20xx教科版高中物理選修3-423波的頻率和波速同步練習(xí)(編輯修改稿)
2025-01-02 22:24 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，與頻率和波長(zhǎng)無(wú)關(guān)； ，與介質(zhì) 無(wú)關(guān)． 2． (1)8L (2)23Δt (3)12LΔt 解析 (1)由圖像可知：質(zhì)點(diǎn) 9是兩個(gè)相鄰的且振動(dòng)情況總是相同的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，它們的平衡位置之間的距離即為一個(gè)波長(zhǎng)，即 λ ＝ 8L. (2)t＝ 0時(shí)，波剛傳到質(zhì)點(diǎn) 1，且質(zhì)點(diǎn) 1起振方向向下，說(shuō)明波中各質(zhì)點(diǎn)的起振方向均向下，在 Δt 后由圖像可知質(zhì)點(diǎn) 9的振動(dòng)方向向上，說(shuō)明它已經(jīng)振動(dòng)了 T2，因此 Δt ＝ T＋ T2，即 T＝ 23Δt. (3)波速 v＝ λT ＝ 8L23Δt＝ 12LΔt . 點(diǎn)評(píng) 波在一個(gè)周期內(nèi)傳播的距離為一個(gè)波長(zhǎng)，則波速為 v＝ λT .求波速的另一方法為 v＝ Δxt .Δx、 t分別為波傳播的距離和時(shí)間． 3． B 點(diǎn)評(píng) 由振動(dòng)圖像可以知道質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，再由波動(dòng)圖像中波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的關(guān)系確定出振動(dòng)圖像所描述的點(diǎn)． 4． A 點(diǎn)評(píng) 解決此類問(wèn)題時(shí)，要注意波動(dòng)圖像所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻，切不可認(rèn)為都是描述零時(shí)刻的波形圖． 5．見(jiàn)解析 解析 方法一 平移法 由題知波速 v＝ m/s＝ 4 m/s，由圖知波長(zhǎng) λ ＝ 8 m. 可知周期 T＝ λv ＝ 84 s＝ 2 s， 17秒內(nèi)的周期數(shù) n＝ ΔtT ＝ 172＝ 8 12 ，將 8舍棄，取 12 ，根據(jù)波動(dòng)的時(shí)間與空間的周期性，將波向＋ x方向平移 12λ 即可，如圖中虛線所示； 方法二 特殊質(zhì)點(diǎn)法 如圖所示，在圖中原波形上取兩特殊質(zhì)點(diǎn) a、 b，因 Δt ＝ 8 12 T，舍棄 8，取 12 T，找出 a、 b兩質(zhì)點(diǎn)再振動(dòng) T2后的位置 a′ 、 b′ ，過(guò) a′ 、 b′ 畫一條正弦曲線即可． 6． (1)4 20 (2)見(jiàn)解析 (3)見(jiàn)解析 解析 (1)由 (a)圖知波長(zhǎng) λ ＝ 4 m，由 (b)圖知周期 T＝ s，所以波速 v＝ λT ＝ 20 m/s. (2)由 (b)知 s時(shí) P質(zhì) 點(diǎn)經(jīng)過(guò)平衡位置正向上運(yùn)動(dòng)，且它已振動(dòng)了一個(gè)周期，所以它應(yīng)是 (a)圖中的波源 O，其橫坐標(biāo) x＝ 0. (3)t＝ s時(shí)，從 (a)圖得 Δt 1＝ s＝ T，波形正好向右平移了一個(gè)波長(zhǎng)，因此 0～ 4 m之間的波形與 t＝ s時(shí)波形相同，此時(shí)波形如圖中實(shí)線所示． t＝ s時(shí)，從 (a)圖得 Δt ＝ s＝ 1 34 T，由畫圖的一般做法只需把 t＝ s時(shí)的波形向右平移 134λ 即可，結(jié)果如圖中虛線所示． 方法總結(jié) 已知某時(shí)刻的波形，求 Δt 前后的波形一般有兩種方法 (1)平移法：先算出經(jīng)過(guò) Δt 時(shí)間波傳播的距離 Δx ＝ vΔt ，再把波形沿波的傳播方向(Δt 后 )或逆著波的傳播方向 (Δt 前 )移動(dòng) Δx 即可得到 t＋ Δt 時(shí)刻或 t－ Δt 時(shí)刻的波形圖．當(dāng) Δx ＝ nλ ＋ x時(shí)可采用去整留零法，只需平移 x即可． (2)特殊點(diǎn)法：在波形圖上找兩特殊點(diǎn)，先確定這兩點(diǎn)的振動(dòng)方向，再看 Δt ＝ nT＋ t，仍采用去整留零法，分別作出兩特殊點(diǎn) Δt 后 (前 )的位置，然后按正弦規(guī)律畫出新波形圖． 7．見(jiàn)解析 解析 該題 考查波傳播的雙向性和時(shí)間的周期性．從波的圖像可讀出波長(zhǎng) λ ＝ 4 m，振幅＝ A＝ 2 ，一個(gè)是傳播方向的不確定，一個(gè)是時(shí)間 t和周期 T的大小關(guān)系不確定． 設(shè)波沿 x軸正方向傳播，則 t＝ s可能是 (n＋ 14)個(gè)周期 (n＝ 0,1,2?) ，即 t＝ (n＋ 14)T1， 周期 T1＝ t(n＋ 14)＝ 4t4n＋ 1， 波速 v1＝ λT1＝ 4 (4n＋ 1)4t ＝ 5(4n＋ 1) m/s， (n＝ 0,1,2?) 設(shè)波沿 x軸負(fù)方向傳播，則 t＝ s可能是 (n＋ 34)個(gè)周期 (n＝ 0,1,2?) ，即 t＝ (n＋ 34)T2， 周期 T2＝ tn＋ 34＝ 4t4n＋ 3， 波速 v2＝ λT2＝ 4 (4n＋ 3)4t ＝ 5(4n＋ 3) m/s(n＝ 0,1,2?) 方法總結(jié) 每經(jīng)過(guò)一個(gè)周期，波動(dòng)圖像就恢復(fù)到原來(lái)的形狀，因此根據(jù)兩時(shí)刻的波形圖和所給時(shí)間 可以找出周期與時(shí)間的關(guān)系 t＝ nT＋ Δt ，其中 Δt 小于一個(gè)周期，可由圖像判斷．例如該題中若波向右傳播， Δt ＝ 14T；向左傳播， Δt ＝ 34T. 8．若波向右傳播 v＝ 24n＋ 1m/s(n＝ 0、 2?) 若波向左傳播 v＝ 24n＋ 3m/s(n＝ 0、 2?) 解析 當(dāng)波向右傳播時(shí)，由波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向可知， a、 b之間平衡位置的距離最少相差 14λ ，如圖中 ① 所示， 則有 Δx ＝ 1＝ nλ ＋ 14λ λ ＝ 44n＋ 1 m(n＝ 0
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