12.3 波长、频率和波速 -2020-2021学年高二物理课时同步练（人教版选修3-4）

选修3-4 第十二章 机械波 第三节 波长、频率和波速 一、单选题 1．（2021·天津红桥区·高三一模）一简谐横波以8m/s的波速沿x轴正方向传播。已知t=0时的波形如图所示则（　　） A．波的周期为2s B．x=0处的质点在t=0时向y轴负向运动 C．x=0处的质点在 时速度为0 D．x=0处的质点在 时向y轴负向运动 【答案】B 【解析】A．由波的图象知波长 λ=4 m 又因为 v=8m/s 所以周期 故A错误； B．由波的传播方向和质点振动方向之间的关系知，在t=0时，x=0处的质点向y轴负向运动，故B正确； CD．由波的传播方向和质点振动方向之间的关系知，在t=0时，x=0处的质点向y轴负向运动，质点运动时越接近平衡位置速度越大，在 时，x=0处的质点正向平衡位置处运动，但还没到达平衡位置处，故其振动速度既不为零也不是最大值，故CD错误。 故选B。 2．（2021·上海高三二模）如图所示，一列简谐横波向右传播，波长为 0.40m ，P、Q 两质点的平衡位置相距 0.7m。当 P 运动到上方最大位移处时，Q 的运动情况是（　　） A．运动到上方最大位移处 B．运动到下方最大位移处 C．运动到平衡位置，且速度方向向下 D．运动到平衡位置，且速度方向向上 【答案】C 【解析】P、Q两质点平衡位置相距0.7m，即相距 当P运动到上方最大位移处时，Q刚好运动到平衡位置，由于该波向右传播，可知Q向下振动，故C正确，ABD错误。 故选C。 3．（2021·山东高三二模）在平静的介质中，从波源O发出的一列简谱横波沿x轴正方向传播， 秒时刻的波形用实线表示， 秒 时刻的波形用虚线表示。介质中的质点Q位于 处，则下列说法正确的是（　　） A．该简谐横波的波长可能为 B．该波的波速大小一定为 C．在 秒时刻至 秒时刻这段时间内，介质中的质点M的运动过程是由先加速、后减速两段过程组成 D．根据图像无法判断质点Q的起振方向 【答案】D 【解析】A．由波形图可知，波长 ，故A错误； B．波沿x轴正方向传播，位移为 （n=0,1,2,3…） 则波速为 （n=0,1,2,3…） 则当n=0时，波速为 ，不是一定为 ，故B错误； C．在t1~t2时间内，若是在一个周期内，则质点M是先加速、后减速，若是包含多个周期则由多个运动阶段组成，不仅是两段过程组成，故C错误； D．t1、t2时刻不是0时刻的图像，故无法判断O点的起振方向，故也就无法判断质点Q的起振方向，故D正确。 故选D。 4．（2021·北京海淀区·高三一模）一列沿x轴传播的简谐横波，在t=0时的波形如图甲所示，P、Q是波上的两个质点，此时质点P沿y轴负方向运动。图乙是波上某一质点的振动图像。下列说法中正确的（　　）是 A．该波沿x轴负方向传播 B．图乙可能为Q点的振动图像 C．t=0.10s时，质点P沿y轴正方向运动 D．该波的波速为80m/s 【答案】C 【解析】A．因为t=0时刻质点P沿y轴负方向运动，则波沿x轴正方向传播，选项A错误； B．因为t=0时刻质点Q向上振动，对比振动图像可知，图乙不是Q点的振动图像，选项B错误； C．t=0.10s=0.5T时，波向右传播半个波长的距离，则此时质点P到达x轴下方与t=0位置对称的位置，则此时质点P沿y轴正方向运动，选项C正确； D．该波的波速为 选项D错误。 故选C。 5．（2021·山东济南市·高三月考）一列沿x轴传播的简谐横波在 时刻的波形图如图所示，此刻平衡位置位于 处的质点正沿y轴负方向运动，且经过 第一次回到平衡位置。则下列分析正确的是（　　） A．该波沿x轴负方向传播 B．该波的传播速度为 C．在 内，平衡位置位于 处的质点通过的路程为 D． 时刻， 处的质点的位移为 【答案】D 【解析】A． 时刻 处的质点沿y轴负方向运动， 处左边的质点先振动，该波沿x轴正方向传播，A错误； B． 处的质点经过 第一次回到平衡位置可知 即T=2s，可得波速为 B错误； C．在 内，平衡位置位于 处的质点通过的路程 C错误； D．由题图可知 时刻 处的质点的位移 D正确。 故选D。 6．（2021·江苏南京市·高二月考）如图所示，左图中两小孩各握住轻绳一端，当只有一个小孩上下抖动绳子时，在绳上产生简谐横波，右图实线和虚线分别表示绳子中间某段在t1=0和t2=0.75s时刻的波形图，己知小孩抖动绳子的周期T满足0.75s<T<2s，则下列说法正确的是（　　） A．右侧小孩在抖动绳子，波速为4m/s B．右侧小孩在抖动绳子，波速为2m/s C．左侧小孩在抖动绳子，波速为4m/s D．左侧小孩在抖动绳子，波速为2m/s 【答案】A 【解析】当波为左边孩子振动形成时，波向右传播，周期为 由于 所以无论n取何值都不能满足题意。 当波为右边孩