2022年高二物理 第10單元45分鐘過關(guān)檢測(cè)(訓(xùn)練13 波長(zhǎng)、頻率和波速)(有解析) 大綱人教版第二冊(cè)

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1、2022年高二物理 第10單元45分鐘過關(guān)檢測(cè)(訓(xùn)練13 波長(zhǎng)、頻率和波速)(有解析) 大綱人教版第二冊(cè) 基礎(chǔ)鞏固·站起來,拿得到! 1.關(guān)于機(jī)械波的概念,下列說法中正確的是…( ) A.相隔一個(gè)周期的兩時(shí)刻,簡(jiǎn)諧波的圖象相同 B.質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向總是垂直于波的傳播方向 C.波的頻率等于波源的頻率 D.波中質(zhì)點(diǎn)完成一次全振動(dòng),波就向前傳播一個(gè)波長(zhǎng)的距離  答案:ACD 解析:由波的圖象的周期性可知,經(jīng)歷時(shí)間是周期的整數(shù)倍,所得到的波形與原波形重合,所以A選項(xiàng)正確.根據(jù)橫波與縱波的定義可知,B選項(xiàng)是錯(cuò)誤的.波的頻率是介質(zhì)中各振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率,等于波源的頻率,所以C選項(xiàng)

2、正確.由v=得λ=v·T,所以D選項(xiàng)也是正確的. 2.如圖所示為一列簡(jiǎn)諧橫波的某一時(shí)刻的波形圖,以下判斷正確的是( ) A.B點(diǎn)振幅為零 B.C、E兩點(diǎn)間的距離為半個(gè)波長(zhǎng) C.A、C兩點(diǎn)的位移相同 D.波在A、B兩點(diǎn)間傳播的時(shí)間為周期 答案:D 解析:簡(jiǎn)諧波在傳播時(shí),介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)重復(fù)振源的振動(dòng)形式,因此介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅與波源的振幅相等,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤.C、E兩點(diǎn)平衡位置間的距離是半個(gè)波長(zhǎng),C、E兩點(diǎn)的實(shí)際距離大于半個(gè)波長(zhǎng),故選項(xiàng)B錯(cuò).A、C兩點(diǎn)的位移大小相等,但方向相反,故選項(xiàng)C錯(cuò).波在

3、一個(gè)周期內(nèi)傳播一個(gè)波長(zhǎng)的距離,周期傳播個(gè)波長(zhǎng),故選項(xiàng)D正確.  3.一列沿x軸正方向傳播的橫波,其振幅為A,波長(zhǎng)為λ,某一時(shí)刻波的圖象如圖所示.在該時(shí)刻,某一質(zhì)點(diǎn)的坐標(biāo)為(λ,0),經(jīng)過四分之一周期后,該質(zhì)點(diǎn)的坐標(biāo)為( )  A.(,0) B.(λ,-A) C.(λ,A) D.(,A) 答案:B 解析:本題考查波的傳播知識(shí)以及對(duì)波在傳播中各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的理解.波在傳播時(shí),質(zhì)點(diǎn)并不遷移.經(jīng)過四分之一周期后,波向前傳播四分之一波長(zhǎng),質(zhì)點(diǎn)在平衡位置附近振動(dòng)四分之一周期.

4、判斷出坐標(biāo)為(λ,0)的質(zhì)點(diǎn)此時(shí)的振動(dòng)方向向下,故四分之一周期后它將位于波谷位置,選項(xiàng)B正確. 4.關(guān)于公式v=λf的理解,下列說法中正確的是( ) A.v=λf適用于一切波 B.由v=λf知,波長(zhǎng)是4 m的聲波的波速比波長(zhǎng)是2 m的聲波的波速大2倍 C.由v=λf知,若頻率f增大,則波速v也增大 D.對(duì)于同一列波而言,v、λ、f這三個(gè)量中,只有f在不同的介質(zhì)中可保持不變 答案:AD 解析:本題屬于概念辨析題,首先要弄清v、λ、f這三個(gè)量的意義及其決定因素,另外注意不要把物理公式完全數(shù)學(xué)化. 公式v=λf對(duì)一切波(包括電磁波)都適用,選項(xiàng)A正確. 波速是由介質(zhì)決定的,

5、與波長(zhǎng)無關(guān),與頻率也無關(guān),只是其大小等于二者的乘積,選項(xiàng)B、C錯(cuò).  因f只由波源決定,與其他因素?zé)o關(guān),選項(xiàng)D正確. 5.一列波在介質(zhì)中向某一方向傳播,右圖所示為此波在某一時(shí)刻的波形圖,并且此時(shí)振動(dòng)還只發(fā)生在M、N之間.此列波的周期為T,Q質(zhì)點(diǎn)速度方向在波形圖中是向下的.下列判斷正確的是( ) A.波源是M,由波源起振開始計(jì)時(shí),P點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)的時(shí)間為T B.波源是N,由波源起振開始計(jì)時(shí),P點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)的時(shí)間為 C.波源是N,由波源起振開始計(jì)時(shí),P點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)的時(shí)間為 D.波源是M,由波源起振開始計(jì)時(shí),P點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)的時(shí)間為 答案:C 解析:由于Q點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng),說明了這列波由

6、N向M傳播,則N是波源.由圖可知,波傳到P點(diǎn)后,沿波的傳播方向上,到圖示的時(shí)刻,只傳播了個(gè)波長(zhǎng),也就是P點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)的時(shí)間為. 綜上所述,C選項(xiàng)正確. 6.波速是由____________決定的,與這列波上各質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度____________;波的頻率是由____________決定的,與介質(zhì)____________;波長(zhǎng)是由____________和____________決定的.一列聲波在空氣中傳播的過程中,假設(shè)頻率變高,那么波速____________. 答案:介質(zhì) 無關(guān) 波源 無關(guān) 波速 頻率(或周期) 不變  7.一列聲波在空氣中傳播的速度為340 m/s,波

7、長(zhǎng)為1.4 m,當(dāng)它傳播到另一種介質(zhì)時(shí),其波長(zhǎng)變?yōu)?.3 m,則該聲波在這種介質(zhì)中的傳播速度是____________ m/s. 答案:1.53×103 解析:同一列波在不同介質(zhì)中傳播時(shí),其頻率是不變的,根據(jù)波速公式可知,波速與波長(zhǎng)成正比,故可計(jì)算出在另一種介質(zhì)中傳播的速度. 能力提升·踮起腳,抓得?。? 8.如圖是一列簡(jiǎn)諧波在t=0時(shí)刻的波形圖象,波的傳播速度為2 m/s,方向沿x軸正方向.則從t=0到t=2.5 s的時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)B通過的路程和位移各為多少? 答案:2.5 m 0 解析:由公式T=λ/v得T=0.2 s,因t=2.5 s=12.5 T,所以質(zhì)點(diǎn)B通過的路程s

8、=4A×12.5=2.5 m.從圖中可判斷質(zhì)點(diǎn)B經(jīng)12.5T的時(shí)間仍處于平衡位置,因此它的位移為零. 9.從甲地向乙地發(fā)出頻率為f=50 Hz的簡(jiǎn)諧波,當(dāng)波速為330 m/s時(shí),剛好在甲、乙兩地之間形成一列有若干完整波形的波;當(dāng)波速為340 m/s時(shí),完整的波形減少了兩個(gè).試據(jù)此推算出甲、乙兩地之間的距離. 答案:448.8 m 解析:設(shè)甲、乙兩地的距離為s,則有: =+2,s=2= m=448.8 m. 10.如圖所示為一列簡(jiǎn)諧波,已知質(zhì)點(diǎn)P經(jīng)0.3 s第一次到達(dá)波谷,求波速(Δt<T內(nèi)). 答案:若向右傳播則波速為20 m/s;若向左傳播則波速為6.7 m/s 解析:λ=

9、8 m (1)波向右傳播,根據(jù)題意有 T右=0.3 s ① 波速公式v右= ② 由①②式得v右= m/s=20 m/s. (2)波向左傳播,有 T左=0.3 s ③ 波速公式v左=

10、 ④ 由③④兩式得 v左= m/s≈6.7 m/s. 拓展應(yīng)用·跳一跳,夠得著! 11.由原點(diǎn)O處的波源發(fā)出的一列簡(jiǎn)諧波沿x軸的正方向傳播,在t=0時(shí)刻的波形圖如圖所示.已知這列波的P質(zhì)點(diǎn)連續(xù)出現(xiàn)兩次波峰的時(shí)間間隔為0.4 s,則下列說法中正確的是( ) A.這列波的波長(zhǎng)為5 m B.這列波的傳播速度為10 m/s C.當(dāng)t=0.7 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)Q第一次到達(dá)波峰 D.質(zhì)點(diǎn)Q到達(dá)波峰時(shí),質(zhì)點(diǎn)P恰好到達(dá)波谷 答案:BC 解析:從

11、波形圖中可以直接知道該波的波長(zhǎng)為4 m,所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤.由題意可知波的周期為0.4 s,所以該波的波速為10 m/s,B選項(xiàng)正確.當(dāng)t=0時(shí)平衡位置在x=2 m處的質(zhì)點(diǎn)正處于波峰的位置上,因此,使Q質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)波峰的時(shí)間,即波峰從x=2 m處推進(jìn)到x=9 m處所需要的時(shí)間Δt=(9-2)/10 s=0.7 s,C選項(xiàng)正確.P、Q兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)相距8 m,即兩個(gè)波長(zhǎng)的距離,當(dāng)兩點(diǎn)均已經(jīng)振動(dòng)時(shí),P、Q對(duì)于平衡位置的位移總是相等的(包括大小和方向),所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 12.某一機(jī)械波在t1和t2時(shí)刻的波形分別如圖中實(shí)線和虛線所示,其時(shí)間間隔為t0.試求該機(jī)械波的周期. 答案:(1)t1>t2時(shí),

12、右傳:T= s(n=0,1,2,…)  左傳:T= s(n=0,1,2,…) (2)t1<t2時(shí),右傳:T= s(n=0,1,2,…) 左傳:T= s(n=0,1,2,…) 解析:(1)若t1>t2,則知先出現(xiàn)t2時(shí)刻的波形,在t2時(shí)刻的波形圖中任取一質(zhì)點(diǎn)A,若波向右傳播,則A點(diǎn)向上振動(dòng).由題意可知:A質(zhì)點(diǎn)最少經(jīng)過到達(dá)波谷,成為t1時(shí)刻的波形圖,故有t0=(n+)T,所以T= s(n=0,1,2,3,…). 若波向左傳播,則A質(zhì)點(diǎn)在平衡位置向下振動(dòng),由題意知:A質(zhì)點(diǎn)最少經(jīng)過T/4到達(dá)波谷,成為t1時(shí)刻的波形圖,故有t0=(n+)T,所以T= s(n=0,1,2,…). (2)若

13、t1<t2,同理得: 波向右傳播時(shí),T= s(n=0,1,2,3,…). 波向左傳播時(shí),T= s(n=0,1,2,3,…). 13.如圖所示是一列簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖.這列波從O點(diǎn)傳播到F點(diǎn)需要0.12 s.求: (1)這列波的傳播速度; (2)畫出這列波經(jīng)0.26 s后的波形圖; (3)如果圖中傳播方向跟上述方向相反,畫出這列波經(jīng)0.18 s后的波形圖 答案:(1)5 m/s (2)見解析 (3)見解析 解析:(1)從題目和波形圖提供的條件,波從振源O傳播到F,波形推移了1λ,所需時(shí)間為0.12 s,那么傳播一個(gè)波長(zhǎng)的時(shí)間T=0.08 s,根據(jù)v== m/s=5 m/s (2)t1=0.26 s=0.24 s+0.02 s=3T+,且波向右傳播.根據(jù)振動(dòng)與波的時(shí)空周期性特點(diǎn),t1時(shí)刻的波形圖如圖所示.   (3)t2=0.18 s=0.16 s+0.02 s=2T+T,且波向左傳播.同理可知t2時(shí)刻的波形圖如圖所示.

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