物理选修33 波长、频率和波速导学案及答案
展开学习内容 | 江苏省新沂市王楼中学高中物理 3-4（12.3）导学案 | ||
学习目标 | 1． 理解波长、频率和波速的物理意义。 2． 理解波长、频率和波速之间的关系，并会运用这一关系进行计算和分析问题 | ||
学习重、难点 | 解决考查有关波传播的周期性和双向性的问题 | ||
学法指导 | 自主、合作、探究 | ||
知识链接 | 1波动图象和振动图象的区别： ⑴ ⑵ ⑶ ⑷ | ||
学习过程 | 用案人自我创新 | ||
【自主学习】 1．波长的定义： 。 波长通常用 来表示。 关于波长的几种说法： ⑴两个相邻的、在振动过程中相对于平衡位置的位移总是相等的质点之间的距离等于波长。 ⑵在横波中，相邻的两个波峰（波谷）之间的距离等于波长；在纵波中，相邻两个密部（疏部）中心之间的距离等于波长。 ⑶相距波长整数倍的质点，振动步调总是相同的；在波的传播方向上相距半波长奇数倍的两个质点，振动步调总是相反的。 2．在波动中，各质点的振动周期（频率）是 （相同/不相同），它们都等于 振动的周期（频率）。 思考、讨论以下问题： ⑴波的周期由 决定，同一列波在不同的介质中传播时，周期（频率） （变/不变）。 ⑵在一个周期内，波向前传播的距离为 。 3．波速是指： ，它定义是 。它的大小是由 决定的，同一列在不同的介质中波速 （同/不同）。 4． 波长、频率（周期）和波速的关系： 此式虽从机械波得到，但对其它形式的波也成立；对于三者的关系同学们要充分理解。 【掌握以下几类题型】 【例1】一列横波在t=0时刻的波形如图中实线所示，在t=1 s时刻的波形如图虚线所示，由此可以判断此波的( ) A.波长一定是4 cm
B．周期一定是4 s、 C．振幅一定是2 cm D．传播速度一定是1 cm／s
总结： 【例2】如图所示，沿波的传播方向上有间距均为1 m的六个质点a、b、c、d、e、f,均静止在各自的平衡位置．一列横波以1 m／s的速度水平向右传播，t=O时到达质点a，质点a开始由平衡位置向上运动，t=1 s时，质点a第一次达最高点，则在4 s<t<5 s这段时间内 ( ) A．质点c的加速度大小逐渐增大 B质点a的速度逐渐增大 C质点d向下运动 D.质点f保持静止 【例3】如图所示，实线为某时刻的波动图象，虚线是0.2s后的波形图。
⑴若波向左传播，求它传播的可能距离。 ⑵若波向右传播，求它的最大周期。 ⑶若波速是35m/s，求波的传播方向。
总结： 【例4】一列横波在x轴上传播，在t1=0和t2=0.005s时的波形如图中的实线和虚线所示。 ⑴设周期大于（t2— t1），求波速。 ⑵设周期小于（t2— t1），并且波速为6000m/s。求波的传播方向。
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达标检测 | 1．一列波从空气进入水中，波速增大，则下列说法中正确的是 ( ) 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 2．右图为一列简谐波在某一时刻波的图象，质点P在该时刻振动的速度为v，经过O.2 s，P点的速度仍为v，再经过O.2 s，P点的速度大小为v，方向改变，则 ( ) A.波向左传播，波速为10m／s B.波向左传播，波速为5m／s 0 C.波向右传播。波速为10m／s D．波向右传播，波速为5 m／s
3．如图所示，S为上下振动的波源，其频率为100 Hz，所产生的横波向左右传播，波速为80 m／s，已知P、Q两点与振源相距分别为SP为17.4 m，SQ为16.2 m，当S通过平衡位置向上运动时 ( ) A.Q在波峰，P在波谷 B P在波峰，Q在波谷 C．P、Q都在波峰 D．P通过平衡位置向上振动，Q通过平衡位置向下振动 4．如图所示一列横波在某一时刻的图象，已知波传播速度为10 m／s，那么这列波的周 期和波长分别为 ( ) A．0.40s，4.0m B．0.80s，8.0m C．2.5s，4.0m D．1.25s，8.0 m
5．如图所示，是一横波某时刻的波形图，已知质点A此时刻运动方向如图所示，则 ( ) A.波传播方向向右，质点B向下，C 向上 B.波传播方向向右，质点B、C均向上 C．波传播方向向左，质点B向下，C向上 D．波传播方向向左，质点B、C均向下 6．如图所示，位于介质I和Ⅱ分界面上的波源S，产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波．若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2，则( )
A．f1=2f2，v1=v2 B．f1=f2，v1=0.5v2 C．f1=f2，v1=2v2 D．f1=O.5f2，v1=v2 7．如图所示是一列横波在某时刻的波形图，波速v=60 m／s，波沿x轴正方向传播，则 ( )
A．质点振幅为2 cm，波长为24 m，周期为2.5 s B．在x=6 m处，质点的位移为零，速度方向沿x轴正方向 C．在x=18 m处。质点的位移为零，加速度最大 D．在x=24 m处，质点的位移为2 cm，周期为O．4 s 8．一列横波沿直线传播，波速为2 m／s，在传播方向上取甲、乙两点，如图所示．从波刚好传到它们中某点时开始计时．已知5 s内甲质点完成8次全振动，乙质点完成lO次全振动，则波的传播方向和甲、乙两质点间的距离为 ( ) 甲 乙 A．甲向乙，2m B．乙向甲，2m C．甲向乙，1.6 m D．乙向甲，5 m 9．一个简谐振源在某介质中引起了A=2 m的横波，该横波 以v=O.8 m／s的速度在介质中传播开来，波的传播方向上有A、B两点，相距是16 m,当波由A传到B时，A点的振动状况可能是 ( ) A.正处在波峰 B．正处在波谷 C．正从平衡位置向波峰运动 D．正从平衡位置向波谷运动 10．如图为一列简谐横波在t=O时刻和t2=O.15 s时刻的波的图象，它们分别用实线和虚线表示，则这列波的传播速度的可能值为 ( )
A．100 m／s B．300 m／s C．400 m／s D．500 m／。
11．如图所示，甲图为某横波上一点的振动图象，乙图为横波在某时刻的波动图象．由此两图求波的振幅、波长、频率和波速．
12．一列简谐横波，在t=O时波形如图所示，P、Q两点的坐标分别为-l m、-7 m，波的传播方向由右向左，已知t=O.7 s时，P点第二次出现波峰，则 ( ) A．t=O.9 s时，Q点第一次出现波峰 B.t=1.2 s时，Q点第一次出现波峰 C.振源的起振方向一定向上 D.质点Q位于波峰时，质点P位于波谷 | ||
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