3.2 波速与波长、频率的关系(课件 学案 练习,共3份)教科版(2019)选择性必修第一册

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3.2 波速与波长、频率的关系(课件 学案 练习,共3份)教科版(2019)选择性必修第一册

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2 波速与波长、频率的关系
1~7题每题7分,共49分
1.(多选)振动在介质中传播的过程中,下列关于波长的说法正确的是(  )
A.振动相位总相同的相邻两个质点间的距离是一个波长
B.振动位移大小总是相同的两个质点间的距离是一个波长
C.两个波峰之间的距离是一个波长
D.质点完成一次全振动,波传播的距离为一个波长
2.(2023·宝鸡市高二期末)机械波在某种介质中传播时,下列说法正确的是(  )
A.振幅越大,波振动的频率越小
B.振幅越大,波传播的速度越大
C.在一个周期内,振动质点走过的路程等于一个波长
D.波传播的速度大小与质点振动的速度大小无关
3.(2023·自贡市高二期中)有甲、乙两个波源,在甲波源振动50次的时间内,乙波源振动了60次,它们发出的机械波在同一种介质中传播时,波长之比为(  )
A.6∶5 B.5∶6 C.12∶60 D.6∶1
4.(2023·成都市高二月考)体育课上小李同学一脚把足球踢到了足球场下面的池塘中间。小王同学提出用石头激起水波让水浪把足球推到池边,他抛出一石块到水池中激起了一列水波(可视为横波),可是结果足球并没有被推到池边。大家一筹莫展,恰好物理老师来了,大家进行了关于波的讨论。物理老师把两片小树叶放在水面上,大家观察发现两片小树叶在做上下振动,当一片树叶在波峰时恰好另一片树叶在波谷,两树叶在1 min内都上下振动了36次,两树叶之间有2个波峰,他们测出两树叶间水面距离是4 m。则下列说法正确的是(  )
A.该列水波的波长是2 m
B.该列水波的波速是0.96 m/s
C.两片树叶的速度始终相同
D.足球不能到岸边的原因是水波的振幅太小
5.(2023·四川凉山高二月考)某同学为了研究水波的传播特点,在水面上放置波源和浮标,两者的间距为L。t=0时刻,波源开始从平衡位置沿y轴在竖直方向做简谐运动,产生的水波沿水平方向传播(视为简谐波),t1时刻传到浮标处使浮标开始振动,此时波源刚好位于正向最大位移处,波源和浮标的振动图像分别如图中的实线和虚线所示,则(  )
A.浮标的振动周期为4t1
B.水波的传播速度大小为
C.t1时刻浮标沿y轴负方向运动
D.水波的波长为2L
6. S是波源,其振动频率为50 Hz,所产生的横波向右传播,波速是80 m/s,P、Q是传播方向上的两个质点,已知SP=8.4 m,SQ=10.8 m。当S通过平衡位置向上运动时,以下说法正确的是(  )
A.P在波谷,Q在波峰 B.P在波峰,Q在波谷
C.P、Q都在波谷 D.P、Q都在平衡位置
7.(多选)如图所示,波源O从平衡位置开始竖直向上振动,产生的机械波向左、右两个方向传播,波速均为v=50 m/s。经过一段时间后,A、B两点处质点开始振动,已知OA=1.5 m,OB=3.25 m,波的振动频率为f=50 Hz,则下列说法正确的是(  )
A.波的周期为0.01 s
B.波的波长为1 m
C.A、B两点处质点的起振方向均竖直向上
D.当B处质点开始振动时,A处质点已振动了2个周期
8~9题每题8分,10题10分,11题12分,共38分
8.(2023·成都市高二期中)一根绳子的右端固定在墙壁上,其左端的P点沿竖直方向振动产生一列横波。P点振动的周期为T,横波的波长为λ,当波刚刚传播到Q点时的波形如图所示,则(  )
A.P点起振方向向下
B.此刻P点向下运动
C.P、Q两点间距离等于3λ
D.波从P点传到Q点经历7T
9. 一列简谐横波沿x轴正方向传播,波速为5 m/s。在传播方向上有K、L两质点,坐标分别为xK=2 m,xL=3 m。波传播到K点开始计时,K点的振动图像如图所示,则(  )
A.该简谐波的波长为1 m
B.质点L刚开始运动时沿y轴正方向
C.每经过0.1 s,质点K通过的路程为4 cm
D.在t=0.3 s时,质点L第一次到达负向最大位移处
10.(10分)平衡位置位于原点O的波源发出的简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播,A、B为x轴上两个坐标为正的点,O与A之间的距离L1=0.4 m,此距离小于波长。波源从0时刻开始振动,其位移y=8sin πt cm。当波传到A点时,波源恰好处于波峰位置;此后再经过时间t=8 s,平衡位置在B处的质点第一次处于波峰位置。求:
(1)(4分)该波的传播速度大小v;
(2)(6分)A、B之间的距离L2。
11.(12分)(2023·绵阳市高二期末)一均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点,相邻两质点间的距离均为0.1 m,如图(a)所示。一列横波沿该直线向右传播,t=0时刻到达质点1,质点1开始向下运动,振幅为0.2 m,经过时间0.3 s,第一次出现如图(b)所示的波形。
(1)(5分)求该列横波传播的速度大小;
(2)(7分)在介质中还有一质点P,质点P距质点1的距离为10.0 m,则再经过多长时间质点P处于波峰?
12.(13分)一列沿x轴正方向传播的简谐横波波速为1.5 m/s,振幅为4 cm,a、b是波传播方向上的质点,a、b间距为0.6 m,t=0时刻a的位移为2 cm,b的位移为-4 cm,已知λ>1.0 m,求:
(1)(6分)该波的波长;
(2)(7分)从t=0时刻开始,再经过1.55 s,a运动的路程。
2 波速与波长、频率的关系
1.AD 2.D
3.A [两列波都在同一种介质中传播时速度相等,由题意,相同时间内甲波源振动50次时,乙波源振动了60次,则得振动频率之比为f甲∶f乙=50∶60=5∶6,由v=λf,得波长之比为λ甲∶λ乙=6∶5,故选A。]
4.B [两树叶之间有2个波峰,两树叶间水面距离是4 m,可得λ=4 m,解得λ=1.6 m,故A错误;两树叶在1 min内都上下振动了36次,可得周期为T= s= s,故水波的波速为v==0.96 m/s,故B正确;两片树叶的速度大小始终相同,但是方向相反,故C错误;该水波为横波,振动的质点不会随波迁移,所以足球不能到岸边,故D错误。]
5.A [根据振动图像可知,波源在0时刻振动,振动经过t1=T传递到浮标处,浮标的振动周期为T=4t1,故A正确;波源的振动情况经过t1传到距离L处的浮标,可知波速大小为v=,故B错误;根据虚线图像可知浮标在t1时刻沿y轴正方向运动,故C错误;水波的波长为λ=vT=·4t1=4L,故D错误。]
6.A [波的周期等于质点振动的周期T==0.02 s,波从S到传播到P所需时间为tP=,解得tP=0.105 s,tP=5,即波从S到传播到P用时5,因此当S在平衡位置向上运动时,P滞后5,则此时P点在波谷,同理S到Q所需时间为tQ=,解得tQ=6,即波从S到传播到Q用时6,因此当S在平衡位置向上运动时,Q滞后6,则此时Q在波峰处。故选A。]
7.BC [波的周期为T== s=0.02 s,A错误;波的波长为λ=vT=50×0.02 m=1 m,B正确;由于波源O的起振方向竖直向上,故A、B两点处质点的起振方向均竖直向上,C正确;从O传到B的时间为tB== s=0.065 s,从O传到A的时间为tA== s=0.03 s,则有Δt=tB-tA=0.035 s=1T,当B处质点开始振动时,A处质点已振动了1个周期,D错误。]
8.A [由题知此时波刚刚传到Q点,可以判断此时Q点向下振动,即Q点的起振方向向下,由于每一个质点的起振方向都相同,则P点的起振方向向下,故A正确;此时P点向上振动,故B错误;由题图可知,P、Q两点间距离等于3λ+λ,故C错误;根据t=,v=,有t=3.5T,故D错误。]
9.D [该简谐波的周期T=0.4 s,波速v=5 m/s,则波长为λ=vT=2 m,选项A错误;由K质点的振动图像可知,K质点起振的方向沿y轴负方向,则质点L刚开始运动时沿y轴负方向,选项B错误;只有当质点K从平衡位置或者从波峰(或波谷)开始振动时,每经过0.1 s=,质点K通过的路程才为4 cm,选项C错误;波从K质点传到质点L所用时间为t= s=0.2 s,然后从平衡位置向下振动,则在t=0.3 s时,质点L第一次到达负向最大位移处,选项D正确。]
10.(1)0.8 m/s (2)6 m
解析 (1)由振动位移方程
y=8sin πt cm,
可知=π,解得T=2 s,
由于O与A之间的距离小于波长,当波传到A点时,波源O恰好处于波峰,即O点振动了四分之一个周期,波传播了T,则有A到O的距离
L1=λ,
解得λ=1.6 m,
波的传播速度v==0.8 m/s。
(2)因为波传到B点时,B过平衡位置往上振动,经过四分之一周期到达波峰,所以波从A传到B的时间
Δt=t-,
A到B的距离L2=vΔt,
解得L2=6 m。
11.(1)4 m/s (2)2.35 s
解析 (1)由于质点1起振方向向下,故最前面质点的起振方向也向下,t=0.3 s时的波形如题图(b)所示,可知0.3 s波传播了Δx=1.5λ=1.2 m,故波速v==4 m/s
(2)t=0.3 s时,最前面的波峰为质点7,故波峰传到P点的时间Δt′== s=2.35 s。
12.(1)1.8 m (2)cm
解析 (1)t=0时刻a的位移为2 cm,若质点a的振动方向向上,则有0.6 m=λ,λ=1.8 m,
若质点a的振动方向向下,
则有0.6 m=λ′,λ′=0.9 m,
已知λ>1.0 m,所以该波的波长为1.8 m。
(2)由波速v=1.5 m/s,
可得周期为T== s=1.2 s,
则质点a的振动方程为
y=4sincm
=4sincm,
t=1.55 s时,y=2 cm,
由周期为1.2 s可知,此时质点a在x轴上方,且正在向下振动,位移为2 cm,可得质点a在1.55 s内运动的路程为s=4A+2 cm+(4-y)cm=4×4 cm+2 cm+cm=cm。2 波速与波长、频率的关系
[学习目标] 1.知道波长、振幅、频率的概念及物理意义(重点)。2.理解波长、频率和波速的关系,知道三者的决定因素,并会进行相关计算(重难点)。
一、波长、振幅与频率
1.波长
(1)定义:沿波的传播方向,任意两个相邻的____________的质点之间的距离(包含一个“完整的波”),叫作波的波长,常用λ表示。
(2)确定方法
①如图,在横波中,两个相邻的________或________之间的距离等于波长。
②如图,在纵波中,两个相邻的________或________之间的距离等于波长。
2.振幅
(1)定义:在波动中,各质点离开平衡位置的________距离,即其振动的振幅,也称为波的振幅。
(2)意义:波的振幅大小反映波所传播________的大小。
(3)特点:简谐波中各质点的振幅都相等。
3.频率
(1)波的频率:波在传播过程中,介质中各质点振动的频率____________,这个频率也称为波的频率。
(2)特点:波的频率在数值上等于单位时间内通过某点的“________________”的数目。
(3)决定因素:波的频率等于________振动的频率,与________________无关。
(4)与周期关系:f=________。
怎样才能增大波的频率?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
例1 一列横波沿一条粗软绳传播。在某一时刻,绳子的形状如图所示,则该波的波长为________ m,振幅为________ cm,若该波波源的振动周期为T=0.2 s,则该波的频率为f=________ Hz。
对波长的理解
1.波长在数值上等于一个周期内振动在介质中传播的距离,振源振动一个周期,能且仅能产生一个波长的波形。
2.相距一个(或整数个)波长的两个质点的振动位移在任何时刻都相同,而且振动速度的大小和方向也相同,即相距一个(或整数个)波长的两个质点的振动状态相同。
3.物理意义:表示波在空间上的周期性。
二、波速
1.定义:机械波在____________的传播速度。
2.波长、周期、频率和波速的关系
(1)在波源振动的一个周期T内,振动向外传播________________的距离。
(2)关系式:v==________。
3.决定因素:由________本身的性质决定,在不同的介质中,波速是________(选填“相同”或“不同”)的。
1.根据v=能否得出机械波的波长越长,波速越大?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
2.声波由空气传入水中,波的频率和波长怎样变化?
________________________________________________________________________
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例2 关于波速,下列说法正确的是(  )
A.反映了质点振动的快慢
B.反映了振动在介质中传播的快慢
C.波速由介质和波源共同决定
D.波速与波源的频率成正比
例3 停泊在海边的甲、乙两艘渔船,在海浪冲击下每分钟做100次的全振动,两船相距12 m(两船连线跟波的传播方向一致,把波近似看作横波)。当甲、乙两船同时都处于海浪的波峰时,在两船之间还有一个波峰,求:
(1)渔船振动的周期;
(2)海浪的波长;
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(3)海浪的传播速度大小。
________________________________________________________________________
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例4 (2024·成都市高二月考)某波源S发出一列简谐横波,波源S的振动图像如图所示。在波的传播方向上有A、B两质点,它们到S的距离分别为45 m和55 m。测得A、B两质点开始振动的时间间隔为1.0 s。则下列说法中正确的是(  )
A.A质点开始振动时,运动方向向下
B.这列波的波长为10 m
C.这列波的波速为10 m/s
D.A、B两质点运动方向总是相同的
拓展 (1)A、B两质点的相位差是多少?
(2)当S通过平衡位置向上运动时,A、B两质点分别位于什么位置?
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答案精析
一、
1.(1)同相振动 (2)①波峰 波谷 ②密部 疏部
2.(1)最大 (2)能量
3.(1)都相同 (2)完整的波
(3)波源 介质种类 (4)
讨论交流
增大波源振动的频率。因为波的频率等于波源振动的频率。
二、
1.介质中
2.(1)一个波长λ (2)λf
3.介质 不同
讨论交流
1.不能。因为波速由介质本身的性质决定,与波长无关。
2.波在不同介质中传播时,其频率总与波源振动频率相同,故频率保持不变,因v=fλ,则λ=,v变大,则λ变大。
例1 1 25 5
例2 B [波速反映了振动在介质中传播的快慢,与质点振动的快慢无关,A错误,B正确;波速由介质决定,与波源无关,与波源的频率无关,C、D错误。]
例3 (1)0.6 s (2)6 m (3)10 m/s
解析 (1)船每分钟做100次的全振动,则振动的周期为T= s=0.6 s。
(2)当甲、乙两船同时都处于海浪的波峰时,在两船之间还有一个波峰,故两船相距2个波长,2λ=12 m,则波长为6 m。
(3)海浪的传播速度大小为
v==10 m/s。
例4 C [题图与题干中没有涉及到波源的起振方向,故不能判断A质点开始振动时的方向,故A错误;该波从A点传到B点的时间为1.0 s,则根据速度公式有v== m/s=10 m/s,故C正确;由图像可知,该波的周期为T=2.0 s,根据公式v=,结合上述解得λ=20 m,故B错误;A、B两质点到S的距离分别为45 m和55 m,由于45 m=2λ+λ,55 m=2λ+λ,可知A、B两质点参与振动时,总是相差半个周期,所以A、B两质点运动方向总是相反的,故D错误。]
拓展 (1)因为A、B两质点的平衡位置相差半个波长,所以A、B两质点的相位差是π。
(2)由于45 m=2λ+λ,55 m=2λ+λ,可知当S通过平衡位置向上运动时,A质点位于波谷处,B质点位于波峰处。(共50张PPT)
DISANZHANG
第三章
2 波速与波长、频率的关系
1.知道波长、振幅、频率的概念及物理意义(重点)。
2.理解波长、频率和波速的关系,知道三者的决定因素,并会进行相关计算(重难点)。
学习目标
一、波长、振幅与频率
二、波速
课时对点练
内容索引
波长、振幅与频率

1.波长
(1)定义:沿波的传播方向,任意两个相邻的_________的质点之间的距离(包含一个“完整的波”),叫作波的波长,常用λ表示。
(2)确定方法
①如图,在横波中,两个相邻的_____或_____
之间的距离等于波长。
②如图,在纵波中,两个相邻的_____或_____
之间的距离等于波长。
同相振动
波峰
波谷
密部
疏部
2.振幅
(1)定义:在波动中,各质点离开平衡位置的_____距离,即其振动的振幅,也称为波的振幅。
(2)意义:波的振幅大小反映波所传播_____的大小。
(3)特点:简谐波中各质点的振幅都相等。
最大
能量
3.频率
(1)波的频率:波在传播过程中,介质中各质点振动的频率_______,这个频率也称为波的频率。
(2)特点:波的频率在数值上等于单位时间内通过某点的“_________”的数目。
(3)决定因素:波的频率等于_____振动的频率,与_________无关。
(4)与周期关系:f=____。
都相同
完整的波
波源
介质种类
怎样才能增大波的频率?
讨论交流
答案 增大波源振动的频率。因为波的频率等于波源振动的频率。
 一列横波沿一条粗软绳传播。在某一时刻,绳子的形状如图所示,则该波的波长为_____ m,振幅为_____ cm,若该波波源的振动周期为T=0.2 s,则该波的频率为f=____ Hz。
例1
1
25
5
总结提升
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对波长的理解
1.波长在数值上等于一个周期内振动在介质中传播的距离,振源振动一个周期,能且仅能产生一个波长的波形。
2.相距一个(或整数个)波长的两个质点的振动位移在任何时刻都相同,而且振动速度的大小和方向也相同,即相距一个(或整数个)波长的两个质点的振动状态相同。
3.物理意义:表示波在空间上的周期性。
波速

1.定义:机械波在_______的传播速度。
2.波长、周期、频率和波速的关系
(1)在波源振动的一个周期T内,振动向外传播___________的距离。
(2)关系式:v= =_____。
3.决定因素:由______本身的性质决定,在不同的介质中,波速是_____ (选填“相同”或“不同”)的。
介质中
一个波长λ
λf
介质
不同
2.声波由空气传入水中,波的频率和波长怎样变化?
讨论交流
答案 不能。因为波速由介质本身的性质决定,与波长无关。
 关于波速,下列说法正确的是
A.反映了质点振动的快慢
B.反映了振动在介质中传播的快慢
C.波速由介质和波源共同决定
D.波速与波源的频率成正比
例2

波速反映了振动在介质中传播的快慢,与质点振动的快慢无关,A错误,B正确;
波速由介质决定,与波源无关,与波源的频率无关,C、D错误。
 停泊在海边的甲、乙两艘渔船,在海浪冲击下每分钟做100次的全振动,两船相距12 m(两船连线跟波的传播方向一致,把波近似看作横波)。当甲、乙两船同时都处于海浪的波峰时,在两船之间还有一个波峰,求:
(1)渔船振动的周期;
例3
答案 0.6 s
(2)海浪的波长;
答案 6 m
当甲、乙两船同时都处于海浪的波峰时,在两船之间还有一个波峰,故两船相距2个波长,2λ=12 m,则波长为6 m。
(3)海浪的传播速度大小。
答案 10 m/s
 (2024·成都市高二月考)某波源S发出一列简谐横波,波源S的振动图像如图所示。在波的传播方向上有A、B两质点,它们到S的距离分别为45 m和55 m。测得A、B两质点开始振动的时间间隔为1.0 s。则下列说法中正确的是
A.A质点开始振动时,运动方向向下
B.这列波的波长为10 m
C.这列波的波速为10 m/s
D.A、B两质点运动方向总是相同的
例4

题图与题干中没有涉及到波源的起振方向,故不能判断A质点开始振动时的方向,故A错误;
 (1)A、B两质点的相位差是多少?
拓展
答案 因为A、B两质点的平衡位置相差半个波长,所以A、B两质点的相位差是π。
(2)当S通过平衡位置向上运动时,A、B两质点分别位于什么位置?
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课时对点练

1.(多选)振动在介质中传播的过程中,下列关于波长的说法正确的是
A.振动相位总相同的相邻两个质点间的距离是一个波长
B.振动位移大小总是相同的两个质点间的距离是一个波长
C.两个波峰之间的距离是一个波长
D.质点完成一次全振动,波传播的距离为一个波长
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基础对点练


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根据波的周期性知,振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离为一个波长,故A正确;
振动位移总是相同的两个相邻质点间的距离是一个波长,故B错误;
两个相邻波峰之间的距离是一个波长,故C错误;
质点完成一次全振动,相当于经历了一个周期,所以波传播的距离为一个波长,故D正确。
2.(2023·宝鸡市高二期末)机械波在某种介质中传播时,下列说法正确的是
A.振幅越大,波振动的频率越小
B.振幅越大,波传播的速度越大
C.在一个周期内,振动质点走过的路程等于一个波长
D.波传播的速度大小与质点振动的速度大小无关
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波振动的频率、波传播的速度均与振幅无关,A、B错误;
在一个周期内,振动质点走过的路程等于4倍的振幅,与波长无关,C错误;
波在某种介质中传播,波速恒定,而质点振动的速度大小周期性变化,波传播的速度大小与质点振动的速度大小无关,D正确。
3.(2023·自贡市高二期中)有甲、乙两个波源,在甲波源振动50次的时间内,乙波源振动了60次,它们发出的机械波在同一种介质中传播时,波长之比为
A.6∶5 B.5∶6
C.12∶60 D.6∶1

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两列波都在同一种介质中传播时速度相等,由题意,相同时间内甲波源振动50次时,乙波源振动了60次,则得振动频率之比为f甲∶f乙=50∶60=5∶6,由v=λf,得波长之比为λ甲∶λ乙=6∶5,故选A。
4.(2023·成都市高二月考)体育课上小李同学一脚把足球踢到了足球场下面的池塘中间。小王同学提出用石头激起水波让水浪把足球推到池边,他抛出一石块到水池中激起了一列水波(可视为横波),可是结果足球并没有被推到池边。大家一筹莫展,恰好物理老师来了,大家进行了关于波的讨论。物理老师把两片小树叶放在水面上,大家观察发现两片小树叶在做上下振动,当一片树叶在波峰时恰好另一片树叶在波谷,两树叶在1 min内都上下振动了36次,两树叶之间有2个波峰,他们测出两树叶间水面距离是4 m。则下列说法正确的是
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A.该列水波的波长是2 m
B.该列水波的波速是0.96 m/s
C.两片树叶的速度始终相同
D.足球不能到岸边的原因是水波的振幅太小
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两片树叶的速度大小始终相同,但是方向相反,故C错误;
该水波为横波,振动的质点不会随波迁移,所以足球不能到岸边,故D错误。
5.(2023·四川凉山高二月考)某同学为了研究水波的传播特点,在水面上放置波源和浮标,两者的间距为L。t=0时刻,波源开始从平衡位置沿y轴在竖直方向做简谐运动,产生的水波沿水平方向传播(视为简谐波),t1时刻传到浮标处使浮标开始振动,此时波源刚好位于正向最大位移处,波源和浮标的振动图像分别如图中的实线和虚线所示,则
A.浮标的振动周期为4t1
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6.S是波源,其振动频率为50 Hz,所产生的横波向右传播,波速是80 m/s,P、Q是传播方向上的两个质点,已知SP=8.4 m,SQ=10.8 m。当S通过平衡位置向上运动时,以下说法正确的是
A.P在波谷,Q在波峰
B.P在波峰,Q在波谷
C.P、Q都在波谷
D.P、Q都在平衡位置
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7.(多选)如图所示,波源O从平衡位置开始竖直向上振动,产生的机械波向左、右两个方向传播,波速均为v=50 m/s。经过一段时间后,A、B两点处质点开始振动,已知OA=1.5 m,OB=3.25 m,波的振动频率为f=50 Hz,则下列说法正确的是
A.波的周期为0.01 s
B.波的波长为1 m
C.A、B两点处质点的起振方向均竖直向上
D.当B处质点开始振动时,A处质点已振动了2个周期

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波的波长为λ=vT=50×0.02 m=1 m,B正确;
由于波源O的起振方向竖直向上,故A、B两点处质点的起振方向均竖直向上,C正确;
8.(2023·成都市高二期中)一根绳子的右端固定在墙壁上,其左端的P点沿竖直方向振动产生一列横波。P点振动的周期为T,横波的波长为λ,当波刚刚传播到Q点时的波形如图所示,则
A.P点起振方向向下
B.此刻P点向下运动
C.P、Q两点间距离等于3λ
D.波从P点传到Q点经历7T
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能力综合练
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由题知此时波刚刚传到Q点,可以判断此时Q点向下振动,即Q点的起振方向向下,由
于每一个质点的起振方向都相同,则P点的起振方向向下,故A正确;
此时P点向上振动,故B错误;
9.一列简谐横波沿x轴正方向传播,波速为5 m/s。在传播方向上有K、L两质点,坐标分别为xK=2 m,xL=3 m。波传播到K点开始计时,K点的振动图像如图所示,则
A.该简谐波的波长为1 m
B.质点L刚开始运动时沿y轴正方向
C.每经过0.1 s,质点K通过的路程为4 cm
D.在t=0.3 s时,质点L第一次到达负向最大位移处
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该简谐波的周期T=0.4 s,波速v=5 m/s,则波长为λ=vT=2 m,选项A错误;
由K质点的振动图像可知,K质点起振的方向
沿y轴负方向,则质点L刚开始运动时沿y轴负方向,选项B错误;
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10.平衡位置位于原点O的波源发出的简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播,A、B为x轴上两个坐标为正的点,O与A之间的距离L1=0.4 m,此距离小于波长。波源从0时刻开始振动,其位移y=8sin πt cm。当波传到A点时,波源恰好处于波峰位置;此后再经过时间t=8 s,平衡位置在B处的质点第一次处于波峰位置。求:
(1)该波的传播速度大小v;
答案 0.8 m/s
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由振动位移方程y=8sin πt cm,
解得λ=1.6 m,
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(2)A、B之间的距离L2。
答案 6 m
A到B的距离L2=vΔt,解得L2=6 m。
11.(2023·绵阳市高二期末)一均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点,相邻两质点间的距离均为0.1 m,如图(a)所示。一列横波沿该直线向右传播,t=0时刻到达质点1,质点1开始向下运动,振幅为0.2 m,经过时间0.3 s,第一次出现如图(b)所示的波形。
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答案 4 m/s
(1)求该列横波传播的速度大小;
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(2)在介质中还有一质点P,质点P距质点1的距离为10.0 m,则再经过多长时间质点P处于波峰?
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答案 2.35 s
12.一列沿x轴正方向传播的简谐横波波速为1.5 m/s,振幅为4 cm,a、b是波传播方向上的质点,a、b间距为0.6 m,t=0时刻a的位移为2 cm,b的位移为-4 cm,已知λ>1.0 m,求:
(1)该波的波长;
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尖子生选练
答案 1.8 m
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已知λ>1.0 m,所以该波的波长为1.8 m。
(2)从t=0时刻开始,再经过1.55 s,a运动的路程。
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由波速v=1.5 m/s,
则质点a的振动方程为
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