内容正文:
第3课时 波长、频率和波速
第十二章 机械波
一、多选题
1.关于次声波和超声波,以下说法中正确的是( )
A.频率低于20Hz的声波为次声波,频率高于20000Hz的声波为超声波
B.次声波的波长比可闻波短,超声波的波长比可闻波长
C.次声波的波速比可闻波小,超声波的波速比可闻波大
D.在同一种均匀介质中,在相同的温度条件下,次声波、可闻波、超声波的波速均相等
【来源】《2020-2021学年【补习教材?寒假作业】高二物理(新教材人教版)》-练习11 单摆及其周期公式
【答案】AD
【解析】A.人们把频率低于20Hz的声波为次声波,频率高于20000Hz的声波为超声波,故A正确;
B.声的频率在20Hz~20000Hz之间,响度在0分贝~110分贝之间,正常人都能听到,这样的声音称为可闻波,由可判断在波速相同的情况下,频率大波长短;频率小波长长,所以次声波的波长比可闻波长,超声波的波长比可闻波短,故B错误;
CD.波速由介质决定,同一种均匀介质中,次声波、可闻波、超声波的波速均相等,故C错误,D正确。
故选AD。
2.一沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图所示,图中M、N两质点的平衡位置相距3.6m,两质点的位移均为0.02m,且此时质点M正沿y轴正方向运动,t=0.4s时,质点M第一次到达波峰。则下列分析正确的是( )
A.该简谐横波沿x轴负方向传播
B.该简谐横波的波长为3.6m
C.该简谐横波的传播速度为1.5m/s
D.0~0.1s内,质点N通过的路程为0.02m
【来源】2020-2021学年高二物理选择性必修第一册同步单元AB卷(新教材人教版)-第3章 机械波单元测试(A卷基础篇)
【答案】BC
【解析】A.t=0时刻,质点M正沿y轴正方向运动,可知该简谐横波沿x轴正方向传播,故A错误;
BC.简谐运动的位移随时间按照正弦规律变化,即
可得质点位移从0到0.02m时,则有
可得
从平衡位置运动到最远点需要,所以有
可得
联立可得
t=0.4s时,质点M第一次到达波峰,可得该波的周期为T=2.4s
由图可知该波的波长为
波速为
故BC正确;
D.由上分析可知质点位移从0到0.02m时,所经历的时间为t=0.2s
所以0~0.1s内,质点N通过的路程小于0.02m,故D错误。
故选BC。
3.下列说法正确的是( )
A.质点的振动周期就是波源的周期
B.波的周期是与波源驱动力的频率无关
C.波的周期与形成波的介质的密度有关
D.经历整数个周期,波形图重复出现,只是波峰向前移动了一段距离
E.波速反映了振动在介质中传播的快慢
【来源】《2020-2021学年高二物理同步课堂帮帮帮(新人教版选择性必修第一册)》3.2波的描述
【答案】ADE
【解析】A.质点振动的周期都等于波源的振动周期,故A正确;
BC.波的周期等于波源驱动力的周期,与介质无关,故BC错误;
D.经历整数个周期,波形图重复出现,只是波峰向前移动了一段距离,正是波的周期性的体现,故D正确;
E.波速反映的是振动在介质中传播的快慢程度,故E正确。
故选ADE。
4.一列沿x轴正向传播的简谐横波,当波传到O点时开始计时,7.0s后的波形如图所示,此时波刚好传播到x=3.5m处。据此可以判定( )
A.该波的振动周期可能为5.6s
B.波源的起振方向可能向上
C.该波的波速一定为0.5m/s
D.再经过1.5s,x=2m处质点应正在向下运动
【来源】辽宁省锦州市义县中学2020-2021学年高二(上)10月物理试题
【答案】CD
【解析】由图可知,7.0s内波传播了λ,则7.0s=T
所以周期T=4.0s
故A错误;
B.图中x=3.5m处质点的振动方向向下,且为振源的起振方向,故B错误;
C.由v=,则波速为0.5m/s,故C正确;
D.因<1.5s<,则x=2m的质点在1.5s时将运动到x轴的下方,且向下运动,故D正确。
故选CD。
5.一列简谐横波在t=0时刻的波形如图中实线所示,t=0.02 s时刻的波形如图中虚线所示。若该波的周期T大于0.02 s,则该波的传播速度可能是( )
A.1 m/s B.2 m/s C.3 m/s D.4 m/s
【来源】湖北省武汉市江夏区金口中学2019-2020学年高二(下)月考物理试题
【答案】AC
【解析】若波向右传播,则在0时刻x=4cm处的质点向上振动,t=0.02s时刻该质点运动到波峰的位置,由题意知T>0.02s,则t=T
即T=0.08s
则v=
若波向左传播,则在0时刻x=4cm处的质点向下振动,t=0.02 s时刻该质点运动到波峰的位置,由于T>0.02s,则t=T
即T=s
则
综上所述,故AC正确,BD错误。
故选AC。
6.如图为一列传播速率v=8m/s的简谐横波在t=0时刻