《机械波》检测题Word文档下载推荐.docx
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频率为6×
1014Hz的电磁波,λ=5.6×
10-13m,均比障碍物小得多,不产生明显衍射,C、D错误。
答案:
A、B
2.如图(十二)-1所示是同一机械波在两种不同介质中传播的波动图象。
从图中可以直接观察到发生变化的物理量是( )
A.波速
B.频率
C.周期
D.波长
同一机械波在不同介质中传播时,频率不会改变(由振源决定),波长和波速改变,而从图象中能直接观看发生改变的量当然是波长,故D项正确。
D
3.一列简谐横波向右传播,波速为v,沿波传播方向上有相距为L的P、Q两质点,如图(十二)-2所示,某时刻P、Q两质点都处于平衡位置,且P、Q间仅有一个波峰,经过时间t,Q质点第一次运动到波谷。
则t的可能值有( )
A.1个
B.2个
C.3个
D.4个
由题中条件可知,P、Q间的波形有如图所示四种且均向右传播:
对于图
(1),λ=2L,Q点振动到波谷需时间t=T=×
=×
=;
对于图
(2),λ=L,Q点振动到波谷需时间t=T=×
对于图(3),λ=L,Q点振动到波谷需时间t=T=×
对于图(4),λ=L,Q点振动到波谷需时间t=T=×
=。
综上可知,t的可能值有4个。
4.A、B两列波在某时刻的波形如图(十二)-3所示,经过t=TA时间(TA为波A的周期),两波再次出现如图(十二)-3所示的波形,则两波的速度之比vA:
vB可能是( )
A.1:
3
B.1:
2
C.2:
1
D.3:
1
由图可知TA=nTB,λA=2λB,且v=λ/T,所以=·
=2/n。
取n=1,2,3…,故可知A、B、C正确。
A、B、C
5.如图(十二)-4所示,实线为一列横波在t时刻的波形图,虚线为经过Δt=0.2s时的波形图。
已知这列波的波长为2m,那么( )
A.若波向右传播,则波的最大周期为2s
B.若波向左传播,则波的最大周期为2s
C.若波向左传播,则波的最小波速为9m/s
D.若波速为19m/s,则波的传播方向向右
假设波向右传播,则Δt内波在介质中推进的距离为
Δx=nλ+=λ(n=0,1,2,…)。
因为Δt=0.2s,
所以v===(n=0,1,2,…)。
所以T=(n=0,1,2,…)。
当n=0时,Tmax=2s。
假定波向左传播,则
Δx=nλ+(λ-0.2)=2n+1.8(n=0,1,2,…)。
所以v===(10n+9)m/s(n=0,1,2,…)。
当n=0时,vmin=9m/s,令v=19m/s得n=1,这说明若波速等于19m/s,则波的传播方向向左。
A、C
6.一列波在介质中向某一方向传播,如图(十二)-5所示为此波在某一时刻的波形图,并且此时振动还只发生在M、N之间,已知此波的周期为T,Q质点速度方向在波形图中是向下的,下面说法中正确的是( )
A.波源是M,由波源起振开始计时,P点已经振动时间T
B.波源是N,由波源起振开始计时,P点已经振动时间3T/4
C.波源是N,由波源起振开始计时,P点已经振动时间T/4
D.波源是M,由波源起振开始计时,P点已经振动时间T/4
由于此时Q点向下振动,且Q质点右方邻近的质点在Q点下方,则波向左传播,N是波源。
振动从N点传播到M点,经过一个周期,又从波源N起振开始计时,需经T,P点才开始起振,故P质点已振动了T/4,选项C正确。
C
7.在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点,相邻两质点的距离均为L,如图(十二)-6(a)所示。
一列横波沿该直线向右传播,t=0时到达质点1,质点1开始向下运动,经过时间Δt第一次出现如图(十二)-6(b)所示的波形,则该波的( )
A.周期为Δt,波长为8L
B.周期为Δt,波长为8L
C.周期为Δt,波速为12L/Δt
D.周期为Δt,波速为8L/Δt
由图(b)可以判断波长为8L;
图(b)中质点9振动方向向上,而质点1开始时向下振动,说明质点9后边有半个波长没有画出,即在Δt时间内传播了1.5个波长,Δt为1.5个周期,所以其周期为Δt,由波长、周期、波速之间的关系式v=可计算出波速为,所以B、C正确。
B、C
8.一列沿x轴正方向传播的简谐横波,周期为0.50s。
某一时刻,离开平衡位置的位移都相等的各质元依次为P1、P2、P3、…已知P1和P2之间的距离为20cm,P2和P3之间的距离为80cm,则P1的振动传到P2所需的时间为( )
A.0.50s
B.0.13s
C.0.10s
D.0.20s
由于题设中各位移相同质元依次为P1、P2、P3,…P1P2=20cm,P2P3=80cm可以推知这列波的波长为100cm即1m,所以根据v=可知波速v=2m/s,P1的振动传到P2的时间t==0.10s,C正确。
9.一列波长大于1m的横波沿x轴正方向传播。
处在x1=1m和x2=2m的两质点A、B的振动图象如图(十二)-7所示。
由此可知( )
A.波长为m
B.波速为1m/s
C.3s末A、B两质点的位移相同
D.1s末A点的振动速度大于B点的振动速度
由A、B两质点的振动图象及传播可画出t=0时刻的波动图象如图,由此可得λ=m,A选项正确;
由振动图象得周期T=4s,故v==m/s=m/s,B选项错误;
由振动图象3s末A点位移为-2cm,B点位移为0,故C选项错误;
由振动图象知1s末A点处于波峰,振动速度为零,1s末B点处于平衡位置,振动速度最大,故D选项错误。
A
10.如图(十二)-8所示,实线和虚线分别为某种波在t时刻和t+Δt时刻的波形曲线。
B和C是横坐标分别为d和3d的两个质点,下列说法中正确的是( )
A.任一时刻,如果质点B向上运动,则质点C一定向下运动
B.任一时刻,如果质点B的速度为零,则质点C的速度也为零
C.如果波是向右传播的,则波的周期可能是Δt
D.如果波是向左传播的,则波的周期可能为Δt
由波动图象可判定B、C两质点振动方向不一定同时改变。
故A、B错;
该波的波长为3d,当波向右传播时,有vΔt=3nd+,其中v=,所以周期T=,当n=1时,T=Δt,C对;
同理,波向左传播时,T=,故D错。
第Ⅱ卷(非选择题 共80分)
二、填空题(本大题共4小题,每小题6分,共24分。
将答案填在题目中的横线上)
11.(6分)如图(十二)-9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。
设甲听到的笛声频率为f1,乙听到的笛声频率为f2,司机自己听到的笛声频率为f3,则此三人听到笛声的频率由高至低依次为________。
由于v2>v1,所以汽车和甲的相对距离减小,甲听到的频率变大,即f1>f0。
由于乙静止不动,则汽车和乙的相对距离增大,乙听到的频率变小,即f2<f0。
由于司机和声源相对静止,所以司机听到的频率不变,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。
f1、f3、f2
12.(6分)声波从甲介质进入乙介质中,已知入射角为30°
,折射角为37°
,声波在甲介质中速度为300m/s,声波在乙介质中速度为________m/s。
如图所示
由折射定律知
=,
则v2==
m/s=360m/s。
360
13.(6分)如图(十二)-10所示,图(a)是高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图,测速仪发出并接收超声波脉冲信号,根据发出和接收的信号间的时间差,测出被测物体的速度。
图(b)中P1、P2是测速仪发出的超声波信号,n1、n2分别是P1、P2由汽车反射回来的信号。
设测速仪匀速扫描,P1、P2之间的时间间隔Δt=1.0s,超声波在空气中传播速度是v=340m/s,若汽车是匀速行驶时,则根据图(b)可知,汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离是________m,汽车的速度是________m/s。
设汽车在接收到P1、P2两个信号时距测速仪的距离分别为s1、s2,则有:
2s1-2s2=vΔt′,其中Δt′=s=0.1s,汽车在接收到P1、P2两个信号的时间间隔内前进的距离为:
s1-s2==m=17m。
已知测速仪匀速扫描,由图(b)记录的数据可求出汽车前进(s1-s2)这段距离所用时间为Δt″=Δt-=(1.0-)s=0.95s,汽车运动的速度v==m/s=17.9m/s。
17 17.9
14.(6分)如图(十二)-11所示,沿波的传播方向上有间距为1m的13个质点,a,b,c,d,e,f,g,h,i,j,k,l,m,它们均静止在各自的平衡位置。
一列横波以1m/s的速度水平向右传播,在t=0时刻到达质点a,且a开始由平衡位置向上振动,在t=1s时刻,质点a第一次到达最高点,求:
(1)这列波的波长为________,周期为________。
(2)在图中画出g点第一次向下达到最大位移时的波形图象。
(1)由题意知波长λ=vT=4m,周期T=4s。
(2)当g第一次到达最低点时波形如图所示)
(1)4m 4s
(2)见解析
三、计算论述题(本题共6小题,共56分,解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。
只写出最后答案的不能得分。
有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
15.(8分)S为波源,振动频率f=100Hz,产生的简谐波向右传播,波速v=80m/s,在传播过程中经P点。
已知SP=4.2m,在某一时刻t波源S经平衡位置向上运动。
若取t时刻为时间起点,画出P点的振动图象。
先求出波长,判定SP包括几个波长,再画出简单的波的图象,并在此基础上画出P点的振动图象。
根据题意得λ=0.8m,所以SP=4.2m=5λ+λ/4。
据题意知,在t时刻S经平衡位置向上运动,这时P点恰好处在波谷且其周期T=1/f=0.01s,故取t时刻为时间的起点时,质点P的振动图象如图所示。
见解析
16.(10分)如图(十二)-12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,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?
(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,于是水面波在狭缝S2处发生衍射现象,水面波以狭缝
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- 机械波 检测