波长、频率和波速(习题)
A.0.7 s
B.1.3 s
C.2.0 s
D.0.5 s
10.一列简谐横波沿 x 轴传播,t=0 时的波形如图所示,质点 A 与质点 B 相距 1 m,点 A 速度沿 y 轴正方方;t=0.02 s 时,质点 A 第一次到正向最大位移处.由此可知( ) .
A.此波的传播速度为 25 m/s B.此波沿 x 轴负方向传播 C.从 t=0 时起,经 0.04 s,质点 A 沿波传播方向迁移了 1 m D.在 t=0.04 s 时,质点日处在平衡位置,速度沿 y 轴负方向
【解析】由图可知 =2.0 m,当波向右传播时有 t= T +nT(n=0,1,2,…) ,则依题意可得
3 4
T
0.8 (n=0,1,2,…) ,解出 v 右=2.5(4n+3) m/s(n=0,1,2,…) ;同理,波向左传播时可 4n 3
得出 v 左=2.5(4n+1) m/s(n=0,1,2,…) ,可知 C、D 正确. 13【答案】 .C 【解析】由波的图像可直接读出振幅 A=0.02 m,波长 =4 m. 根据质点 P 连续两个 0.2 s 的始末状态,求出振动周期 T,由公式 v f
t ,可排除 B,符合答案的只有 D. 2
T
,所以 T
v
12 s 2s . 6
v
24 s 0.4s , 故 A 项错. 60
1 3.5m 2s ,v=f =5 m/s.波峰传到 A 点历时 t 0.7s . f 5m / s
2
, =2 m,而 t=0.02 s=
vA A TB 2 / n .取 n=1,2,3…, vB B TA
T
得 v=20 m/s.
6. 【答案】D 【解析】由题图乙知波长为质点 1 到质点 9 之间的距离为 8d,可排除 A、C.在题图乙位置,质 点 1 位于平衡位置,速度向上,而开始振动时质点 1 速度也为向上,说明时间 t 是周期的整数倍,又 知道前 13 个质点第一次形成题乙所示波形,波形传播大于 1 个波长,若等于或大于 3 个波长,则不可 能是第一次形成图示波形,故应该为 2 个波长,也就是周期为 7. 【答案】A 【解析】由波速公式 v 8. 【答案】C、D 【解析】 横波的传播方向与质点的振动方向垂直, 故 B 项错; 由T 9. 【答案】A 【解析】 =10 m, T 10. 【答案】A、B 【解析】由图可知 s
T ,则 T=0.08 s, v 25 m/s,故 A 项正 T 4
确. 由 A 点向上振动可知波向左传播, 故 B 项正确. 由于波动质点并不随波迁移, 故 C 项错误. 在 t=0.04 s 时 B 在平衡位置运动方向向上,故 D 项错误. 11. 【答案】C 【解析】振动周期 T=0.5 s,又因为 t2=t1+
tb O t O c
1 1 t b s tcd tdc tcdc 0.1s , c0 . 1 , 2 2
则 tOd=tOc+tcd=0.1 s+0.1 s=0.2 s. 因为
1 tOd T1 ,所以 T1=4tOd=4×0.2 s=0.8 s。 4
(2) 质点 P 运动过程第二种示意图如图乙所示.
波长、频率和波速 一、选择题 1.男女声二重唱中,女高音和男中音的频率、波长和波速分别为 f1、 1、v1 和 f2、 2、v2,它 们之间的关系是( ) . A.f1>f2, 1> 2,v1>v2 B.f1<f2, 1< 2,v1<v2 C.f1>f2, 1< 2,v1=v2 D.以上说法都不正确 2.简谐机械波在给定的介质中传播时,下列说法正确的是( ) . A.振幅越大,则波传播的速度越快 B.振幅越大,则波传播的速度越慢 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 3.图是同一机械波在两种不同介质中传播的波动图像.从图中可以直接观察到发生变化的物理量 是( ) .
(1)这列波的波长为________,周期为________. (2)在图中画出 g 点第一次向下达到最大位移时的波形图像. 三、解答题 15.如图所示,甲、乙两图表示同一时刻同一列横波上相距 2 m 的两个质点 A 和 B 的振动图像, 已知波长为 2 m< <6 m.求:
(1)波通过 A、B 两点经历的时间 t 是多少? (2)没 P 点距 B 点
乙所示的波形.则该波的周期与波长分别为(
) .
A.
2 t ,9d 3
B.
2 t ,8d 3
C.
26 t d , 3 2
D.
t ,8d 2
7.一渔船停泊在岸边,若海浪的两相邻波峰的距离是 12 m,海浪的速度是 6 m/s,则渔船摇晃 的周期是( ) . A.2 s B.0.5 s C.1 s D.条件不足,无法判定 8.如图所示为一列简谐横波的波动图像.已知波速 v=60 m/s,且沿 x 轴正方向传播,从图中可 知( ) .
11. 如图所示, 已知一列横波沿 x 轴传播, 实线和虚线分别是 t1 时刻和 t2 时刻的图像, 已知 t2=t1+ 振动周期为 0.5s,则波的传播方向与传播距离是( ) .
1 s, 8
A.沿 x 轴正方向,6 m C.沿 x 轴正方向,2 m
B.沿 x 轴负方向,6 m D.沿 x 轴负方向,2 m
12.一列沿 x 轴方向传播的简谐横波,其周期为 T,某时刻的波形图像如图中的实线所示,再经 t=0.2 s 的波形图如图中的虚线所示,则此列波的波速可能是( ) .
A.4.5 m/s
B.6.5 m/s
C.12.5 m/s
D.17.5 m/s
13.一列简谐横波在某一时刻的波形图像如图所示.质点 P 在该时刻振动速度为 v,经过 0.2 s, 质点 P 的速度仍为 v;再经过 0.2 s,质点 P 的速度大小为。而方向相反.则这列波( ) .
A.波速
B.频率
C.周期
D.波长
4.A、B 两列波在某时刻的波形如图所示,经过 t=TA 时间(TA 为波 A 的周期) ,两波再次出现如 图所示的波形,则两波的波速之比 vA∶vB 可能是( ) .
A.1∶3
B.1∶2
C.2∶1
D.3∶1
5.一列简谐横波在 x 轴上传播,波源振动周期 T=0.1 s,在某一时刻的波形如图所示,且此时 a 点向下运动.则( ) .
【解析】机械波在介质中传播的速度与介质的密度、弹性有关,与波的振幅、频率无关,因此选 项 A、B 错误;在一个周期内,机械波的波形向前推进一个波长,振动质点仍在原平衡位置附近做往 复运动,它通过的路程是振幅的 4 倍,选项 C 错误;频率越高,周期越短,波传播一个波长所用的时 间(一个周期)越短,选项 D 正确. 3. 【答案】D 【解析】同一机械泼在不同介质中传播时,频率不会改变(由振源决定) ,波长和波速改变,而从 图像中能直接观察发生改变的量是波长.故 D 项正确. 4. 【答案】A、B、C 【解析】由图可知 TA=nTB, A=2 B,且 v= /T,所以 故可知 A、B、C 正确. 5. 【答案】A 【解析】a 点向下运动,可判断波向 x 轴正方向传播,由 v
质点由 b→a→b→c→d→c,历时 0.2 s,速度仍为 v。 质点由 c→b→a→b→c,历时为 0.2 S,速度大小仍为 v,方向相反.由图乙可知,质点 P 在 0.4 s 内完成
3 周期的运动, 2 3 即 0.4s T2 . 2
所以 T2
2 0.8 0.4s s. 3 3
三、解答题 15. 【答案】见解析 【解析】 (1)由于 sAB=2 m,而 2 m< <6 m,即告 在平衡位置,则 A、B 在波形图中位置。
3
s AB ,再由振动图像 A 在波峰,B
如 图 所 示 ( t=0 ), 即
3 8 2m , Байду номын сангаас m . 再 由 振 动 图 像 知 T=0.5 s . 所 以 4 3
A.波速为 20 m/s,波向 x 轴正方向传播 B.波速为 10 m/s,波向 x 轴负方向传播 C.波速为 20 m/s,波向 x 轴负方向传播 D.波速为 10 m/s,波向 x 轴正方向传播 6.如图甲所示,某均匀介质中各质点的平衡位置在同一条直线上,相邻两点间距离为 d.质点 1 开始振动时速度方向竖直向上, 振动南此开始向右传播. 经过时间 t, 前 13 个质点第一次形成如图 12-3-8
1 T s,所以由 t1 到 t2 经过了 ,由图可知波长为 8 m,则 8 4
波在这段时间传播距离 L= × =8× m=2 m.波的传播方向可以选一个特殊点,例如 2 m 的质点, 由平衡位置经过寺到波峰,即此质点由平衡位置向上运动,则波沿 x 轴正方向传播。 12. 【答案】C、D
1 4
1 4
T
便可求出速度.
(1) 质点振动过程示意图如图甲所示,设 O 点为质点 P 的平衡位置,a、d 为最大位移处,b、 c 为速度等大处.
设质点在 b 点速度为 v, 由 b 到 c, 历时 tbc=0.2 s, 速度仍为 v, 质点由 c 到 d 至 c 速度大小仍为 v, 但方向相反,历时 tcdc=0.2 s. 由简谐振动的对称性:
2 m,且在 AB 之间,从 t1=0 开始,经过 l s 后 P 点通过的路程是多少? 3
16.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. 17.某实验室中悬挂着一弹簧振子 A 和一单摆 B,弹簧振子的弹簧和小球(球中间有孔)都套在 固定的光滑竖直杆上. 某次有感地震中观察到静止的振子 A 开始振动 4.0 s 后, 单摆 B 才开始摆动. 此 次地震中同一震源产生的地震纵波和横波的波长分别为 10 km 和 5.0 km,频率为 1.0 Hz.假设该实验 室恰好位于震源的正上方,求震源离实验室的距离. 【答案与解析】 一、选择题 1. 【答案】C 【解析】由于两声音是同一种机械波,因而波速相同,A、B 两项均排除,而音高即是频率高, 即 f1>f2,再由 v= f 知,v 相同,f1>f2,所以 1< 2,因而 C 项正确,D 项错误. 2. 【答案】D