《波长频率和波速》同步练习1.docx
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《波长频率和波速》同步练习1
《波长、频率和波速》同步练习
课前预习练
1.在波动中,________________总是相同的两个________质点间的距离,叫做波长,通
常用λ表示.在横波中,两个________________或两个________________之间的距离等
于波长.在纵波中,两个________________或两个________________之间的距离等于波
长.
2.在波动中,各个质点的振动周期或频率是____________,它们都等于________的振动
周期或频率,这个周期或频率也叫做____的周期或频率,周期和频率的关系为
____________.
3.机械波在介质中传播的速度等于________和________的比值,即v=________=
________,此关系也适用于以后要学习的电磁波.
4.关于波长,下列说法中正确的是( )
A.在一个周期内,沿着波的传播方向,振动形式在介质中传播的距离是一个波长
B.两个相邻的、在振动过程中运动方向总是相同的质点间的距离是一个波长
C.在横波中,两个相邻波峰(或两个相邻波谷)之间的距离等于一个波长
D.在纵波中,两个密部(或两个疏部)之间的距离等于波长
5.在波的传播方向上,位移时刻相同的两个质点,其平衡位置间的距离为( )
A.波长B.半波长的奇数倍
C.波长的整数部D.半波长的偶数倍
6.对波速的正确理解是( )
A.波速表示机械振动在介质中传播的快慢
B.波速表示介质质点振动的快慢
C.波速表示介质质点迁移的快慢
D.波速跟波源的频率有关
课堂探究练
[概念规律练]
知识点一 对波长和频率的理解
1.如图1所示是一列简谐波在某一时刻的波形图象.下列说法中正确的是( )
图1
A.质点A、C、E、G、I在振动过程中位移总是相同
B.质点B、F在振动过程中位移总是相同
C.质点D、H的平衡位置间的距离是一个波长
D.质点A、I在振动过程中位移总是相同,它们的平衡位置间的距离是一个波长
2.关于波的频率,下列说法正确的是( )
A.波的频率由波源决定,与介质无关
B.波的频率与波速无直接关系
C.波由一种介质传到另一种介质时,频率要发生变化
D.由公式f=可知,频率与波速成正比,与波长成反比
知识点二 波长、波速和周期(频率)的关系
3.对于公式v=λf的理解,正确的是( )
A.v=λf适用于一切波
B.由v=λf知,机械波的频率f增大,则波速v也增大
C.v、λ、f三个量中,对同一列机械波来说,在不同介质中传播时保持不变的只有f
D.由v=λf知,波长是2m的声音比波长是4m的声音传播速度小2倍
4.在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点,相邻两质点的距离均为L,如
图2(a)所示,一列横波沿该直线向右传播,t=0时到达质点1,质点1开始向下运动,
经过时间Δt第一次出现如图(b)所示的波形.则该波:
图2
(1)波长为多少?
(2)质点振动的周期为多少?
(3)波速为多少?
[方法技巧练]
一、波传播的周期性和双向性
5.在如图3所示的图象中,实线是一列简谐横波在某一时刻的图象,经过t=0.2s后列
波的图象如图中虚线所示.求这列波的波速.
图3
6.如图4所示,A、B是一列简谐横波中的两点.某时刻,A正处于正向最大位移处,
另一点B恰好通过平衡位置向-y方向振动.已知A、B的横坐标分别为xA=0m、xB
=70m,并且波长λ符合不等式:
20m<λ<80m.求波长λ.
图4
二、由某时刻的波形确定Δt前后的波形
图5
7.如图5所示是一列简谐波在某时刻的波形图,若每隔0.2s波沿+x方向行进0.8m,
试画出17s后的波形图.
8.如图6(a)是一列简谐横波在t=0.2s时的波形图,其中O是波源,图(b)是波上某一点
P的振动图象.
图6
(1)该波的波长为________m,周期为________s,波速为________m/s.
(2)说明P质点的位置.
(3)画出t=0.4s和t=0.55s的波形图
课后巩固练
1.关于波长,下列说法正确的是( )
A.机械振动在一个周期内传播的距离就是一个波长
B.在波形图上位移相同的相邻两质点间的距离等于一个波长
C.在波形图上速度相同的相邻两质点间的距离等于一个波长
D.在波形图上振动情况总是相同的两质点间的距离等于一个波长
2.一列简谐波在两时刻的波形分别如图7中实线和虚线所示,由图可确定这列波的( )
图7
A.周期B.波速C.波长D.频率
3.一列简谐横波沿x轴正向传播,传到M点时波形如图8所示,再经0.6s,N点开始
振动,则该波的振幅A和频率f为( )
图8
A.A=1m f=5Hz
B.A=0.5m f=5Hz
C.A=1m f=2.5Hz
D.A=0.5m f=2.5Hz
4.如图9为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时的波形.当R点在t=0时的振
动状态传到S点时,PR范围内(含P、R)有一些质点正在向y轴负方向运动,这些质点
的x坐标取值范围是( )
图9
A.2cm≤x≤4cmB.2cm<x<4cm
C.2cm≤x<3cmD.2cm<x≤3cm
5.如图10所示,位于介质Ⅰ和Ⅱ分界面上的波源S,产生两列分别沿x轴负方向与正
方向传播的机械波.若在这两种介质中波的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2,则( )
图10
A.f1=2f2,v1=v2B.f1=f2,v1=0.5v2
C.f1=f2,v1=2v2D.f1=0.5f2,v1=v2
图11
6.如图11所示,1,2,3,...,10各点间的距离均是1m,当t=0时,点1开始向上振动,
经0.1s第一次达到最大位移,而振动向右传播至点3,则以下结论正确的是( )
A.波的传播速度是10m/s,周期是0.4s
B.波的频率是2.5Hz,波长是8m
C.再经0.1s波传播到点5,点4达到平衡位置
D.从1开始振动计时,波传播到点10时,经过了0.45s,点8达到最大位移
图12
7.一列横波沿x轴传播,某时刻的波形如图12所示,质点A的平衡位置与坐标原点O
相距0.5m,此时质点A沿y轴正方向运动,经过0.02s第一次到达最大位移处.由此
可知( )
A.这列波的波长为2m
B.这列波的频率为50Hz
C.这列波的波速为25m/s
D.这列波沿x轴正方向传播
8.图13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0.5s,b和c之间的距离是5m,则此列波的波长和频率应分别为( )
图13
A.5m,1HzB.10m,2Hz
C.5m,2HzD.10m,1Hz
9.一列简谐横波在t=0时刻的波形如图14中的实线所示,t=0.02s时刻的波形如图中
虚线所示.若该波的周期T大于0.02s,则该波的传播速度可能是( )
图14
A.2m/sB.3m/sC.4m/sD.5m/s
10.
图15
如图15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时刻的图象,已知t2=t1+s,振动周期为0.5s,则波的传播方向与传播距离是( )
A.沿x轴正方向,6m
B.沿x轴负方向,6m
C.沿x轴正方向,2m
D.沿x轴负方向,2m
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
11.简谐波沿x轴传播,波源的振动周期T=2s.t=0时的波形如图16所示,M处的质
点此时正经过平衡位置沿y轴正方向运动.画出t=1.5s时的波形图.
图16
12.如图17所示的实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线,经0.2s后,其波形如图
中虚线所示.设该波的周期T大于0.2s,求:
图17
(1)由图中读出波的振幅和波长;
(2)如果波向右传播,波速是多大,波的周期是多大.
第3节 波长、频率和波速
课前预习练
1.振动相位 相邻 相邻波峰 相邻波谷 相邻密部
相邻疏部
2.相同的 波源 波 f=
3.波长 周期 fλ
4.ABC [本题考查对波长定义的理解,涉及的方面比较多,有一定的难度.根据波动中时间与空间的对应性,时间是周期的多少倍,振动形式在介质中传播的距离就是波长的多少倍,选项A正确;根据波长的定义知选项B、C正确,D错误.]
5.D [关键是把握住“位移时刻相同”,由波长的定义知,波长的整数倍即是半波长的偶数倍,选项D正确.]
6.A [波速表示振动这种形式在介质中传播的快慢,A正确,B错;波在传播过程中质点不随波迁移,C错;波速只与介质有关,与波源的频率无关,比如声音在空气中的速度约为340m/s,并不区别是什么物体发出的声音(即声音的频率),故D错.]
课堂探究练
1.BC [从图象中可以看出质点A、C、E、G、I在该时刻的位移都是零,由于波的传播方向是向右的,容易判断出质点A、E、I的速度方向是向下的,而质点C、G的速度方向是向上的,因而这五个点的位移不总是相同,A错误;质点B、F是同处在波峰的两个点,它们的振动步调完全相同,在振动过程中位移总是相等,B正确;质点D、H是处在相邻的两个波谷的点,它们的平衡位置之间的距离等于一个波长,C正确;虽然质点A、I在振动过程中位移总是相同,振动步调也完全相同,但由于它们不是相邻的振动步调完全相同的两个点,它们的平衡位置之间的距离不是一个波长(应为两个波长),D错误.]
点评 波长是指在波动中振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离,要注意切不可把“在振动中位移总是相同的相邻质点”与“在振动中某一时刻位移相同的质点”混为一谈,另外还要注意,“相邻”二字,不要把波长的概念理解为“两个在振动中位移总是相同的质点间的距离”.
2.AB [波的频率由振源的频率决定,与波速和介质都无关,波在不同介质中传播时频率保持不变,故A、B正确,C、D不正确.]
点评 机械波在传播过程中,后面质点的振动情况总要重复波源的振动情况,因此波的频率只与波源有关.
3.AC [公式v=λf适用于一切波,无论是机械波还是电磁波,A正确;机械波的波速仅由介质决定,与频率f无关,所以B、D错;对同一列波,其频率由波源决定,与介质无关,故C正确.]
点评 ①机械波的波速仅由介质决定,与频率和波长无关;②机械波的频率由振源决定,与介质无关.
4.
(1)8L
(2)Δt (3)
解析
(1)由图象可知:
质点1、9是两个相邻的且振动情况总是相同的两个质点,它们的平衡位置之间的距离即为一个波长,即λ=8L.
(2)t=0时,波刚传到质点1,且质点1起振方向向下,说明波中各质点的起振方向均向下,在Δt后由图象可知质点9的振动方向向上,说明它已经振动了,因此Δt=T+,即T=Δt.
(3)波速v===.
点评 波在一个周期内传播的距离为一个波长,则波速为v=.求波速的另一方法为v=.Δx、t分别为波传播的距离和时间.
5.见解析
解析 该题考查波传播的双向性和时间的周期性.从波的图象可读出波长λ=4m,振幅=A=2cm.此题引起多种可能答案的原因有两个,一个是传播方向的不确定,一个是时间t和周期T的大小关系不确定
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