【創新設計】-高中物理第二章機械波章末探測Luko版選修3-4 1.選擇題（本題共11題，每題6分，共66分） 1.下列說法正確的是（ ）。 A. 當孔的尺寸遠大于波長時不會發生衍射 B. 僅當孔的尺寸小于波長時才會發生衍射 C. 僅當孔的尺寸與波長相似或小于波長時才會發生衍射波長，可以觀察到明顯的衍射現象 D.只有波才有衍射現象。分析 波繞過障礙物的現象稱為波的衍射現象。發生明顯衍射的條件是孔或障礙物的尺寸與波長相似或小于波長?？讖酱蟛⒉淮聿话l生衍射，只是波的衍射現象不明顯，故A、B項錯誤，C項正確。衍射是波特有的現象，故D項正確。答案CD2．關于波的疊加和干涉，下列說法正確的是（ ）。 A. 當兩個不同頻率的波相遇時，沒有穩定的干涉圖樣，因此波不會疊加 B. 當兩個相同頻率的波相遇時，振動加強的點正是波峰相遇的點波峰 C. 當兩個同頻率的波相遇時，如果介質中某一點的振動加強，則某一時刻質點的位移可能為零 D. 當兩列同頻率的波相遇時滿足，振動加強點的位移總是大于振動減弱點的位移。根據波的疊加原理，只要兩列波相遇就會疊加，所以A錯誤；兩列頻率相同的波相遇時，振動加強的點不一定總是波峰與波峰相遇或波谷與波谷相遇的點貝語網校，所以B錯誤；振動加強的點只是振幅增加，但仍然在平衡位置附近振動，并且還必須有一個位移：時間為零，所以C是正確的，D是錯誤的。答案C3．聲波在第一均勻介質中的波長為λ1，在第二均勻介質中的波長為λ2。若λ1=2λ2，則聲波在兩種介質中的頻率之比和波速之比分別為（ ）。 A.2:1,1:1B． 1:2,1:4C． 1:1,2:1D。 1:1、1:2解析聲波頻率只與聲源有關，與介質無關，即f1:f2=1:1。根據v=λf，v1:v2=λ1:λ2=2:1。
答案C4。當水波通過小孔時，會發生一定程度的衍射。為了使衍射現象不那么明顯，可以()。 A. 增大小孔尺寸，同時提高水波頻率 B. 增大小孔尺寸，同時降低水波頻率 C. 減小孔尺寸，提高水波頻率D、減小小孔的尺寸，同時減少水波頻率分析中出現明顯衍射的條件：小孔的尺寸與水波的波長相近，或者小于波長的水波。為了使衍射現象不那么明顯，可以增大小孔的尺寸并減少水波的頻率分析。水波的波長或增加水波的頻率。回答A5。一系列簡諧振動橫波在 x 軸上傳播。其某一時刻的波形如圖1所示。A、b、c是三個粒子，a向上運動。由此可見（）。圖 1A。波沿著x軸B的正方向傳播。c向上移動C。這一刻之后，b先于c到達平衡位置D。這一刻之后，b 在 c 之前達到最大位移。分析a是向上移動的。從波形圖中我們可以看出，a會帶動其右側的質點振動，因此波應該沿x軸正方向傳播。選項A正確； b 應該向上移動。 c向下移動，選項B錯誤；由于b向上移動，c向下移動，b先于c到達平衡位置，且c先于b到達最大位移，故選項C正確，D錯誤。答案AC6．當兩個頻率相同的聲波在空氣中相遇并發生干涉時（）。 A. 增振粒子的位移始終最大，且不隨時間變化 B. 在某一時刻，增振粒子的位移可能小于弱振點的位移 C.振動增強粒子的位移隨時間D連續變化。振動減弱點的振幅必須小于振動加強點的振幅。解析干涉時，振動加強點的振幅不隨時間變化，但位移隨時間變化。它可以小于振動減弱點的位移。振動減弱點的振幅必須小于振動加強點的振幅。振幅。答案 BCD 圖 27。
t時刻的一系列簡諧波波形如圖2所示。此時介質質點M的運動方向為向上。時間Δt后的波形如圖中虛線所示。設振源周期為T，則()。圖 2A。 Δt 必須為 eqf(1,4)TB。 Δt可以是eqf(1,4)TC。 Δt 必須為 eqf(3,4)TD。 Δt可以是eqf(3,4)T。從波形圖和M點的振動方向可知，該波向左傳播?？紤]到周期性，Δt=nT+eqf(3,4)T(n=0 ,1,2...)，D是正確的。答案D8。在均勻介質中選取平衡位置在同一條直線上的 9 個質點。相鄰兩個質點之間的距離為L，如圖3(a)所示。一列橫波沿直線向右傳播，在t=0時到達質點1，質點1開始向下移動。經過時間Δt后，第一次出現圖3(b)所示的波形，則波形為()。圖 3A。周期為Δt，波長為8B。周期為eqf(2,3)Δt，波長為8LC。周期為eqf(2,3)Δt，波速為eqf(12L,Δt)D。周期為Δt，波速為eqf(8L,Δt) 分析。從問題圖(b)可以判斷波長為8L。粒子 9 的振動方向是向上的，而粒子 1 最初是向下振動的，說明粒子 9 的右邊還有一半的波長沒有畫出來，即在 Δt 時間內已經傳播了 1.5 個波長，且 Δt為 1.5 個周期，因此其周期為 eqf(2,3)Δt。根據波長、周期、波速v=eqf(λ,T)的關系，可得v=eqf(12L,Δt)，故B、C正確?；卮養C9。如圖 4 所示，一系列簡諧振動橫波沿 x 軸傳播。實線和虛線分別是t1和t2時的波形圖。已知t2-t1=1。
0s，從圖中判斷下列波速中哪一個是不可能的。圖 4A。 1m/sB． 3m/℃。 5m/sD． 10m/s分析從機械波的周期性和平移方式可以看出：波形從題圖中實線代表的波形變為虛線代表的波形。波向右傳播的可能距離為 Δx=eqblc( rc)(avs4alco1(n+f(1,4)))λ=(4n+ 1)m 可能的速度為 v1=eqf(Δx,t2-t1)=(4n+1) m/s(n＝0,1,2…)①波向左傳播可能的距離為Δx′＝eqblc(rc)(avs4alco1(n＋f( 3,4)))λ=(4n+3)m 可能的速度為 v2=eq f(Δx′,t2-t1)=(4n+3)m/s(n=0,1,2...)② 取n 0,1,2,3... 將①②代入兩個方程，可見選項D是不可能的。答案D 圖510 一列波長大于1m的橫波沿x軸正方向傳播。兩個質點A和B在x1=1m和x2=2m處的振動圖像如圖5所示。由此可見（）。圖 5A。波長為 eqf(4,3)mB。波速為1m/sC。在3s結束時，兩個質點A、B的位移相同D。在1s結束時A點的振動速度大于B點的振動速度。從振動圖像分析可知，可見振動周期為4s，3s結束時質點A的位移為-2cm，質點B的位移為零，C錯誤； 1s結束時，質點A、質點B的振動速度為零，質點B的振動速度最大，D錯誤；從圖中可以看出AB兩點的振動差為(nT＋eqf(3,4)T)，所以v=eqf(Δx,t)=eq f(1,4n+3 )m/s，λ=vt=eqf(4,4n+3)m，其中n=0,1,2...，所以代入n=0得到λ=eqf(4,3 ) m，故其波長為eqf(4,3)m，波速為eqf(1,3)m/s。
A正確高中物理第二章，B錯誤。答案 A 圖 611。如圖 6 所示，當粒子圖形 6a 位于峰值位置高中物理第二章，且粒子 b 位于 x 軸下方 1cm 時，一列簡諧振動橫波沿 ) 的正方向傳播。距x軸1cm，則()。 A. 該波的周期可能是0.6sB。該波的周期可以是1.2sC。從此時起0.5s后，b點可能位于波谷位置D。從此時起0.5s后，b點可能位于波峰位置。根據數學知識，b點的平衡位置可能在a點右側的eqf(4,12)λ或eqf(8,12)λ處。因此，eqf(4,12)λ=0.4m，λ=1.2m 或 eqf(8,12)λ=0.4m，λ=0.6m。同時，由于v=eqf(λ,T)，可得機械波周期為0.6s或0.3s，故選項A正確，選項B錯誤。 b點到波谷的距離為eqf(5,6)λ或eqf(1,6)λ。 0.5s或0.05s后，b點可能出現在波谷處。 b 點到波峰的距離為 eqf(λ,3) 或 eqf(2,3)λ。 0.2s后，b點可能出現在波峰處。選項C正確，選項D錯誤?；卮餉C 2.非選擇題（本題共2題，共34分） 圖712.（16分） 漁船經常使用超聲波來探測遠處魚群的位置。已知某一超聲波的頻率為1。
0×105 圖7 (1) 從此時開始計時，畫x=7。 5×10-3m (2) 現在測量超聲波信號從漁船到魚群時間為 4 秒。求魚群與漁船之間距離的關系（忽略船只和魚群的運動）。分析(1)如下圖所示。 (2) 從圖中讀出λ=15×10-3m，求得v=λf=1500m/s，s=eqf(vt,2)=3000m。答案(1)如解析圖(2)所示。 （18點）如圖8所示，A是t=t0時的某一系列簡諧波的圖像，B是從此時起這一系列波上P點的振動圖像。試討論： 圖8 (1)波的傳播方向和波速； (2) 畫出2.3 s后波的圖像，求出P粒子的位移和P粒子的運動距離。分析 (1) 根據振動圖像可以判斷，在 t=t0 時刻，P 質點處于平衡位置，并向負最大位移方向移動。由此可以確定波是沿著x軸向前傳播的。從t=t0時的波浪圖像可知，λ=2.0m。根據v=λf，波傳播的頻率與波源的振動頻率相同，波源振動的頻率與介質中各個質點的振動頻率相同。根據P粒子的振動圖像可知，f=eqf(1,T)=eqf(1,0.4)Hz=2.5Hz，故v=2.0×2.5m/s=5.0m /s。 (2) 由于T=0.4s，所以2.3s=5eqf(3,4)T，波形重復5次，然后沿x軸前進eqf(3,4)波長。 2.3s后波形圖像如圖所示。 P粒子的位移為10cm，距離為s=4A×5+3A=23A=2.3m。答案 (1) 波以 5.0m/s 的速度沿 x 軸向前傳播 (2) 看圖像分析，位移為 10cm，距離為 2.3m