2019年高中物理 12.3 波長、頻率和波速課后知能檢測 新人教版選修3-4.doc

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2019年高中物理 12.3 波長、頻率和波速課后知能檢測 新人教版選修3-4 1. 關(guān)于波的頻率，下列說法正確的是(　　) A．波的頻率由波源決定，與介質(zhì)無關(guān) B．波的頻率與波速無直接關(guān)系 C．波由一種介質(zhì)傳到另一種介質(zhì)時，頻率要發(fā)生變化 D．由公式f＝可知，頻率與波速成正比，與波長成反比 【解析】　波的頻率等于振源的頻率，與介質(zhì)無關(guān)，與波速無關(guān)，故A、B正確． 【答案】　AB 2. (xx黃山檢測)一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，某時刻的波形如圖12－3－7所示．P為介質(zhì)中的一個質(zhì)點，從該時刻開始的一段極短時間內(nèi)，P的速度v和加速度a的大小變化的情況是(　　) 圖12－3－7 A．v變小，a變大　　　　　 B．v變小，a變小 C．v變大，a變大 D．v變大，a變小 【解析】　波向右傳播，所以P點在該時刻的振動方向向上，即正向平衡位置運動，所以速度變大，加速度變小，故D正確． 【答案】　D 3. (xx九江高二檢測)關(guān)于公式v＝λf，下列說法中正確的是(　　) A．v＝λf適用于一切波 B．由v＝λf知，f增大，則波速v也增大 C．v、λ、f三個量中，對同一列波來說，在不同介質(zhì)中傳播時保持不變的只有f D．由v＝λf知，波長是6 m的聲波為波長是3 m的聲波傳播速度的2倍 【解析】　公式v＝λf適用于一切波，無論是機械波還是電磁波，A正確；機械波的波速僅由介質(zhì)決定，與波的頻率f和波長λ無關(guān)，但同時給出波長和頻率時，二者的乘積λf反映了波速的大小，所以B、D錯誤；對同一列波，其頻率由波源決定，與介質(zhì)無關(guān)，故C項正確． 【答案】　AC 4. 沿x軸正方向傳播的一列簡諧橫波在t＝0時刻的波形如圖12－3－8所示，M為介質(zhì)中的一個質(zhì)點，該波的傳播速度為40 m/s，則t＝ s時(　　) 圖12－3－8 A．質(zhì)點M對平衡位置的位移一定為負值 B．質(zhì)點M的速度方向與對平衡位置的位移方向相同 C．質(zhì)點M的加速度方向與速度方向一定相同 D．質(zhì)點M的加速度方向與對平衡位置的位移方向相反 【解析】　當t＝ s時，波傳播的距離Δx＝vt＝40 m＝1 m，所以當t＝ s時波的圖象如圖所示，由圖可知，M對平衡位置的位移為正值，且沿y軸負方向運動，故選項A、B錯誤；根據(jù)F＝－kx及a＝知，加速度方向與位移方向相反，沿y軸負方向，與速度方向相同，選項C、D正確． 【答案】　CD 5 .一列簡諧橫波沿x軸傳播，t＝0時刻的波形如圖12－3－9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(　　) 甲　　　　　　　　　乙 圖12－3－9 A．沿x軸負方向，60 m/s B．沿x軸正方向，60 m/s C．沿x軸負方向，30 m/s D．沿x軸正方向，30 m/s 【解析】　由題意和波的圖象的物理意義可知，該波沿x軸負方向傳播，波長λ＝24 m；由題圖乙可知周期T＝0.4 s，所以波速為v＝＝60 m/s，故選項A正確． 【答案】　A 6 .一列簡諧橫波在t＝0時的波形圖如圖12－3－10所示．介質(zhì)中x＝2 m處的質(zhì)點P沿y軸方向做簡諧運動的表達式為y＝10 sin(5πt) cm.關(guān)于這列簡諧波，下列說法正確的是(　　) 圖12－3－10 A．周期為4.0 s B．振幅為20cm C．傳播方向沿x軸正方向 D．傳播速度為10 m/s 【解析】　根據(jù)質(zhì)點P的振動方程知，下一個時刻質(zhì)點P的位移為正值，因此該時刻質(zhì)點P向上振動，則波沿x軸正方向傳播，選項C正確；由ω＝2πf＝＝5π知，質(zhì)點的振動頻率為2.5 Hz，周期為0.4 s，則波速為v＝＝10 m/s，選項A錯誤，D正確；由題圖知，波的振幅為10 cm，選項B錯誤． 【答案】　CD 7. 一列簡諧橫波在t＝0時刻的波形如圖12－3－11中的實線所示，t＝0.02 s時刻的波形如圖中虛線所示．若該波的周期T大于0.02 s，則該波的傳播速度可能是(　　) 圖12－3－11 A．2 m/s B．3 m/s C．4 m/s D．5 m/s 【解析】　因波的周期T大于0.02 s，當簡諧波沿x軸正方向傳播時，＝t＝0.02 s，T＝0.08 s，λ＝0.08 m，則波速v＝＝1 m/s；當簡諧波沿x軸的負方向傳播時，T＝t＝0.02 s，T＝ s，波速v＝＝3 m/s，B對． 【答案】　B 8 .(xx煙臺檢測)一列橫波沿x軸正方向傳播，在t＝0時刻的波形曲線如圖12－3－12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0.4 s，則(　　) 圖12－3－12 A．這列波的波長為5 m B．這列波的傳播速度為10 m/s C．當t＝0.7 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 【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0.4 s，則波速為10 m/s；t＝0時刻平衡位置在x＝2 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，即為波峰從x＝2 m處推進到x＝9 m處所需的時間，為Δt＝ s＝0.7 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)．由以上分析可知，本題正確選項為B和C. 【答案】　BC 9 .(xx臨川質(zhì)檢)如圖12－3－13所示，S是x軸上的上、下振動的波源，振動頻率為10 Hz.激起的橫波沿x軸左右傳播，波速為20 m/s.質(zhì)點A、B到S的距離分別為sA＝36.8 m，sB＝17.2 m，且都已經(jīng)開始振動．若某時刻波源S正通過平衡位置向上振動，則該時刻(　　) 圖12－3－13 A．B位于x軸上方，運動方向向下 B．B位于x軸下方，運動方向向上 C．A位于x軸下方，運動方向向上 D．A位于x軸下方，運動方向向下 【解析】　由v＝λf，可得λ＝＝ m＝2 m．sB＝17.2 m＝8λ，去整留零，B的振動狀態(tài)應(yīng)跟與振源S相距λ的B′相同(如圖)．由此可判斷B點在x軸上方，運動方向向下．sA＝36.8 m＝18λ，去整18λ，留零λ.由于λ＜λ＜λ，所以A點在x軸下方，且運動方向向下．本題正確選項為A、D. 【答案】　AD 10 .(2011新課標全國高考)一振動周期為T、振幅為A、位于x＝0點的波源從平衡位置沿y軸正向開始做簡諧振動．該波源產(chǎn)生的一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，波速為v，傳播過程中無能量損失．一段時間后，該振動傳播至某質(zhì)點P，關(guān)于質(zhì)點P振動的說法正確的是(　　) A．振幅一定為A B．周期一定為T C．速度最大值一定為v D．開始振動的方向沿y軸向上或向下取決于它離波源的距離 E．若P點與波源距離s＝vT，則質(zhì)點P的位移與波源的相同 【解析】　質(zhì)點P振動的振幅、周期、開始振動的方向都與波源相同，故選項A、B正確，選項D錯誤；質(zhì)點振動的速度與波速v無關(guān)，選項C錯誤；E選項中，P點與波源振動情況完全一致，選項E正確． 【答案】　ABE 11 .(xx新課標全國高考)一簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t＝0時刻的波形如圖12－3－14(a)所示，x＝0.30 m處的質(zhì)點的振動圖象如圖(b)所示，該質(zhì)點在t＝0時刻的運動方向沿y軸________(填“正方向”或“負方向”)．已知該波的波長大于0.30 m，則該波的波長為________m. 圖12－3－14 【解析】　由題圖(b)可知，t＝0時刻質(zhì)點正在向上運動，故其運動方向沿著y軸正方向，且正好在八分之一周期的位置．考慮到波長大于0.30 m，因此在圖題(a)中該質(zhì)點應(yīng)處于八分之三波長處，有0.30 m＝λ，解得λ＝0.8 m. 【答案】　正方向　0.8 12 .水面上A、B兩只小船，一道水波沿A、B方向傳播，船每分鐘上下擺動20次，水波的速度是4 m/s，當A船位于波峰時，B恰好位于波谷位置，A、B兩船間還有4個波峰，能否分析出A、B兩船間的水平距離？ 【解析】　船每分鐘上下擺動20次，可得周期T＝ s＝3 s，波長λ＝vT＝12 m，當A船位于波峰時，B恰好位于波谷位置，且A、B間還有4個波峰，可作圖如圖所示，則由圖可知sAB＝4λ＝54 m. 【答案】　54 m