高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第一册第三节 机械波的传播现象精品精练

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第三节  机械波的传播现象

1.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后收到反射波；隔0.8 s后再发出一个脉冲，经198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

2.如图所示，甲、乙两人平行站在一堵墙前面，二人相距2a，距离墙均为，当甲开了一枪后，乙在时间t后听到第一声枪响，则乙听到第二声枪响的时间为（　）

A.听不到

B.甲开枪3t后

C.甲开枪2t后

D.甲开枪后

3.［多选］B超成像的基本原理就是向人体发射一组超声波，其遇到人体组织会产生不同程度的反射（类似回声），通过探头发送和接收超声波信号，经过电子电路和计算机的处理，形成了我们今天的B超图像（如图甲所示）。图乙为仪器检测到发送和接收的超声波图像，其中实线为沿x轴正方向发送的超声波，虚线为一段时间后遇到人体组织后沿x轴负方向返回的超声波。已知超声波在人体内传播速度约为1 500 m/s，下列说法正确的是（　）

　   甲　　　　　　　　　　乙　　　

A.可知此超声波的频率约为1.25×105 Hz

B.图乙中质点A在此后的1 s内运动的路程为1 500 m

C.图乙中质点B此时沿y轴正方向运动

D.图乙中质点A、B的加速度大小相等，方向相反

4.一个圆弧形海湾 ，人不论站在海湾的哪个方位，都会看到海浪向岸边传来，下面的解释中正确的是（　）

A.这说明海边的风都是从海湾中心向岸边吹来的

B.这说明海浪是从海湾中心发出向四周传播的

C.这是由于靠近岸边处海水逐渐变浅，海浪向岸边传播的过程中，不断发生折射而造成的

D.这是由于海浪从岸边反射回来的波与原来的波叠加而形成的

5.如图所示，一列波沿着图中1所示的方向入射到介质a和介质b的界面，波在介质a中的波速为v1、入射角为θ1，波在介质b中的波速为v2、折射角为θ2，实验和理论证明=，则（　）

A. 2与1的波长、频率相等，波速不等

B. 2与1的波速、频率相等，波长不等

C. 3的波速大于2的波速，频率、波长均不相等

D. 3与1的频率相等，3的波速和波长都小于1的波速和波长

6.［多选］观察水面波衍射的实验装置如图所示，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，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）之间距离表示一个波长，则关于波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是（　）

A.此时能明显观察到波的衍射现象

B.挡板前后波纹间距离相等

C.如果将孔AB扩大，仍观察到明显的衍射现象

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

7.如图所示，在平静的水面上，S为波源，M、N为两块挡板，其中M板固定，N板可上下移动，两板中间有一狭缝，此时观察不到A点的振动，为了能观察到A点的振动，可采用的办法是（　）

A.增大波源的频率

B.将波源S向左移动一些

C.将N板向上移动一些

D.将N板向下移动一些

8.如图所示，在空旷的广场上有一堵较高大的墙MN，墙的一侧O点有一个正在播放男女声合唱歌曲的声源。某人从图中A点走到墙后的B点，在此过程中，如果从声波的衍射来考虑，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

9.［多选］在下列四种情况中，能够使声波发生明显衍射的是（　）

A.声源频率为300 Hz，声速为340 m/s，障碍物尺寸为60 m×60 m

B.声源频率为300 Hz，声速为1 500 m/s，障碍物尺寸为60 m ×60 m

C.声源频率为300 Hz，在空气中传播，障碍物尺寸为1 m×1 m

D.声源频率为300 Hz，声速为1 500 m/s，障碍物尺寸为1 dm ×1 dm

10.如图所示，P为桥墩，A为靠近桥墩浮在水面的叶片，波源S连续振动，形成水波，此时叶片A静止不动。为使水波能带动叶片振动，可用的方法是（　）

A.提高波源频率

B.降低波源频率

C.增大波源与桥墩的距离

D.减小波源与桥墩的距离

11.［多选］一条弹性绳子呈水平状态，M为绳子中点，两端P、Q同时开始上下振动，一小段时间后产生的波形如图所示，对于其后绳上各点的振动情况，以下判断正确的是（　）

A.两列波将同时到达中点M

B.两列波波速之比为1∶2

C.中点M的振动总是加强的

D.绳的两端点P、Q开始振动的方向相同

12.如图所示为t=0时刻简谐横波a与b的波形图，其中a沿x轴正方向传播，b沿x轴负方向传播，波速都是10 m/s，振动方向都平行于y轴。下列选项画出的是平衡位置在x=2 m处的质点从t=0时刻开始在一个周期内的振动图像，其中正确的是（　）

A                   B

C                   D

13.［多选］如图所示，沿一条直线相向传播的两列波的振幅和波长均相等，当它们相遇时可能出现的波形是下列中的（　）

  A         B         B         D

14.［多选］如图所示，S1、S2是振幅均为A的两个水波波源，某时刻它们形成的波峰和波谷分别由实线和虚线表示，则下列说法中正确的是（　）

A.两列波在相遇区域内发生干涉

B.两列波在相遇区域内发生叠加

C.此时各点的位移是xB=-2A，xC=2A，xD=0

D. B、C处振动始终加强，D处振动始终减弱

15. 如图所示，S1和S2为两相干波源，它们的振动方向均垂直于纸面，产生的两列简谐横波波长为。P点是两列波相遇区域中的一点，已知P点到两波源的距离分别为，，两列波在P点干涉相消。波源S1的振动方程为，则波源S2的振动方程可能为（　）

A.

B.

C.

D.

16.如图所示，S1、S2是振动情况完全相同的两列水波的波源，振幅为A。a、b、c三点分别位于S1、S2连线的中垂线上，且ab=bc。某时刻a是两列波的波峰相遇点，c是两列波的波谷相遇点，则（　）

A. c处质点的位移始终为-2A

B. b处质点的振幅为2A

C. a、c处质点是振动加强点，b处质点是振动减弱点

D.此时刻a处质点有向上的最大加速度

17.如图为某一报告厅主席台的平面图，AB是讲台，S1、S2是与讲台上话筒等高的喇叭，它们的位置和尺寸如图中所示。报告者的声音放大后经喇叭传回话筒再次放大时可能会产生啸叫。为了避免啸叫，话筒最好摆放在讲台上适当的位置，在这些位置上两个喇叭传来的声音因干涉而相消。已知空气中声速为340 m/s，若报告者声音的频率为136 Hz，则讲台上这样的位置的个数为（　）

A. 4 B. 3 C. 5 D. 2

18.如图所示，MN是水池的边缘，S1和S2是水池中水面上两个振动情况完全相同的相干波源，它们激起的水波波长为2 m。S1和S2连线垂直于MN，且它们与MN的距离分别是8 m和3 m。设MN足够长，则在水池边界MN上共有几处水面是平静的（　）

A. 1处　　　 B. 3处

C. 5处　　　 D.无数处

19.［多选］如图所示是水波干涉的示意图，S1、S2是两波源，A、D、B三点在一条直线上，两波源的频率相同，振幅相等，则下列说法正确的是（　）

A. A点一会儿在波峰，一会儿在波谷

B. B点一会儿在波峰，一会儿在波谷

C. C点一会儿在波峰，一会儿在波谷

D. D点一会儿在波峰，一会儿在波谷

20.［多选］如图所示，图中表示两列相干水波的叠加情况，实线表示波峰，虚线表示波谷，设这两列波的振幅均为5 cm。两列波传播中在图示范围内振幅各自不变，波速和波长均分别为1 m/s和0.5 m。如图甲、乙所示，点是连线的中点，下列说法正确的是（　）

甲　　　　　　     　乙

A.两图、两点都保持静止不动

B.两图示时刻A、B两点竖直高度差是20 cm

C.两图示时刻点均正处在平衡位置且向下运动

D.从此时刻起经0.25 s，点通过的路程为20 cm

21.一列声波在空气中的波长为0.2 m。当该声波从空气中以某一角度传入介质Ⅱ中时，波长变为0.6 m，如图所示，若空气中的声速是340 m/s。求：

（1）该声波在介质Ⅱ中传播时的频率；

（2）该声波在介质Ⅱ中传播的速度。

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第三节  机械波的传播现象

参考答案

1. C　解析：由于cv，所以可不考虑无线电脉冲传播过程中飞机的位移；设雷达两次发射无线电脉冲时飞机分别位于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。

2. C　解析：乙听到第一声枪响必然是甲放枪的声音直接传到乙的耳朵中，设枪声的传播速度为v，故t=。乙听到第二声枪响必然是墙反射的枪声，由反射定律可知，波传播路线如题图中AC和CB。由几何关系可得：AC=CB=2a，故第二声枪响传到乙的耳朵中的时间为t′===2t。故C正确。

3. AC　解析：由图像可知该超声波的波长为12 mm，波速为1 500 m/s，T==，可得f=1.25×105 Hz，

T=8×10-6 s，故A正确；质点A运动的路程s=×4A=2 000 m，故B错误；虚线为沿x轴负方向返回的超声波，可知质点B此时沿y轴正方向运动，故C正确；图乙中质点A、B的加速度大小相等，方向相同，故D错误。

4. C　

5. D　

6. AB　解析：从题图中可看出，孔AB的尺寸小于一个波长，所以此时能明显地观察到波的衍射现象，选项A正确；因为穿过挡板间小孔后的波速不变，频率相同，所以波长也相同，选项B正确；若将孔AB扩大，将可能不满足发生明显衍射现象的条件，就有可能观察不到明显的衍射现象，选项C错误；若将波源频率增大，由于波速不变，所以波长变小，将可能不满足发生明显衍射现象的条件，就有可能观察不到明显的衍射现象，选项D错误。

7. C　解析：当狭缝的尺寸跟波长相差不多，或比波长更小时，会发生明显的衍射现象，所以为了使A点能发生振动，一个方法是增大波长，即减小波源的频率（因为波速不变，频率减小，所以波长变长）。一个方法是减小狭缝的宽度，即将N板向上移动一些，故C正确。

8. D　解析：从A点走到墙后的B点，会听到声音变弱，男女声音由于频率的高低不同，才有音调高低的不同，女声比男声音调高，频率高，波长短，所以衍射现象更不明显，会听到女声比男声更弱，故D正确。

9. CD　解析：A中声波波长λA=≈1.1 m<60 m，不发生明显衍射；B中声波波长λB==5 m<60 m，不发生明显衍射；C中声波波长λC=≈1.1 m，与1 m相当，发生明显衍射；D中声波波长λD==5 m>1 dm，发生明显衍射。故选C、D。

10. B　

11. AD　解析：波速由介质决定，与波长和频率无关，即两列波的波速之比为1∶1，故B错误；两波源与M点的距离相同，两列波的传播速度也相同，所以两列波将同时到达中点M，故A正确；由题图可知两列波的周期不同，所以两列波不是相干波，中点M的振动不总是加强的，故C错误；由介质中质点的起振方向均与波源相同并结合题图可知，绳的两端点P、Q开始振动的方向相同，故D正确。

12. B　解析：两列波的波速相等，波长相等，则频率相等，能发生干涉。经过周期后，两列波的波峰同时到达x=2 m处的质点，则此质点振动总是加强，振幅为两列波振幅之和，即为3 cm。t=0时刻x=2 m处的质点从平衡位置向y轴正方向开始振动，所以B正确。

13. BC　解析：当两列波的前半个波（或后半个波）相遇时，根据波的叠加原理，在前半个波（或后半个波）重叠的区域内所有的质点振动的合位移为零，而两列波的后半个波（或前半个波）的波形保持不变，所以B正确；当两列波完全相遇时（即重叠在一起），由波的叠加原理可知，所有质点振动的位移均等于每列波单独传播时引起的位移的矢量和，使得所有的质点振动的位移加倍，所以C正确。

14. BC　解析：两列波发生干涉的必要条件是频率相同，相位差恒定。由题图可知两列波波长不相等，故频率不相同，这两列波不是相干波，故不能产生干涉现象，A错误。两列波在相遇区域发生叠加，这是波的基本现象之一，其结果是任何一个质点的总位移都等于这两列波分别引起的位移的矢量和，B、C正确。由于频率不同，叠加情况会发生变化，如C处此时两波峰相遇，但经过，S2在C处恰好变为波谷，S1则不是，故C处振动不能始终加强，D错误。

15. C　解析：由于S1P=1.1 m=，所以波源S1引起P点的相位为，由于S2P=1.2 m=3λ，所以波源S2引起P点的相位为2π（t-3）+φ，引起两列波在P点干涉相消的条件为-［2π（t-3）+φ］=（2n+1）π，当n=0时，解得φ=-，故选C。

16. B　解析：a、b、c三点到两波源的路程差都为零，都为振动加强点，即振幅都为2A，但位移不是始终处于最大值，A、C错误，B正确；a是两列波的波峰相遇点，此时刻a处质点有向下的最大加速度，D错误。

17. A　解析：声波的波长λ===2.5 m。设P是OB上任一点（O点是AB的中点），在声音加强点S1P-S2P=，当k=0，2，4，…时，从两个喇叭传来的声波因干涉而加强，可知O点是干涉加强点，对于B点，S1B-S2B=20 m-15 m=5 m=4×，所以B点也是干涉加强点，OB之间还有k=2时对应的一个干涉加强点，从而判断出OB间有两个干涉相消点，由对称性可知，AB上有4个干涉相消点。

18. C　解析：在MN上任取一点P，连接PS1、PS2，由几何知识可知PS1-PS2≤S1S2=5 m，所以（PS1-PS2）可以取1 m、3 m、5 m，此处是振动减弱点。取5 m时即对应图中的P0点，取1 m、3 m时，P0点左右可分别取点，所以共有5处水面是平静的。

19. ABD　解析：在两列波叠加的区域里，波峰和波峰相遇，波谷和波谷相遇都是振动加强点，波峰和波谷相遇是振动减弱点，加强的区域总是加强，减弱的区域总是减弱，由图知A是波峰与波峰叠加，B是波谷与波谷叠加，是振动加强点，在A与B的连线上的D点也是振动加强点。振动加强点的振动始终加强，但是一会儿在波峰，一会儿在波谷，故A、B、D正确。C点是波峰与波谷叠加，是振动减弱点，由于两波源频率相同，振幅相等，所以C点的振幅为0，故C错误。

20. BD　解析：由两列相干水波的叠加情况，可知D点是振动减弱点，但题图甲中C点是振动加强点，故A错误；加强点振幅会加强，在A点波峰与波峰相遇，A点高度为10 cm，在B点波谷与波谷相遇，B点高度为10 cm，A、B两点的竖直高度差为20 cm，故B正确；题图甲中图示时刻C点正处在平衡位置且向下运动，但题图乙中C点为振动减弱点，处于平衡位置，故C错误；从图示时刻起经0.25 s，即半个周期后，B点通过的路程为20 cm，故D正确。

21. 解：（1）声波在空气中传播时，由v=λf得，声波在空气中的频率f== Hz=1 700 Hz。由于声波在不同介质中传播时，频率不变，所以声波在介质Ⅱ中传播时，频率为

1 700 Hz。

（2）由v=λf得，声波在介质Ⅱ中的传播速度为v2=λ2f=0.6×

1 700 m/s=1 020 m/s。