(教师用书)2021年高中物理(人教版)选修3-4-12-3-波长、频率和波速-课时作业.docx

一、选择题1关于波的周期，下列说法正确的是()A质点的振动周期就是波源的周期B波的周期是由波源驱动力的频率打算的来源:学。科。网Z。X。X。KC波的周期与形成波的介质的密度有关D经受整数个周期波形图重复毁灭，只是波峰向前移动了一段距离解析：选ABD.波的周期性是由质点振动的周期性打算的，故A选项正确；波的周期等于波源驱动力的周期，与介质无关，故B选项正确，C选项错误；D选项正是波的周期性的体现，故D正确2对于波速的理解正确的是()A波速表示振动在介质中传播的快慢B波速跟波源振动的快慢无关C波速表示介质质点振动的快慢D波速表示介质质点迁移的快慢解析：选AB.机械波是机械振动在介质中的传播，机械振动在介质中传播的快慢用波速表示，它的大小由介质本身打算，与介质质点的振动速度是两个不同的概念，介质中的质点在平衡位置时速度最大，在最大位移处速度为零质点并不随波迁移，在波的传播过程中，传播的是振动形式及能量，故选项C、D错误，选项A、B正确3(2022河南洛阳检测)一简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻其波形如图所示下列说法正确的是()A由波形图可知该波的波长B由波形图可知该波的周期C经周期后质点P运动到Q点D经周期后质点R的速度变为零解析：选AD.相邻两个波峰或波谷之间的距离等于波长，由波形图可知该波的波长4 cm，故A正确波动图象反映介质中质点在空间的分布状况，不能读出周期如知道波速，可求出周期，故B错误简谐横波沿x轴正方向传播，质点P上下振动，并不向前移动，故C错误简谐横波沿x轴正方向传播，则可推断出图示时刻质点R向下振动，经周期后到达波谷，速度变为零，故D正确4. 如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应分别为()A5 m,1 Hz来源:学+科+网Z+X+X+KB10 m,2 HzC5 m,2 HzD10 m,1 Hz解析：选A.从波动图象可以看出b、c之间为一个波长，所以波长5 mb点比a点的起振时间晚0.5 s，亦即波由a传播到b需要0.5 s，则波速v m/s5 m/s，T1 s，f1 Hz，A正确5一列横波在t0时刻的波形如图中实线所示，在t1 s时刻的波形如图中虚线所示由此可以判定此波的()A波长确定是4 cmB周期确定是4 s来源:Z。xx。k.ComC振幅确定是2 cmD传播速度确定是1 cm/s解析：选AC.由图象可知该波A2 cm，4 cm，故A、C正确由于波的传播方向未定，t1 s与周期关系未定，因此周期、波速不能确定，故B、D错误来源:Z+xx+k.Com6(2021高考重庆卷)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()来源:学&科&网A4 m、6 m和8 mB6 m、8 m和12 mC4 m、6 m和12 mD4 m、8 m和12 m解析：选C.由质点间沿波的传播方向的距离可确定波长，由题意得两质点间的距离可能为、，通过计算不难得到C项正确；A、B、D项错误7.在xOy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为2 m/s，振幅为A.M、N是平衡位置相距2 m的两个质点，如图所示在t0时，M通过其平衡位置沿y轴正方向运动，N位于其平衡位置上方最大位移处已知该波的周期大于1 s则()A该波的周期为 sB在t s时，N的速度确定为2 m/sC从t0到t1 s，M向右移动了2 mD从t s到t s，M的动能渐渐增大解析：选D.依据题意，M、N间的基本波形如图所示，则xn(n0,1,2，)，所以该简谐横波的波长 m(n0,1,2，)依据v，得简谐横波的周期T s(n0,1,2，)当n0时，T s；当n1时，T s又题设T1 s，所以该波的周期T s，选项A错误波的传播速度与质点的振动速度是两个不同的物理量，当t s时，N在平衡位置，振动速度最大但不愿定为2 m/s，选项B错误波在传播的过程中，介质质点不沿波的传播方向移动，选项C错误从t s到t s，M从正的最大位移处向平衡位置振动，速度渐渐增大，动能渐渐增大，选项D正确8.(2022洛阳一中高二期中)图中实线和虚线分别是x轴上传播的一列简谐横波在t0和t0.03 s时刻的波形图，x1.2 m处的质点在t0.03 s时刻向y轴正方向运动则()A该波的频率可能是125 HzB该波的波速可能是10 m/sCt0时x1.4 m处质点的加速度方向沿y轴正方向D各质点在0.03 s内随波迁移0.9 m解析：选A.由题x1.2 m处的质点在t0.03 s时刻向y轴正方向运动，可知波向右传播，则时间t(n)T，频率f Hz，(n0,1,2，)当n3时，f125 Hz，故A正确波速的通项vf40n30 m/s，n0,1,2，由于n是整数，故v不行能等于10 m/s，故B错误t0时x1.4 m处质点位于x轴上方，加速度方向沿y轴负方向，故C错误质点不随波迁移，故D错误9(2022高考新课标全国卷)图(a)为一列简谐横波在t0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置在x1.0 m处的质点，Q是平衡位置在x4.0 m处的质点；图(b)为质点Q的振动图象，下列说法正确的是()A在t0.10 s时，质点Q向y轴正方向运动B在t0.25 s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同C从t0.10 s到t0.25 s，该波沿x轴负方向传播了6 mD从t0.10 s到t0.25 s，质点P通过的路程为30 cmE质点Q简谐运动的表达式为y0.10sin 10t(国际单位) 解析：选BCE.由yt图象可知，t0.10 s时质点Q沿y轴负方向运动，选项A错误；由yt图象可知，波的振动周期T0.2 s，由yx图象可知8 m，故波速v40 m/s，依据振动与波动的关系知波沿x轴负方向传播，则波在0.10 s到0.25 s内传播的距离xvt6 m，选项C正确；其波形图如图所示，此时质点P的位移沿y轴负方向，而回复力、加速度方向沿y轴正方向，选项B正确；t0.15 sT，质点P在其中的T内路程为20 cm，在剩下的T内包含了质点P通过最大位移的位置，故其路程小于10 cm，因此在t0.15 s内质点P通过的路程小于30 cm，选项D错误；由yt图象可知质点Q做简谐运动的表达式为y0.10sint(m)0.10sin 10t(m)，选项E正确二、非选择题10(2022南京板桥中学高二期中)一列横波在x轴上传播，在t10时刻波形如图中实线所示，t20.05 s时刻波形如图中虚线所示求：(1)这列波的振幅和波长；(2)这列波的最小波速的大小和方向解析：(1)由图可知振幅A0.2 m，波长8 m.(2)若波向右传播，则t0.05 s时间内传播的距离x1v1t(n0,1,2，)速度v1，(n0,1,2，)若波向左传播，则t0.05 s时间内传播的距离x2v2t，(n0,1,2，)速度v2，(n0,1,2，)明显当n取同一数值时v1v2，取n0，最小速度v140 m/s，方向向右答案：见解析11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 m/s，求波的传播方向解析：(1)向左传播时传播的距离为x4 m(n0,1,2,3)，可能值有3 m、7 m、11 m，最小距离为3 m.(2)依据tT且k0,1,2,3得：T，在全部可能的周期中，当k0时T最大，故Tm0.8 s.(3)波在0.2 s内传播的距离xvt7 m，1，故可判得波向左传播答案：(1)3 m(2)0.8 s(3)向左传播12.一列向右传播的简谐横波传到R点时的波形如图所示，波速为v0.06 m/s，质点P、Q的坐标分别为xP0.96 m，xQ0.36 m，求：(1)质点P开头振动时，振动方向如何；(2)从图示时刻经多长时间，质点P第一次到达波谷；(3)质点P到达波峰时，质点Q在何处解析：(1)在波的传播方向上，各质点起振方向都相同，与此时刻x0.30 m处质点R的振动方向相同，沿y轴负方向(2)法一：由波的图象可得波长0.24 m，P点第一次到达波谷的时间即为P点前方距P点最近的波谷传播到P点所用的时间t s12 s.法二：可从“振动形式传播”的角度分析，由图象知，波长0.24 m，故波的周期T s4 s，R的振动形式传到P点所用的时间t1 s11 s，P开头振动后只需即可到达波谷，即t21 s，故再经过12 s，质点P第一次到达波谷(3)因xPQ0.6 m，所以P、Q两质点振动状况完全相反，当质点P达到波峰时，质点Q在波谷答案：(1)y轴负方向(2)12 s(3)波谷