人教版物理一轮复习第4讲 波的特性.docx
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人教版物理一轮复习第4讲波的特性
第4讲 波的特性
1.(多选)如图所示,S为在水面上振动的波源,M,N为在水面上的两块挡板,其中M板可以移动,两板中间有一狭缝,此时测得A处水没有振动。
为使A处水也能发生振动,可采用的方法是( BC )
A.使波源的频率增大
B.使波源的频率减小
C.移动M使狭缝的距离减小
D.移动M使狭缝的距离增大
解析:
当减小波源的频率时波长增大,移动M使狭缝的距离减小都可以使衍射现象更加明显,故B,C正确。
2.关于波的叠加和干涉,下列说法中正确的是( C )
A.两列频率不相同的波相遇时,因为没有稳定的干涉图样,所以波没有叠加
B.两列频率相同的波相遇时,振动加强的点只是波峰与波峰相遇的点
C.两列频率相同的波相遇时,如果介质中的某点振动是加强的,某时刻该质点的位移可能是零
D.两列频率相同的波相遇时,振动加强点的位移总是比振动减弱点的位移大
解析:
根据波的叠加原理,只要两列波相遇的点,就会叠加,所以A错误;两列频率相同的波相遇时,振动加强的点是波峰与波峰、波谷与波谷相遇的点,所以B错误;振动加强的点仅是振幅加大,但仍在其平衡位置附近振动,也一定有位移为零的时刻,所以C正确,D错误。
3.(多选)如图所示,将上下振动的振针水平移动,移动过程中在水面上形成了如图所示的水波图形,下列说法正确的是( AC )
A.振针向右移动
B.振针向左移动
C.在A处的观察者,接收到的水波频率变小
D.在A处的观察者,接收到的水波频率变大
解析:
振针(波源)前进方向上的水波变得密集,在其反方向的水波变得稀疏,因此振针向右移动;由于波源远离观察者时,水波波长变长,观察者接收到的频率变小,故A,C正确。
4.(多选)如图所示,S1,S2是两个相干波源,它们振动同步且振幅相同。
实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷。
关于图中所标的a,b,c,d四点,下列说法中正确的有( BC )
A.该时刻a质点振动最弱,b,c质点振动最强,d质点振动既不是最强也不是最弱
B.该时刻a质点振动最弱,b,c,d质点振动都最强
C.a质点的振动始终是最弱的,b,c,d质点的振动始终是最强的
D.再过
后的时刻,a,b,c三个质点都将处于各自的平衡位置,因此振动最弱
解析:
由图知,a质点处是两列波的波峰与波谷相遇的地方,振动最弱;b质点处是两列波波峰与波峰叠加的地方,振动最强。
c质点处是两列波波谷与波谷叠加的地方,振动也最强。
如图所示,d质点在振动加强的区域,所以其振动也最强,故A错误,B,C正确;a质点始终处于平衡位置,再过
后的时刻b,c两个质点回到自己的平衡位置,但b,c的振动始终是加强的,D错误。
5.下列物理现象中:
(1)在春天里一次闪电过后,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)当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时,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 )
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
解析:
在春天里一次闪电过后,有时雷声轰鸣不绝,属于声波的反射;“闻其声而不见其人”属于声波的衍射;学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音,属于声波的干涉;当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时,我们听到汽笛声的音调变高属于多普勒效应。
选项A正确。
6.(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,如图所示为某时刻这两列波的图象,则下列说法中正确的是( CD )
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:
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;从题图中可以看出波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,波长越大衍射越明显,选项D正确。
7.(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如图所示的( BC )
解析:
半个波形(或前半个波形)相遇时,B项正确。
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,使得所有质点的振动的位移加倍,C项正确。
8.如图所示,在公路的十字路口东侧路边,甲以速度v1向东行走,在路口北侧,乙站在路边,一辆汽车以速度v2通过路口向东行驶并鸣笛,已知汽车笛声的频率为f0,车速v2>v1。
甲听到的笛声的频率为f1,乙听到的笛声的频率为f2,司机自己听到的笛声的频率为f3,则此三人听到笛声的频率由高至低依次为( A )
A.f1,f3,f2B.f3,f1,f2
C.f2,f3,f1D.f3,f2,f1
解析:
由于v2>v1,所以汽车和甲的相对距离减小,甲听到的笛声的频率变大,即f1>f0。
由于乙静止不动,汽车和乙的相对距离增大,乙听到的笛声的频率变小,即f2 由于司机和声源相对静止,所以司机听到的笛声的频率不变,即f3=f0。 综上所述,三人听到笛声的频率由高至低依次为f1,f3,f2,因此选项A正确。 9.如图所示,在同一种均匀介质中的一条直线上,两个振源A,B相 距8m。 在t0=0时刻,A,B开始振动,它们的振幅相等,且都只振动了一个周期,A,B的振动图象分别如图甲、乙所示。 若A振动形成的横波向右传播,B振动形成的横波向左传播,波速均为10m/s,则( C ) A.t1=0.2s时刻,两列波相遇 B.两列波在传播过程中,若遇到尺寸大于1m的障碍物,不能发生明显的衍射现象 C.在两列波相遇过程中,A,B连线的中点C处的质点的振动速度始终为零 D.t2=0.8s时刻,B处质点经过平衡位置且振动方向向下 解析: 两列波相向传播,它们的相遇时刻t1= s=0.4s,选项A错误;两列波的周期均为T=0.2s,又已知波速均为v=10m/s,所以波长均为λ=vT=2m,若障碍物的尺寸为1m,小于这两列波的波长,所以这两列波能发生明显的衍射现象,选项B错误;A,B连线的中点C到两个波源的距离都等于2倍波长,并且两列波同时传播到C点,若从两列波传播到C点开始计时,那么左、右两列波在该质点处的振动图象分别如题图甲、乙,显然,在两列波相遇过程中,中点C始终处在平衡位置,选项C正确;t2=0.8s时刻,从振源A发出的机械波刚好传播到B点,所以此时B处质点的振动方向与振源A的起振方向相同,B处质点从平衡位置向上振动,选项D错误。 10.(2018·浙江4月选考)(多选)两列频率相同、振幅均为A的简谐横波P,Q分别沿+x和-x轴方向在同一介质中传播,两列波的振动方向均沿y轴。 某时刻两波的波面如图所示,实线表示P波的波峰、Q波的波谷;虚线表示P波的波谷、Q波的波峰。 a,b,c为三个等间距的质点,d为b,c中间的质点。 下列判断正确的是( AD ) A.质点a的振幅为2A B.质点b始终静止不动 C.图示时刻质点c的位移为0 D.图示时刻质点d的振动方向沿-y轴 解析: 质点a和c是波峰与波谷相遇处,振动减弱,振幅为两波振幅差,即等于零,故a,c此时位移为零,A错误,C正确;质点b振动加强,振幅为2A,B错误;图示时刻,d点为两振动的叠加,P波在d点向下振动,Q波在d点向下振动,故合振动方向向下,D正确。 11.(多选)如图所示,S1,S2是两个相干波源,由它们发出的波相互叠加,实线表示波峰,虚线表示波谷。 则下列对a,b,c三点振动情况的判断中,正确的是( CD ) A.b处的振动永远互相减弱 B.a处永远是波峰与波峰相遇 C.b处在该时刻是波谷与波谷相遇 D.c处的振动永远互相减弱 解析: b处此刻是波谷和波谷相遇,位移为负的最大值,振动是加强的,A错误,C正确;a处此刻是波峰与波峰相遇,过半个周期后变成波谷与波谷相遇,始终是振动加强的点,并非永远是波峰与波峰相遇的点,B错误;c处此刻是波峰、波谷相遇,过半个周期后仍是波峰、波谷相遇,振动永远互相减弱,D正确。 12.如图中1,2,3分别代表入射波、反射波、折射波的波线,则( D ) 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与1的波速、频率、波长均相等 D.3与1的频率相等,波速、波长均不等 解析: 波1,2都在介质a中传播,故1,2的频率、波速、波长均相等,A,B错误;波1,3是在两种不同介质中传播,波速不同,但波源没变,因而频率相等,由λ= 得波长不同,故C错误,D正确。 13.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1ms或不到1ms的短促发射,且每秒重复发射几次。 假定蝙蝠的超声脉冲的发射频率为39000Hz,在一次正朝着表面平直的墙壁飞扑的期间,则下列判断正确的是( C ) A.墙壁接收到的超声脉冲频率等于39000Hz 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39000Hz 解析: 由于蝙蝠向墙壁靠近,所以墙壁接收的频率大于39000Hz,蝙蝠接收到墙壁反射的频率也大于墙壁接收的频率,所以C正确。 14.一固定的超声波源发出频率为100kHz的超声波,一辆汽车从远处向超声波源迎面驶来,在超声波源处的接收器接收到由汽车反射回来的超声波,并测出接收到的超声波频率为110kHz,设空气中声音的传播速度是330m/s,计算汽车的行驶速度。 解析: 设波源发射的超声波频率为f,汽车接收到的频率为f′,并把它反射回去,固定接收站接收到的频率为f″,超声波在空气里的传播速度为v,汽车的行驶速度为u。 超声波在空气中的波长为λ0,则f= 汽车每秒钟接收到的超声波的波数即频率f′= + = f,汽车反射回的超声波在空气中的波长λ′= - = = 固定接收器接收到的频率f″= = f,由此可以解得u= ·v=15.7m/s,即为56.5km/h。 答案: 56.5km/h 15.如图所示,S是水面波的波源,x,y是挡板,S1,S2是两个狭缝(SS1=SS2,狭缝的尺寸比波长小得多),试回答以下问题: (1)若闭上S1,只打开S2会看到什么现象? (2)若S1,S2都打开,会发生什么现象? (3)若实线和虚线分别表示波峰和波谷,那么在A,B,C,D各点中,该时刻哪些点向上振动最强,哪些点向下振动最强,哪些点振动最弱? 解析: (1)只打开S2时,波源S产生的波传播到狭缝S2时,由于狭缝的尺寸比波长小,于是水波在狭缝S2处发生衍射现象,水波以狭缝S2处为波源向挡板另一侧传播开来。 (2)由于SS1=SS2,从波源发出的水波传播到S1,S2处时它们的振动情况完全相同,当S1,S2都打开时产生相干波,它们在空间相遇时产生干涉现象,一些地方振动加强,一些地方振动减弱,加强区与减弱区相互隔开,发生明显的干涉。 (3)质点D是波峰与波峰相遇处,是该时刻向上振动最强点,质点B是波谷与波谷相遇处,是该时刻向下振动最强点,质点A,C是波峰与波谷相遇的地方,这两点振动最弱。 加强和减弱是指质点振动的剧烈程度,或者说是振幅大小的差异,加强点的振幅大,减弱点的振幅小,但它们的位移是随时间变化的,某一时刻加强点的位移可能小于减弱点的位移,也可以为零。 答案: 见解析
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