高中物理教科版 (2019)选择性必修 第一册2 波速与波长、频率的关系课后复习题

3.2波速与波长、频率的关系同步练习2021—2022学年高中物理教科版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．一列声波由空气传到水中（　　）

A．频率不变，波长变小 B．频率不变，波长变大

C．频率变小，波长变长 D．频率变大，波长变大

2．一列简谐横波沿x轴正方向传播，频率为5Hz，图中A、B两质点的横坐标分别为x=2cm和x=16cm。某时刻的波形如图所示，从该时刻算起，当质点B的位移和速度与图示时刻质点A的运动状态相同时，所需的最短时间为（　　）

A．0.08s B．0.12s C．0.14s D．0.16s

3．简谐波在介质中传播，则（　　）

A．振幅越大，波的传播速度越大

B．波长越大，波的传播速度越小

C．在一个周期内，振动质点走过的路程等于一个波长

D．波源振动的频率越高，波传播一个波长距离所用的时间越短

4．心电图（ECG或者EKG）是利用心电图仪从体表记录心脏每一心动周期所产生的电活动变化图形的技术。图示是某人参加体检时做的心电图检查报告的一部分截图。已知心电图仪卷动纸带的速度为1.5m/min，检查报告中方格纸每小格的长度为1mm，则可知此人的心率约为（　　）

A．58次/分钟 B．68次/分钟 C．75次/分钟 D．80次/分钟

5．一列沿x轴正向传播，周期为2.0s的简谐横波，某时刻的波形如图所示，比较介质中的三个质点a、b、c，则（　　）

A．此刻质点a的速度为负，加速度为正的最大值

B．此刻质点b的振动速度等于波的传播速度

C．此刻质点c的振动方向为y轴正方向

D．经过0.50s，机械波沿x轴传播距离为2m

6．下列关于波长、频率和波速的说法正确的是（　　）

A．在波动中，振动相位总是相同的两个质点间的距离叫作波长

B．波的频率由介质决定，波的传播速度由波源决定

C．波由一种介质进入另一种介质时，波长、波速和频率均发生变化

D．波在介质中传播一个波长的距离所用的时间，就是波的周期

7．关于机械波，下列说法中正确的是(     )

A．振动在宇宙空间传播就形成机械波

B．只有机械波可以传递信息

C．在横波和纵波中质点的振动方向和传播方向总是一致的

D．波动中各质点离开平衡位置的位移不一定总是相等的

8．一列横波沿X轴正方向传播，到达坐标原点O的波形图，如图所示，若经过2.3s从O点传到P点，P点坐标是11.5cm，此时O点的振动位移及这列波的频率分别为：

A．-1cm；2.5Hz B．-1cm；5Hz

C．0cm；10Hz D．1cm；5Hz

9．沿x轴从左向右有M、P、N三个质点（N点未画出）在同一介质中，位于坐标原点O处的P质点在外力作用下在竖直方向做简谐振动，形成沿x轴双向传播的简谐波。时刻波形如图所示，其中M点再经过1s时间（小于一个周期），位移仍与时相同，但振动方向相反。N点与M点平衡位置距离为d，设波长为，，且振动方向总相反。下列说法正确的是（　　）

A．此时P点加速度为零

B．此时M点的振动方向竖直向下

C．N点平衡位置坐标为

D．此简谐波在x轴上的传播速度为8m/s

10．如图所示，左边为竖直方向的弹簧振子，振子连接一根水平的长软绳，并沿绳方向取x轴，t＝0时刻，振子以2Hz的频率从平衡位置O向上开始运动。t＝1s时，x＝10cm处的绳上质点开始振动，则（　　）

A．绳波的波长为10cm

B．绳上各质点都沿x轴方向运动

C．波在绳上传播的速度为10m/s

D．t＝1s时，x＝5cm处的绳上质点正从平衡位置向上振动

11．一列简谐波沿x轴传播，在t=0时刻的波形图线如图所示，质点P在该时刻的速度大小为v，经0.1s该质点的速度第一次与t=0时刻相同，再经过0.1s该质点的速度第一次大小为v而方向与t=0时刻相反，关于波的传播方向和波速，下述说法正确的是（     ）

A．波沿x轴正方向传播，波速为20m/s B．波沿x轴正方向传播，波速为30m/s

C．波沿x轴负方向传播，波速为10m/s D．波沿x轴负方向传播，波速为20m/s

12．心电图是现代医疗诊断的重要手段，医生从心电图上测量出相邻两波峰的时间间隔，即为心动周期，由此可计算1min内心脏跳动的次数（即心率）。甲、乙两人在同一台心电图仪上做出的心电图分别如图甲、乙所示，医生通过测量后记下甲的心率是60次/min，则心电图仪图纸移动的速度v以及乙的心率为（　　）

A．25mm/s，48次/min B．25mm/min，75次/min

C．25mm/s，75次/min D．25mm/min，48次/min

13．在t=0时刻一木块在静水面O处开始上下振动，形成各个方向传播的水波．t=1s时，如图所示，水波向西刚好传播到M点（图中只画了东、西方向，其他方向未画出），O、M间的距离为2m，波形的最低点N与原静水的竖直距离为15cm，以下分析正确的是（     ）

A．t=1s时，O点的运动方向向下

B．该水波的波长为2m

C．M点与N点振动后，在某时刻速度不可能相同

D．t=1.25s时刻M点和N点处于同一水平线上

14．一列向右传播的简谐横波，当波传到x=2.0m处的P点时开始计时，该时刻波形如图所示，t=0.9s时，观察到质点P第三次到达波峰位置，下列说法错误的是:（　　）

A．波速为0.5m/s

B．经过1.4s质点P运动的路程为70cm

C．t=1.6s时，x=4.5m处的质点Q第三次到达波谷

D．与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率一定为2.5Hz

15．为了研究乐音的物理规律，某同学用计算机同时录制下优美的笛声do和sol，然后在电脑上用软件播放，分别得到如下图（a）和图（b）的两个振动图象，由此可以判断（　　）

A．do和sol的周期之比约为2：3

B．do和sol的频率之比约为2：3

C．do和sol在空气中传播的波速之比为3：2

D．do和sol在空气中传播的波长之比为2：3

二、填空题（共4题）

16．如图，a、b是均匀媒质中x轴上相距为12m的2个质点，一列简谐横波以2m/s的波速沿x轴正向传播，在t=0时刻到达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t=3s时a第一次到达最高点。这列波的周期为________s，质点b在t=________s时刻第一次振动到最高点。

17．下图是某绳波形成过程的示意图，1、2、3、4……为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向．质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端．t＝0时质点1开始竖直向上运动，质点振动周期为T．经过四分之一周期，质点5开始运动，此时质点1已发生的位移为6cm，则当t=时质点5的运动方向为_________，当t=时质点9运动的路程为_________．

18．声波在空气中的传播速度为，在钢铁中的传播速度为．一平直桥由钢铁制成，某同学用锤子敲击一下桥的一端发出声音，分别经空气和桥传到另一端的时间之差为．桥的长度为______若该声波在空气中的波长为，则它在钢铁中的波长为的______倍．

19．一列简谐横波沿轴方向传播，时刻的波形图如图所示，此时波恰好传到点，已知该波的频率为，。求：

（1）波速；

（2）0到内质点点通过的路程。

三、综合题（共4题）

20．位于原点O处的波源t=0时开始振动，产生的简谐横波沿x轴正方向传播，波源O的振动方程为y=8sin5πt cm，当t=4 s时质点P（10 m，0 m）恰好刚开始振动．求：

①波长λ以及0~8.1 s时间内质点P运动的路程L；

②质点Q（9.875 m，0 m）从t=4 s起第一次到达波谷所用的时间t2．

21．如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形图（此时振动刚传到处），质点P为介质中的一质点，此时质点P的纵坐标，再经过，质点P由图示位置第一次到达波谷，质点Q为介质中平衡位置在处的质点，求：

（1）平衡位置在处的质点的振动方程；

（2）从时刻起再经过多长时间质点Q第二次经过平衡位置向y轴负方向运动?

22．有一列简谐横波沿x轴正方向传播，波源位于原点O，A、B分别是x轴上坐标为5m和9m的两个质点。在t=0时刻波刚好传到A点，此时波形图如图所示，在t1=0.3s时刻A质点刚好第1次出现波峰，求：

（1）这列波的周期和传播速度大小；

（2）从t=0时刻开始计时，B点第2次出现波峰的时刻和这段时间内B点的路程。

23．一列频率为5Hz的简谐横波沿x轴正方向传播， M、N是介质中平衡位置分别位于x=3m和x=19m的两个质点。时刻的波形如图所示，此时M点恰好开始振动。求：

（1）该波的传播速度；

（2）当t=s时，M点的位移；

（3）再经过1.95s， N点通过的路程以及位移。

参考答案：

1．B

2．C

3．D

4．A

5．D

6．D

7．D

8．A

9．C

10．D

11．C

12．C

13．D

14．A

15．B

16．     4     9

17．     竖直向上     6cm

18．     (1). 365     (2).

19．（1）20m/s；（2）90cm

20．①328 cm   ②0.25 s

21．（1）；（2）0.09s

22．（1）0.4s，10m/s；（2）t=1.1s，70cm

23．（1）10m/s；（2）2.5cm；（3）35cm；-5cm