金版教程物理2024导学案选择性必修第一册人教版新第三章 机械波5.多普勒效应含答案

《金版教程(物理）》2024导学案选择性必修第一册人教版新第三章机械波5．多普勒效应1．了解多普勒效应，初步理解多普勒效应的产生原因。2.能运用多普勒效应解释一些物理现象，了解多普勒效应的应用。一多普勒效应1．定义：波源与观察者相互靠近或者相互远离时，接收到的eq\x(\s\up1(01))波的频率都会发生变化的现象。2．多普勒效应产生的原因(1)当波源与观察者相对静止时，1s内通过观察者的波峰(或密部)的数目是eq\x(\s\up1(02))一定的，观测到的频率eq\x(\s\up1(03))等于波源振动的频率。(2)当波源与观察者相互接近时，1s内通过观察者的波峰(或密部)的数目eq\x(\s\up1(04))增加，观测到的频率eq\x(\s\up1(05))增加；反之，当波源与观察者相互远离时，观测到的频率eq\x(\s\up1(06))变小。二多普勒效应的应用1．测车辆速度：交通警察向行进中的车辆发射eq\x(\s\up1(01))频率已知的超声波，同时测量eq\x(\s\up1(02))反射波的频率，根据反射波频率eq\x(\s\up1(03))变化的多少就能知道车辆的速度。2．测血流速度：医生向人体内发射eq\x(\s\up1(04))频率已知的超声波，超声波被血管中的血流eq\x(\s\up1(05))反射后又被仪器接收，测出反射波的eq\x(\s\up1(06))频率变化，就能知道血流的速度。3．测星球速度：测量星球上某些元素发出的光波的eq\x(\s\up1(07))频率，然后与地球上这些元素eq\x(\s\up1(08))静止时发光的频率对照，就可以算出星球靠近或远离我们的速度。1．判一判(1)发生多普勒效应时，波源的频率没有发生变化。()(2)当波源和观察者向同一个方向运动时，一定发生多普勒效应。()(3)只有横波才能发生多普勒效应。()(4)只有声波才能发生多普勒效应。()(5)当发生多普勒效应时，观察者接收到的波的频率可能增大，也可能减小。()提示：(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√2．想一想炮弹由远处飞来从头顶呼啸而过的整个过程中，我们所听到的音调会发生怎样的变化？为什么？提示：波源与观察者距离的变化会引起接收频率的变化，声波频率的变化会引起音调的变化，由于炮弹离我们先变近后变远，所以音调先变高后变低。探究多普勒效应的理解及应用仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。活动1：仔细听急救车的鸣笛声，你会发现一个现象：当车从你身边疾驰而过的时候，听到鸣笛的音调会由高变低。回想初中物理知识，声音的音调由什么决定？提示：由声波的频率决定。活动2：急救车在你身边没有开动时，听到鸣笛声的音调并没有变化。那么活动1中的现象是什么引起的？提示：波源与观察者相互靠近或者相互远离时，导致接收到的波的频率发生变化而引起的。活动3：人们把活动1中的现象叫作多普勒效应。为了了解多普勒效应，可以做如图所示的模拟实验。让一队人沿路行走，观察者以各种方式观察这列队伍。队伍相当于传播的波，那么队伍中的人相当于什么？提示：横波的波峰或波谷(或纵波的密部或疏部)。活动4：如图甲，观察者站在路旁不动，假设每分钟有30个人从他身边通过，这种情况下的“过人频率”是多少？提示：30人每分。活动5：如图乙，如果观察者逆着队伍行走，每分钟与观察者相遇的人数变吗？如果变的话是增加还是减少？“过人频率”怎么变？提示：每分钟与观察者相遇的人数增加，“过人频率”增加。活动6：如图丙，如果观察者顺着队伍行走，假设他的速度小于队伍行进的速度，每分钟与观察者相遇的人数怎么变？“过人频率”怎么变？提示：每分钟与观察者相遇的人数减少，“过人频率”降低。活动7：根据以上模拟实验，说一说对声波的多普勒效应的理解。提示：当波源与观察者相对静止时，1s内通过观察者的波峰(或密部)的数目是一定的，观测到的频率等于波源振动的频率；当波源与观察者相互接近时，1s内通过观察者的波峰(或密部)的数目增加，观测到的频率增加；反之，当波源与观察者相互远离时，观测到的频率变小。1．波源频率、接收频率和音调(1)波源频率：波源完成一次全振动，向外发出一个波长的波，称为一个完全波。频率表示单位时间内完成的全振动的次数。因此波源的频率又等于单位时间内波源发出的完全波的个数。(2)接收频率①波源和观察者相对静止时，观察者接收到的波的频率等于波源的频率。②波源和观察者相互靠近或者相互远离时，观察者在单位时间内接收到的完全波的个数发生变化，即接收到的波的频率发生变化。波源与观察者如果相互靠近，观察者接收到的波的频率增大；二者如果相互远离，观察者接收到的波的频率减小。(3)音调：音调由频率决定，频率高则音调高，频率低则音调低。观察者听到的声音的音调，是由观察者接收到的声波的频率，即单位时间内接收到的声波的完全波个数决定的。2．多普勒效应成因分析(1)相对位置变化与频率的关系(规律)相对位置图示结论波源S和观察者相对静止f波源＝f观察者波源S不动，观察者运动，由A→B或A→C若靠近波源，由A→B，则f波源＜f观察者；若远离波源，由A→C，则f波源＞f观察者观察者不动，波源S运动，由S→S′f波源＜f观察者(2)成因归纳：根据以上分析可以知道，发生多普勒效应时，一定是由于波源与观察者之间发生了相互靠近或相互远离。3．多普勒效应的应用(1)多普勒测速仪；(2)医用“彩超”；(3)测天体速度；(4)听音辨向。例公路巡警车在高速公路上以100km/h的恒定速度巡查，巡警车向前方在同一车道上的一辆轿车发出一束已知频率的电磁波，结果该电磁波被此辆轿车反射回来时，巡警车接收到的电磁波频率比发出时低。(1)此现象属于________。A．波的衍射 B．波的干涉C．多普勒效应 D．波的反射(2)若该路段限速为100km/h，则轿车是否超速？(3)若轿车以20m/s的速度行进，反射回的电磁波频率应怎样变化？[实践探究](1)多普勒效应的产生原因是什么？提示：波源与观察者之间发生了相对运动，导致二者间距改变。(2)发生多普勒效应时，若接收频率变小，说明波源和观察者距离如何变化？提示：若接收频率变小，说明波源和观察者距离增大。[规范解答](1)巡警车接收到的电磁波频率比发出时低，此现象属于多普勒效应，故选C。(2)因巡警车接收到的电磁波频率比发出时低，由多普勒效应知巡警车与轿车在相互远离，而巡警车车速恒定又在后面，可判断轿车车速比巡警车车速大，故轿车超速。(3)若轿车以20m/s的速度行进，此时巡警车与轿车在相互靠近，由多普勒效应知反射回的电磁波频率应变大。[答案](1)C(2)超速(3)变大规律点拨1.多普勒效应易错注意(1)发生多普勒效应时，接收到的波的频率发生变化，但波源的频率并没有变化。(2)是否发生多普勒效应取决于观察者与波源是否存在相互靠近或相互远离。波速只取决于介质，与是否发生多普勒效应无关。(3)多普勒效应是波共有的特征，机械波、电磁波和光波都会发生多普勒效应。2．多普勒效应的判断方法(1)确定研究对象(波源与观察者)。(2)确定波源与观察者是否有相互靠近或相互远离。若有相互靠近或相互远离，则发生多普勒效应，否则不会发生。(3)判断：当两者相互远离时，观察者接收到的波的频率变小；当两者相互靠近时，观察者接收到的波的频率变大，但波源的频率不变。[变式训练]如图所示，产生机械波的波源O做匀速运动，图中圆表示波峰，已知波源振动的频率为f0，则下列说法正确的是()A．该图表示波源正在向A点移动B．观察者在A点接收波的频率是定值且大于f0C．观察者在B点接收波的频率是定值且大于f0D．观察者在C点或D点接收波的频率是定值且大于f0答案C解析根据对多普勒效应的理解，该图表示波源正在向B点移动，故A错误；波源与A点的距离随时间均匀增大，故观察者在A点接收波的频率是定值且小于f0，B错误；波源与B点的距离随时间均匀减小，故观察者在B点接收波的频率是定值且大于f0，C正确；波源与C点或D点的距离随时间非均匀增大，故观察者在C点或D点接收波的频率不是定值且小于f0，D错误。1．(多普勒效应的理解)关于多普勒效应，下列说法中不正确的是()A．发生多普勒效应时波源的频率保持不变B．要发生多普勒效应，波源和观察者间必须有相对运动C．只有声波会发生多普勒效应D．机械波、电磁波和光波都会发生多普勒效应答案C解析多普勒效应是一种现象，发生多普勒效应时，波源的频率没有发生改变，波源与观察者之间相互靠近或相互远离时，观察者接收到的波的频率发生变化，即发生多普勒效应，而且机械波、电磁波和光波都会发生多普勒效应。故C错误，A、B、D正确。本题选说法不正确的，故选C。2．(综合)分析下列物理现象：(1)夏天里在一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝；(2)“闻其声而不见其人”；(3)围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；(4)当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高。这些物理现象分别属于波的()A．反射、衍射、干涉、多普勒效应B．折射、衍射、多普勒效应、干涉C．反射、折射、干涉、多普勒效应D．衍射、折射、干涉、多普勒效应答案A解析(1)夏天里在一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝，是由于声音在云层间来回传播，这是声波的反射现象；(2)“闻其声而不见其人”，听到声音，却看不见人，这是声波的衍射现象；(3)围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音，音叉发出两个频率相同的声波相互叠加，从而出现振动加强区与减弱区，这是声波的干涉现象；(4)当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高，音调变高就是频率变高，这是多普勒效应现象。故A正确。3．(多普勒效应的应用)(多选)下面哪些应用是利用了多普勒效应()A．利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度B．交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的超声波，波被运动的汽车反射回来，根据接收到的波的频率发生的变化，就知道汽车的速度，以便于进行交通管理C．铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况D．有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去答案ABD解析凡是波都具有多普勒效应，因此可以利用光波的多普勒效应测定遥远天体相对地球的运动速度，故A正确；交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的超声波，波被运动的汽车反射回来时，交通警察接收到的波的频率会发生变化，根据频率的变化可知汽车的速度，利用了波的多普勒效应，故B正确；铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况，利用了声波在固体中传播得更快，故C错误；炮弹飞行，与空气摩擦产生声波，人耳接收到的频率与炮弹的相对运动方向有关，利用了波的多普勒效应，故D正确。4．(多普勒效应的理解)(多选)如图所示，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()A．女同学从A向B运动过程中，她感觉哨声音调变高B．女同学从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变高C．女同学在C点向右运动时，她感觉哨声音调不变D．女同学在C点向左运动时，她感觉哨声音调变低答案AD解析女同学荡秋千的过程中，她向右运动时，她与波源之间相互靠近，根据多普勒效应，她感到哨声音调变高，故A正确，C错误；反之女同学向左运动时，她感到哨声音调变低，故D正确，B错误。5．(多普勒效应的理解)关于多普勒效应，下列说法正确的是()A．只要波源在运动，就一定能观测到多普勒效应B．只要观察者在运动，就一定能观测到多普勒效应C．只要波源与观察者之间有相对运动，就一定能观测到多普勒效应D．当发生多普勒效应时，观察者观测到的频率可能在增大，也可能在减小答案D解析若波源与观察者一起同方向、同速度运动，则观察者观测不到多普勒效应，A、B错误；若观察者以波源为圆心做圆周运动，则不能观测到多普勒效应，C错误；根据多普勒效应，当观察者靠近波源时，接收到的频率增大，远离波源时，接收到的频率减小，D正确。6．(多普勒效应的理解)蝙蝠在洞穴中飞来飞去时，它利用的是超声脉冲导航，这种超声脉冲是持续1ms或不到1ms的短促发射，且每秒重复发射几次。假定蝙蝠的超声脉冲的发射频率为39000Hz，在一次正朝着表面平直的墙壁飞扑的期间，下列判断正确的是()A．墙壁接收到的超声脉冲频率等于39000HzB．蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于墙壁接收的频率C．蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于墙壁接收的频率D．蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于39000Hz答案C解析由于蝙蝠正向墙壁靠近，所以墙壁接收到的超声脉冲频率大于39000Hz，A错误；墙壁反射超声脉冲时，蝙蝠继续向墙壁运动，故蝙蝠接收到墙壁反射回来的超声脉冲频率大于墙壁接收到的频率，则一定大于39000Hz，所以C正确，B、D错误。7.(多普勒效应的判断)如图所示，以地面监测站为参考系中，绕地心顺时针运动的中国空间站持续发出频率为f的监测电波，地面监测站先后接收到空间站通过A、B位置时的信号频率分别为fA、fB，则()A．fA>f>fB B．fA<f<fBC．fA＝fB<f D．fA＝fB＝f答案A解析由题意可知，空间站绕地心顺时针运动先后经过A、B位置，先靠近地面监测站后远离监测站，根据多普勒效应，地面监测站接收到的信号频率在靠近过程大于f，在远离过程小于f，因此fA>f>fB，故A正确。8．(多普勒效应的判断)轮船在进港途中的x­t图像如图所示，则在港口所测的轮船上雾笛发出声音的频率是下列选项中的()答案A解析轮船匀速靠近港口的过程中，在港口测量到的轮船上雾笛发出声音的频率不随时间变化，但轮船速度大时所测声音频率大，由x­t图像可知，轮船靠近港口的三段时间内的速度大小v1>v3>v2，可知所测声音的频率f1>f3>f2，故A正确，B、C、D错误。9．(综合提升)如图为由波源S发出的波某一时刻在介质平面中的情形，实线为波峰，虚线为波谷，设波源频率为20Hz，且不运动，而观察者在1s内由A运动到B，则观察者在这1s内接收到________个完全波。设波速为340m/s，则要让观察者完全接收不到波，他每秒要运动________m。答案19340解析观察者在单位时间内接收到的完全波的个数，就等于观察者接收到的波的频率。如果观察者不动，则1s内，观察者接收的完全波的个数应为20个，由题图可知，当观察者从A运动到B的过程中，所能接收到的完全波的个数正好比不运动时少1个，即他只接收到19个完全波。要想让观察者完全接收不到波，他必须随同所在的波峰一起运动并远离波源。由s＝vt得s＝340×1m＝340m，即观察者每秒要远离波源340m。第三章水平测评本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100分，考试时间75分钟。第Ⅰ卷(选择题，共50分)一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．下列关于机械波的说法中，正确的是()A．抖动绳子的频率变小时，绳波的速度不变，波长增大B．纵波不能发生干涉现象C．在一个周期内，介质的质点所通过的路程等于振幅D．某一频率的声波，从空气进入水中时，波长和频率均增大答案A解析机械波的波速由介质决定，与频率无关，又λ＝eq\f(v,f)，故A正确；一切波都能发生干涉现象，故B错误；质点做简谐运动时，一个周期内通过的路程是振幅的4倍，故C错误；波速由介质决定，频率由波源决定，当某一频率的声波从空气进入水中时，频率不变，波速变大，则波长变大，故D错误。2．医学上利用超声波进行身体检查，探头发出一定频率的超声波，指向需要检查的部位，超声波射入人体后，在机体的组织器官形成反射波，回声返回到探头，经过信号转换之后形成影像，用于诊断。下列说法正确的是()A．超声波在空气中传播时，质点的振动方向与波的传播方向垂直B．为提高成像分辨力，应使超声波的波长比探测目标小得多C．若被检界面向探头运动，回声频率比发射频率低D．进行超声探测时，探头与人体表面间需留有空隙答案B解析声波是纵波，则超声波在空气中传播时，质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上，A错误；为提高成像分辨力，应使超声波不能发生明显衍射现象，即超声波波长比探测目标小得多，B正确；根据多普勒效应，若被检界面向探头运动，回声频率比发射频率高，C错误；进行超声探测时，探头与人体表面间不需留有空隙，因为探头与病人皮肤之间的空气将阻碍超声波传入人体(超声波在人体表面发生反射)，为获得高质量的清晰影像，需要使用液性传导介质来连接探头与病人体表，这种介质就是常用的超声耦合剂，D错误。3．一列简谐横波在x轴上传播，某时刻的波形图如图所示，a、b、c为三个质点，a正向上运动，由此可见()A．该波沿x轴负方向传播B．c正向上运动C．该时刻以后，b比c先到达平衡位置D．该时刻以后，b比c先到达偏离平衡位置的最远处答案C解析结合题图，由“同侧法”知，波是沿x轴正方向传播的，A错误；根据波形的平移规律，可知质点c此时正向下运动，B错误；该时刻质点b正向着平衡位置运动，故该时刻以后，b比c先到达平衡位置，c比b先到达偏离平衡位置的最远处，C正确，D错误。4．海上作业和军事领域中，在雷达无法使用的时候，经常通过解析海上浮标的位置信号来粗略地定位船舶和潜艇。设某海域内常态下海浪表面波波长为100m，沿海浪传播方向有a、b、c三个间距150m的浮标，常态下浮标上下浮动周期为5s，而当某小型潜艇沿平行于海浪传播方向经过时，系统检测到a浮标发生异常浮动，3s后和6s后又相继检测到b、c浮标发生了异常浮动，则下列说法正确的是()A．浮标随海水波浪方向向前移动B．浮标区域常态下海水波浪速度为20m/sC．根据数据可推测小型潜艇行驶速度约为20m/sD．常态下浮标a到达最高点时，浮标b处在海平面位置答案B解析浮标是海面上的标识物，它不随海水波浪方向向前移动，只是在各自位置上下浮动，故A错误；浮标上下浮动周期为5s，即海水波浪的周期T＝5s，海浪表面波波长λ＝100m，所以浮标区域常态下海水波浪的速度v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(100,5)m/s＝20m/s，故B正确；小型潜艇经过时，浮标发生异常浮动，由题知某小型潜艇经过相邻的两个浮标用时Δt＝3s，相邻两个浮标的间距Δx＝150m，可推测小型潜艇行驶速度约为v′＝eq\f(Δx,Δt)＝eq\f(150,3)m/s＝50m/s，故C错误；浮标a、b间距为150m，正好是常态下海浪表面波波长的eq\f(3,2)倍，则常态下浮标a到达最高点时，浮标b处在最低点，故D错误。5．如图甲所示，是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图，P是离原点x1＝2m的一个介质质点，Q是离原点x2＝4m的一个介质质点，此时离原点x3＝6m的介质质点刚刚要开始振动。图乙是该简谐波传播方向上的某一质点的振动图像(计时起点相同)。由此可知()A．这列波的波长为λ＝2mB．乙图可能是图甲中质点Q的振动图像C．这列波的传播速度为v＝3m/sD．这列波的波源起振方向为向上答案B解析由题图甲读出波长λ＝4m，由题图乙读出周期T＝2s，波速v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(4,2)m/s＝2m/s，故A、C错误；题图乙中，t＝0时刻，该质点经过平衡位置向上运动，而图甲中，Q点也经过平衡位置向上运动，故乙图可能是图甲中质点Q的振动图像，故B正确；波源的起振方向与离原点x3＝6m的质点在t＝0时刻的振动方向相同，简谐波沿x轴正方向传播，则知离原点x3＝6m的质点在t＝0时刻的振动方向向下，由此可知波源的起振方向为向下，故D错误。6．一列简谐横波沿直线由A向B传播，A、B相距0.45m，如图是A处质点的振动图像。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/sC．1.5m/s D．0.7m/s答案A解析波沿直线由A向B传播，而且在A处质点到达波峰的时刻，B处质点刚好到达平衡位置且向y轴正方向运动，则A、B两质点的平衡位置的情形如图所示，设A、B间距为Δx，由题知Δx＝0.45m，结合波形图可知，Δx＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(1,4)))λ(n＝0，1，2，…)，解得该波波长λ＝eq\f(4Δx,4n＋1)(n＝0，1，2，…)，结合题图可得该波的周期T＝0.4s，则波速v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(4Δx,T（4n＋1）)＝eq\f(4.5,4n＋1)m/s(n＝0，1，2，…)。当n＝0时，v＝4.5m/s，当n＝1时，v＝0.9m/s，当n＝2时，v＝0.5m/s，…。故A正确，B、C、D错误。7.一列机械波在介质中传播，t＝0时的波的图像如图所示。O点为波源，振动周期为T，振幅为A，波沿x轴正方向传播，P点为波的图像上一点，对应坐标为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(L，－\f(A,2)))。下列说法正确的是()A．此时P点振动方向沿y轴正方向B．此列波的波长为eq\f(4L,3)C．此列波的传播速度为eq\f(L,T)D．此列波的传播速度为eq\f(6L,5T)答案D解析波沿x轴正方向传播，由“同侧法”可知，此时P点振动方向沿y轴负方向，A错误；由题图可设该波在t＝0时的波形表达式为y＝Asineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,λ)x＋δ))，代入点eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，\f(A,2)))和eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(L，－\f(A,2)))并结合题图所示波形得δ＝eq\f(π,6)，λ＝eq\f(6,5)L，B错误；波速v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(6L,5T)，C错误，D正确。8．地壳深处的岩层活动产生强烈震动而引发地震。地震波的纵波传播速度较快，约为6km/s；横波传播速度较慢，约为4km/s。2022年3月26日在青海某无人区发生6.0级地震，震源深度10km。地震发生后距震源163km的嘉峪关市震感强烈。则以下说法正确的是()A．震源的正上方，地震波的纵波会引起地面上物体上下跳动，横波会引起地面上物体水平晃动B．地震波的横波在介质中传播时，介质中的质点会沿波的传播方向运动，从而导致房屋倒塌C．嘉峪关市的防震减灾机构有约13.6秒的时间提前预警更具破坏性的横波何时到达D．建筑物的固有周期与地震波的振动周期越接近，建筑物受到的损伤就越小答案AC解析质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫作纵波，质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波叫作横波，而在震源正上方地震波的传播方向竖直向上，所以，震源的正上方，地震波的纵波会引起地面上物体上下跳动，横波会引起地面上物体水平晃动，A正确；地震波的横波在介质中传播时，介质中的质点会沿垂直于波的传播方向运动，从而导致房屋倒塌，B错误；横波与纵波到达嘉峪关市的时间差为t＝eq\f(163,4)s－eq\f(163,6)s＝13.6s，C正确；在地震发生时，建筑物做受迫振动，由共振发生的条件可知，建筑物的固有周期与地震波的振动周期越接近，建筑物的振幅越大，受到的损伤就越大，D错误。9．一列横波在某介质中沿x轴传播，图甲所示为t＝0.75s时的波形图，图乙所示为x＝1.5m处的质点P的振动图像，则下列说法正确的是()A．这列波沿x轴向左传播，波速为2m/sB．图甲中质点N的速度方向沿y轴正方向C．再经过t＝0.5s质点L与质点N位移相同D．再经过t＝1.75s质点P到达波谷答案AB解析由图乙可知t＝0.75s时质点P向下振动，由“同侧法”可判断出这列波沿x轴向左传播，由图甲可知λ＝4m，由图乙可知T＝2s，波速为v＝eq\f(λ,T)＝2m/s，故A正确；该波沿x轴向左传播，则图甲中质点N的速度方向沿y轴正方向，故B正确；该波的周期T＝2s，再经过t＝0.5s，即t＝eq\f(1,4)T，质点L在负向最大位移处，质点N在正向最大位移处，二者位移方向相反，故C错误；再经过t＝1.75s，即从开始经过0.75s＋1.75s＝2.5s，根据振动图像可知质点P到达波峰，故D错误。10．在纸面上有两波源S1和S2相距3m，频率均为2Hz，以S1为原点建立如图所示的坐标系，t＝0时波源S1从平衡位置开始垂直纸面向上做简谐运动，所激发的横波在均匀介质中向四周传播。t＝0.25s时波源S2也开始垂直纸面向上做简谐运动，在t＝0.75s时两列简谐波的最远波峰传到了图示中的两个圆的位置。则()A．波的传播速度为4m/sB．虚线x＝1.5m为振动加强区C．t＝1.0s时波谷与波谷相遇的点共有2个D．t＝1.0s后S1和S2连线上有2个振动减弱的位置答案AC解析两波源起振的时间差为Δt＝0.25s，两波频率相同，波速大小相等，则波长相等，由题意并结合题图分析知，Δt时间内两列波的传播距离之差为Δx＝2.5m－1.5m＝1m，则波的传播速度为v＝eq\f(Δx,Δt)＝4m/s，故A正确；根据几何关系可知，虚线x＝1.5m上各质点到两波源的路程差均为零，两波的周期均为T＝eq\f(1,f)＝0.5s，则t＝0.25s时S1处于平衡位置正向下振动，与S2振动方向相反，所以两波源在x＝1.5m处引起各质点的振动步调相反，即虚线x＝1.5m为振动减弱区，故B错误；两列波的波长均为λ＝eq\f(v,f)＝2m，t＝1.0s时，S1振动形成的波传播到的最远位置到S1的距离为d1＝vt＝4m＝2λ，S1振动形成的波此时有两个波谷，到S1的距离分别为r1＝d1－eq\f(3,4)λ＝2.5m，r1′＝r1－λ＝0.5m，t＝1.0s时，S2振动形成的波传播到的最远位置到S2的距离为d2＝v(t－Δt)＝3m＝1.5λ，S2振动形成的波此时只有一个波谷，且到S2的距离为r2＝d2－eq\f(3,4)λ＝1.5m，如图所示，可知t＝1.0s时波谷与波谷相遇的点共有2个，故C正确；结合B项分析可知，S1和S2连线上满足到两波源的路程差为波长的整数倍的点为振动减弱位置，即Δs＝|kλ|(k＝0，±1，±2，…)，则0≤|kλ|≤3m(k＝0，±1，±2，…)，解得－eq\f(3,2)≤k≤eq\f(3,2)(k＝0，±1，±2，…)，即k＝0，±1，所以t＝1.0s后S1和S2连线上有3个振动减弱的位置，故D错误。第Ⅱ卷(非选择题，共50分)二、填空题(本题共2小题，共10分)11.(4分)如图所示，水槽内有一振源，振动时产生的水波通过一个小缝隙发生衍射现象，为了使衍射现象更明显，可采用的方法是使小缝隙的宽度________；或者是使振源的振动频率________。(均选填“增大”或“减小”)答案减小减小解析发生明显衍射的条件是障碍物或孔、缝的尺寸比波长小或相差不多，因此，为了使衍射现象更明显，可采用的方法是使小缝隙的宽度减小，或者是使振源的振动频率减小，波长增大。12．(6分)两列简谐波沿x轴相向传播，波速均为v＝0.4m/s，两波源分别位于A、B处，t＝0时的波形如图所示。当t＝2.5s时，M点的位移为________cm，N点的位移为________cm。答案2.00解析由图可知，两列波的波源的起振方向都沿y轴负方向，波长分别为λA＝0.2m，λB＝0.4m，可知两波的周期分别为TA＝eq\f(λA,v)＝0.5s，TB＝eq\f(λB,v)＝1s。由于t＝0时M点距A波波前0.5m，距B波波前0.3m，故两波传播到M点时经历的时间分别为ΔtA＝eq\f(0.5,0.4)s＝1.25s，ΔtB＝eq\f(0.3,0.4)s＝0.75s。当t＝2.5s时，A波使M点已振动的时间为t－ΔtA＝1.25s＝eq\f(5,2)TA，引起M点的位移yA＝0；B波使M点已振动的时间为t－ΔtB＝1.75s＝1eq\f(3,4)TB，引起M点的位移yB＝2.0cm，由波的叠加可知此时M点的位移yM＝yA＋yB＝2.0cm。同理可得N点位移yN＝0。三、计算题(本题共3小题，共40分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)13．(10分)我国科学家首创的超声消融术是一种超声波聚焦病灶部位进行照射治疗的先进技术。如图a所示，一列超声波从介质1进入介质2中继续传播，A、B、C为传播方向上的三个点。图b为t＝0时刻，介质1中A质点附近的波形图。此时，波恰好传播至介质2中的B点，图c为B点的振动图像。已知B、C质点间的距离为Δx＝0.75cm，波在介质1、2中的传播速度分别为v1、v2。求：(1)该波在介质1中传播的速度v1的大小；(2)若v2＝1.0×103m/s，质点C经过多长时间第一次到达波峰？答案(1)1.5×103m/s(2)1.0×10－5s解析(1)超声波在介质2中传播时，根据图c可得波的周期T＝1×10－5s由图b可得超声波在介质1中传播时的波长λ1＝1.5×10－2m波在两种介质中传播时周期不变，由波长、波速、周期关系有v1＝eq\f(λ1,T)代入数据解得v1＝1.5×103m/s。