粤教版高中物理选择性必修第一册课时检测15机械波的传播现象含解析

机械波的传播现象

1．关于波的折射现象，下列说法正确的是(　　)

A．一切波都能发生折射现象

B．发生折射时，波的传播方向一定会发生改变

C．不是所有的波都能发生折射

D．波发生折射时，波长、频率和波速都会发生变化

解析：选A　当波从一种介质传播到另一种介质时，一切波都能发生折射，故A正确，C错误。波传播方向跟两种介质界面垂直时，传播方向不变，故B错误。波从一种介质传播进入另一种介质时，频率不变，波速发生变化，而波长λ＝，随着波速的变化而变化，故D错误。

2．一块小石子投入河水中激起一列水波，遇到障碍物后能发生明显衍射现象，障碍物是(　　)

A．静止在河面的渔船　　 B．静止在河面的货船

C．竖立在河中的竹竿 D．竖立在河中的桥墩

解析：选C　河水中激起一列水波，遇到障碍物后能发生明显衍射现象，依据发生明显的衍射现象的条件是障碍物的尺寸与波长相差不大或者比波长小，故该障碍物的尺寸较小，故C正确，A、B、D错误。

3．一列波在传播过程中遇到一个障碍物，发生了一定程度的衍射，一定能使衍射现象更明显的措施是(　　)

A．增大障碍物尺寸，同时增大波的频率

B．缩小障碍物尺寸，同时增大波的频率

C．增大障碍物尺寸，同时减小波的频率

D．缩小障碍物尺寸，同时减小波的频率

解析：选D　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，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、缝的尺寸比波长小或相差不多，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，D选项正确。

4.如图所示，在空旷的广场上有一堵较高大的墙MN，在墙的一侧有一个正在播放男女合唱歌曲的声源O，某人从A点走到墙后的B点，在此过程中，如从衍射的角度来考虑，则会听到(　　)

A．声音变响，男声比女声更响

B．声音变响，女声比男声更响

C．声音变弱，男声比女声更弱

D．声音变弱，女声比男声更弱

解析：选D　由题意可知，某人从题图中A点走到墙后的B点，能听到声音，是由于波的衍射现象，但强度变弱；由于男声的频率低于女声的频率，在同一介质中，传播速度相同，则男生的波长长于女声的波长，更容易发生衍射，故A、B、C错误，D正确。

5．(多选)以下关于波的认识，哪些是正确的(　　)

A．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理

B．隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形的物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的

C．雷达的工作原理是利用波的折射

D．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象

解析：选ABD　A、B、C选项中应用了波的反射现象，A、B正确，C错误；D选项中应用了波的折射现象，深水区域和浅水区域视为不同介质，故波的传播方向发生改变，故D正确。

6．(多选)某两列波相叠加形成了稳定的干涉图样，则(　　)

A．两列波的频率一定相同，但它们的相位差不恒定

B．振动加强的区域的各质点都在波峰上，振动减弱的区域的各质点都在波谷上

C．振动加强的区域始终加强，振动减弱的区域始终减弱

D．振动加强的区域和振动减弱的区域不随时间的变化而变化

解析：选CD　两列波发生稳定的干涉的条件必须是两列波的频率相同且相位差恒定，故A错误；振动加强区始终加强，振动减弱区始终减弱，形成稳定的干涉图样，C、D正确；振动加强区域的各质点只是振幅最大，振动减弱区域的各质点只是振幅最小，它们均在自己的平衡位置附近振动，并不是只在波峰上或只在波谷上，B错误。

7．某雷达站正在跟踪一架飞机，此时飞机正朝着雷达站方向匀速飞来。某一时刻雷达发出一个无线电脉冲，经200 μs 后收到反射波。隔0.8 s后再发出一个脉冲，经198 μs收到反射波，已知无线电波传播的速度为c＝3×108 m/s，远大于飞机的飞行速度v。则v应为(　　)

A．1 500 m/s B．750 m/s

C．375 m/s D．以上数据都不对

解析：选C　由于c≫v，故可不考虑电磁波传播过程中飞机的位移。设雷达两次发射电磁波时飞机分别位于x1、x2处，则第一次：2x1＝ct1，第二次：2x2＝ct2，飞机的飞行速度v＝且Δt＝0.8 s，代入数据解得v＝375 m/s，选项C正确。

8.两个波源振动频率相同、振动方向相同的两列波在空间传播的情境如图所示，实线表示波峰，虚线表示波谷。a为虚线交点，b为实线交点，c为a与b连线的中点。

(1)从图示时刻开始，经过周期，a、b、c各点分别处于什么位置？

(2)从图示时刻开始，经过周期，a、b、c各点又分别处于什么位置？

解析：(1)由题图可知，此刻a、b点分别是两列波的波谷相遇点和波峰相遇点，都是振动加强点；而c点处于加强区域，所以c点也是加强点，a、b、c三点的振幅为两列波的振幅之和。此刻a点在波谷，b点在波峰，c点在平衡位置，经周期后，a点在波峰，b点在波谷，c点仍在平衡位置。

(2)经过周期，a点在平衡位置，将向波谷振动；b点在平衡位置，将向波峰振动；c点为a、b的中点，所以此刻c点在波峰位置。

答案：(1)a在波峰，b在波谷，c在平衡位置

(2)a在平衡位置，b在平衡位置，c在波峰

9.(多选)在同一地点有两个静止的声源，发出声波1和声波2。在同一空间的空气中沿同一方向传播，某时刻这两列波的图像如图所示，则下列说法中正确的是(　　)

A．波1速度比波2速度大

B．这两列波的频率相同

C．在这两列波传播方向上，不会产生稳定的干涉现象

D．相对于同一障碍物，波1比波2发生衍射现象更明显

解析：选CD　在同一种介质中，各种频率的机械波传播的速度相同，选项A错误；从题图可知波1的波长大于波2的波长，由公式v＝λf可得，波1的频率小于波2的频率，选项B错误；由于两列波的频率不同，两列波不能发生干涉，选项C正确；对于同一障碍物，波长越大衍射现象越明显，选项D正确。

10．(多选)(2020·福建师大附中高二期中)如图所示，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x＝－1.0 m和x＝5.0 m处，两列波的速率均为v＝2 m/s，两波源的振幅均为A＝2 cm。图示为t＝0时刻两列波的图像(传播方向如图所示)，此刻平衡位置处于x＝1.0 m和x＝3.0 m的M、N两质点刚开始振动，质点P、Q的平衡位置分别处于x＝2.0 m和x＝2.5 m处，关于各质点运动情况判断正确的是(　　)

A．质点Q的起振方向沿y轴正方向

B．t＝1.25 s时刻，质点M的位移为－4 cm

C．两列波能发生干涉，发生干涉后质点P为振动减弱点

D．两列波能发生干涉，发生干涉后质点Q为振动加强点

解析：选ACD　M、N点刚起振，由“同侧法”可知，M点向下振动，N点向上振动，即两列波的起振方向相反。由两列波的传播速度相等，Q距N点近，故N点的振动形式先传播到Q点，故Q点的起振方向与N点的起振方向相同，起振时沿y轴向上，A正确；M点距两波源的距离差值为一个波长，因两列波的起振方向相反，故M点为振动减弱点，两列波的振幅相同，故M点的位移始终为零，B错误；同理可判断P为振动减弱点，Q为振动加强点，C、D正确。

11．如图1所示，两个相干波源S1、S2产生的波在同一均匀介质中相遇。图中实线表示波峰，虚线表示波谷，c和f分别为ae和bd的中点，则：

(1)在a、b、c、d、e、f六点中，振动加强的点是________，振动减弱的点是________。

(2)若两振源S1和S2振幅不相同，此时位移为零的点是________。

(3)在图2中画出此时刻ace连线上，以a为原点的一列完整波形，标出e点。

解析：(1)由题图1可知，a点是波谷与波谷的相遇点，而b、d点是波峰与波谷的相遇点，e点是波峰与波峰的相遇点。由于当波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强，在波的传播方向上，振动加强点的连线上的c点也是振动加强点；当波峰与波谷相遇时振动减弱。所以振动加强点是a与e，振动减弱点是b、d；c在振动加强点的连线上，f在振动减弱点的连线上，因此c是振动加强点，而f是振动减弱点。

(2)若两振源S1和S2振幅不相同，波峰与波谷相遇处点的位移不为零，平衡位置相遇处点的位移为零，此时刻位移为零的点是：c、f。

(3)完整波形如图所示。

答案：(1)a、c、e　b、d、f　(2)c、f　(3)见解析

12.如图所示，S1、S2是两个同向的相干波源，相距4 m，激起两列相干波的波长为λ＝2 m，则在以S1、S2连线为半径、S2为圆心的圆周上共有几处振动最弱的点？

解析：两列相干波在空间上会发生稳定的干涉现象，其振动加强或减弱由两列波源到该点的距离差及波长决定。

当距离差Δx＝nλ(n＝0,1,2，…)时，振动增强。设圆周上某点P振动最弱。如图所示，由干涉条件得

|S1P－S2P|＝(2n＋1)(n＝0,1,2，…)

而λ＝2 m，S2P＝4 m，S1P：0～8 m，分别代入后可得共有8处振动最弱的点。(注意是整个圆周上)。

答案：8