等于一个波长的是(　C　)
A．在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离
B．波峰与波峰间的距离或波谷与波谷间的距离
C．一个周期内振动传播的距离
D．一个正弦波形的曲线长
2．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vA∶vB不可能是(　D　)
A．1∶3 B．1∶2
C．2∶1 D．3∶1
解析：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．
3．一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6 m，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(　C　)
A．4 m、6 m和8 m B．6 m、8 m和12 m
C．4 m、6 m和12 m D．4 m、8 m和12 m
解析：由于该波上两质点处于平衡位置且相距6 m，且两质点间波峰只有一个，故6 m与波长λ的关系有三种可能：6 m＝λ，6 m＝，6 m＝λ，故波长的可能值为6 m、12 m和4 m，C正确．
4．一列简谐横波在t＝0时刻的波形如图中的实线所示，t＝0.02 s时刻的波形如图中虚线所示．若该波的周期T大于0.02 s，则该波的传播速度可能是(　B　)
A．2 m/s B．3 m/s
C．4 m/s D．5 m/s
解析：本题考查横波的图象和波速公式及考生的理解能力和推理能力．t5．一列简谐波沿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，60 m/s　　 B．沿x轴正方向，60 m/s
C．沿x轴负方向，30 m/s D．沿x轴正方向，30 m/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＝0.4 s，由甲图可知：λ＝24 m，所以v＝＝ m/s＝60 m/s，故选A.
6．下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0.5 s，b和c之间的距离是5 m，则此列波的波长和频率分别为(　A　)
A．5 m,1 Hz B．10 m,2 Hz
C．5 m,2 Hz D．10 m,1 Hz
解析：从波的图象可以看出，波长λ＝5 m，b点比a点的起振时间晚0.5 s，则波速v＝＝ m/s＝5 m/s，所以T＝＝1 s，f＝＝1 Hz.
7．在均匀的介质中，各质点的平衡位置在同一直线上，相邻两个质点的距离均为a，如图甲所示．振动从质点1开始并向右传播，其振动初速度方向竖直向上，经过时间t前13个质点第一次形成的波形图如图乙所示，则该波的周期T、波速v分别是(　A　)
A.， B.t，
C．t， D.t，
解析：质点1起振方向向上，其振动传播到质点13，用时T，质点13起振方向向上，而题中用时为t，质点13的振动方向向下，故质点13已振动了的时间，则有t＝2T，波传播了2λ的距离，λ＝8a，故v＝＝，故正确答案为A.
二、多选题(每小题8分，共24分)
8．如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，从波传到x＝5 m的M点时开始计时，已知P点的振动周期为0.4 s，下面说法中正确的是(　ABD　)
A．这列波的波长是4 m
B．这列波的传播速度是10 m/s
C．质点Q(x＝9 m)经过0.5 s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
解析：由图象可知这列波的波长是4 m，故A正确；根据v＝得：波速v＝10 m/s，故B正确；再经过0.5 s，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．
9．一列简谐横波沿直线由A向B传播，A、B相距为0.45 m，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(　AD　)
A．4.5 m/s B．3.0 m/s
C．1.5 m/s D．0.9 m/s
解析：由y?t图象知：T＝0.4 s，由题意知：0.45 m＝λ，则v＝＝ m/s(n＝0,1,2,3…)，当n＝0时，v＝4.5 m/s，当n＝1时，v＝0.9 m/s，当n＝2时，v＝0.5 m/s，由此可判断出A、D项正确，B、C项错误．
10．如图所示，1,2,3，…，10各点间的距离均是1 m，当t＝0时，点1开始向上振动，经0.1 s第一次达到最大位移，而振动向右传播至点3，则以下结论正确的是(　BD　)
A．波的传播速度是10 m/s，周期是0.4 s
B．波的频率是2.5 Hz，波长是8 m
C．再经0.1 s波传播到点5，点4达到平衡位置
D．从1开始振动计时，波传播到点10时，经过了0.45 s，点8达到最大位移
解析：由题意可知，＝0.1 s,1、3点间距是波长的四分之一，即T＝0.4 s，λ＝8 m，v＝＝20 m/s，再经过0.1 s，波传播了Δx＝2 m，波传播到点5，点4不在平衡位置，从1传播到点10，t＝＝0.45 s，点8达到最大位移处，B、D正确．
三、非选择题(共34分)
11．(14分)如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为t1＝0时的波形图，此时P质点向y轴负方向运动，虚线为t2＝0.01 s时的波形图．已知周期T>0.01 s.
(1)波沿x轴正(选填“正”或“负”)方向传播．
(2)求波速．
答案：100 m/s
解析：(1)由题意可知波沿x轴正方向传播．
(2)由题意知，λ＝8 m
t2－t1＝T①
v＝②
联立①②式，代入数据解得v＝100 m/s.
12．(20分)如图所示，实线是某时刻的波形图线，虚线是0.2 s后的波形图线．
(1)若波向左传播，求它传播的距离及最小距离；
(2)若波向右传播，求它的周期及最大周期；
(3)若波速为35 m/s，求波的传播方向．
答案：(1)(4n＋3)m(n＝0,1,2…)　3 m
(2)s　0.8 s
(3)向左
解析：(1)由题图知，λ＝4 m，
若波向左传播，传播的距离的可能值为Δx＝nλ＋λ＝(4n＋3)m(n＝0,1,2…)，
最小距离为当n＝0，此时Δxmin＝3 m.
(2)若波向右传播，Δx＝(nλ＋λ)m，
所用时间为Δt＝(n＋)T＝0.2 s，故T＝ s，
所以最大周期为当n＝0时，此时Tmax＝0.8 s.
(3)Δx＝v·Δt＝35×0.2 m＝7 m＝(λ＋3)m，
由以上分析易知，波向左传播．