Question

（选修模块3-4）
（1）关于声波与光波的说法正确的是

 

A．声波是纵波，光波是横波，声波不能在真空传播，光波可在真空中传播
B．声波由空气进入水中波长变长，波速变大
C．光波由空气进入水中波长变长，波速变大
D．波源与观察者发生相对运动时，声波会出现多普勒效应，光波不会产生多普勒效应
（2）如图是一列向右传播的横波，波速为0.4m/s，M点的横坐标x=10m，图示时刻波传到N点，现从图示时刻开始计时，问：（1）经过多长时间，M点第二次到达波谷？（2）这段时间里，N点经过的路程为多少？

Answer 1

分析：（1）声波是纵波，光波是横波，声波不能在真空传播，光波可在真空中传播．声波由空气进入水中波长变长，波速变大，光波由空气进入水中波长变短，波速变小．波源与观察者发生相对运动时，声波和光波都会出现多普勒效应．
（2）由图读出波长，求出周期．根据波是匀速传播的特性，求出波传到M点的时间．波传到M时，M开始向上振动，经过1

3

4

周期时间第二次到达波谷，再求出总时间．N点做简谐运动，一个周期内通过的路程是四个振幅，根据时间与周期的关系求解N点经过的路程．

解答：解：
（1）A、声波的传播方向与介质质点振动方向在同一直线上，是纵波，而光波的传播方向与电磁振荡的方向垂直，是横波．真空中不能传播声波，可以传播电磁波，因为电磁波传播的是变化的电磁场，电磁场本身就是物质，不需要借助于其他物质传播．故A正确．
B、声波由空气进入水中时波速v变大，频率f不变，由公式v=λf得知，波长λ变大．故B正确．
C、光波由空气进入水中时波速v变小，频率f不变，由公式v=λf得知，波长λ变小．故C错误．
D、波源与观察者发生相对运动时，声波和光波都会出现多普勒效应．故D错误．
故选AB
（2）
（1）由图读出波长为λ=1.6m，则周期为T=

λ

v

=

1.6

0.4

s=4s．波从图示位置传到M点的时间为t₁=

x

v

=

10-1.2

0.4

s=22s．波向右传播，传到M点时，M点起振方向向上，再经过时间t₂=1

3

4

T=7s时间第二次到达波谷，则t=t₁+t₂=29s．
（2）t=29s=

29

4

T，这段时间里，N点经过的路程为S=

29

4

?4A=145cm
答：
（1）AB；
（2）（1）经过29s时间，M点第二次到达波谷．（2）这段时间里，N点经过的路程为145cm．

点评：本题根据波形成的过程研究M点第二次到达波谷的时间，也可以根据波形的平移法求解．