高中物理--波长、频率和波速练习
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电磁波练习题频率波长与速度计算电磁波是一种在真空中传播的波动现象,其频率、波长和速度之间存在着一定的数学关系。
在电磁波的学习过程中,频率、波长和速度的计算与相互转换是十分重要的。
本文将通过几个练习题,帮助读者掌握电磁波频率、波长和速度之间的计算方法。
练习题一:已知一束电磁波的频率为30兆赫,求其波长。
解析:首先,我们要明确频率和波长之间的关系式,即:波速 = 频率 ×波长由于题目中没有给出波速,我们可以使用光在真空中的速度近似代替,光在真空中的速度约为3×10^8米/秒。
将已知数据代入关系式中,我们可以求得波长:波速 = 频率 ×波长3×10^8 = 30×10^6 ×波长将上式变形可得:波长 = 波速 / 频率波长 = 3×10^8 / 30×10^6 = 10米因此,该束电磁波的波长为10米。
练习题二:已知一束电磁波的波长为5厘米,求其频率。
解析:与练习题一相反,我们现在已知波长,要求解频率。
使用同样的关系式,我们可以得到:波速 = 频率 ×波长由于题目中仍然没有给出波速,我们仍然可以使用光在真空中的速度。
将已知数据代入关系式中,我们可以求得频率:波速 = 频率 ×波长3×10^8 = 频率 × 5×10^-2将上式变形可得:频率 = 波速 / 波长频率 = 3×10^8 / 5×10^-2 = 6×10^9赫兹因此,该束电磁波的频率为6×10^9赫兹。
练习题三:已知一束电磁波的频率为2×10^16赫兹,求其速度。
解析:与前面两个练习题不同,这次我们已知频率,要求解速度。
仍然使用频率、波长和速度之间的关系式:波速 = 频率 ×波长已知频率为2×10^16赫兹,为了求解速度,我们需要求解波长。
将已知数据代入关系式中,可以得到:波速 = 2×10^16 ×波长由于波速仍然未知,我们需要寻找其他的信息来进行计算。
人教版新教材 物理选择性必修第一册 第三章《机械波》3.2 波的描述精选练习一、夯实基础1.(2022·湖南·涟源市第一中学高二阶段练习)图甲为一列沿x 轴传播的简谐横波在0.4s t =时的波形图,P 、Q 是这列波上的两个质点,质点P 的振动图像如图乙所示。
下列说法正确的是( )A .这列波的波长7.5m λ=B .这列波的传播速度 1.5m/s v =C .这列波沿x 轴正方向传播D .在0.4s t =到0.5s t =内,质点Q 通过的路程是1.5m【答案】C【解析】A .由题图甲可知,该简谐横波的波长为λ=6m ,故A 错误;B .由题图乙可知,振动周期为T =0.4s ,所以波速为6m/s 15m/s 0.4v T λ=== 故B 错误; C .0.4s t =时P 点向上振动,根据平移法可知,波沿x 轴正方向传播,故C 正确;D .在0.4s t =到0.5s t =内,经过14T ,质点Q 通过的路程是2cm ,故D 错误。
故选C 。
2.(2022·重庆一中高二)一列简谐横波沿x 轴正方向传播,以质点P 点开始振动时为计时起点,0.02s t =部分波的图像如图所示。
质点P 、Q 的横坐标分别为8cm 、14cm 。
若波速小于6m/s ,下列说法正确的是( )A .波的传播速度可能为1m/sB .在0.035s t =到0.04s t =时间内,质点Q 加速度逐渐增大C .0.01s t =时刻,质点P 可能第一次到达波谷D .图示时刻波已经传到质点Q【答案】B【解析】由图可知,该波的波长为8cm λ=0.02s t =时,P 点又回到平衡位置,且沿y 轴负方向振动,由于不知道P 点的起振方向,故()0.02s 1,2,32nT t n === 则该波的周期为()0.04s 1,2,3T n n ==A .波的传播速度为()2m s 1,2,3v n n T λ=== 根据题意可知,波速小于6m/s ,可知,n 取1、2时,满足题意,当n 取1时,波速为2m ,当n 取2时,波速为4m s ,故A 错误;BCD .当n 取1时,该波的周期为0.04s ,则P 点的起振方向为沿y 轴正方向,则0.01s t =时,P 点第一次达到波峰,该波由P 点传到Q 点所用时间为0.140.08s 0.03s 2t -==则图示时刻波未传到质点Q ,在0.035s t =到0.04s t =时间内,质点Q 从平衡位置向波峰振动,则加速度逐渐增大,当n 取2时,该波的周期为0.02s ,则P 点的起振方向为沿y 轴负方向,则0.01s t =时,P 点第一次回到平衡位置,该波由P 点传到Q 点所用时间为'0.140.08s 0.015s 4t -== 则图示时刻波已经传到质点Q ,在0.035s t =到0.04s t =时间内,质点Q 从平衡位置向波谷振动,则加速度逐渐增大,故CD 错误B 正确;故选B 。
高三物理波长波速和频率的关系试题答案及解析1.如图所示是一列简谐波在t=0时的波形图象,波速为v= l0m/s,此时波恰好传到I点,下列说法中正确的是A.此列波的周期为T=0.4sB.质点B、F在振动过程中位移总是相等C.质点I的起振方向沿y轴负方向D.当t=5.1s时,x=l0m的质点处于平衡位置处E.质点A、C、E、G、I在振动过程中位移总是相同【答案】ABC【解析】由波形图可以直接得出波的波长,根据求解周期,根据波形图来确定I处的起振方向,当质点间的距离为波长的整数倍时,振动情况完全相同,当质点间的距离为半波长的奇数倍时,振动情况相反.由波形图可知,波长λ=4m,则T==0.4s,故A正确;质点B、F之间的距离正好是一个波长,振动情况完全相同,所以质点B、F在振动过程中位移总是相等,故B正确;由图可知,I刚开始振动时的方向沿y轴负方向,故C正确;波传到x=l0m的质点的时间s,t=5.1s时,x=l0m的质点已经振动4.1s=,所以此时处于波峰处,故D错误;质点A、C间的距离为半个波长,振动情况相反,所以位移的方向不同,故E错误.【考点】横波的图象波长、频率和波速的关系2.一列简谐横波在x轴上传播,如图所示,实线为t = 0时刻的波形图,虚线为△t = 0.2s后的波形图,求:①此波的波速为多少?②若△t >T且波速为165m/s,试通过计算确定此波沿何方向传播?【答案】(1)(n=0,1,2,3,…);(n=0,1,2,3,…)(2)此波沿x正方向传播【解析】①若波向右传播,则①依题②③由①②③解得(n=0,1,2,3,…)④若波向左传播⑤⑥联立①②并代入数据得(n=0,1,2,3,…)⑦②若,则⑧故可知此波沿x正方向传播【考点】机械波的传播。
3.一列简谐横波,在t=0.2s时波的图象如图(甲)所示,这列波中质点P的振动图像如图(乙)所示,那么该波的传播速度和传播方向是A.v="1.5" m/s,向左传播B.v="1.5" m/s,向右传播C.v="2.0" m/s,向左传播D.v="2.0" m/s,向右传播【答案】D【解析】根据乙图可判断时,质点P在平衡位置向下振动,结合甲图,质点P正通过平衡位置向下振动,根据波形图中质点振动方向和传播方向在波形图同一侧,判断机械波向右传播,选项AC错。
高考物理波速计算题波动是物理学中的重要概念,能帮助我们理解光、声等各种形式的波的传播。
波速是指波在单位时间内传播的距离,是描述波传播快慢的物理量。
在高考物理考试中,波速计算题也是常见的题型之一。
本文将讨论几类常见的波速计算题,并给出详细解答。
第一类题型:根据波速和频率求波长波速、频率和波长之间的关系可以用公式v = λf表示,其中v为波速,λ为波长,f为频率。
在这类题型中,我们已知波速和频率,要求计算波长。
例如:已知某声音波在空气中传播的波速为340 m/s,频率为100 Hz,求声波的波长。
解:根据公式v = λf,代入已知数据,可以求得波长:340 = λ * 100λ = 340 / 100λ = 3.4 m所以,声波的波长为3.4 m。
第二类题型:根据波长和频率求波速波长和频率的乘积等于波速,即λf = v。
在这类题型中,我们已知波长和频率,要求计算波速。
例如:某光波在真空中传播的波长为500 nm,频率为6.0 x 10^14 Hz,求光波的波速。
解:根据λf = v,代入已知数据,可以求得波速:500 nm * 6.0 x 10^14 Hz = vv = 3.0 x 10^8 m/s所以,光波的波速为3.0 x 10^8 m/s。
第三类题型:根据频率和波速求波长在这类题型中,我们已知频率和波速,要求计算波长。
例如:某电磁波在真空中传播的频率为5.0 x 10^14 Hz,波速为2.0 x 10^8m/s,求电磁波的波长。
解:根据公式v = λf,我们可以将频率和波速代入公式,求得波长:2.0 x 10^8 m/s = λ * 5.0 x 10^14 Hzλ = (2.0 x 10^8 m/s) / (5.0 x 10^14 Hz)λ = 4.0 x 10^-7 m所以,电磁波的波长为4.0 x 10^-7 m。
以上是几类典型的波速计算题,希望可以帮助同学们更好地理解和掌握波速的计算方法。
高中物理选修一波的描述同步练习含答案卷I(选择题)一、选择题(本题共计 10 小题,每题 3 分,共计30分,)1. 已知声波在钢轨中传播的速度远大于在空气中传播的速度,则当声音由钢轨传到空气中时()A.频率变小,波长变长B.频率变大,波长变短C.频率不变,波长变长D.频率不变,波长变短2. 如图所示是一列向右传播的横波在某一时刻的波形图像.如果此列波的波速为2.4m/s,则在传播过程中位于x轴上0.3m∼0.6m间的某质点P,从这一时刻起在1s内所经过的路程为()A.2.56cmB.2.4cmC.0.16mD.0.02m3. 一简谐机械横波沿x轴正方向传播,波长为λ,周期为T.t=0时刻的波形如图甲所示,a、b是波上的两个质点.图乙是波上某一质点的振动图像.下列说法中正确的是()A.t=0时质点a的速度比质点b的大B.t=0时质点a的加速度比质点b的小C.图乙可以表示质点a的振动D.图乙可以表示质点b的振动4. 如图所示,一列简谐横波向右传播,质点a和b的平衡位置相距0.5m。
某时刻质点a 运动到波峰位置时,质点b刚好处于平衡位置向上运动。
这列波的波长可能是A.mB.mC.2mD.3m5. -列简谐横波在某一时刻的波形图如图中实线所示.经0.2s后,其波形如图中虚线所示.则该简谐波的波速不可能是()A.2.1m/sB.3.9m/sC.7.2m/sD.14.1m/s6. 如图所示,甲、乙两相互垂直传播的振动情况完全相同的波,实线表示波峰,虚线表示波谷,箭头表示波的传播方向,则图中p点(小正方形的中央一点)所处位置应在()A.振动增强点B.振动减弱点C.既不是增强点又不是减弱点D.条件不足无法判断7. 如图所示,两列水波波源和的振幅分别为、A,波长分别为、,且,某时刻它们形成的波峰和波谷分别由实线和虚线表示。
下列说法正确的是()A.两列波在相遇区域会发生稳定干涉B.B点此时位移为C.C点此刻是振动减弱点D.两列波的振动频率相等8. 在弹性绳左右两端垂直绳轻摇一下,产生两个振动方向、振幅和波长都相同的正弦形“孤波”,t=0时刻两孤波传播至如图所示位置,已知左侧孤波向右传播速度大小为=1m/s,下列说法正确的是()A.t=0时坐标在x=−2m处的质点,在t=2s时运动到了O点B.右侧孤波向左传播的速度大小与不一定相等C.t=2.5s时,O点处的质点位于波峰D.t=3s时,O点处的质点加速度最大9. 如图所示,在xOy平面内有两个沿z轴方向(垂直xOy平面)做简谐运动的点波源S1(1, 0)和S2(4, 0),振动方程分别为=A sin(πt+)、=A sin(πt−)。
高中物理选修1波的描述计算题专项训练姓名:__________ 班级:__________考号:__________一、计算题(共9题)1、一列简谐横波在某时刻的波形如图a所示,其中的某质点的振动图象如图b所示。
试求:①波速为多少?②图a中的质点e(波峰)至少再经多少时间到达波谷2、图13为一简谐波在t=0时刻的波形图,介质中的质点P做简谐运动的表达式为y=A sin 5πt,求该波的速度,并画出t=0.3 s时的波形图(至少画出一个波长).图133、机械横波某时刻的波形图如图所示,波沿x轴正方向传播,质点P的横坐标x=0.32m。
从此时刻开始计时。
(1)若经过时间0.4s再一次出现相同波形图,求波速。
(2)若P点经0.4s第一次达到正向最大位移,求波速。
4、在坐标原点O处有一质点S,它沿y轴做频率为10Hz、振幅为2cm的简谐运动,形成的波沿x轴传播,波速为4m/s,当t=0时,S从原点开始沿y轴负方向运动.(1)画出当S完成第一次全振动时的波形图;(2)经过多长时间x=1m处的质点第一次出现波峰.5、如图所示,一横波的波源在坐标原点,x轴为波的传播方向,y轴为振动方向。
当波源开去路振动1s时,形成了如图所示的波形(波刚传到图中P点)。
试求:(1)波的波长λ为多少?周期T为多少?(2)从图示位置再经多长时间波传到Q点?(3)画出波传到Q点时的波形。
6、一列简谐横波在x轴上传播,在t1=0和t2=0.05s时刻,其波形图分别用如图所示的实线和虚线表示,求:(1)这列波可能的波速;(2)若波速为280m/s,那么波的传播方向向左还是向右.7、一列简谐横波,在t=0.4s时刻的波形图象如图乙所示,波上A质点的振动图象如图甲所示.(1)判断该波的传播方向(2)求该波的传播速度.(3)求A质点从该时刻起经0.6s,所在位置坐标和0.6s内A质点通过的路程.8、取一根柔软的弹性绳,使绳处于水平伸直状态。
从绳的端点A开始每隔0.50 m标记一个点,依次记为B、C、D……如图所示。
波长、频率和波速1.波长(1)定义:在波动中,振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离。
通常用λ表示。
(2)特征:在横波中,两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距离等于波长。
在纵波中,两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距离等于波长。
2.周期和频率(1)定义:波上各质点的振动周期(或频率)。
(2)规律:在波动中,各个质点的振动周期(或频率)是相同的,它们都等于波源的振动周期(或频率)。
(3)关系:周期T 和频率f 互为倒数,即f =1T。
[辨是非](对的划“√”,错的划“×”)1.机械波在一个周期内传播的距离就是振幅的4倍。
(×)2.波速表示介质中质点振动的快慢。
(×)3.在波形图上速度相同的相邻两质点间的距离等于一个波长。
(×)[释疑难·对点练]波长的确定(1)根据定义确定:①在波动中,振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离等于一个波长;②波在一个周期内传播的距离等于一个波长。
(2)根据波的图象确定:①在波的图象上,振动位移总是相同的两个相邻质点间的距离为一个波长;②在波的图象上,运动状态(速度)总是相同的两个相邻质点间的距离为一个波长; ③在波的图象上,两个相邻波峰(或波谷)间的距离为一个波长。
[试身手]1.关于波长,下列说法正确的是( )A .机械振动在一个周期内传播的距离就是一个波长B .在波形图上位移相同的相邻两质点间的距离等于一个波长C .在波形图上速度总是相同的两质点间的距离等于一个波长D .在波形图上振动情况总是相同的两质点间的距离等于一个波长解析:选A 机械振动的质点在一个周期内向远处传播一个完整的波形,故A 正确;在一个完整波形上,只有位移总是相同的相邻两质点间的距离才等于一个波长,故B 错误;速度总是相同的两质点之间距离是波长λ的整数倍,所以C 错误;振动情况总是相同的两质点间的距离是波长λ的整数倍,故D 错误。
1.波速定义机械波在介质中传播的速度。
2013-2014学年第二学期第5周物理限时训练2考试范围:波的图像、波长、频率和波速命题人:曹江涛审核人:刘献军使用时间:201403211.一列沿x轴正方向传播的简谐横波,某时刻的波形如图3所示。
P为介质中的一个质点,从该时刻开始的一段极短时间内,质点P的速度v和加速度a的大小变化情况是A.v变小,a变大 B.v变小,a变小C.v变大,a变大 D.v变大,a变小2.一列简谐横波以1m/s的速度沿绳子由A向B传播,质点A、B间的水平距离x=3m,如图甲所示.若t=0时质点A刚从平衡位置开始向上振动,其振动图象如图乙所示,则B点的振动图象为下图中的3.如图所示,波S从平衡位置开始上、下(沿y轴方向)振动,产生的简谐横波向右传播,经过0.1s后,沿波的传播方向上距S为2m的P点开始振动.若以P点开始振动的时刻作为计时的起点,P点的振动图象,如图所示.则下列说法中正确的是A.波S最初是向上振动的B.该简谐波的波速为20m/sC m=0,1,2,…)D.波源振动0.4s时P点刚好处在波谷的位置4.如图所示,有一列传播的简谐横波,x=0与x=1cm处的两个质点的振动图象分别如图中实线与虚线所示。
则这列波的A.波长一定是4 cmB.周期一定是4 sC.振幅一定是2 cmD.传播速度一定是1 cm/s5.一列沿x轴传播的简谐横波,t=0时刻的波形如图所示,此时质点P恰在波峰,质点Q恰在平衡位置且向上振动。
再过0.2s,质点Q第一次到达波峰,则不正确的是A.波沿x轴正方向传播 B.波的传播速度为30m/sC.1s末质点P的位移为零D. 0至0.9s时间内P点通过的路程为0.9m6.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质点通过的位移为2mC.从图示的时刻开始,P处质点比Q处质点先回平衡位置D.此时刻,M点的运动方向沿x轴正方向7.如图所示,图甲为一列简谐波在t=0时的波形图,图乙是这列波中x=200cm处的P点的振动图线,那么该波的传播速度大小、方向分别是A.v=50cm/s,沿x轴负方向传播B.v=25cm/s,沿x轴负方向传播C.v=50cm/s,沿x轴正方向传播D.v=25cm/s,沿x轴正方向传播8.如图a为xy平面内沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形图象,图b为x=0处质点的振动图象,由图象可知,下列说法中正确的是A.t=0时,质点P沿y轴正方向加速运动B.t=0到t=2s内,质点P通过的路程一定是8cmC.t=2s时,质点Q运动到x=0.2m处D.t=3s时,质点Q的加速度为零9.图中实线是一列简谐横波在某时刻的波形图,虚线是经过 0.2s 时该波的波形图.下列说法中正确的是A.波源的振动周期可能是 0.8 sB.波源的振动周期可能是 1.6 sC.波速一定为 5 m/sD.在任何一个周期内振动质点的位移都为 8 m10.一列横波沿x轴正方向传播,图(甲)为t=0.5s时的波动图像,图(乙)为介质中某质点的振动图像。
课时分层作业(十二)波的描述(建议用时:25分钟)考点一波的图像1.下列选项为一列横波在某介质中传播时某一时刻的波形图,已知波的传播方向向右,能正确描述各质点继续振动时运动方向的是()C[处在位移最大处的质点一定向平衡位置运动,因此,A、D两项错误,利用“上下坡”法可判断C项正确,B项错误.]2.(多选)如图所示,实线为某时刻一横波的图像,虚线是短暂时间间隔Δt 后的波的图像,且已知波传播得很慢,则由图像可判断出()A.波传播速度的大小B.波的传播方向C.各质点的速度D.各质点的振动方向BD[据题意,由于Δt很小,而且波传播得很慢,因而波传播了很小的距离,即波向右传播,只要确定了传播方向,那么各质点的振动方向就完全确定,不确定,B、D两项正确,A、C两项错误.] 但由于Δs、Δt未知,因而v=ΔsΔt3.如图所示为一列简谐横波在某一时刻的波形图,已知质点A在此时刻的振动方向如图中箭头所示,则以下说法中正确的是()A.波向左传播,质点B向下振动,质点C向上振动B.波向右传播,质点B向上振动,质点C向下振动C.波向左传播,质点B向上振动,质点C向上振动D.波向右传播,质点B向下振动,质点C向下振动C[解决该题有许多方法,现用“上下坡法”判断,若波向右传播,则A 质点处于下坡,应向上振动.由此可知波向左传播.同理可判断C向上振动,B 向上振动,故C项正确.]考点二波长、频率和波速4.一列简谐横波沿x轴正方向传播,频率为5 Hz,图中A、B两质点的横坐标分别为x=2 cm和x=16 cm.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.0.08 s B.0.12 sC.0.14 s D.0.16 sC[由题图可知,波长λ=20 cm,速度v=λf=0.2×5 m/s=1 m/s.质点A的运动状态传播16 cm-2 cm=14 cm所需的最短时间为t=0.14 s,选项C正确.] 5.平静湖面传播着一列水面波(横波),在波的传播方向上有相距3 m的甲、乙两个小木块随波上下运动,测得两个小木块每分钟都上下30次,甲在波谷时,乙在波峰,且两木块之间有一个波峰.这列水面波()A.频率是30 Hz B.波长是3 mC.波速是1 m/s D.周期是0.1 sC[据题意,甲在波谷时,乙在波峰,且两木块之间有一个波峰,则1.5λ=3 m,得λ=2 m.由小木块每分钟振动30次得小木块振动的频率f=3060Hz=0.5 Hz,周期为T=1f=2 s,故波速v=λf=2×0.5 m/s=1 m/s.由以上分析可知C项正确.]6.小明将不同规格的橡皮筋A、B系在一起,连接点为O,请两个同学抓住橡皮筋的两端,并将橡皮筋靠近瓷砖墙面水平拉直.小明用手抓住O点,上下快速抖动.某时刻橡皮筋形状如图所示,下列判断正确的是()A.两种橡皮筋中的波长相同B.两种橡皮筋中波的频率相同C.两种橡皮筋中的波速相同D.此时两种橡皮筋中a、b两质点的运动方向相反B[由题图可知,橡皮筋A的波长为橡皮筋B的波长的两倍,选项A错误;两橡皮筋的振动为受迫振动,橡皮筋中波的频率相同,都为小明抖动的频率,选项B正确;由v=λf知,橡皮筋A的波速为橡皮筋B的波速的两倍,选项C错误;由同侧法可判断,此时两种橡皮筋中a、b两质点的运动方向相同,选项D 错误.]7.一列简谐横波沿直线由a向b传播,相距10.5 m的a、b两处的质点振动图像如图中a、b所示,则()A.该波的振幅可能是20 cmB.该波的波长可能是8.4 mC.该波的波速可能是10.5 m/sD.该波由a传播到b可能历时7 sD [题中给出了两个质点的振动图像,从图中直接可以看出振动的振幅为10 cm ,周期为4 s ,选项A 错误;因为波是沿着a 向b 传播,所以从振动图像可以看出,T =4 s ,b 比a 至少晚振动34个周期,则a 、b 间距离与波长的关系为s =⎝ ⎛⎭⎪⎫n +34λ,(n =0,1,2,…),波由a 传播到b 历时t =nT +34T (n =0,1,2,…),再利用v =λT ,可得选项B 、C 错误,D 正确.]考点三 机械波的多解问题8.(多选)一列简谐波在某一时刻的波形如图所示,经过一段时间,波形变成如图中虚线所示,已知波速大小为1 m/s.则这段时间可能是( )A .1 sB .2 sC .3 sD .4 sAC [如果这列波向右传播,则传播的距离为nλ+14λ(n =0,1,2,…),λ=4 m .则这段时间可能为1 s 、5 s 、9 s 、…,故选项A 正确;如果这列波向左传播,则传播的距离为nλ+34λ(n =0,1,2,…),则这段时间可能为3 s 、7 s 、11 s 、…,故选项C 正确.]9.(多选)一列横波在t =0时刻的波形如图实线所示,在t =1 s 时的波形如图中虚线所示.由此可以判定此波的( )A .波长一定是4 cmB .周期一定是4 sC.振幅一定是2 cmD.传播速度一定是1 cm/sAC[解有关波动图像的题目,一般可分为两类:一类是读图,可以直接从图上读出振幅和波长,此题便可读出波长是4 cm,振幅是2 cm,故A、C选项正确;另一类是根据图像给定的条件,去计算波速、周期,判定波传播的方向,判定某一质点的运动情况及判定某一时刻的波形图.这类问题的解决,是建立在正确读图和对波动的正确理解上的,是较深层次的考查.此题表示出在1 s时间内图像的变化,这1 s时间与周期的关系是nT+14T=1 s(n=0,1,2,3,…)是不确也不确定,D选项也错误.]定解.因此B选项错误.同理传播速度v=λT(建议用时:15分钟)10.(多选)一列简谐波在某时刻的波形如图所示,则下列说法中正确的是()A.此列波的振幅是0.1 mB.x=15 m处质点的位移是0.1 mC.若A质点的速度沿y轴正方向,则B质点的速度也沿y轴正方向D.A质点的加速度沿y轴负方向,B、C两质点的加速度沿y轴正方向ACD[从波形图中可以直接读出振幅、某质点的位移,并判断某质点运动的方向.故选项A、C、D正确.]11.(多选)一列简谐横波在某时刻的波形如图所示,此时刻质点P的速度为v,经过0.2 s后它的速度大小、方向第一次与v相同,再经过1.0 s它的速度大小、方向第二次与v相同,则下列判断中正确的是()A .波沿x 轴负方向传播,且波速为10 m/sB .若某时刻N 质点到达波谷处,则Q 质点一定到达波峰处C .质点M 与质点Q 的位移大小总是相等、方向总是相反D .从图示位置开始计时,在3 s 时刻,质点M 偏离平衡位置的位移y =-10 cmBD [假设P 点向下振动,则第一次速度与v 相同需要经过大于半个周期的时间,第二次速度与v 相同需要经过小于半个周期的时间,与题目中给的时间不符合,所以P 点应向上振动,根据同侧法判断该机械波应该向右传播,选项A 错误;根据题意得,两次速度与v 相同时间加在一起共一个周期即质点P 的振动周期为0.2 s +1.0 s =1.2 s ,所以波的传播周期也为1.2 s ,波长为12 m ,所以波的传播速度为10 m/s.N 、Q 相距λ2,由于对称性,N 、Q 速度大小相等,方向相反,所以N 到波谷,Q 到波峰,选项B 正确;经过34T 波向右平移34λ,可以发现M 、Q 均为正位移,选项C 错误;3 s =⎝ ⎛⎭⎪⎫2+12T ,所以图形正好与本题图关于x 轴对称,所以此时刻质点M 偏离平衡位置的位移y =-10 cm ,选项D 正确.]12.如图所示是一列横波在某一时刻的波形图,若波沿x 轴正方向传播,则:(1)质点A 的振动方向、质点C 的振动方向、质点D 的振动方同各是怎样的?(2)再经过34T ,质点A 通过的路程是多少?质点C 的位移是多少? [解析] (1)由“带动看齐法”(或“上下坡法”)知,波沿x 轴正方向传播时,质点A 向上振动,质点C 向下振动,质点D 在正方向最大位移处,速度为零.(2)再经过34T ,质点A 通过的路程为3A =3×2 cm =6 cm ;质点C 到达正向最大位移处,即C 的位移是2 cm ,方向沿y 轴正方向.[答案] 见解析13.一列简谐横波在x 轴上传播,a 、b 是x 轴上相距s ab =6 m 的两质点.t =0时,b 点正好到达最高点,且b 点到x轴的距离为4 cm ,而此时a 点恰好经过平衡位置向上运动,已知这列波的频率为25 Hz.(1)求经过时间1 s ,a 质点运动的路程;(2)设a 、b 在x 轴上的距离大于一个波长,求该波的波速.[解析] (1)质点a 一个周期运动的路程s 0=4A =0.16 m,1 s 内的周期数n =ft =25,则1 s 内运动的路程s =ns 0=4 m.(2)若波由a 传向b ,则s ab =⎝ ⎛⎭⎪⎫n +34λ,v =λf =6004n +3m/s(n =1,2,…);若波由b 传向a ,则s ab =⎝ ⎛⎭⎪⎫n +14λ,v =λf =6004n +1m/s(n =1,2,…). [答案] (1)4 m (2)见解析。
声音的频率和波长练习题声音是我们生活中不可或缺的一部分,它以波动的形式传播,具有不同的频率和波长。
了解声音的频率和波长对于理解声音传播的机制以及应用于各个领域都非常重要。
下面是一些关于声音频率和波长的练习题,帮助你巩固相关知识。
题目1:请计算以下声音的频率和波长。
1. 声音传播速度为340 m/s,波长为0.96 m,计算频率。
2. 声音传播速度为330 m/s,频率为220 Hz,计算波长。
题目2:请判断以下说法的正确性,正确的在括号内打"√",错误的在括号内打"×"。
1. 声音的频率决定声音的音调。
(√)2. 高频音波的声音比低频音波的声音更响亮。
(×)3. 波长越短,频率越低。
(×)题目3:请回答以下问题,将答案写在横线上。
1. 什么是声音的频率?_______________________________2. 什么是声音的波长?_______________________________3. 音乐中高音和低音的区别在哪里?_______________________题目4:将下列声音按频率从低到高排序。
A. 440 HzB. 880 HzC. 220 HzD. 660 Hz题目5:请判断以下说法的正确性,正确的在括号内打"√",错误的在括号内打"×"。
1. 音乐中的音调高低由音量大小决定。
(×)2. 音调越高,频率越低。
(×)3. 波长越短,频率越高。
(√)题目6:声音的频率通常用什么单位来表示?___________________题目7:请回答以下问题,将答案写在横线上。
1. 声速是什么?_____________________________________2. 音乐中的音量通常通过什么指标来表示?_______________3. 高音和低音仅由频率来决定吗?______________________题目8:以下是一段声音波形图,请结合图形来回答问题。
物理波长练习题波长是指在一个周期内,波的形状重复出现的距离。
在物理学中,波长是很重要的一个概念,可以帮助我们理解和解析各种波动现象。
下面是一些物理波长的练习题,希望能够帮助你更好地理解和应用波长的概念。
1. 一根悬挂在铁丝上的琴弦,长度为1.2m,被分成了4等分进行弹奏。
求琴弦的第一个次谐波的波长。
解析:第一个次谐波是指在原来的波形上,再加上一个周期。
根据题目的信息,琴弦的长度被分成了4等分,所以第一个次谐波的波形相当于原波形的四分之一。
根据波长的定义,我们可以得到下面的公式:波长 = 琴弦长度 / 分割数。
因此,第一个次谐波的波长为1.2m / 4 = 0.3m。
2. 一束光通过一个狭缝后形成的干涉图样如下所示。
若光的波长为600nm,求狭缝的宽度。
解析:根据题目给出的干涉图样,我们可以看到明纹的间距为12mm,而明纹的间距与波长之间有如下关系:明纹的间距 = 波长 * 阶数。
其中,阶数是指明暗纹的交替次数。
根据题目给出的图样,我们可以看到明纹的间距为3个波长,因此阶数为3。
将这些信息带入到公式中,可以推导出狭缝的宽度为(明纹的间距)/(阶数 * 波长)=12mm / (3 * 600nm) ≈ 0.067mm。
3. 在一个实验中,用一根长度为2.4m的弦制造了一个固定端和一个自由端的定弦波。
该波的第三个频率为100Hz,请问该定弦波的波长是多少?解析:在一个定弦波中,频率是指波形重复的次数。
根据题目给出的信息,第三个频率为100Hz,也就是说,波形在1秒钟内重复了100次。
波长是表示波的形状重复的距离,与频率之间有如下的关系:波速 = 波单位时间内重复的次数 ×波形的距离 = 频率 ×波长。
在本题中,题目要求求解波长,而已知频率为100Hz,波速是指波形所传播的速度,对于定弦波来说,波速是固定的。
因此,利用已知的频率和波速,可以得出波长为波单位时间内重复的次数 / 频率 = 波速 / 频率 = 2.4m / 100Hz = 0.024m。
波长、频次和波速基础夯实1.简谐机械波在给定的介质中流传时,以下说法中正确的选项是()A .振幅越大,则波流传的速度越快B .振幅越大,则波流传的速度越慢C.在一个周期内,振动质点走过的行程等于一个波长D.振动的频次越高,则波流传一个波长的距离所用的时间越短λ答案: D 分析:由公式 v=T可知,波速与振幅没有直接的因果关系,因此A、 B 错误;质点在一个周期内的运动行程只与振幅相关,与波速没关,其实不必定等于波长,故 C 错误;质点振动频次与波的频率同样,又 f =1,故 D 正确。
T2.下表给出30℃时,声波在不一样介质中的流传速度。
明显当声波由空气进入纯水中时,波速增大,则以下说法中正确的选项是()介质空气纯水盐水橡胶软木铜铁波速 (m/s)332 1 490 1 53130~ 50480 3 800 4 900A. 频次增大,波长不变B.频次不变,波长增大C.频次和波长都不变 D .频次和波长都变大答案: B 分析:波在流传过程中频次不变,一列波从空气进入水中时,频次 f 不变,波速v 增大,则由公式v= f λ知波长增大。
3.一列简谐波在两时辰的波形以以下图中实线和虚线所示,由图可确立这列波的()A .周期B.波速C.波长D.频次答案: C 分析:由题图可知波长λ=4m,故本题正确选项为C。
4.一简谐横波在x 轴上流传,波源的振动周期T=,在某一时辰的波形以下图,且此时 a 点向下运动,则()A .波速为 20m/s,波向 x 轴正方向流传B.波速为10m/s,波向 x 轴负方向流传C.波速为20m/s,波向 x 轴负方向流传D .波速为 10m/s,波向 x 轴正方向流传λ答案: A 分析: v== 20m/s,因 a 点向下运动因此波沿x 正方向流传。
T5.如图 (a)所示为一列简谐横波在t= 20s 时的波形图,图(b)是这列波中P 点的振动图线,那么该波的流传速度和流传方向是( )A .v= 25cm/s,向左流传B . v= 50cm/s,向左流传C. v= 25cm/s,向右流传 D .v= 50cm/s,向右流传答案: B 分析:由振动图线 (图 b)知周期 T=2s,由波形图线 (图 a)知波长为λ点向上运动,100cm,由 v=得 v=50cm/s , A 、 C 错误;由图 b 中知 2s 末 PT那么, 20s 末 P 点仍旧向上运动,因此波向左流传, B 正确。
第三章机械波2 波的描述基础过关练题组一波长、频率和波速的理解1.关于波速公式v=λf,下列说法正确的是()A.v是质点在振动方向的速度B.对同一机械波来说,通过不同的介质时,频率f不变C.一列机械波通过不同介质时,波长λ和频率f都会发生变化D.波长为2 m的声波的传播速度比波长为1 m的声波的传播速度大一倍2.(2024江苏南京田家炳中学期中)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=v2B.f1=f2,v1=2v2C.f1=f2,v1=0.5v2D.f1=0.5f2,v1=v23.(2024广东惠州期中)某同学通过分析漂浮在海面上的传感器数据,研究海面上波浪的传播规律。
根据传感器反馈的数据:水面波正平稳地以1.8 m/s的速率向着海滩传播,从第1个波峰到第10个波峰通过传感器的时间间隔为15秒。
下列说法正确的是()A.该水面波的周期为15 sB.该水面波的频率为0.6 HzC.该水面波的波长为6 mD.在没有其他外力的作用下,漂浮在海面上的传感器可能跟随波浪被冲至岸边4.(经典题)(2023湖北武汉期末)二人分乘甲、乙两条船在湖中钓鱼,两船相距24 m。
有一列水波(视为简谐横波)从波源发出,依次传到甲、乙两船(相对位置如图所示),每条船每分钟完成10次全振动,当甲船位于波峰时,乙船位于波谷,这时两船之间还有一个波峰。
下列说法中正确的是()A.这列波的速度为8 m/sB.这列波的波长为16 mC.这列波的周期为10 sD.这列波的频率为6 Hz题组二认识波的图像及画法5.(2023湖北武汉华中师大一附中月考)一列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a的加速度最小B.此刻b的加速度最大C.若波沿x轴正方向传播,此刻b向x轴正方向运动D.若波沿x轴负方向传播,c比a先回到平衡位置6.(2024湖北宜荆荆随联考)如图所示为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像,t=0时刻波恰好传到质点M。
机械波练习题波速频率与波长计算机械波练习题:波速、频率与波长计算机械波是一种能够传递能量的波动现象,广泛应用于各个领域。
在学习机械波的过程中,我们需要掌握一些基本计算方法,如波速、频率与波长之间的关系。
本文将介绍机械波计算中的一些练习题,并解答这些问题。
1. 问题描述:一根绳子上的波的波长为2m,频率为50Hz,请计算波速。
解答:根据波速、频率和波长之间的关系,可以得出波速v = fλ,其中v表示波速,f表示频率,λ表示波长。
代入已知数据,得到 v =50Hz × 2m = 100m/s。
所以,这根绳子上的波速为100m/s。
2. 问题描述:一个震源以每秒20次的频率产生波动,波长为0.5m,请计算这个波的波速。
解答:仍然利用波速、频率和波长之间的关系公式v = fλ。
代入已知数据,得到 v = 20Hz × 0.5m = 10m/s。
所以,这个波的波速为10m/s。
3. 问题描述:一根有弹性的绳子上传播着频率为60Hz的波动,波速为12m/s,请计算波长。
解答:根据波速、频率和波长之间的关系公式,可以求得波长λ =v/f。
代入已知数据,得到λ = 12m/s ÷ 60Hz = 0.2m。
所以,这根绳子上的波长为0.2m。
4. 问题描述:一条钢管上的波动的波速为3000m/s,波长为0.15m,请计算波动的频率。
解答:同样地,根据波速、频率和波长之间的关系公式,可以求得频率f = v/λ。
代入已知数据,得到 f = 3000m/s ÷ 0.15m = 20000Hz。
所以,这个波的频率为20000Hz。
通过以上练习题的解答,我们可以发现,波速、频率和波长之间的关系是通过数学公式相互联系的。
掌握这种关系可以帮助我们更好地理解和应用机械波的知识。
总结:在机械波的学习中,波速、频率和波长是三个重要的概念,它们之间存在着紧密的数学关系。
通过合理运用公式和计算方法,我们可以准确计算出波速、频率和波长等数值。
高中物理电磁波波速、波长、频率关系练习题1.关于光波和无线电波,下列说法不正确的是().A.都是电磁波B.都可以在真空中传播C.在真空中的传播速度都是3×108 m/sD.二者的波长、频率均相同解析光波和无线电波本质上都是电磁波,都可以在真空中传播,在真空中传播的速度都是3×108m/s,所以A、B、C对;光波和无线电波波长、频率不同,所以D错.答案D2.电磁波从真空传入水中时,下列说法正确的是().A.频率不变,波速变大,波长变大B.频率不变,波速变小,波长变小C.波速不变,频率变小,波长变大D.波速不变,频率变大,波长变小解析电磁波的波长λ、波速v和频率f与机械波一样满足c=λf,传播过程中,频率不变,C、D两项错误;但电磁波在真空中的速度最大,而在介质中速度都会减小,故从真空传入水中时波速变小,波长变小,A错,B对.答案B知识点二电磁波谱3.按频率由低到高的顺序排列,以下排列中正确的是().A.γ射线→X射线→紫外线→红外线→可见光B.紫外线→可见光→红外线→γ射线→X射线C.红外线→可见光→紫外线→X射线→γ射线D.γ射线→X射线→紫外线→可见光→红外线解析电磁波谱各成员中按频率由低到高的顺序为无线电波→红外线→可见光→紫外线→X射线→γ射线,故选项C正确.答案C4.下列说法正确的是().A.电磁波是一种物质B.所有电磁波都有共同的规律C.频率不同的电磁波有不同的特性D.低温物体不辐射红外线解析电磁波是一种物质,它们既有共性也有个性.所有的物体都能辐射红外线,D不正确.答案ABC5.关于红外线的作用与来源,下列说法正确的是().A.一切物体都在不停地辐射红外线B.红外线具有很强的热作用和荧光作用C.红外线的显著作用是化学作用D.红外线容易穿透云雾解析荧光作用和化学作用都是紫外线的重要用途,红外线波长较可见光长,绕过障碍物能力强,易穿透云雾.答案AD6.下列说法中正确的是().A.红外线比红色光的波长长,它的热作用很强B.X射线就是伦琴射线C.阴极射线是一种频率极高的电磁波D.紫外线的波长比伦琴射线长,它的显著作用是化学作用解析在电磁波谱中,红外线的波长比可见光长,A项正确;阴极射线是电子流,它与电磁波有着本质的区别,C项错误;紫外线的显著作用是化学作用,伦琴射线的显著作用是穿透作用,D项正确.答案ABD知识点三电磁波的应用7.下列关于电磁波的特性和应用,说法正确的是().A.红外线和X射线都有很高的穿透本领,常用来在医学上做透视人体B.过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康C.电磁波中波长最大的是γ射线,最容易用来观察衍射现象D.紫外线和X射线都可以使照相底片感光解析X射线和γ射线穿透本领很强,红外线穿透能力很弱,不能用来透视,过强的紫外线照射人体对人体有害,γ射线波长很短不易衍射.答案D8.关于电视信号的发射,下列说法正确的是().A.摄像管输出的电信号可以直接通过天线向外发射B.摄像管输出的电信号必须“加”在高频等幅振荡电流上,才能向外发射C.伴音信号和图像信号是同步向外发射的D.摄像管摄取景物并将景物反射的光转化为电信号,实现光电转换解析摄像管输出的电信号频率低,不易直接发射出去,必须“加”在高频等幅振荡电流上才能发射出去;伴音信号和图像信号是同步发射的;摄像过程实现的是光电转换.故正确答案为B、C、D.答案BCD9.关于移动电话,下列说法正确的是().A.随身携带的移动电话(手机)内,只有无线电接收装置,没有无线电发射装置B.随身携带的移动电话(手机)内,既有无线电接收装置,又有无线电发射装置C.两携带手机的人,必须通过固定的基地台转接,才能相互通话D.无线寻呼机(BP机)内只有无线电接收装置,没有无线电发射装置解析移动电话可拨出和接听,但须经由固定的基地台转接,故A项错误,B、C正确;无线寻呼机(BP机)是一种只能接收图文、数字的装置,所以没有无线电发射装置,故D选项也正确.答案BCD10.验钞机发出的“光”能使钞票上的荧光物质发光;家用电器上的遥控器发出的“光”用来控制电视机、空调等.对于它们发出的“光”,下列说法正确的是().①验钞机发生的“光”是红外线②遥控器发出的“光”是红外线③红外线是由原子的内层电子受到激发后产生的④红外线是由原子的外层电子受到激发后产生的A.①④B.②③C.①③D.②④解析紫外线具有荧光效应,能使荧光物质发光,因此验钞机发出的“光”应为紫外线;遥控器所发出的“光”是红外线,红外线的波长较长,容易绕过烟尘等障碍物;红外线、紫外线产生的机理都是原子的外层电子受到激发后产生的,故正确选项为D.答案D11.下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象.请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上.[来源:学科网](1)X光机,________;(2)紫外线灯,________;(3)理疗医用“神灯”照射伤口,可使伤口愈合得较好.这里的“神灯”是利用________.A.光的全反射B.紫外线具有很强的荧光作用C.紫外线具有杀菌消毒作用D.X射线的很强的贯穿力E.红外线具有显著的热作用F.红外线波长较长易发生衍射解析(1)X光机是用来透视人的体内器官的,因此需要具有较强穿透力的电磁波,但又不能对人体造成太大的伤害,因此采用了穿透能力比较强又不会给人体造成太大的伤害的X射线,选择选项D.(2)紫外线灯主要是用来杀菌的,因此它应用的是紫外线的杀菌作用而非荧光作用,因此选择选项C.(3)“神灯”又称红外线灯,主要是用于促进局部血液循环,它利用的是红外线的热效应,使人体局部受热,血液循环加快,因此选择选项E.答案(1)D(2)C(3)E12.某无线电广播的中波波段波长限定在300~3 000 m的范围内.为了避免邻近电台的干扰,两个电台的频率范围至少相差104 Hz,则此波段中最多能容纳的电台数约为多少个?解析本题可用电磁波的速度、频率、波长的关系式f=cλ求出中波波段的频率范围,然后再除以两电台的频率差104 Hz,便可求出此波段中最多容纳的电台数.由公式f=cλ,c=3.0×108 m/s,λ1=300 m,λ2=3 000 m得:f1=cλ1=3.0×108 m/s300 m=1×106 Hz,f2=cλ2=3.0×108 m/s3 000 m=1×105 Hz.可见该波段频率范围为1×105~1×106 Hz.最多容纳的电台数为:n=1×106-1×105104个=90个。
【巩固练习】一、选择题1.一列横波以10 m/s的速率沿水平方向传播.某时刻的波形如图中的实线所示,经时间Δt后的波形如图12-3-37中的虚线所示.已知2T>Δt>T(T为这列波的周期).由此可知Δt可能是().A.0.3 s B.0.5 s C.0.6 s D.0.7 s2.一列横波在t=0时刻的波形如图12-3-38中实线所示,在t=1 s时的波形如图12-3-38中虚线所示.由此可以判定此波的().A.波长一定是4 cm B.周期一定是4 sC.振幅一定是2 cm D.传播速度一定是1 cm/s3.一简谐横波在图中x轴上传播,实线和虚线分别是t1和t2时刻的波形图,已知t2-t1=1.0 s.由图判断下列哪一个波速是不可能的?()A.1 m/s B.3 m/s C.5 m/s D.10 m/s4.如图所示,一简谐横波在x轴上传播,轴上a、b两点相距12 m.t=0时a点为波峰,b点为波谷;t=0.5 s时,a点为波谷,b点为波峰.则下列判断中正确的是().A.波一定沿x轴正方向传播B.波长可能是8 mC.周期可能是0.5 s D.波速一定是24 m/s5.一列间谐横波沿直线由A向B传播,A.B相距0.45m,如图是A处质点的震动图像。
当A处质点运动到波峰位置时,B处质点刚好到达平衡位置且向y轴正方向运动,这列波的波速可能是()A.4.5/s B .3.0m/s C .1.5m/s D .0.7m/s6.(2015 龙岩校级模拟)一列简谐横波沿直线传播,该直线上平衡位置相距9 m的a、b两质点的振动图象如图所示.下列描述该波的图象可能的是( )7.(2015 宜春校级模拟)一列简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时刻的波形如图中实线所示,t=0.1 s时刻的波形如图中虚线所示.波源不在坐标原点O,P是传播介质中离坐标原点2.5 m处的一个质点.则以下说法正确的是( )A.波的频率可能为7.5 HzB.波的传播速度可能为50 m/sC.质点P的振幅为0.1 mD.在t=0.1 s时刻与P相距5 m处的质点也一定向上振动8.一列简谐横波沿x轴传播,周期为T,t=0时刻的波形如图所示。
人教版(2019)选择性必修一 3.2 波的描述 同步练习一、单选题1.男女二重唱中,女高音和男中音的频率、波长和波速分别为f 1、λ1、v 1和f 2、λ2、v 2,它们之间的关系是( ) A .f 1>f 2,λ1>λ2,v 1>v 2 B .f 1<f 2,λ1<λ2,v 1<v 2 C .f 1>f 2,λ1<λ2,v 1=v 2D .以上说法都不正确2.如图所示为一列沿x 轴正方向传播的简谐横波在0=t 时刻的波形图,其传播速度1cm /s v =,此时质点P 的位移为3cm y =-,则质点P 的位移y 随时间t 变化的关系为( )A .6sin()cm 26y t ππ=-B .6sin()cm 26y t ππ=+C .6sin()cm 46y t ππ=- D .6sin()cm 46y t ππ=+ 3.一列向右传播的横波在t =0时的波形如图所示,A 、B 两质点间距为12m ,B 、C 两质点平衡位置的间距为4.5m ,当t =1s 时,质点C 恰好通过平衡位置,该波的波速可能为( )A .0.5m/sB .5m/sC .7.5m/sD .12.5m/s4.如图所示分别为一列横波在某一时刻的图像和在6m x =处的质点从该时刻开始计时的振动图像,则这列波( )A.沿x轴的正方向传播B.波速为100m/sC.该质点振动周期为8sD.再过0.04s,4mx 处的质点在平衡位置且向上运动5.一列沿x 轴传播的简谐横波,在t=0.1s 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2 乙可能为Q 点的振动图像C.t=0.15s 时,质点P 沿y 轴正方向运动D.该波的波速为80m/s6.图(甲)为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图,P、Q分别为波上的两个质点,图(乙)为Q点的振动图象,则()A.波沿+x方向传播B .波的传播速度大小为0.4m/sC .t =0.15s 时,Q 点的加速度达到正向最大D .t =0.10s 到0.25s 的过程中,P 点通过的路程为30cm7.一列简谐波在初始时刻的全部波形如图所示,质点a 、b 、c 、d 对应x 坐标分别为1m 、1.5m 、3m 、4m 。
弦上的波动练习题波速和频率弦上的波动练习题:波速和频率波动现象是物理学中的重要概念,而弦上的波动练习题则是帮助我们更好地理解波动的基本原理和相关概念的实践性问题。
在这篇文章中,我们将聚焦于弦上的波动练习题中的两个重要参数:波速和频率。
通过对这两个参数的认识和理解,我们可以更好地解决相关的练习题。
一、波速的概念与计算方法波速是指波动在介质中传播的速度,它是一个重要的物理量,通常用字母v表示。
在弦上的波动练习题中,波速的计算可以通过以下公式得出:v = fλ其中,v代表波速,f为频率,λ为波长。
波速的单位通常使用米每秒(m/s)。
二、频率的概念与计算方法频率是指波动中单位时间内重复发生的波动次数,它是物理学中的重要参数之一,通常用字母f表示。
在弦上的波动练习题中,频率的计算可以通过以下公式得出:f = v/λ其中,f代表频率,v为波速,λ为波长。
频率的单位通常使用赫兹(Hz)。
三、波速和频率的综合应用练习为了更好地理解和应用波速和频率的概念,让我们通过一个具体的练习题来加深对这两个参数的认识。
题目:一根弹性绳子上的波动,频率为50Hz,波长为0.1m。
求解波速。
解析:根据上述公式,我们可以得出:v = fλ代入已知数据:v = 50Hz * 0.1m计算得出波速为5m/s。
通过这个练习题,我们可以发现,在已知频率和波长的情况下,通过波速公式可以快速计算出波速的值。
四、波速和频率的相关性不同的波动现象中,波速和频率之间存在一定的关系。
在弦上的波动练习题中,波速和频率之间的关系可以通过公式v = fλ 进行表示。
在弦上波动中,当波速固定时,频率和波长成反比关系,即频率越高,波长越短,反之亦然。
反过来,当频率固定时,波速和波长成正比关系,即波速越大,波长越大,反之亦然。
因此,在解决弦上的波动练习题时,我们可以根据已知的波速和频率,通过波速公式v = fλ 来求解未知的波长等相关参数。
五、总结通过对弦上的波动练习题中的波速和频率的讨论,我们了解到了波速和频率对于波动现象的重要性,并掌握了相关的计算方法和公式。
高中物理-波长、频率和波速练习基础夯实一、选择题(1~5题为单选题,6题为多选题)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( D )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=1T,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( B )介质空气纯水盐水橡胶软木铜铁波速(m/s)332 1 490 1 53130~50480 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.如图所示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( B )A.3cm;200Hz B.6cm;200HzC.2cm;400Hz D.12cm;50Hz解析:由波形图可知,波长λ=6cm,则周期为:T=λv=1200s,所以频率为:f=1T=200Hz,故B正确。
4.(北京大学附中河南分校高二下学期期中)一列简谐波沿x轴传播,t=0时刻的波形如图甲所示,此时质点P正沿y轴负方向运动,其振动图象如图乙所示,则该波的传播方向和波速分别是( A )A .沿x 轴负方向,60m/sB .沿x 轴正方向,60m/sC .沿x 轴负方向,30m/sD .沿x 轴正方向,30m/s解析:由P 点此时的运动方向向下,得出此波沿x 轴负方向传播,由乙图可知:T =0.4s,由甲图可知:λ=24m,所以v =λT =240.4m/s =60m/s,故选A 。
5.(北京市昌平区高二下学期期末)一简谐横波在x 轴上传播,波源的振动周期T =0.1s,t =0时刻的波形如图所示,且此时a 点向下运动,则( B )A .该波向左传播B .该波的波速为20m/sC .t =0.025s 时,a 质点将运动到波峰处D .t =0.05s 时,a 质点将运动到x =3.0m 处解析:因为a 点向下运动,所以波向右传播,A 错;v =λT =20.1m/s =20m/s,故B 对;t =0.025s=14T ,a 质点运动到波谷处,C 错;质点只能上下振动,D 错。
6.(江西省玉山一中高二下学期期中)一列简谐横波,沿x 轴正方向传播,传播速度为10m/s,在t =0时的波形图如图所示,则下列说法正确的是( AC )A .此时x =1.25m 处的质点正在做加速度减小的加速运动B .x =0.7m 处的质点比x =0.6m 处的质点先运动到波峰的位置C .x =0处的质点再经过0.05s 时间可运动到波峰位置D .x =1m 处的质点在做简谐运动,其振动方程为y =0.4sin(10πt )(m)解析:由波形图可知,此时x =1.25m 处的质点在x 轴上方向下振动,则其做加速度向下减小的加速运动,选项A 正确;此时刻x =0.7m 处的质点和x =0.6m 处的质点都在x 轴下方向下振动;因x =0.6m 处的质点位置比x =0.7m 处的质点位置距离平衡位置较远,故x =0.6m 处的质点比x=0.7m 处的质点先运动到波峰的位置,选项B 错误;周期T =λv =210s =0.2s,x =0处的质点在t=0时刻在平衡位置向上振动,则再经过0.05s =T4的时间可运动到波峰位置,选项C 正确;因ω=2πT=10πrad/s ,则x =1m 处的质点在做简谐运动,其振动方程为y =-0.4sin(10πt )(m),选项D错误;故选AC 。
二、非选择题7.甲、乙二人分乘两只船在湖中钓鱼,两船相距24m,有一列水波在湖面上传播,使每只船每分钟上下浮动10次,当甲船位于波峰时,乙船位于波谷,这时两船之间还有一个波峰,则此水波的波速为多少?答案:83m/s解析:由题意可知T =6010s =6s 。
设此波的波长为λ,则有24=λ+λ2,λ=16(m)∴v =λT =166m/s =83m/s 。
能力提升一、选择题(1~3题为单选题,4、5题为多选题)1.(福建省晋江市养正中学高二下学期期中)一列波长大于1m 的横波沿着x 轴正方向传播,处在x 1=1m 和x 2=2m 的两质点A 、B 的振动图象如图所示。
由此可知( A )A .波长为43mB .波速为1m/sC .3s 末A 、B 两质点的位移相同D .1s 末A 质点的振动速度大于B 质点的振动速度解析:波从A 向B 传播,AB 间的距离Δx =(n +34)λ,n =0,1,2,…由题,波长大于1m,则n 只能取0,即有Δx =34λ,波长λ=43m,波速为v =λT =13m/s,故A 正确,B 错误;3s 末A 、B 两质点的位移分别为y A =-2cm,y B =0,位移不同,故C 错误;由振动图象读出,1s 末A 质点的位移y A =2cm,处于波峰,速度最小,B 质点的位移y B =0,处于平衡位置,速度最大,所以1s 末A 质点的速度小于B 质点的速度,故D 错误。
2.A 、B 两列波在某时刻的波形如图所示,经过t =T A 时间(T A 为波A 的周期),两波再次出现如图波形,则两波的波速之比v A ︰v B 不可能是( D )A .1︰3B .1︰2C .2︰1D .3︰1解析:由图可知:34λA =a ,32λB =a ,根据题意周期关系为:t =T A ,t =nT B (n =1、2、3…) 所以有:v A =4a 3T A ,v B =2an3T A(n =1、2、3…)故有:v A v B =2n(n =1、2、3…),故选项D 不可能。
3.如图所示,一列简谐横波沿x 轴正方向传播,从波传到x =5m 的M 点时开始计时,已知P 点的振动周期为0.4s,下面说法中不正确的是( C )A .这列波的波长是4mB .这列波的传播速度是10m/sC .质点Q (x =9m)经过0.5s 才第一次到达波峰D .M 点右边各质点开始振动时的方向都是向下解析:由图象可知这列波的波长是4m,故A 正确;根据v =λT得:波速v =10m/s,故B 正确;再经过0.5s,即波向前传播了114个周期,Q 点位于波谷,故C 错误;由质点带动法知Q 点刚开始振动时振动方向向下,则M 点右边各质点开始振动时的方向都是向下,故D 正确。
4.(浙江省嘉兴市高三上学期期末)如图所示,一列简谐波在x 轴上传播,实线和虚线分别表示前后间隔1s 的两个时刻的波形图,则这列简谐波的波速可能是( BC )A .0.60m/sB .0.75m/sC .1.05m/sD .1.15m/s解析:由图可知波长为:λ=60cm 。
若波沿x 轴正方向,传播的距离为:x 1=(n +14)λ n =0,1,2,……,波速为:v 1=x 1t=n +14λ1m/s =(0.6n +0.15)m/s n =0,1,2,……,当n =1时,v 1=0.75m/s,故B 正确;若波沿x 轴负方向,传播的距离为:x 2=(n +34)λ n =0,1,2,……,波速为:v 2=x 2t=n +34λ1m/s =(0.6n +0.45)m/s n =0,1,2,……,当n =1时,v 2=1.05m/s,故C 正确。
5.(辽宁省铁路实验中学高二下学期期中)在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点,相邻两质点的距离均为L ,如图甲所示。
一列横波沿该直线向右传播,t =0时到达质点1,质点1开始向下运动,经过时间Δt 第一次出现如图乙所示的波形,则该波的( BC )A .周期为Δt ,波长为8LB .周期为23Δt ,波长为8LC .周期为23Δt ,波速为12LΔtD .周期为Δt ,波速为8LΔt解析:因质点开始振动方向向下,故经Δt 时间第一次出现图示波形时,质点1和质点9之间恰好是一个波长,说明波由质点1传播到质点9需要一个周期的时间,但质点9刚开始振动的方向是向下振动,而波形图中质点9是向上振动的,说明波传播到质点9后又振动了半个周期,故有32T=Δt ,T =23Δt ,由图知,λ=8L ,由v =λT 得,v =12LΔt,故B 、C 正确。
二、非选择题6.一列简谐横波在x 轴上传播,波速为50 m/s,已知t =0时刻的波形图如图(a)所示,图中M 处的质点此时正经过平衡位置沿y 轴的正方向运动。
将t =0.5 s 时的波形图象画在图(b)上(至少要画出一个波长)。
答案:如图所示解析:不论是用平移法还是特殊点法作波形图,都必须先求出Δt =t -0=0.5 s 与周期T 的倍数关系:T =λ/v =20/50 s =0.4 s,Δt T =0.50.4=114。
“舍整(数)、留分(数)”,只要考虑T /4后的波形即可。
若用平移法,T /4内波沿x 轴上传播λ/4;若用特殊点法,T /4内特殊点在垂直于x 轴的方向上运动路程为一个振幅A 。
根据M 点的振动方向判明波传播的方向,方法同前。
由此可知此波是沿-x 方向传播。
7.(四川省资阳市高二下学期期末)如图所示是一列简谐横波上A 、B 两点的振动图象,A 、B 两质点相距d =8 m 。
求这列波可能的波长λ和波速v 。
答案:当波由A 向B 传播时,λ=324n +3m(n =0,1,2,3……),v =804n +3m/s(n =0,1,2,3……)当波由B 向A 传播时,λ=324n +1m(n =0,1,2,3…),v =804n +1m/s(n =0,1,2,3……)解析:由振动图象可知,质点振动周期T =0.4s若该波从质点A 传到质点B ,取t =0时刻分析,质点A 处于波峰,质点B 经平衡位置向下振动,则有:Δx =nλ+34λ(n =0,1,2,3……)所以该波波长为:λ=324n +3m(n =0,1,2,3……)波速为:v =λT =804n +3m/s(n =0,1,2,3……)若该波从质点B 传到质点A ,取t =0时刻分析,质点A 处于波峰,质点B 经平衡位置向下振动,则有:Δx =nλ+14λ(n =0,1,2,3……)所以该波波长为:λ=324n +1m(n =0,1,2,3……)波速为:v =λT =804n +1m/s(n =0,1,2,3……)。