高中粤教版 (2019)第三节 机械波的传播现象课时练习

第三章机械波

第三节　机械波的传播现象

课后篇巩固提升

必备知识基础练

1.声波能绕过障碍物而传播,这是因为声波(　　)

A.是纵波 

B.是机械波

C.发生了衍射现象 

D.穿透力强

答案C

解析声波能绕过障碍物而传播,是因为声波发生了衍射,故选C.

2.(2021河南南阳华龙高级中学高二月考)有一障碍物的宽度为10 m,下列衍射现象最明显的是(　　)

A.波长为40 m的波

B.波长为9.9 m的波

C.频率为40 Hz的声波(声速v=340 m/s)

D.频率为5 000 MHz的电磁波(波速v=3.0×108 m/s)

答案A

解析根据λ=可得声波波长为8.5m,电磁波的波长为0.06m,波长为40m的波大于障碍物的宽度,其余波的波长都小于障碍物的尺寸,故选项A正确.

3.(多选)(2021湖北武汉高二期末)下列选项分别表示一列水波在传播过程中遇到了小孔(A、B)或障碍物(C、D)的情况.水波用弧线表示,相邻弧线间距为一个波长,则其中能发生明显衍射现象的是              (　　)

答案BD

解析一列水波在传播过程中遇到了小孔(A、B),由发生明显衍射现象的条件可知,B能发生明显的衍射现象,故A不符合题意,B符合题意;一列水波在传播过程中遇到了障碍物(C、D),由发生明显衍射现象的条件可知,D能发生明显的衍射现象,故C不符合题意,D符合题意.

4.(多选)两个不等幅的脉冲波在均匀介质中均以1.0 m/s的速率沿同一直线相向传播,t=0时刻的波形如图所示,小方格的边长为0.1 m,则以下不同时刻,波形正确的是(　　)

答案ABD

解析脉冲波在介质中传播,x=vt,当t=0.3s时,两脉冲波各沿波的传播方向传播0.3m,恰好相遇,故选项A正确;当t=0.4s、0.5s、0.6s时,两脉冲波各沿波的传播方向传播0.4m、0.5m、0.6m,由波的叠加原理知选项B、D正确,选项C错误.

5.

(2021河北玉田第一中学高二月考)如图所示是利用水波槽观察到的水波衍射的图像,从图像可知(　　)

A.A侧波速与B侧波速不相等

B.A侧波速与B侧波速相等

C.增大水波波源的频率,衍射现象将更明显

D.增大挡板之间的距离,衍射现象将更明显

答案B

解析在同一种介质中,机械波的波速相等,故A错误,B正确;波速不变,增大水波波源的频率,水波的波长将减小,而挡板间距没变,所以衍射现象将没有原来的明显,故C错误;在波长没改变的情况下,增大挡板间距,衍射现象将没有原来的明显,故D错误.

6.天空有近似等高的浓云层.为了测量云层的高度,在水平地面上与观测者的距离为d=3.0 km 的A处进行了一次爆炸,观测者听到直接传来的爆炸声和由云层反射的爆炸声时间上相差Δt=6.0 s.已知空气中的声速v= km/s.试估算云层的高度h.

答案2.0×103 m

解析用t1表示爆炸声直接传到观测处O所用的时间,则有d=vt1,

用t2表示爆炸声经云层反射再到达O所用的时间,因为入射角等于反射角,故有2=vt2,

已知t2-t1=Δt,

联立可得h=,

代入数值得h=2.0×103m.

关键能力提升练

7.(2021上海交大附中高二月考)如图所示,S为波源,M、N是两块挡板,其中M板固定,N板可左右移动,两板中间有一狭缝,此时观察不到A点振动,为了使A点能发生振动,可采用的方法是(　　)

A.增大波源的频率 B.增大波源的振幅

C.将波源S向左移 D.将N板向左移

答案D

解析观察不到A点振动,说明衍射现象不明显,要使得衍射现象明显,狭缝的尺寸要和波长差不多或者比波长小些.因此可以减小波源的频率,增大波源的波长;或将N板向左移,减小狭缝的尺寸.故A、B、C错误,D正确.

8.(2021浙江杭州四中高二开学考试)如图所示,两列波在空间相遇叠加,其中实线代表的甲波向右传播,虚线代表的乙波向左传播,则(　　)

A.A、B点是振动加强点

B.A、D点是振动加强点

C.B、E点是振动加强点

D.D、F点是振动减弱点

答案B

解析根据题图可知,两波在A、D、F点振动方向相同,为振动加强点,在B、E两点振动方向相反,为振动减弱点,故B正确,A、C、D错误.

9.

(多选)(2021海南儋州第一中学高二期中)如图所示,A、B是两列波的波源,t=0时,两波源同时开始垂直纸面做简谐运动.其振动表达式分别为xA=0.1sin(2πt) m,xB=0.5sin(2πt) m,产生的两列波在同一种均匀介质中沿纸面传播.t=2 s时P开始振动,已知PA=40 cm,PB=50 cm,则(　　)

A.两列波的波速均为0.2 m/s

B.两列波的波长均为0.25 m

C.两列波在P点相遇时振动总是减弱的

D.P点合振动的振幅为0.4 m

答案ACD

解析两列波在同一种均匀介质中沿纸面传播,故两列波的波速相同,根据质点P开始振动的时间可得v=m/s=0.2m/s,A正确;由振动方程可得,两列波的周期T相同,由公式T==1s得两列波的波长均为λ==0.2m,B错误;根据两波源到P点的距离差Δx=50cm-40cm=10cm=,可知,B波比A波传到P点的时间晚,根据振动方程可得,A波起振方向与B波起振方向相同,故两波在P点的振动反向,那么,P点为振动减弱点,故两列波在P点相遇时振动总是减弱的,P点合振动的振幅为0.5m-0.1m=0.4m,C、D正确.

10.(多选)(2021江苏高二月考)一根长20 m的软绳拉直后放置在光滑水平地板上,以绳中点为坐标原点,以绳上各质点的平衡位置为x轴建立图示坐标系.两人在绳端P、Q沿y轴方向不断有节奏地抖动,形成两列振幅分别为10 cm、20 cm的相向传播的机械波.已知P的波速为2 m/s,t=0时刻的波形如图所示.下列判断正确的有(　　)

A.两波源的起振方向相反

B.两列波的频率均为2 Hz,叠加区域有稳定干涉图样

C.t=6 s时,两波源间(不含波源)有5个质点的位移为-10 cm

D.叠加稳定时两波源间(不含波源)有10个质点的振幅为30 cm

答案AC

解析P起振方向沿y轴负方向,而Q起振方向沿y轴正方向,因此起振方向相反,A正确;波速由介质决定的,因此两列波的速度相等,根据v=λf,可知f=0.5Hz,两列波的频率均为0.5Hz,叠加区域有稳定干涉图样,B错误;t=6s时,两列波都向前传播了12m,波形如图甲所示,

甲

当两列波叠加时,合振动等于两个振动的矢量和,由图像可知,在x=-7m,x=-1m,x=3m处位移都是-10cm,且在6~8m间还有两个点位移是-10cm,因此有5个点位移为-10cm,C正确;振动稳定后,某时刻振动图像如图乙所示

乙

从图中可知,在叠加稳定时两波源间(不含波源)有9个质点的振幅为30cm,D错误.

11.“B超”可用于探测人体内脏的病变状况.如图是超声波从肝脏表面入射,经折射与反射,最后从肝脏表面射出的示意图.超声波在进入肝脏发生折射时遵循的规律可表述为(式中i是入射角,θ是折射角,v1、v2分别是超声波在肝外和肝内的传播速度),已知v2=0.9v1,入射点与出射点之间的距离是d,肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行.肿瘤离肝表面的距离h为多少?

答案

解析由

题意得,又因为v2=0.9v1,所以sinθ=0.9sini.又因为在直角三角形中,sinθ=,所以h=.

12.(2021陕西西安中学高三月考)一振动片以频率f做简谐振动时,固定在振动片上的两根细杆同步周期性地触动水面上a、b两点,两波源发出的波在水面上形成稳定的干涉图样.c是水面上的一点,a、b、c间的距离均为l,如图所示.已知除c点外,在ac连线上还有其他振幅极大的点,其中距c最近的点到c的距离为l.求:

(1)波的波长大小;

(2)波的传播速度大小.

答案(1)l　(2)fl

解析(1)设在ac上与c点最近的振幅极大的点为d,则ad=l-l=l

bd=l

bd-ad=l

根据干涉加强点距离差的关系有Δx=x1-x2=nλ

所以波长为l

(2)由v=λf得v=fl