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1、人教版高中物理选修3-4同步练习：12.3 波长、频率和波速一、选择题1一列沿直线传播的简谐横波，其传播速度为80 m/s，波源的振动图象如图所示，则这列波的波长和频率分别为()A800 m,10 HzB8 m,10 HzC8 m,1 Hz D4 m,20 Hz2简谐机械波在给定的介质中传播时，下列说法正确的是（ ） A振幅越大，则波传播的速度越快 B振幅越大，则波传播的速度越慢 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3图是同一机械波在两种不同介质中传播的波动图像从图中可以直接观察到发生变化的物理量是（ ） A波速 B频率 C周期
2、 D波长4A、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），两波再次出现如图所示的波形，则两波的波速之比vAvB可能是（ ） A13 B12 C21 D315一列简谐横波在x轴上传播，波源振动周期T=0.1 s，在某一时刻的波形如图所示，且此时a点向下运动则（ ） A波速为20 ms，波向x轴正方向传播 B波速为10 ms，波向x轴负方向传播 C波速为20 ms，波向x轴负方向传播 D波速为10 ms，波向x轴正方向传播6如图甲所示，某均匀介质中各质点的平衡位置在同一条直线上，相邻两点间距离为d质点1开始振动时速度方向竖直向上，振动南此开始向右传播经过时间t，前13个质
3、点第一次形成如图12-3-8乙所示的波形则该波的周期与波长分别为（ ） A，9d B，8d C， D，8d7一渔船停泊在岸边，若海浪的两相邻波峰的距离是12 m，海浪的速度是6 ms，则渔船摇晃的周期是（ ） A2 s B0.5 s C1 s D条件不足，无法判定8如图所示是一列沿x轴传播的简谐横波在某时刻的波形图，已知质点a的运动状态总是滞后于质点b的运动状态0.5s，质点b和质点c之间的距离是5cm,下列说法中正确的是（ ）A此列波沿x轴正方向传播 B此列波的频率为2HzC此列波的波长为10cm D此列波的传播速度为5cm/s 9如图所示，一列简谐横波频率为0.5 Hz，沿x轴正方向传播，
4、从图示时刻起，A质点至少要经过多少时间才能与B质点在图示时刻有完全相同的运动情况？（ ） A0.7 s B1.3 s C2.0 s D0.5 s10一列简谐横波沿x轴传播，t=0时的波形如图所示，质点A与质点B相距1 m，点A速度沿y轴正方方；t=0.02 s时，质点A第一次到正向最大位移处由此可知（ ） A此波的传播速度为25 ms B此波沿x轴负方向传播 C从t=0时起，经0.04 s，质点A沿波传播方向迁移了1 m D在t=0.04 s时，质点日处在平衡位置，速度沿y轴负方向11如图所示，已知一列横波沿x轴传播，实线和虚线分别是t1时刻和t2时刻的图像，已知t2=t1+s，振动周期为0.
5、5s，则波的传播方向与传播距离是（ ） A沿x轴正方向，6 m B沿x轴负方向，6 m C沿x轴正方向，2 m D沿x轴负方向，2 m12一列沿x轴方向传播的简谐横波，其周期为T，某时刻的波形图像如图中的实线所示，再经t=0.2 s的波形图如图中的虚线所示，则此列波的波速可能是（ ） A4.5 ms B6.5 ms C12.5 ms D17.5 ms13一列简谐横波在某一时刻的波形图像如图所示质点P在该时刻振动速度为v，经过0.2 s，质点P的速度仍为v；再经过0.2 s，质点P的速度大小为。而方向相反则这列波（ ） A沿x轴负方向传播，波速v=7.5 ms B沿x轴正方向传播，波速v=7.5
6、 ms C沿x轴负方向传播，波速v=5 ms D沿x轴正方向传播，波速v=5 ms二、填空题14如图所示，沿波的传播方向上有间距为1 m的13个质点ab、c、d、e、f、g、h、i、g、k、l、m，它们均静止在各自的平衡位置一列横波以1 ms的速度水平向右传播，在t=0时刻到达质点a，且a开始由平衡位置向上振动，在t=1 s时刻，质点a第一次到达最高点求： （1）这列波的波长为_，周期为_ （2）在图中画出g点第一次向下达到最大位移时的波形图像三、解答题15一列沿x方向传播的简谐横波，在t0时刻的波形如图所示，质点振动的振幅为10 cm.P、Q两点的坐标分别为(1,0)和(9,0)，已知t0.
7、7 s时，P点第二次出现波峰试计算：(1)这列波的传播速度多大？(2)从t0时刻起，经过多长时间Q点第一次出现波峰？(3)当Q点第一次出现波峰时，P点通过的路程为多少？16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，求它传播的最小距离； （2）若波向右传播，求它的最大周期； （3）若波速为35 ms，求波的传播方向 17某实验室中悬挂着一弹簧振子A和一单摆B，弹簧振子的弹簧和小球（球中间有孔）都套在固定的光滑竖直杆上某次有感地震中观察到静止的振子A开始振动4.0 s后，单摆B才开始摆动此次地震中同一震源产生的地震纵波和横波的波长分别为10 km和5.0
8、km，频率为1.0 Hz假设该实验室恰好位于震源的正上方，求震源离实验室的距离 【答案与解析】一、选择题1【答案】B【解析】由题意可知该波的周期T0.1 s，f10 Hz，根据，得vT8 m，故选项B正确2【答案】D 【解析】机械波在介质中传播的速度与介质的密度、弹性有关，与波的振幅、频率无关，因此选项A、B错误；在一个周期内，机械波的波形向前推进一个波长，振动质点仍在原平衡位置附近做往复运动，它通过的路程是振幅的4倍，选项C错误；频率越高，周期越短，波传播一个波长所用的时间（一个周期）越短，选项D正确3【答案】D 【解析】同一机械泼在不同介质中传播时，频率不会改变（由振源决定），波长和波速改
9、变，而从图像中能直接观察发生改变的量是波长故D项正确4【答案】A、B、C 【解析】由图可知TA=nTB，A=2B，且v=T，所以取n=1，2，3，故可知A、B、C正确5【答案】A 【解析】a点向下运动，可判断波向x轴正方向传播，由得v=20 ms6【答案】D 【解析】由题图乙知波长为质点1到质点9之间的距离为8d，可排除A、C在题图乙位置，质点1位于平衡位置，速度向上，而开始振动时质点1速度也为向上，说明时间t是周期的整数倍，又知道前13个质点第一次形成题乙所示波形，波形传播大于1个波长，若等于或大于3个波长，则不可能是第一次形成图示波形，故应该为2个波长，也就是周期为，可排除B，符合答案的只
10、有D7【答案】A 【解析】由波速公式，所以8【答案】D 【解析】由于质点的运动状态滞后于质点，可知波沿轴负方向传播，A错误；、的运动状态差半个周期，可知，故频率Hz，B错误；由图象可知，波长，C错误；，D正确。9【答案】A 【解析】=10 m，v=f=5 ms波峰传到A点历时10【答案】A、B 【解析】由图可知，=2 m，而t=0.02 s=，则T=0.08 s，ms，故A项正确由A点向上振动可知波向左传播，故B项正确由于波动质点并不随波迁移，故C项错误在t=0.04 s时B在平衡位置运动方向向上，故D项错误11【答案】C 【解析】振动周期T=0.5 s，又因为t2=t1+s，所以由t1到t2
11、经过了，由图可知波长为8 m，则波在这段时间传播距离L=8m=2 m波的传播方向可以选一个特殊点，例如2 m的质点，由平衡位置经过寺到波峰，即此质点由平衡位置向上运动，则波沿x轴正方向传播。12【答案】C、D 【解析】由图可知=2.0 m，当波向右传播时有t=+nT（n=0，1，2，），则依题意可得（n=0，1，2，），解出v右=2.5(4n+3) ms（n=0，1，2，）；同理，波向左传播时可得出v左=2.5(4n+1) ms（n=0，1，2，），可知C、D正确13【答案】C 【解析】由波的图像可直接读出振幅A=0.02 m，波长=4 m 根据质点P连续两个0.2 s的始末状态，求出振动周期
12、T，由公式便可求出速度（1） 质点振动过程示意图如图甲所示，设O点为质点P的平衡位置，a、d为最大位移处，b、c为速度等大处 设质点在b点速度为v，由b到c，历时tbc=0.2 s，速度仍为v，质点由c到d至c速度大小仍为v，但方向相反，历时tcdc=0.2 s 由简谐振动的对称性： ， 则 tOd=tOc+tcd=0.1 s+0.1 s=0.2 s 因为 ，所以T1=4tOd=40.2 s=0.8 s。（2） 质点P运动过程第二种示意图如图乙所示 质点由babcdc，历时0.2 s，速度仍为v。 质点由cbabc，历时为0.2 S，速度大小仍为v，方向相反由图乙可知，质点P在0.4 s内完成
13、周期的运动， 即 所以 当T1=0.8 s时，波速为 此时P质点向下运动，则波沿z轴负方向传播，由此可知选项C是正确的 当时，波速为 此时P质点向上运动，则波沿z轴正方向传播，由此可知A、B、D是不正确的二、填空题14【答案】（1）4 m 4 s （2）如图所示 【解析】由题意知周期T=4 s，波长=vT=4 m，当g点第一次到达最低点时的波形图如图所示 三、解答题 15【答案】(1)10 m/s(2)1.1 s(3)0.9 m【解析】(1)由题意可知该波的波长为4 m，P点与最近波峰的水平距离为3 m，距离下一个波峰的水平距离为7 m所以.(2)Q点与最近波峰的水平距离为11 m故Q点第一次
14、出现波峰的时间为.(3)该波中各质点振动的周期为Q点第一次出现波峰时质点P振动了t20.9 s则质点每振动经过的路程为10 cm当Q点第一次出现波峰时，P点通过的路程s0.9 m.16【答案】见解析【解析】（1）向左传播时传播的距离为 （n=0，1，2，3，）， 可能值有3 m，7 m，11 m，最小距离为3 m （2）根据得：，在所有可能的周期中，当k=0时最大，故Tm=0.8 s （3）波在0.2 s传播的距离s=vt=7 m，个波长，故可判得波向左传播17【答案】见解析【解析】设地震纵波和横波的传播速度分别为vP和vS，则 vP=fP， vS=fS 式中，f为地震波的频率，1和2分别表示地震纵波和横波的波长设震源离实验室的距离为s，纵波从震源传播到实验室所需时间为t，则s=vPt， s=vS(t+t) 式中，t为单摆B开始摆动的时刻与振子A开始振动的时刻之间的间隔由式得 代入数据得 s=40 km8