1、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=3.0108 m/s)答案A解析根据=vf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
2、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
3、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
4、,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t=6.0 s.已知空气中的声速v=13 km/s.试估算云层的高度h.答案2.0103 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(
5、d2)2+h2=vt2,已知t2-t1=t,联立可得h=12(vt)2+2dvt,代入数值得h=2.0103m.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
6、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(2t) m,xB=0.5sin(2t) m,产生的两列波在同一种均匀介质中沿纸面传播.t=
7、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/sB.两列波的波长均为0.25 mC.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=PAt=0.42m/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=2=1s得两列波的波长均为=vT=0.2m,B错误;根据两波源到P点的距离差x=50cm-40cm=10cm=2,可知,B波比A波传到P点的时间晚T2,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
8、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-
9、10 cmD.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=f,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68m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
10、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sinisin=v1v2(式中i是入射角,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d100-81sin2i18sini解析由题意得sinisin=v1v2,又因为v2=0.9v1,所以sin=0.9sini.又因为在直角三角形中,sin=d2(d2)
11、2+h2,所以h=d100-81sin2i18sini.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38l.求:(1)波的波长大小;(2)波的传播速度大小.答案(1)14l(2)14fl解析(1)设在ac上与c点最近的振幅极大的点为d,则ad=l-38l=58lbd=cd2+bc2-2bccdcos60=78lbd-ad=14l根据干涉加强点距离差的关系有x=x1-x2=n所以波长为14l(2)由v=f得v=14fl
