2019-2020年物理粤教版选修3-4课后集训：第二章第二节机械波的图象描述 Word版含解析.doc

2019-2020年物理粤教版选修3-4课后集训：第二章第二节机械波的图象描述 Word版含解析基础过关1.图2-2-4所示为一列简谐波在某一时刻的波形图，此时刻质点F的振动方向如图所示.则( )图2-2-4A.该波向左传播 B.质点B和D的运动方向相同C.质点C比质点B先回到平衡位置 D.此时质点F和H的加速度相同E.此时刻E点的位移为零解析：由平移法可知，波只有向左传播才会有此时刻质点F的运动方向向下.同理，质点D、E的运动方向也向下，而质点A、B、H的运动方向向上.质点F、H相对各自平衡位置的位移相同，由简谐振动的运动学特征a=可知，两质点的加速度相同.因质点C直接从最大位移处回到平衡位置，即tC=；而质点B要先运动到最大位移处，再回到平衡位置，故tB=tC.答案：ACDE2.声波在钢中的波速比空气中的大，当声波从空气传到钢中时( )A.频率变小，波长变小 B.频率变大，波长不变C.频率不变，波长变大 D.频率不变，波长变小解析：机械波的频率由波源决定，与介质无关，声波在钢中波速大，则波长大.答案：C3.图2-2-5所示为波源开始振动后经过一个周期的波形图，设介质中质点振动周期为T，下列说法中正确的是( )图2-2-5A.若M点为波源，则M点开始振动时方向向下B.若M点为波源，则P点已经振动了C.若N点为波源，则P点已经振动了D.若N点为波源，则该时刻P质点动能最大解析：若M点为波源，相当于M点追随它左边的点，又因为是经过一个周期的波形，此时M点的振动方向向上，即为开始振动时的方向或者根据波传到了N点，此时N点振动方向向上，即波源的开始振动方向向上，而传到P点要经过，因而P点已振动.若N点为波源，N开始振动方向向下，传到P点经，故P点已振动了，而此时P点在最大位移处，速度为零，动能最小.答案：C4.图2-2-6所示的是一列简谐波在某一时刻的波形图象.下列说法中正确的是( )图2-2-6A.质点A、C、E、G、I在振动过程中位移总是相同B.质点B、F在振动过程中位移总是相等C.质点D、H的平衡位置间的距离是一个波长D.质点A、I在振动过程中位移总是相同，它们的平衡位置间的距离是一个波长解析：从图象中可以看出质点A、C、E、G、I在该时刻的位移都是零，由于波的传播方向是向右的，容易判断出质点A、E、I的速度方向是向下的，而质点C、G的速度方向是向上的，因而这五个点的位移不总是相同，A错误；质点B、F是同处在波峰的两个点，它们的振动步调完全相同，在振动过程中位移总是相等，B正确；质点D、H是处在相邻的两个波谷的点，它们的平衡位置之间的距离等于一个波长，C正确；虽然质点A、I在振动过程中位移总是相同，振动步调也完全相同，但由于它们不是相邻的振动步调完全相同的两个点，它们的平衡位置之间的距离不是一个波长(应为两个波长)，D错误.答案：BC5.一列简谐波在t时刻的波形如图2-2-7所示，此时刻介质质点M的运动方向向上，经过时间t后的波形如图中虚线所示，若振源周期为T，则( )图2-2-7A.t一定为 B.t可能为C.t一定为 D.t可能为解析：由M点的运动方向向上可判定波沿x轴负向传播，可认为图中的虚线是由实线向左平移个波形得到的，故t可能是T，当然，也可能是nT+T,故D对.答案：D6.一列简谐横波，在t=0时刻的波形如图2-2-8所示，自右向左传播，已知在t1=0.7 s时P点出现第二次波峰(0.7 s内P点出现两次波峰)，Q点的坐标是(-5，0)，则以下判断中正确的是( )图2-2-8A.质点A和质点B在t=0时刻的位移是相等的 B.在t=0时刻，质点C向上运动C.在t1=0.7 s末，Q点第一次出现波峰 D.在t2=0.9 s末，Q点第一次出现波峰解析：t=0时刻，A、B位移等大反向，故A错；因波向左传播，故质点C向上运动，B项正确；波动中各质点的振动周期为T，则=0.7 s，故T=0.4 s.波源振动一个周期的时间内，波向前移动一个波长，由图知，该长度为4 m，而Q点到与其最近的波峰间的距离为7 m，故在0.7 s末Q点第一次出现波峰，选项C正确，D错误.答案：BC综合运用7.某质点在坐标原点O处做简谐运动，其振幅为5 cm，振动周期为0.4 s，振动在介质中沿x轴正向传播，波速为1 m/s，当质点由平衡位置O开始向上振动0.2 s时立即停止振动，则振源停止振动后经过0.2 s时刻的波形是( )解析：因振源只振动了0.2 s，故波形沿波的传播方向向前平移2.答案：C8.如图2-2-9所示，为一列简谐横波某一时刻的图象，若已知P点的振动方向向上，则这列波正在向_传播.图2-2-9解析：(1)特殊点法：由于P点振动方向向上，说明它比它相邻的波峰振动得晚，由图知该波在向右传播.(2)上、下“坡”法：由于P点振动方向向上，故其所在坡路为下坡，由图可以看出该波正向右传播.答案：右9.在如图2-2-10所示的两个图象中，图甲是一列简谐波在t=0.05 s时刻的波形曲线，图乙是该波所在介质中平衡位置为x=1 m的质点的振动图象.由这两个图象可知，波速的大小为_；波的传播方向是_.图2-2-10解析：根据振动图象可知周期T=0.20 s，在t=0.05 s时，x=1 m质点正通过平衡位置向下运动，由波的图象可知，波沿x轴负方向传播.从波的图象中还可知波长为4 m，由公式v=T即可求得波速大小为20 m/s.答案：20 m/s 沿x轴向负方向传播10.从甲地向乙地发出频率为50 Hz的声波，若当波速为330 m/s时，在甲、乙两地间有若干个完整波形的波，当波速为340 m/s时，甲、乙两地间完整波形的波数减少了一个，则甲、乙两地相距多少米？解析：本题主要考查了波长、频率、波速三者之间的关系及学生的空间想像能力，此题创新之处在于虽在同一介质中波速却发生了变化，有人认为这题有问题，其实不然，虽是同一介质，当温度发生变化时，波速也随之变化，由题意得两次波长分别为：1=m 2=设波速为330 m/s时，甲、乙两地间有n个完整波形.据题意有：(n-1)1=n2所以n=34所以甲、乙两地间距离为s=n2=34m=224.4 m答案：224.4 m附送：2019-2020年物理粤教版选修3-4课后集训：第二章第五节多普勒效应 Word版含解析基础过关1.关于多普勒效应，以下说法正确的有( )A.只有机械波才能产生多普勒效应B.机械波、电磁波、光波等均能产生多普勒效应C.产生多普勒效应的原因是波源的频率发生了变化D.产生多普勒效应的原因是观察者接受的频率发生了变化解析：多普勒效应是波动过程共有的特征，无论是机械波、电磁波还是光波都会发生多普勒效应，产生多普勒效应的原因是观察者接收的频率发生了变化，而波源的频率不变.故B、D正确A、C错误.答案：BD2.关于多普勒效应，下列说法正确的是( )A.多普勒效应是由于波的干涉引起的B.多普勒效应说明波源的频率发生改变C.多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而产生的D.只有声波才可以产生多普勒效应解析：多普勒效应的实质是由于观察者与波源在相对运动时，观察者接收到的频率发生了变化而感觉到波的频率发生了改变，而实际上波源的频率是不会改变的，且多普勒效应是波动过程的共有特征.答案：C3.如图2-5-1为一波源O做匀速直线运动时在均匀介质中产生球面波的情况，则（ ）图2-5-1A.该波源正在移向a点 B.该波源正在移向b点C.在a处观察波的频率变低 D.在b处观察波的频率变低解析：波源在某一位置产生一列波面后，该波面以该位置为球心，以波速作为传播速度向外传播；反之，由波面可确定出该波面的产生位置.波源、波面半径大，表示产生时间早，传播时间长.对照图示，可确定出波源由右向左变换，故A对B错.由于观察者不动，故波面经过观察者时的速度等于波速，而在a处观察时，相邻波面间距比波源不时间距小，因而经过观察者时间隔短，频率大，同理在b处时间隔长、频率小，故C错D对.答案：AD方法点拨：1.判定波源运动方向可直接根据波形密集、稀疏情况判定(向密集方向运动).2.若波源不动，波面间距应为；若波源以速度v运动，密集处波面间距离变为-vT(T为波的周期)；右边稀疏处变为+vT.由此可定量计算.3.波源向观察者运动，听到的频率变高，波源背离观察者运动，听到的频率变低.4.公路巡警开车在高速公路上以100 km/h的恒定速度巡查，在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出一个已知频率的电磁波，如果该电磁波被那辆轿车反射回来时，巡警车接收到的电磁波频率比发出时低，说明那辆轿车的车速( )A.高于100 km/h B.低于100 km/hC.等于100 km/h D.无法确定解析：由多普勒效应知，巡警车接收到的频率低了，即观察者接收到的频率低了，说明轿车和巡警车在相互远离，而巡警车速度恒定，因此可以判定轿车的速度比巡警车速度大，故A正确.答案：A5.当火车减速进站鸣笛时，我们可听到的声调( )A.越来越高 B.不变 C.越来越低沉 D.不知声速和火车车速无法判断解析：当火车减速进站时，观察者接收的频率f=f.因为v源逐渐减小，所以f逐渐减小，音调变低.答案：C6.有一测速雷达，发射电磁波频率为f1，想用它来测量一迎面开来的汽车的车速，设该雷达接收到的从汽车反射回来的反射波频率为f2，则( )A.f1f2 B.f1=f2 C.f1f2 D.无法确定解析：因为迎面开来的汽车与雷达间的距离不断减小，故被车反射回来的电磁波的频率变大.答案：C综合运用7.某人乘火车由甲地去乙地.途中此人乘坐的列车超过一列货运列车，超车时听到货运列车发出的笛声频率为f1;此人乘坐的列车以后又与迎面驶来的一列客车错车，听到客车驶近时的笛声频率为f2.已知我们生产的机车发出的笛声相同，则f1与f2的大小关系是f1_f2.此人乘坐的列车一直在向前行驶.解析：设机车笛声频率为f0，此人乘的列车超过同方向行驶的货运列车时，两列火车是相互远离的相对运动，乘车人听到货运列车笛声的频率变小，则f1f0；当此人乘坐的列车与远方驶近的客车相互接近时，乘车人听到对方车的笛声频率变大，故f2f0,所以f1f2.答案：小于8.有经验的铁路工人为什么可以从火车的汽笛声判断火车的运行方向和快慢？解析：若火车靠近工人，人感觉汽笛声的音调升高，速度越快，音调越高，反之相反，铁路工人通过判断火车汽笛音调的高低从而判定火车的运行方向和快慢.9.如图2-5-2所示，S为声源，P点有一个观察者，已知声源发声的频率为20 Hz，当观察者不动，声源S以17 m/s的速度靠近观察者运动时，观察者接收的频率为多少？图2-5-2解析：当声源S以17 m/s的速度靠近观察者时，波长被压缩为=-v源T，故观察者接收到的频率f=,v=340 m/s与波源运动无关，=vT,f=21 Hz答案：21 Hz10.正在报警的警钟，每隔0.5 s响一声，声波在空气中的速度v=340 m/s.问在t=5 min内(警钟已响了很久)：(1)如果警钟不动，某人乘坐速度v0=20 m/s的汽车向警钟接近，能听到几响？(2)如果人和警钟都以20 m/s的速度相互接近，能听到几响？解析：(1)0.5 s内，声波传播s=3400.5 m=170 m人乘车接近声波时波相对人的速度