高中物理波长、频率和波速的关系试题

[物理--选修3-4]

（1）如图，一列简谐横波沿 x轴正方向传播，实线为 $t=0$ 时的波形图，虚线为 $t=0.5s$ 时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.5s。关于该简谐波，下列说法正确的是________（填正确答案标号。最多选3个）。

A．	波长为 $2m$
B．	波速为 $6m/s$
C．	频率为 $1.5Hz$
D．	$t=1s$ 时， $x=1m$ 处的质点处于波峰
E．	$t=2s$ 时， $x=2m$ 处的质点经过平衡位置

（2）如图，一半径为 R的玻璃半球， O点是半球的球心，虚线 $\mathit{OO}\text{'}$ 表示光轴（过球心 $O$ 与半球底面垂直的直线）。已知玻璃的折射率为 $1\text{.5}$ 。现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出（不考虑被半球的内表面反射后的光线）。求

（i）从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值；

（ii）距光轴 $\frac{R}{3}$ 的入射光线经球面折射后与光轴的交点到 $O$ 点的距离。

（1）一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0和t=0.20 s时的波形分别如图中实线和虚线所示。己知该波的周期T>0.20 s。下列说法正确的是（ ）

A.波速为0.40 m/s

B.波长为0.08 m

C. x=0.08 m的质点在 t=0.70 s时位于波谷

D. x=0.08 m的质点在 t=0.12 s时位于波谷

E.若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s，则它在该介质中的波长为0.32 m

（2）如图，某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记"·"(图中 O点)，然后用横截面为等边三角形 ABC的三棱镜压在这个标记上，小标记位于 AC边上。 D位于 AB边上，过 D点做 AC边的垂线交 AC于 F。该同学在 D点正上方向下顺着直线 DF的方向观察。恰好可以看到小标记的像；过 O点做 AB边的垂线交直线 DF于 E； DE=2 cm， EF=1 cm。求三棱镜的折射率。(不考虑光线在三棱镜中的反射)

（1）声波在空气中的传播速度为 $340\mathrm{m}/\mathrm{s}$ ，在钢铁中的传播速度为 $1900\mathrm{m}/\mathrm{s}$ 。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1.00s，桥的长度为________m,若该声波在空气中的波长为 $\lambda$ ，则它在钢铁中的波长为 $\lambda$ 的________倍。    

（2）如图， $\mathit{\Delta ABC}$ 是一直角三棱镜的横截面， $\angle A={90}^{\circ }$ ， $\angle B={60}^{\circ }$ ,一细光束从BC边的D点折射后，射到AC边的E点，发生全反射后经AB边的F点射出，EC垂直于AC交BC于G，D恰好是CG的中点，不计多次反射。

（I）求出射光相对于D点的入射角的偏角。

（ii）为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围。

[物理--选修3-4]

（1）如图（a），在 $\mathit{xy}$平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源 $S_1（0，4）$和 $S_2（0\mathit{，﹣}2）$．两波源的振动图线分别如图（b）和图（c）所示．两列波的波速均为1.00m/s．两列波从波源传播到点 $A（8\mathit{，﹣}2）$的路程差为________m，两列波引起的点 $B（4，1）$处质点的振动相互________（填“加强”或“减弱”），点 $C（0，0.5）$处质点的振动相互________（填“加强”或“减弱”）．

（2）如图，一玻璃工件的上半部是半径为R的半球体，O点为球心；下半部是半径为R、高为2R的圆柱体，圆柱体底面镀有反射膜．有一平行于中心轴OC的光线从半球面射入，该光线与OC之间的距离为0.6R．已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行（不考虑多次反射）．求该玻璃的折射率．

（1）如图，单色光从折射率 n=1.5、厚度 d=10.0 cm的玻璃板上表面射入。已知真空中的光速为3.0×10 ⁸m/s，则该单色光在玻璃板内传播的速度为_________m/s；对于所有可能的入射角，该单色光通过玻璃板所用时间 t的取值范围是__________s≤ t＜_________s（不考虑反射）。

（2）均匀介质中质点 A、 B的平衡位置位于 x轴上，坐标分别为0和 x _B=16 cm。某简谐横波沿 x轴正方向传播，波速为 v=20 cm/s，波长大于20 cm，振幅为 y=l cm，且传播时无衰减。 t=0时刻 A、 B偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同，运动方向相反，此后每隔Δ t=0.6 s两者偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同。已知在 t ₁时刻（ t ₁>0），质点 A位于波峰。求：

（i）从 t ₁时刻开始，质点 B最少要经过多长时间位于波峰；

（ii） t ₁时刻质点 B偏离平衡位置的位移。

一列简谐横波沿x轴的正向传播，振幅为2cm，周期为T．已知在t=0时刻波上相距50cm的两质点a、b的位移都是cm，但运动方向相反，其中质点a沿y轴负向运动，如图所示，下列说法正确的是          。（填正确答案标号．选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A．该列简谐横波波长可能为37.5cm

B．该列简谐横波波长可能为12cm

C．质点a﹑质点b的速度在某一时刻可以相同

D．当质点b的位移为+2cm时，质点a的位移为负

E．在t=T/3时刻质点b速度最大

一列简谐横波沿直线由A向B传播，A、Ｂ相距０.45m，右图是A处质点的振动图象。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．4.5m/s          B . 3.0m/s    
C . 1.5m/s          D .0.9m/s

如图所示为两列简谐横波在同一绳上传播在t=0时刻的波形图，已知甲波向左传，乙波向右传. 请根据图中信息判断以下说法正确的是：（ ）

A．两列波的波长一样大

B．甲波的频率f1比乙波的频率f2大

C．由于两波振幅不等，故两列波相遇时不会发生干涉现象

D．两列波同时传到坐标原点

E.x=0.2cm处的质点开始振动时的方向向+y方向
F.两列波相遇时会发生干涉且x=0.5cm处为振动加强的点

如图中的实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线, 经0.5 s以后，其波形如图中的虚线所示，在该0.5 s内，图中质点运动的路程小于0.6 cm。

（1）如果波向右传播，那么波速是多大？周期是多大？
（2）如果波向左传播，那么波速可能是多大？周期可能是多大？

一根弹性绳沿x轴方向放置，左端在原点O，用手握住绳的左端使其沿y轴方向做周期为1s的简谐运动，于是在绳上形成一列简谐波，如图所示。求：

（1）若从波传到平衡位置在x =" 1" m处的M质点时开始计时，那么经过的时间等于多少时，平衡位置在x = 4．5 m处的N质点恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置？在图中准确画出当时弹性绳上的波形。
（2）从绳的左端点开始做简谐运动起，当它通过的总路程为88 cm时，N质点振动通过的总路程是多少？

一根弹性绳沿x轴方向放置，左端在原点O，用手握住绳的左端使其沿y轴方向做周期为1s的简谐运动，于是在绳上形成一列简谐波，如图。求：

（1）若从波传到平衡位置在x =" 1" m处的M质点时开始计时，那么经过的时间等于多少时，平衡位置在x = 4．5 m处的N质点恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置？在图中准确画出当时弹性绳上的波形。
（2）从绳的左端点开始做简谐运动起，当0质点通过的总路程为88 cm时，N质点振动通过的总路程是多少？

一列简谐横波沿x轴正方向传播，已知x轴上相距d=3.6m的两个质点M、N的振动图像分别如图甲和乙所示，已知质点M比N质点先起振，则该波

A．波长可能为4.8m	B．频率可能为0.2Hz
C．传播速度可能为3.6m/s	D．质点M在波谷时，质点N在波峰

【物理一选修3-4】
（1）下图是某绳波形成过程示意图，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           。

（2）如图所示，三棱镜的横截面为直角三角形ABC，∠A=30°，∠B=60°。一束平行于AC边的光线自AB边的P点射入三棱镜，若棱镜的折射率，光在真空中的速度为c。

①求光在棱镜中的传播速度；
②通过计算说明光线射出棱镜时的出射方向。

A、B两列简谐横波均沿x轴正向传播，某时刻的他们的波形分别如图甲、丙所示，经过时间t（t小于A波的周期T_A），这两列简谐横波的波形分别变为图乙、丁所示，则A、B两列波的波速v_A、v_B之比可能的是　　　　　。 （填正确答案标号。选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）。

A.1∶1  B.3∶2        C.1∶3         D.3∶1       E.1:5

如图，（a）为一波源的共振曲线，（b）图中的a表示该波源在共振状态下的振动形式沿x轴传播过程中形成的机械波在t=0时刻的波形曲线。则下列说法错误的是

A．（a）图中，若驱动力周期变小共振动曲线的峰将向频率f大的方向移动

B．（b）图中，波速一定为1.2m/s

C．（b）图中，a、b波形时间间隔可能为2.5s

D．（b）图中，遇到宽度为2m的狭缝能发生明显的衍现象