1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。课时素养评价八波长、频率和波速(40分钟100分)一、选择题(本题共7小题,每小题8分,共56分)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()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】选D。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
2、动频率与波的频率相同,又f=,故D正确;故选D。2.同一波源分别在甲、乙两种不同介质中产生的甲、乙两列波,它们的频率分别为f1、f2,波速分别为v1、v2,波长分别为1、2,在下列关系式中正确的是()A.=B.=C.=D.=【解析】选A。波的频率由波源决定,同一波源产生的两列波频率是一定的,所以f1=f2;根据波速公式v=f,f相同,则v,即有=,A正确、B、C、D错误。故选A。3.(2019北京高考)一列简谐横波某时刻的波形如图所示,比较介质中的三个质点a、b、c,则()A.此刻a的加速度最小B.此刻b的速度最小C.若波沿x轴正方向传播,此刻b向y轴正方向运动D.若波沿x轴负方向传播,a比c
3、先回到平衡位置【解析】选C。沿波的传播,波上各质点振动方向满足“上坡下,下坡上”,若波沿x轴正方向传播,b质点处在下坡位置,所以沿y轴正方向运动,C正确;质点的加速度与位移的关系满足F=-kx=ma,由此可知位移越大,加速度越大,质点a加速度最大,选项A错误;根据能量守恒可以知道,越靠近平衡位置速度越大,质点b的速度最大,选项B错误;若波沿x轴负方向传播,质点a经过四分之一周期回到平衡位置,质点c向上运动,回到平衡位置的时间小于四分之一周期,选项D错误。4.一列简谐横波沿x轴正向传播,传到M点时波形如图所示,再经0.6 s,N点开始振动,则该波的振幅A和频率f为()A.A=1 m,f=5 Hz
4、B.A=0.5 m,f=5 HzC.A=1 m,f=2.5 HzD.A=0.5 m,f=2.5 Hz【解析】选D。由图可知振幅A=0.5 m。波从M传到N的过程,波速v= m/s=10 m/s。由图可知=4 m,所以T=0.4 s,f=2.5 Hz。D正确。故选D。【加固训练】一列简谐横波沿x轴负方向传播,波速v=4 m/s。已知坐标原点(x=0)处质点的振动图象如图所示。在下列四幅图中能够正确表示t=0.15 s时波形的图是()【解析】选A。由题图可看出,t=0.15 s时质点的位移为正,且此时刻该质点正向y轴负方向振动,由此可断定只有A正确。故选A。5.如图甲所示为一列简谐横波在t=2 s
5、时波的图象,P为介质中的一个质点。图乙是质点P的振动图象,下列判断合理的是()A.质点P的振幅是4 cmB.质点P的周期是4 sC.该波的传播速度为v=1.0 m/sD.该波沿x轴负方向传播【解析】选C。由甲读出波长为:=2 m,振幅A=2 cm。由乙图读出周期为:T=2 s,则波速为:v=1 m/s,故选项C正确,A、B错误;由乙图可知,在t=2 s时P点向上振动,由甲图可知该波沿x轴正方向传播,选项D错误。故选C。6.(多选)一列简谐横波沿直线传播,该直线上平衡位置相距9 m的a、b两质点的振动图象如图所示,下列描述该波的图象可能正确的是()【解析】选A、C、D。由振动图象可知,在t=0时
6、刻,a位于波峰,b经过平衡位置向下运动;若波从a传到b,则有(n+)=9 m,(n=0,1,2,),解得= m,当n=0时,=12 m;若波从b传到a,则有(n+)=9 m,(n=0,1,2,),解得= m,当n=0时,=36 m;n=2时,=4 m;故A、C、D图象是可能的;故选A、C、D。7.(多选)(2020西安高二检测)如图所示为一列沿x轴传播的简谐横波,实线为t=0时刻的波形图,经过t1=6 s,波形图如图中虚线所示。已知波的周期T4 s,则下列说法正确的是()A.该波的波长为8 mB.该波的周期可能为8 sC.在t=9 s时,B质点一定沿y轴正方向运动D.B、C两质点的振动情况总是
7、相反的E.该列波的波速可能为 m/s【解析】选B、D、E。分析波形图,可知波长=4 m,故A错误;设波沿x轴正方向传播,则t1=(n+)T,n=0、1、2,其中T4 s,则n=0时,T=24 s,波速v= m/s ;n=1时,T= s,波速v= m/s;设波沿x轴负方向传播,则t1=(n+)T,n=0、1、2,其中T4 s,则n=0时,T=8 s,波速v=0.5 m/s,故B、E正确;当波沿x轴负方向传播时,T=8 s,在t=9 s时,B质点在平衡位置下方,沿y轴负方向运动,故C错误;B、C两质点平衡位置相隔半个波长,振动情况完全相反,故D正确;故选B、D、E。二、非选择题(14分)8.一列简
8、谐横波正在沿x轴的正方向传播,波速为0.5 m/s, t=0时刻的波形如图甲所示。(1)求横波中质点振动的周期T。(2)在图乙中画出t=1 s时刻的波形图(至少画出一个波长)。(3)在图丙中画出平衡位置为x=0.5 m处质点的振动图象(从t=0时刻开始计时,在图中标出横轴的标度,至少画出一个周期)。乙丙【解析】(1)由图甲读出波长=2 m,由波速公式v=得: T= s=4 s。(2)因为t=1 s=T,则简谐横波向右平移,画出t=1 s时刻的波形图如图所示。(3)从t=0时刻开始计时, x=0.5 m处质点的位移为正向最大,所以该处质点的振动图象是余弦曲线。画出平衡位置为x=0.5 m处质点的
9、振动图象如图所示。答案:(1)4 s(2)(3)9.(15分)(1)(多选)(2020郑州高二检测)一列简谐横波沿x轴传播,图甲是t=0.2 s时的波形图,P、Q是这列波上的两个质点,图乙是P质点的振动图象,下列说法正确的是()A.这列波的传播方向沿x轴正方向B.这列波的传播速度为15 m/sC.t=0.1 s时质点Q处于平衡位置正在向上振动D.P、Q两质点在任意时刻加速度都不可能相同E.P、Q两质点在某些时刻速度可能相同(2)位于坐标原点的波源S不断地产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波,波速v=40 m/s,已知t=0时刻波刚好传播到x=13 m处,部分波形图如图甲所示。根据以上条件求:波长
10、和周期T;从图示时刻开始计时,x=2 019 m处的质点第一次到达波峰需要多长时间?在图乙中画出t=1.25 s时,从波源到x=10 m处所有质点形成的波形。【解析】(1)选B、C、E。图甲是t=0.2 s时的波形图,图乙是P质点的振动图象,则在t=0.2 s时,质点P沿y轴负方向传播,根据波动规律可知,波沿x轴负方向传播,故A错误;由图甲确定波长=6.0 m,由图乙确定周期T=0.4 s,根据波长、波速和周期的关系可知v= m/s=15 m/s,故B正确;t=0.2 s时,质点Q处于波峰,则t=0.1 s=时,质点Q处于平衡位置向上振动,故C正确;质点P、Q的平衡位置,相隔,当质点P、Q关于
11、波谷或波峰对称分布时,位置相同,加速度相同,故D错误;t=0.2 s时,质点P向下运动,质点Q也向下运动,在某些时刻速度可能相同,故E正确。故选B、C、E。(2)由波形图可知:=8 m;则T= s=0.2 s;从图示时刻开始计时,x=2 019 m处的质点第一次到达波峰,则只需t=0时刻x=11 m处的波峰传到x=2 019 m处,需要的时间t= s=50.2 st=1.25 s时,波向x轴正向传播的距离为s=vt=401.25 m=50 m,则从波源到x=10 m处所有质点均振动=6个周期则形成的波形如图:答案:(1)B、C、E(2)8 m0.2 s50.2 s图见解析10.(15分)(1)
12、(多选)某同学漂浮在海面上,虽然水面波正平稳地以1.8 m/s的速率向着海滩传播,但他并不向海滩靠近。该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15 s。下列说法正确的是()A.水面波是一种机械波B.该水面波的频率为6 HzC.该水面波的波长为3 mD.水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时能量不会传递出去E.水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时振动的质点并不随波迁移(2)一列简谐横波t1时刻的波形如图中实线所示,t2时刻的波形如图中虚线所示,已知t=t2-t1=0.5 s。问:这列波的传播速度是多少?若波向左传播,且3Tt4T,波速是多大?若波速等于68 m/s,则波
13、向哪个方向传播?【解析】(1)选A、C、E。水波是机械振动在介质中传播形成的,A对;由题意可知T= s= s,f=0.6 Hz,波长=vT=3 m,B错、C对;波传播时将振源能量向外传播,而振动的质点并不随波迁移,D错、E对。故选A、C、E。(2)有两组解:若波向右传播,传播距离x=(n+),则有v右= m/s=(16n+4) m/s(n=0,1,2,);若波向左传播,传播距离x=(n+),则有v左= m/s=(16n+12) m/s(n=0,1,2,)。因波向左传播,且3Tt4T,则必有3x4,故n=3,v左=(163+12) m/s=60 m/s。因波速v=68 m/s,所以x=vt=680.5 m=34 m=(4+),故波向右传播。答案:(1)A、C、E(2)若波向右传播,v右=(16n+4) m/s(n=0,1,2,);若波向左传播,v左=(16n+12) m/s(n=0,1,2,)60 m/s向右关闭Word文档返回原板块
