016选择性必修第一册 第三章 机械波 第3-5节同步练习

PAGE1PAGE波的反射、折射和衍射揭秘同步练习（答题时间：40分钟）1.“闻其声不见其人”是因为一般障碍物的尺寸（）A.可以跟声波波长相比较，使声波发生明显衍射B.比声波波长大得多，声波不能发生衍射C.可以跟光波波长相比较，使光波发生衍射D.比光波波长大得多，光波不能发生明显衍射2.关于波的衍射，下列说法正确的是（）A.衍射是波特有的现象B.对同一列波，缝、孔或障碍物越小，则衍射现象越明显C.只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象D.声波容易发生衍射现象是由于声波波长较大3.下列情况中不能发生明显衍射的是（）A.障碍物或孔的尺寸与波长相等B.障碍物或孔的尺寸比波长小C.障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多D.波长比障碍物或孔的尺寸小得多4.利用发波水槽得到的水而波形如图甲、乙所示，则（）A.图甲、乙均显示了波的干涉现象B.图甲、乙均显示了波的衍射现象C.图甲显示了波的干涉现象，图乙显示了波的衍射现象D.图甲显示了波的衍射现象，图乙显示了波的干涉现象5.下列关于波的衍射的说法中正确的是（）A.衍射是一切波特有的现象B.对同一列波，缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多或比波长小时，衍射现象明显C.只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象D.声波容易发生衍射现象是由于声波波长较大6.在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子振动的频率是5Hz，水波在水波槽中的传播速度为0.05m/s，为观察到显著的衍射现象，小孔直径d应为（）A.10cm B.5m C.d>1m D.d<1cm7.一列波在传播过程中通过一个障碍物，发生了一定程度的衍射，以下哪种情况使衍射现象更明显（）A.增大障碍物的尺寸，同时增大波的频率B.增大障碍物的尺寸，同时减小波的频率C.缩小障碍物的尺寸，同时增大波的频率D.缩小障碍物的尺寸，同时减小波的频率8.如图所示为观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个小孔，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（图中曲线）之间的距离表示一个波长，则对波经过孔后的传播情况，下列描述不正确的是（）A.此时能明显观察到波的衍射现象B.挡板前后波纹间距相等C.如果将孔AB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，能更明显地观察到衍射现象9.如图所示，一小型渔港的防波堤两端M、N相距约60m，在防波堤后A、B两处有两个小船进港躲避风浪.某次海啸引起的波浪沿垂直于防波堤的方向向防波堤传播，下列说法中正确的有（）A.假设波浪的波长约为10m，则A、B两处的小船基本上不受波浪影响B.假设波浪的波长约为10m，则A、B两处的小船明显受到波浪影响C.假设波浪的波长约为50m，则A、B两处的小船基本上不受波浪影响D.假设波浪的波长约为50m，则A、B两处的小船明显受到波浪影响10.如图所示，沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200m/s，则下列说法中错误的是（）A.图示时刻质点b的加速度正在减小B.从图示时刻开始，经过0.01s，质点a通过的路程为0.4mC.若此波遇到另一列波并发生稳定干涉现象，则另一列波的频率为50HzD.若该波传播中遇到宽约4m的障碍物，则能发生明显的衍射现象

波的反射、折射和衍射揭秘同步练习参考答案1.【答案】A【解析】发生明显衍射现象的条件为障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不多.声波波长大，能发生明显衍射现象。故选A。2.【答案】ABD【解析】衍射是波特有的现象，选项A正确，选项C错误；发生明显的衍射现象是有条件的，只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多或比波长小时，才能观察到明显的衍射现象，选项B正确；声波的波长在1.7cm到17m之间，选项D正确。故选ABD。3.【答案】D【解析】发生明显衍射的条件是，缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多或比波长小，由此可知选项D正确。4.【答案】D【解析】波绕过障碍物传播的现象叫波的衍射。波的干涉现象是由波的叠加产生的，干涉图象的特点是振动加强区与减弱区有规律地分布。因此题图甲显示了波的衍射现象，题图乙显示了波的干涉现象，故选项D正确。5.【答案】ABD【解析】衍射是一切波特有的现象，所以选项A正确，选项C错误；发生明显的衍射现象是有条件的，只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多或比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象，所以选项B正确；通常情况下声波的波长在1.7cm～17m之间，一般常见的障碍物或孔的尺寸可与之相比，正是由于声波波长较大，声波容易发生衍射现象，所以选项D正确的。6.【答案】D【解析】在水波槽中激发的水波波长λ＝m＝0.01m＝1cm。要求在小孔后产生显著的衍射现象，应取小孔的尺寸小于波长。7.【答案】D【解析】波在介质中传播时波速是由介质决定的，与波的频率无关，所以改变波的频率不会改变波速，但由v＝λf可知，当波速一定时，减小频率则波长增大，而发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长相差不多，所以缩小障碍物的尺寸，同时减小波的频率会使衍射现象更明显，选项D正确。8.【答案】D【解析】由题图可以看出，孔AB尺寸与波长相差不大，因只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象，故选项A、C正确；由知，v不变，f增大，只能使λ减小，故选项D错误；衍射是指“波绕过障碍物而传播的现象”，经过孔后的波长不变，故选项B正确。9.【答案】AD【解析】A、B处小船明显地受到波浪影响是因为水波发生了明显的衍射，波浪传播到了A、B处，当障碍物或缝隙的尺寸比波长小或跟波长相差不多的时候，才会发生明显的衍射现象，选项A、D正确。10.【答案】A【解析】由波的特性知题中图示时刻质点b的振动方向向下，加速度正在增大，A错误；由图象可知波长λ＝4m，则，，故经过0.01s，质点a通过的路程为2A＝0.4m，B正确；发生稳定干涉现象的条件为两列波的频率相等，故C正确；能发生明显的衍射现象的条件为障碍物的宽度与波长相近或小于波长，D正确。

破解波的干涉和多普勒效应同步练习（答题时间：40分钟）1.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）学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；（4）当正在鸣笛的火车朝着我们急驶而来时，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2.两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇.下列说法正确的是（）A.波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1－A2|B.波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1＋A2C.波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移D.波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅3.下列说法中正确的是（）A.只有在发生共振时，受迫振动的频率才等于驱动力的频率B.机械波的频率由波源决定，与介质无关C.声波能发生多普勒效应，其他类型的波也可以D.只要有机械振动的振源，就一定有机械波4.在同一介质中两列频率相同、振动步调一致的横波互相叠加，则（）A.波峰与波谷叠加的点振动一定是减弱的B.振动最强的点经过T后恰好回到平衡位置，因而该点的振动是先加强，后减弱C.振动加强区和减弱区相间隔分布，且加强区和减弱区不随时间变化D.加强区的质点某时刻的位移可能是零5.均匀介质中相距为a的两个波源S1和S2，振动频率均为f，产生的简谐横波沿其连线相向传播，振幅为A，波速为v。O为S1、S2连线的中点，如图所示.已知两波源的振动方向和初始相位均相同.下列说法正确的是（）A.质点O的振动频率为fB.质点O的振动频率为2fC.质点O的振幅为2AD.只要不满足a＝n（n＝1，2，3…），质点O的振幅就一定小于2AE.质点O的振动可能与波源S1、S2不同步6.两列简谐横波在同种介质中传播，振幅都是5cm，实线波的频率为2Hz，沿x轴负方向传播；虚线波沿x轴正方向传播.某时刻两列波在如图所示区域相遇，则（）A.虚线波的传播速度大于实线波的传播速度B.在相遇区域不会发生干涉现象C.平衡位置为x＝6m处的质点此刻速度为零D.实线波的周期为0.5sE.如果没有虚线波，平衡位置为x＝6m处的质点经过3s通过的路程为120cm*7.如图，A、B为振幅相同的相干波源，且产生的机械波向外传播过程中振幅衰减不计，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，则下列叙述正确的是（）A.Q点始终处于波峰位置B.R、S两点始终处于静止状态C.P、Q连线上各点振动始终最强D.P点在图中所示的时刻处于波谷，再过周期处于平衡位置E.如果A、B两波源频率不同，也能产生类似的稳定的干涉现象*8.甲、乙两列横波在同一介质中分别从波源M、N两点沿x轴相向传播，波速为2m/s，振幅相同；某时刻的图像如图所示.则（）A.甲、乙两波的起振方向相反B.甲、乙两波的频率之比为3∶2C.再经过3s，平衡位置在x＝7m处的质点振动方向向下D.再经过3s，两波源间（不含波源）有5个质点位移为零9.如图（a），在xy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源S1（0，4）和S2（0，－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，－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”）。*10.从两个波源发出的两列振幅相同、频率均为5Hz的简谐横波，分别沿x轴正、负方向传播，在某一时刻到达A、B点，如图中实线、虚线所示。两列波的波速均为10m/s。求：（ⅰ）质点P、O开始振动的时刻之差；（ⅱ）再经过半个周期后，两列波在x＝1m和x＝5m之间引起的合振动振幅极大和极小的质点的，x坐标。

破解波的干涉和多普勒效应同步练习参考答案1.【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，这属于声音的反射；（2）“闻其声而不见其人”，听到声音，却看不见人，这属于声音的衍射；（3）学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音，音叉发出的两个频率相同的声波相互叠加，从而出现加强区与减弱区，这属于声音的干涉；（4）当正在鸣笛的火车朝着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高，音调变高就是频率变高，这属于多普勒效应。故选A.2.【答案】AD【解析】两列振动方向相同的相干波相遇叠加，在相遇区域内各质点仍做简谐运动，其振动位移在0到最大值之间，选项B、C错误；在波峰与波谷相遇处质点振幅为两波振幅之差，在波峰与波峰相遇处质点振幅为两波振幅之和，故选项A、D正确。3.【答案】BC【解析】无论是否发生共振，受迫振动的频率都等于驱动力的频率，选项A错误；机械波的频率由波源决定，波速由介质决定，选项B正确；其他类型的波也能发生多普勒效应，比如光波，选项C正确；形成机械波需要有振源还要有介质，选项D错误。4.【答案】ACD【解析】由题知两列波满足相干的条件，因此在它们相遇的区域里会产生干涉图样，波峰和波谷叠加的点其振幅等于|A1－A2|，为减弱点，选项A正确。振动最强的点经T后回到平衡位置，但它还是振动加强点，选项B错误。根据干涉图样的特点知选项C正确。叠加区域的所有质点都在以自己的平衡位置为中心振动，故质点某时刻的位移可能是零，因此选项D正确。5.【答案】ACE【解析】质点的振动频率由波源决定，等于波源的振动频率，A正确，B错误；S1和S2的振动在O点叠加，O点的振幅为2A，C正确；xS1O－xS2O＝0，所以O为振动加强点，即振幅总为2A，D错误；只有距离等于波长的整数倍的点的振动与波源同步，所以质点O的振动可能与波源S1、S2不同步，E正确.6.【答案】BDE【解析】两列简谐横波在同种介质中传播，波速相同，由图看出两列波的波长不同，实线波的波长为4m，而虚线波的波长为6m，由波速公式v＝λf得知，虚线波的频率为Hz，由于两波频率不同，故在相遇区域不会发生干涉现象，故选项A错误，选项B正确；根据波的传播方向可知，此时刻平衡位置为x＝6m处的质点正向y轴负方向振动，故选项C错误；根据周期和频率的关系可知，实线波的周期为T＝＝0.5s，故选项D正确；经过t＝3s＝6T，平衡位置为x＝6m处的质点经过的路程为s＝6×4A＝120cm，故选项E正确。7.【答案】BCD【解析】Q点是峰峰相遇点，是振动加强点，但并不是始终处于波峰位置，选项A错误；R、S两点是峰谷相遇点，是振动减弱点，位移为零，则始终处于静止状态，选项B正确；P、Q两点都是振动加强点，故P、Q连线上各点振动始终最强，选项C正确；P点是振动加强点，在题图所示的时刻处于波谷，再过周期处于平衡位置，选项D正确；如果A、B两波源频率不同，则不能产生类似的稳定的干涉现象，选项E错误。8.【答案】ABD【解析】根据上下坡法知，甲波的起振方向向下，乙波的起振方向向上，可知甲、乙两波的起振动方向相反，故A正确；两列波的波速相同，甲波