12.3 波长、频率和波速-2020-2021学年高二物理针对训练（人教版选修3-4）

《12.3 波长、频率和波速》针对训练 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 【答案】D 【解析】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；质点振动频率与波的频率相同，又f＝eq \f(1,T)，故D正确。 2．下表给出30℃时，声波在不同介质中的传播速度。显然当声波由空气进入纯水中时，波速增大，则下列说法中正确的是 介　质 空气 纯水 盐水 橡胶 软木 铜 铁 波速m/s 332 1 490 1 531 30～50 480 3 800 4 900 A．频率增大，波长不变 B．频率不变，波长增大 C．频率和波长都不变 D．频率和波长都变大 【答案】B 【解析】波在传播过程中频率不变，一列波从空气进入水中时，频率f不变，波速v增大，则由公式v＝λf知波长增大。 3．如图是某一时刻的波形图象，波沿x轴正方向传播，波速是12m/s，则波长和频率分别是 A．3cm；200Hz B．6cm；200Hz C．2cm；400Hz D．12cm；50Hz 【答案】B 【解析】由波形图可知，波长λ＝6cm，则周期为：T＝eq \f(λ,v)＝eq \f(1,200)s，频率为：f＝eq \f(1,T)＝200Hz，故B正确。 4．用手握住较长软绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横波。某一时刻的波形如图所示，绳上a、b两质点均处于波峰位置。下列说法正确的是 A．a、b两点之间的距离为半个波长 B．a、b两点振动开始时刻相差半个周期 C．b点完成全振动次数比a点多一次 D．b点完成全振动次数比a点少一次 【答案】D 【解析】由于a、b两质点是振动情况完全相同的相邻两质点，所以两者距离为一个波长，A错；波传播一个波长所用的时间为一个周期，故B错；由于波从a传到b，故a点比b点的全振动次数多一次，C错，D对。 5．一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波，波速为4m/s，某时刻波形如图所示，下列说法正确的是 A．这列波的振幅为4cm B．这列波的周期为1s C．此时x＝4m处质点沿y轴负方向运动 D．此时x＝4m处质点的加速度为0 【答案】D 【解析】振幅为A＝2cm，故A错误；由图知，波长λ＝8m，由波速公式v＝eq \f(λ,T)，得周期T＝eq \f(λ,v)＝2s，故B错误；波沿x轴正方向传播，由“上下坡”法得知，此时x＝4m处质点沿y轴正方向运动，故C错误；此时x＝4m处质点正处于平衡位置，加速度为零，故D正确。 6．三条在同一水平面上相互平行的弹性绳，在左端同一地点同时开始振动，经过一定时间后出现如图所示的情况，MN是距起始点相同距离的一条界线，则 A．B波的波长最大 B．A波的振动频率最大 C．A、B、C三列波的传播速度相等 D．C与A、B的材料一定不同 【答案】ABD 【解析】由图可知，B波的波长最大，A、B的传播速度相等，C波的传播速度最小，由于机械波的传播速度由介质决定，所以C与A、B的材料一定不同。在相同时间内，A波的波源做全振动的次数最多，因此A波的振动频率最大。 7．波速均为v＝2m/s的甲、乙两列简谐横波都沿x轴正方向传播，某时刻波的图象分别如图所示，其中P、Q处的质点均处于波峰，关于这两列波，下列说法正确的是 A．甲波中的P处质点比M处质点先回平衡位置 B．从图示的时刻开始，经过1.0s，P质点通过的路程为20cm C．此时刻，M点的运动方向沿x轴正方向 D．从图示的时刻开始，P处质点比Q处质点先回平衡位置 【答案】ABD 【解析】波向右传播，此时M点向上运动，P处质点比M处质点先回平衡位置，故A正确；经过1s，P点到达波谷，故B正确；波向右传播，此时M点向上运动，沿y轴的正方向，故C错误；T甲＝eq \f(λ甲,v)＝2s，T乙＝eq \f(λ乙,v)＝4s，P点、Q点回到平衡位置的时间tP<tQ，故D正确。 8．关于波的周期，下列说法错误的是 A．质点的振动周期等于波源的周期 B．波的周期是由波源驱动力的周期决定的 C．波的周期与传播波的介质的密度有关 D．经历整数个周期波形图重复出现，只是波形向前移动了一段距离 【答案】C　 【解析】波的周期性是由质点振动的周期性决定的，故A正确；波的周期等于波源驱动力的周期，与介质无关，故B正确，C错误；D项正是波的周期性的体现，故D正确。 9．如下图是同一机械波在两种不同介质中传播的波动图