鲁科版 (2019)选择性必修 第一册波的形成和描述随堂练习题

这是一份鲁科版 (2019)选择性必修 第一册波的形成和描述随堂练习题，共6页。

A.x向下,y向上B.x向上,y向下
C.x、y都向上D.x、y都向下
2.一架低空飞行的飞机,从远处水平匀速地飞至某同学头顶上空,若飞机发声的频率始终不变,从听到声音至飞机飞到该同学头顶上空时刻前,他听到的飞机声音的音调( )
A.不变,且一直与飞机实际发出的声音音调相同
B.不变,且一直比飞机实际发出的声音音调低
C.不变,且一直比飞机实际发出的声音音调高
D.一直比飞机实际发出的声音音调高,但音调逐渐变低,越来越接近实际发出的
3.如图,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.增加波源距桥墩的距离
D.减小波源距桥墩的距离
4.蝙蝠在洞穴中飞来飞去时,它利用超声脉冲导航非常有效。这种超声脉冲是持续1 ms或不到1 ms的短促发射,且每秒重复发射几次。假定蝙蝠的超声脉冲发射频率为39 000 Hz,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39 000 Hz
B.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 39 000 Hz
5.(多选)两列完全相同的机械波在某时刻的叠加情况如图所示,图中的实线和虚线分别表示波峰和波谷,此时( )
A.a、b连线中点振动加强
B.a、b连线中点速度为0
C.a、b、c、d四点速度均为0
D.再经过12周期c、d两点振动仍然减弱
6.(多选)两列振幅相等、波长均为λ、周期均为T的简谐横波沿同一绳子相向传播,若两列波均由一次全振动产生,t=0时刻的波形如图1所示,此时两列波相距λ,则( )
A.t=T4时,波形如图2甲所示
B.t=T2时,波形如图2乙所示
C.t=3T4时,波形如图2丙所示
D.t=T时,波形如图2丁所示
7.渔船常用回声探测器发射的声波探测水下鱼群与障碍物。声波在水中传播速度为1 500 m/s,若探测器发出频率为1.5×106 Hz的声波,下列说法正确的是( )
A.两列声波相遇时一定会发生干涉
B.声波由水中传播到空气中,波长会改变
C.该声波遇到尺寸约为1 m的被探测物时会发生明显衍射
D.探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度无关
8.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,他会听到( )
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)某同学注意到手机摄像头附近有一个小孔,查阅手机说明后知道手机内部小孔位置处安装了降噪麦克风。进一步翻阅技术资料得知:降噪麦克风通过降噪系统产生与外界噪音相位相反的声波,与噪音叠加从而实现降噪的效果。如图是理想情况下的降噪过程,实线对应环境噪声,虚线对应降噪系统产生的等幅反相声波,则( )
A.降噪过程实际上是声波发生了干涉
B.降噪过程可以消除通话时的所有背景杂音
C.降噪声波与环境噪声的传播速度相等
D.P点经过一个周期传播的距离为一个波长
10.(多选)如图是观察水面波的衍射现象的实验装置,AC和BD是两块挡板,AB是—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。则波经过孔之后的传播情况,下列描述中正确的是( )
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,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
11.(2024·山东高考)(多选)甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中沿x轴相向传播,波速均为2 m/s。t=0时刻二者在x=2 m 处相遇,波形图如图所示。关于平衡位置在x=2 m处的质点P,下列说法正确的是( )
A.t=0.5 s时,P偏离平衡位置的位移为0
B.t=0.5 s时,P偏离平衡位置的位移为-2 cm
C.t=1.0 s时,P向y轴正方向运动
D.t=1.0 s时,P向y轴负方向运动
12.(12分)如图是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,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12周期,a、b、c各点分别处于什么位置?(6分)
(2)从图示时刻开始,经过34周期,a、b、c各点又分别处于什么位置?(6分)
13.(12分)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38l。求:
(1)波的波长;(6分)
(2)波的传播速度。(6分)

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1.选A 题图乙所示的时刻两列波波峰与波谷叠加,振动减弱,两列波的振幅相等,两波“消失”。根据波形平移法判断可知,在题图乙所示的时刻,向右传播的波单独引起x的运动方向向下,y的运动方向向上,向左传播的波单独引起x的运动方向向下,y的运动方向向上,根据叠加原理可知,此时x质点的运动方向向下,y质点的运动方向向上。故选A。
2.选D 根据多普勒效应,当飞机从远处朝某同学飞来时,音调听起来比实际高,随着飞机飞至同学头顶上空,两者相对位置变化越来越慢,故听到的音调越来越贴近实际,所以D正确。
3.选B 叶片A静止不动,是因为水波不能绕过桥墩传过来,即水波衍射现象不明显,而发生明显衍射的条件是障碍物的尺寸比波长小或差不多,所以要让叶片A动起来只能减小桥墩的尺寸或增大水波的波长,水波的速度一定,降低波源频率会增大波长,提高波源频率会减小波长,故A错误,B正确;改变波源与桥墩的距离不会让衍射现象更明显,故C、D错误。
4.选C 蝙蝠(波源)相对墙壁(观察者)的距离减小,所以墙壁接收到的超声脉冲频率增大,A错误;超声波被反射后频率不变,但传播方向和蝙蝠的运动方向相反,蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声波时,频率会更大,故C正确,B、D错误。
5.选ACD a点是波谷与波谷相遇点,b点是波峰与波峰相遇点,c、d两点是波峰与波谷相遇点,则a、b两点是振动加强的,且a、b连线上也是振动加强的,a、b两点连线中点未达到波峰或波谷,故速度不为0,故A、C正确,B错误;c、d两点处于波谷与波峰相遇处,再经过12周期c、d两点振动仍然减弱,故D正确。
6.选BD 根据波长和波速的关系式v=λT,可知t=T4时,两列波各自向前传播的距离为x1=vt=λ4,故两列波还未相遇,A错误;t=T2时,两列波各自向前传播的距离为x2=vt=λ2,故两列波的波前刚好相遇,B正确;t=3T4时,两列波各自向前传播的距离为x3=vt=3λ4,两列波的波谷相遇,振动加强,波谷质点的位移为2A,C错误;t=T时,两列波各自向前传播的距离为x4=vt=λ,两列波的波峰与波谷叠加,波形为直线,D正确。
7.选B 根据多普勒效应可知,探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度有关,而两列声波发生干涉的条件是频率相等,所以两列声波相遇时不一定发生干涉,故A、D错误;声波由水中传播到空气中时,声波的波速发生变化,频率不变,所以波长会发生改变,故B正确;根据波长的计算公式可得λ=vf=1 5001.5×106 m=1×10-3 m,当遇到尺寸约为1 m的被探测物时不会发生明显衍射,故C错误。
8.选D 由题意可知,某人从图中A点走到墙后的B点,能听到声音,是由于声波的衍射现象,但强度变弱。由于男声的频率低于女声,在同一介质中,传播速度相同,则其波长大于女声的波长,更容易发生衍射,故D正确,A、B、C错误。
9.选AC 分析题意可知,降噪过程实际上是声波发生了干涉,降噪声波与环境声波波长相等、波速相等、频率相同,由于两列声波等幅反相,使噪声振动减弱,A正确;降噪过程不能消除通话时的所有背景杂音,只能消除与降噪声波频率相同的杂音,B错误;机械波传播的速度由介质决定,则知降噪声波与环境噪声的传播速度相等,C正确;机械波在传播过程中,介质中的质点不会随波移动,D错误。
10.选ABC 根据发生明显衍射现象的条件:障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不多。从题图中可看出孔AB的尺寸与波长相差不多,所以此时能明显地观察到波的衍射现象,A正确;因为穿过挡板间的小孔后波速不变,频率相同,所以波长也相同,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,C正确;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,也有可能观察不到明显的衍射现象,D错误。
11.选BC 在0.5 s内,甲、乙两列波传播的距离均为Δx=vΔt=2×0.5 m=1 m,根据波形平移法可知,t=0.5 s时,x=1 m处甲波的波谷刚好传到P处,x=3 m处乙波的平衡位置刚好传到P处,根据波的叠加原理可知,t=0.5 s时,P偏离平衡位置的位移为-2 cm,故A错误,B正确;在1.0 s内,甲、乙两列波传播的距离均为Δx'=vΔt'=2×1.0 m=2 m,根据波形平移法可知,t=1.0 s时,x=0处甲波的平衡位置刚好传到P处,x=4 m处乙波的平衡位置刚好传到P处,且此时两列波在P点都向y轴正方向运动,根据波的叠加原理可知,t=1.0 s时,P向y轴正方向运动,故C正确,D错误。
12.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12周期后,a点在波峰,b点在波谷,c点仍在平衡位置。
(2)经过34周期,a点在平衡位置,将向波谷方向振动;b点在平衡位置,将向波峰方向振动;c点为a、b的中点,所以此刻c点在波峰位置。
答案:(1)a点在波峰,b点在波谷,c点在平衡位置
(2)a点在平衡位置,b点在平衡位置,c点在波峰
13.解析:(1)如图,设距c点最近的振幅极大的点为d点,a与d的距离为r1,b与d的距离为r2,d与c的距离为s,波长为λ。则r2-r1=λ①
由几何关系有r1=l-s②
r22=(r1sin 60°)2+(l-r1cs 60°)2③
联立①②③式并代入题给数据得λ=14l。④
(2)波的频率为f,设波的传播速度为v,
有v=fλ⑤
联立④⑤式得v=fl4。⑥
答案:(1)14l (2)fl4