第十二章 第三节
基础夯实
一、选择题(1~5题为单选题,6题为多选题)
1.简谐机械波在给定的介质中传播时,下列说法中正确的是( D ) A.振幅越大,则波传播的速度越快 B.频率越大,则波传播的速度越快
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
解析:波速与振幅和频率没有直接的因果关系,所以A、B错误;质点在一个周期内的运动路程只与振幅有关,与波速无关,并不一定等于波长,故C错误;质点振动频率与波1
的频率相同,又f=,故D正确。
T
2.下表给出30℃时,声波在不同介质中的传播速度。显然当声波由空气进入纯水中时,波速增大,则下列说法中正确的是( B )
介 质 波速(m/s) 空气 332 纯水 1 490 盐水 1 531 橡胶 30~50 软木 480 铜 3 800 铁 4 900
A.频率增大,波长不变 C.频率和波长都不变
B.频率不变,波长增大 D.频率和波长都变大
解析:波在传播过程中频率不变,一列波从空气进入水中时,频率f不变,波速v增大,则由公式v=λf知波长增大。
3.如图所示是某一时刻的波形图象,波沿x轴正方向传播,波速是12m/s,则波长和频率分别是( B )
A.3cm;200Hz C.2cm;400Hz
B.6cm;200Hz D.12cm;50Hz
λ11解析:由波形图可知,波长λ=6cm,则周期为:T=v=s,所以频率为:f==200Hz,
200T故B正确。
4.(北京大学附中河南分校2016年高二下学期期中)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,60m/s C.沿x轴负方向,30m/s
B.沿x轴正方向,60m/s D.沿x轴正方向,30m/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=0.4s,λ24
由甲图可知:λ=24m,所以v==m/s=60m/s,故选A。
T0.4
5.(北京市昌平区2017年高二下学期期末)一简谐横波在x轴上传播,波源的振动周期T=0.1s,t=0时刻的波形如图所示,且此时a点向下运动,则( B )
A.该波向左传播 B.该波的波速为20m/s
C.t=0.025s时,a质点将运动到波峰处 D.t=0.05s时,a质点将运动到x=3.0m处
λ2
解析:因为a点向下运动,所以波向右传播,A错;v==m/s=20m/s,故B对;
T0.11
t=0.025s=T,a质点运动到波谷处,C错;质点只能上下振动,D错。
4
6.(江西省玉山一中2017年高二下学期期中)一列简谐横波,沿x轴正方向传播,传播速度为10m/s,在t=0时的波形图如图所示,则下列说法正确的是( AC )
A.此时x=1.25m处的质点正在做加速度减小的加速运动 B.x=0.7m处的质点比x=0.6m处的质点先运动到波峰的位置 C.x=0处的质点再经过0.05s时间可运动到波峰位置
D.x=1m处的质点在做简谐运动,其振动方程为y=0.4sin(10πt)(m)
解析:由波形图可知,此时x=1.25m处的质点在x轴上方向下振动,则其做加速度向下减小的加速运动,选项A正确;此时刻x=0.7m处的质点和x=0.6m处的质点都在x轴下方向下振动;因x=0.6m处的质点位置比x=0.7m处的质点位置距离平衡位置较远,故x
λ2
=0.6m处的质点比x=0.7m处的质点先运动到波峰的位置,选项B错误;周期T=v=s
10T
=0.2s,x=0处的质点在t=0时刻在平衡位置向上振动,则再经过0.05s=的时间可运动42π
到波峰位置,选项C正确;因ω==10πrad/s,则x=1m处的质点在做简谐运动,其振动
T方程为y=-0.4sin(10πt)(m),选项D错误;故选AC。
二、非选择题
7.甲、乙二人分乘两只船在湖中钓鱼,两船相距24m,有一列水波在湖面上传播,使每只船每分钟上下浮动10次,当甲船位于波峰时,乙船位于波谷,这时两船之间还有一个波峰,则此水波的波速为多少?
8答案:m/s 3
60λ
解析:由题意可知T=s=6s。设此波的波长为λ,则有24=λ+,λ=16(m)
102λ168
∴v==m/s=m/s。
T63
能力提升
一、选择题(1~3题为单选题,4、5题为多选题)
1.(福建省晋江市养正中学2017~2018学年高二下学期期中)一列波长大于1m的横波沿着x轴正方向传播,处在x1=1m和x2=2m的两质点A、B的振动图象如图所示。由此可知( A )
4A.波长为m 3B.波速为1m/s
C.3s末A、B两质点的位移相同
D.1s末A质点的振动速度大于B质点的振动速度
3
解析:波从A向B传播,AB间的距离Δx=(n+)λ,n=0,1,2,…由题,波长大于1m,
434λ1
则n只能取0,即有Δx=λ,波长λ=m,波速为v==m/s,故A正确,B错误;3s末
43T3A、B两质点的位移分别为yA=-2cm,yB=0,位移不同,故C错误;由振动图象读出,1s末A质点的位移yA=2cm,处于波峰,速度最小,B质点的位移yB=0,处于平衡位置,速度最大,所以1s末A质点的速度小于B质点的速度,故D错误。