【创新设计】2011届高考物理一轮复习 第7章 第3课时 波的特有现象 声波 超声波练习 人教大纲版

第第 3 3 课时课时 波的特有现象波的特有现象 声波声波 超声波超声波 图图 7 3 8 1 在同一地点有两个静止的声源 发出声波 在同一地点有两个静止的声源 发出声波 1 和和 2 在同一空间的空气中沿同一方向传播 在同一空间的空气中沿同一方向传播 如图如图 7 3 8 所示为某时刻这两列波的图象 则下列说法中正确的是所示为某时刻这两列波的图象 则下列说法中正确的是 A 波 波 1 速度比波速度比波 2 速度大速度大 B 相对于同一障碍物 波 相对于同一障碍物 波 1 比波比波 2 更容易发生衍射现象更容易发生衍射现象 C 这两列波传播的方向上 不会产生稳定的干涉现象 这两列波传播的方向上 不会产生稳定的干涉现象 D 这两列波传播的方向上 运动的观察者听到的这两列波的频率可以相同 这两列波传播的方向上 运动的观察者听到的这两列波的频率可以相同 答案 答案 BC 2 如图 如图 7 3 9 所示 向左匀速运动的小车发出频率为所示 向左匀速运动的小车发出频率为 f 的声波 车左侧的声波 车左侧 A 处的人感受到处的人感受到 的声波的频率为的声波的频率为 f1 车右侧 车右侧 B 处的人感受到的声波的频率为处的人感受到的声波的频率为 f2 则 则 图图 7 3 9 A f1 f f2 f B f1 f f2 f C f1 f f2 f D f1 f f2 f 解析 解析 声源靠近声源靠近 A 处的人 由多普勒效应知 他接收到的频率比原频率大 即处的人 由多普勒效应知 他接收到的频率比原频率大 即 f1 f 相反 声源远离相反 声源远离 B 处的人 则他接收到的频率比原频率小 即处的人 则他接收到的频率比原频率小 即 f2 f 故选项 故选项 D 对 对 答案 答案 D 3 如图 如图 7 3 10 a 为水波演示槽 可演示两列水波叠加的情形 为水波演示槽 可演示两列水波叠加的情形 S1 S2为两个波源 能为两个波源 能 连续不断地上下振动产生水波 连续不断地上下振动产生水波 P 为水面上的一点 为水面上的一点 图图 7 3 10 b c 分别为分别为 PS1PS2 S1 S2波源的振动图象 则波源的振动图象 则 图图 7 3 10 A 水面上不能形成干涉图样 水面上不能形成干涉图样 B 由于水波波速未知 不能判断 由于水波波速未知 不能判断 P 点属振动加强点或减弱点振动点属振动加强点或减弱点振动 C P 点属振动加强点点属振动加强点 D P 点振动的振幅为点振动的振幅为 1 cm 解析 解析 由于由于 S1 S2为相同波源 为相同波源 T 相同 起始点方向相同 故选相同 起始点方向相同 故选 C PS1PS2 答案 答案 C 4 2010 成都诊断性检测成都诊断性检测 如图如图 7 3 11 甲所示 同一水平直线上相距甲所示 同一水平直线上相距 6 m 的的 A B 两处两处 各有一个振源 各有一个振源 C 为为 A B 连线的中点 在连线的中点 在 t0 0 时刻 时刻 A B 两处的质点以相同的振幅两处的质点以相同的振幅 同时开始做垂直于直线同时开始做垂直于直线 AB 的上下振动 且都只振动了一个周期 它们的振动图象分别的上下振动 且都只振动了一个周期 它们的振动图象分别 为图为图 7 3 11 乙和图乙和图 7 3 11 丙 若丙 若 A 处振源向右传播的波与处振源向右传播的波与 B 处振源向左传播的处振源向左传播的 波在波在 t1 0 3 s 时刻于时刻于 C 点相遇 则点相遇 则 甲甲 图图 7 3 11 A 两列波在 两列波在 A B 间的传播速度均为间的传播速度均为 10 m s B 两列波的波长都是 两列波的波长都是 4 m C 在两列波相遇的过程中 中点 在两列波相遇的过程中 中点 C 为振动加强点为振动加强点 D 在 在 t2 0 7 s 时刻 时刻 B 处质点经过平衡位置且振动方向向下处质点经过平衡位置且振动方向向下 解析 解析 两列波的传播速度均为两列波的传播速度均为 v 10 m s A 正确 由振动图象可知两列波的正确 由振动图象可知两列波的 s t 3 0 3 周期均为周期均为 0 2 s vT 10 0 2 2 m B 错误 中点错误 中点 C 距离两波源的距离差为距离两波源的距离差为 0 但 但 两波源的起始振动方向相反 故两波源的起始振动方向相反 故 C 为振动减弱点 为振动减弱点 C 错误 因错误 因 A 波经过波经过 0 6 s 传播至传播至 B 处质点 故处质点 故 0 7 s 时时 B 处质点的振动情况和处质点的振动情况和 0 1 s 时时 A 处质点的振动情况相同 处质点的振动情况相同 0 1 s 时时 A 正处于平衡位置向下运动 故正处于平衡位置向下运动 故 D 正确 正确 答案 答案 AD 图图 7 3 12 5 坐标原点 坐标原点 O 处有一波源处有一波源 S 在 在 xOy 坐标平面内发出沿坐标平面内发出沿 y 轴方向振动的平面简谐横波 轴方向振动的平面简谐横波 波在沿波在沿 x 轴方向的均匀介质中传播的速度为轴方向的均匀介质中传播的速度为 v 200 m s 已知 已知 t 0 时刻 沿时刻 沿 x 轴正方轴正方 向传播的一列波刚好到达向传播的一列波刚好到达 x 40 m 处 如图处 如图 7 3 12 所示 则下列说法中正确的是所示 则下列说法中正确的是 A 波源 波源 S 开始振动的方向沿开始振动的方向沿 y 轴正方向轴正方向 B x 轴上轴上 x 40 m 处的质点在处的质点在 t 0 05 s 时位移最大时位移最大 C 若波源沿着 若波源沿着 x 轴正方向匀速靠近位于坐标为轴正方向匀速靠近位于坐标为 100 0 处的接收器处的接收器 图中未画出图中未画出 则接 则接 收器接收到的频率比波源振动频率高收器接收到的频率比波源振动频率高 D 若波源沿着 若波源沿着 x 轴正方向匀速运动 同时 位于坐标为轴正方向匀速运动 同时 位于坐标为 100 0 处的接收器处的接收器 图中未画图中未画 出出 向向 x 轴负方向匀速运动 则接收器接收到的频率不断变小轴负方向匀速运动 则接收器接收到的频率不断变小 解析 解析 因为波向右传播 则可认为左侧的因为波向右传播 则可认为左侧的 O 点为波源 根据后面的质点要重复前面的点为波源 根据后面的质点要重复前面的 质点的振动且波形不被破坏 可判断出波源是向上即沿质点的振动且波形不被破坏 可判断出波源是向上即沿 y 轴正方向开始振动 轴正方向开始振动 A 项正项正 确 由图知确 由图知 20 m 由 由 T s 0 1 s 因 因 t 所以质点向上振动到最大振幅 所以质点向上振动到最大振幅 v 20 200 T 2 处又回到了平衡位置 故处又回到了平衡位置 故 B 错误 当波源相对接收器靠近时 在单位时间接收到的信错误 当波源相对接收器靠近时 在单位时间接收到的信 号的个数增多 即接收到的频率增大 号的个数增多 即接收到的频率增大 C D 都是波源与接收器相对靠近 故都是波源与接收器相对靠近 故 C 对 对 D 错 错 答案 答案 AC 1 图图 7 3 13 如图如图 7 3 13 所示 所示 S1 S2为水波槽中的两个波源 它们分别激起两列水波 图中实为水波槽中的两个波源 它们分别激起两列水波 图中实 线表示波峰 虚线表示波谷 已知两列波的波长线表示波峰 虚线表示波谷 已知两列波的波长 1 2 该时刻在 该时刻在 P 点为两列波的波点为两列波的波 峰与波峰相遇 则以下叙述正确的是峰与波峰相遇 则以下叙述正确的是 A P 点有时在波峰 有时在波谷 振动始终加强点有时在波峰 有时在波谷 振动始终加强 B P 点始终在波峰点始终在波峰 C P 点的振动不遵守波的叠加原理 点的振动不遵守波的叠加原理 P 点的运动也不始终加强点的运动也不始终加强 D P 点的振动遵守波的叠加原理 但并不始终加强点的振动遵守波的叠加原理 但并不始终加强 答案 答案 D 2 图图 7 3 14 如图如图 7 3 14 所示 男同学站立不动吹口哨 一位女同学坐在秋千上来回摆动 下列所示 男同学站立不动吹口哨 一位女同学坐在秋千上来回摆动 下列 关于女同学的感受的说法正确的是关于女同学的感受的说法正确的是 A 女同学从 女同学从 A 向向 B 运动过程中 她感觉哨声音调变高运动过程中 她感觉哨声音调变高 B 女同学从 女同学从 E 向向 D 运动过程中 她感觉哨声音调变高运动过程中 她感觉哨声音调变高 C 女同学在 女同学在 C 点向右运动时 她感觉哨声音调不变点向右运动时 她感觉哨声音调不变 D 女同学在 女同学在 C 点向左运动时 她感觉哨声音调变低点向左运动时 她感觉哨声音调变低 答案 答案 AD 图图 7 3 15 3 如图 如图 7 3 15 所示 简谐横波所示 简谐横波 a 沿沿 x 轴正方向传播 简谐横波轴正方向传播 简谐横波 b 沿沿 x 轴负方向传播 轴负方向传播 波速都是波速都是 10 m s 振动方向都平行于 振动方向都平行于 y 轴 轴 t 0 时刻 这两列波的波形如图所示 下图时刻 这两列波的波形如图所示 下图 是画出平衡位置在是画出平衡位置在 x 2 m 处的质点 从处的质点 从 t 0 开始在一个周期内的振动图象 其中正确开始在一个周期内的振动图象 其中正确 的是的是 解析 解析 从题图中读出两列波的波长从题图中读出两列波的波长 4 m 周期 周期 T 0 4 s t 0 时在时在 x 2 m 处的质处的质 点位移为零 且正在向上运动 所以从点位移为零 且正在向上运动 所以从 t 0 开始在一个周期内的振动图象如图开始在一个周期内的振动图象如图 B 所示 所示 即即 B 选项正确 选项正确 答案 答案 B 图图 7 3 16 4 如图 如图 7 3 16 所示是观察水面波衍射的实验装置 所示是观察水面波衍射的实验装置 AC 和和 BD 是两块挡板 是两块挡板 AB 是一个是一个 孔 孔 O 是波源 图中已画出波源所在区域波的传播情况 每两条相邻波纹是波源 图中已画出波源所在区域波的传播情况 每两条相邻波纹 图中曲线图中曲线 之之 间距离表示一个波长 则波经过孔之后的传播情况 下列描述正确的是间距离表示一个波长 则波经过孔之后的传播情况 下列描述正确的是 A 此时能明显观察到波的衍射现象 此时能明显观察到波的衍射现象 B 挡板前后波纹间距离相等 挡板前后波纹间距离相等 C 如果将孔 如果将孔 AB 扩大 有可能观察不到明显的衍射现象扩大 有可能观察不到明显的衍射现象 D 如果孔的大小不变 使波源频率增大 能更明显观察到波的衍射现象 如果孔的大小不变 使波源频率增大 能更明显观察到波的衍射现象 解析 解析 由题图可见两波纹间距由题图可见两波纹间距 与与 AB 孔的大小接近 所以水波通过孔的大小接近 所以水波通过 AB 孔会发生明孔会发生明 显的衍射 由于衍射后水波的频率不变 波速不变 因此水波的波长也不变 显的衍射 由于衍射后水波的频率不变 波速不变 因此水波的波长也不变 A B 选项正确 选项正确 AB 孔扩大后若破坏了明显衍射的条件时就不会看到明显的衍射现象 故孔扩大后若破坏了明显衍射的条件时就不会看到明显的衍射现象 故 C 选项正确 选项正确 D 选项错误 此题重在理解障碍物尺寸和波长的相对大小关系 并以此选项错误 此题重在理解障碍物尺寸和波长的相对大小关系 并以此 作为判断明显衍射的条件 作为判断明显衍射的条件 答案 答案 ABC 图图 7 3 17 5 如图 如图 7 3 17 所示为两列简谐波在同一条绳子上传播时某时刻的波形图 所示为两列简谐波在同一条绳子上传播时某时刻的波形图 M 为绳子上为绳子上 x 0 2 m 处的质点 则下列说法正确的是处的质点 则下列说法正确的是 A 这两列波将发生干涉现象 质点 这两列波将发生干涉现象 质点 M 的振动始终加强的振动始终加强 B 由图示时刻开始 再经甲波周期的 由图示时刻开始 再经甲波周期的 M 将位于波谷将位于波谷 1 4 C 甲波的速度 甲波的速度 v1与乙波的速度与乙波的速度 v2一样大一样大 D 因波的周期未知 故两列波的波速大小无法比较 因波的周期未知 故两列波的波速大小无法比较 答案 答案 ABC 6 图图 7 3 18 两个振动情况完全一样的波源两个振动情况完全一样的波源 S1 S2相距相距 6 m 它们在空间产生的干涉图样如图 它们在空间产生的干涉图样如图 7 3 18 所示 图中实线表示振动加强的区域 虚线表示振动减弱的区域 下列说法所示 图中实线表示振动加强的区域 虚线表示振动减弱的区域 下列说法 正确的是正确的是 A 两波源的振动频率一定不相同 两波源的振动频率一定不相同 B 虚线一定是波谷与波谷相遇处 虚线一定是波谷与波谷相遇处 C 两列波的波长都为 两列波的波长都为 2 m D 两列波的波长都为 两列波的波长都为 1 m 解析 解析 只有两列频率相同的波相遇 才能产生干涉现象 只有两列频率相同的波相遇 才能产生干涉现象 A 错 波谷与波谷相遇点为错 波谷与波谷相遇点为 加强点 而图中虚线为振动减弱区域 加强点 而图中虚线为振动减弱区域 B 错 如图所示的该时刻相邻两实线间为错 如图所示的该时刻相邻两实线间为 由 由 2 此可知此可知 3 6 m 即 即 2 m C 正确 正确 D 错误 错误 答案 答案 C 图图 7 3 19 7 图 图 7 3 19 为一列简谐横波的图象 质点为一列简谐横波的图象 质点 P 此时的动量为此时的动量为 mv 经过 经过 0 2 s 质点 质点 P 的的 动量大小和方向都不变 再经过动量大小和方向都不变 再经过 0 2 s 质点 质点 P 的动量大小不变 方向改变 由此可判的动量大小不变 方向改变 由此可判 断断 A 波向左传播 波速为 波向左传播 波速为 5 m s B 波向右传播 波速为 波向右传播 波速为 5 m s C 该波与一个频率为 该波与一个频率为 1 25 Hz 的波可能发生干涉现象的波可能发生干涉现象 D 该波与一个频率为 该波与一个频率为 1 25 Hz 的波不可能发生干涉现象的波不可能发生干涉现象 解析 解析 只有当只有当 P 质点向下振动到质点向下振动到 x 轴下方与原位置对称点 两者动量相等 再经轴下方与原位置对称点 两者动量相等 再经 0 2 s 质点继续向下振动到最大位置处再返回到该点 动量大小相等 方向相反 此过程经质点继续向下振动到最大位置处再返回到该点 动量大小相等 方向相反 此过程经 过过 由此可知 波向左传播 由此可知 波向左传播 T 0 8 s 4 m 则 则 v m s 5 m s 故 故 A 正正 T 2 T 4 0 8 确 确 B 错误 而错误 而 f 1 25 Hz 该波与一个频率为 该波与一个频率为 1 25 Hz 的波相遇可能发生干涉现的波相遇可能发生干涉现 1 T 象 象 C 正确 正确 D 错误 错误 答案 答案 AC 8 图图 7 3 20 内燃机 通风机等在排放各种高速气流的过程中都伴随有噪声 消除噪声污染是当前内燃机 通风机等在排放各种高速气流的过程中都伴随有噪声 消除噪声污染是当前 环境保护的一个重要课题 如图环境保护的一个重要课题 如图 7 3 20 所示是干涉型消声器的结构及气流运行所示是干涉型消声器的结构及气流运行 图 有一列波长为图 有一列波长为 的声波沿水平管道自左向右传播 当入射波到达的声波沿水平管道自左向右传播 当入射波到达 a 处时分成两束处时分成两束 相干波 它们分别通过相干波 它们分别通过 r1和和 r2的路程 再在的路程 再在 b 处相遇 若处相遇 若 r r2 r1 则 则 r 应该等应该等 于于 A 波长 波长 的整数倍的整数倍 B 半波长 半波长 的奇数倍的奇数倍 2 C 波长 波长 的奇数倍的奇数倍 D 半波长 半波长 的偶数倍的偶数倍 2 答案 答案 B 9 如图 如图 7 3 21 所示 横波所示 横波 1 沿沿 BP 方向传播 方向传播 B 点的振动图象如图点的振动图象如图 7 3 22 甲所示 甲所示 横波横波 2 沿沿 CP 方向传播 方向传播 C 点的振动图象如图点的振动图象如图 7 3 22 乙所示 乙所示 P 与与 B 相距相距 40 cm P 与与 C 相距相距 50 cm 波速都为 波速都为 20 cm s 两横波在两横波在 P 处相遇 两横波振动方向相同 处相遇 两横波振动方向相同 P 点振点振 幅为幅为 图图 7 3 21 图图 7 3 22 A 70 cm B 50 cm C 10 cm D 35 cm 解析 解析 l 50 cm 40 cm 10 cm 由题图可知 由题图可知 T 1 s vT 20 cm 所 所 PCPB 以以 l 但是由两波源的振动图象知 两波源振动情况相反 所以 但是由两波源的振动图象知 两波源振动情况相反 所以 P 点应为加强点 点应为加强点 2 所以所以 P 点的振幅点的振幅 A A1 A2 30 cm 40 cm 70 cm 只有 只有 A 正确 正确 答案 答案 A 10 图图 7 3 23 如图如图 7 3 23 所示 两列简谐横波分别沿所示 两列简谐横波分别沿 x 轴正方向和负方向传播 两波源分别位于轴正方向和负方向传播 两波源分别位于 x 2 m 和和 x 12 m 处 两列波的速度和振幅相等 图中为处 两列波的速度和振幅相等 图中为 t 0 时刻两列波的图象时刻两列波的图象 传播方向如图所示传播方向如图所示 从图中时刻经 从图中时刻经 0 4 s 位于 位于 x 5 m 的质点的质点 M 第一次到达负向最第一次到达负向最 大位移处 下列有关说法错误的是大位移处 下列有关说法错误的是 A t 0 6 s 时刻 质点时刻 质点 M 位于正向最大位移处位于正向最大位移处 B 两列波的波速为 两列波的波速为 10 m s C 质点 质点 M 的振动周期为的振动周期为 0 4 s D 质点 质点 M 开始振动的方向沿开始振动的方向沿 y 轴正方向轴正方向 解析 解析 这两列波相向传播 波速相等 两列波第一个波谷同时到达质点这两列波相向传播 波速相等 两列波第一个波谷同时到达质点 M 用时 用时 t 0 4 s 传播距离 传播距离 s 4 m 则波速 则波速 v 10 m s 周期 周期 T 0 4 s 故 故 B C 项正项正 s t 确 确 t 0 4 s 时 质点时 质点 M 位于负向最大位移处 再过位于负向最大位移处 再过 即即 0 2 s 将位于正向最大位移 将位于正向最大位移 T 2 处 处 A 项正确 该两列波最前沿质点项正确 该两列波最前沿质点 P Q 正向下振动 故质点正向下振动 故质点 M 的起振方向向下 的起振方向向下 D 项错 项错 答案 答案 D 图图 7 3 24 11 如图 如图 7 3 24 所示 所示 A 处放一频率为处放一频率为 40 Hz 的音叉 经过橡皮管的音叉 经过橡皮管 ACB 和和 ADB 连通到连通到 B 处 在处 在 B 处完全听不到音叉