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文檔簡介

第三章4.eq\f(基礎(chǔ)鞏固練,25分鐘·滿分60分)一、選擇題(本題共6小題,每題8分,共48分)1.水槽中,與水面接觸的兩根相同細桿固定在同一個振動片上。振動片做簡諧振動時,兩根細桿周期性觸動水面形成兩個波源。兩波源發(fā)出的波在水面上相遇,在重疊區(qū)域發(fā)生干涉并形成了干涉圖樣。關(guān)于兩列波重疊區(qū)域內(nèi)水面上振動的質(zhì)點,下列說法不正確的是(C)A.同一質(zhì)點處,兩列波的相位差不隨時間改變B.不同質(zhì)點振動的頻率都相同C.不同質(zhì)點振動的相位都相同D.不同質(zhì)點振動的周期都與振動片的周期相同解析:同一質(zhì)點到兩波源的距離確定,故波程差恒定,即相位差保持不變,A正確;沿波的傳播方向上,波不停地向外傳播,故各質(zhì)點的相位不都相同,C項錯誤;兩波源振動頻率相同,其他各質(zhì)點均做受迫振動,故頻率均與振源頻率相同,周期均與振動片的周期相同,B、D項正確。2.關(guān)于波的干涉和衍射現(xiàn)象,下列說法中正確的是(A)A.一切種類的波只要滿意肯定條件都能產(chǎn)生干涉和明顯的衍射現(xiàn)象B.波只要遇到障礙物就能夠發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象C.只要是兩列波疊加,都能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣D.對于發(fā)生干涉現(xiàn)象的兩列波,它們的振幅肯定相同解析:干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象,一切種類的波只要滿意肯定條件都能產(chǎn)生干涉和明顯的衍射現(xiàn)象,故A正確;明顯的衍射現(xiàn)象必需是波的波長比障礙物尺寸大得多或相差不大,故B錯誤;要產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的必要條件之一,就是兩列波的頻率相等,故C錯誤;產(chǎn)生干涉的條件是兩列波的頻率相同,與振幅無關(guān),故D錯誤。3.波源甲、乙分別在一根水平放置的繩的左右兩端,兩波源發(fā)出的波在繩中的傳播速度均是1m/s。在t=0時刻繩上的波形如圖(a)所示。則依據(jù)波的疊加原理,以下敘述正確的是(D)A.當(dāng)t=2s時,波形如圖①所示;當(dāng)t=4s時,波形如圖②所示B.當(dāng)t=2s時,波形如圖①所示;當(dāng)t=4s時,波形如圖③所示C.當(dāng)t=2s時,波形如圖②所示;當(dāng)t=4s時,波形如圖①所示D.當(dāng)t=2s時,波形如圖②所示;當(dāng)t=4s時,波形如圖③所示解析:當(dāng)t=2s時,兩列波各自傳播了2m,它們相互重疊,由于振動方向相反,則振動減弱,波形如圖②所示;當(dāng)t=4s時,各自傳播了4m,由于互不干擾,所以波形如圖③所示,故選項D正確。4.(多選)(2024·遼寧省大連市高二下學(xué)期期中)圖甲為一列橫波在t=0時的波動圖像,圖乙為該波中x=2m處質(zhì)點P的振動圖像,下列說法正確的是(CD)A.若此波遇到另一列簡諧橫波并發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象,則所遇到的波的頻率為0.25HzB.若該波能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,則該波所遇到的障礙物尺寸肯定比4m大許多C.再過0.5s,P點的動能最大D.波沿x軸正方向傳播解析:由圖乙可知該波的頻率為1Hz,由波的干涉條件可知選項A錯誤;由圖甲可知該波的波長λ=4m,所以選項B錯誤;再過0.5sP點處于平衡位置,動能最大,選項C正確;由甲、乙圖像可判選項D正確。5.(多選)如圖所示是水波干涉的示意圖,S1,S2是兩波源,A、D、B三點在一條直線上,兩波源的頻率相同,振幅相等,則下列說法正確的是(ABD)A.A點一會兒在波峰,一會兒在波谷B.B點一會兒在波峰,一會兒在波谷C.C點一會兒在波峰,一會兒在波谷D.D點一會兒在波峰,一會兒在波谷解析:本題中由于A1=A2,故振動減弱區(qū)的質(zhì)點并不振動,而此時A點是波峰與波峰相遇,B點是波谷與波谷相遇,都是加強點,又因為A、D、B三點在一條振動加強線上,這條線上任一點的振動都是加強的,故此三點都為加強點,且都是一會兒在波峰,一會兒在波谷。而C點是波峰與波谷相遇點,是減弱點,不振動。6.(多選)一條彈性繩子呈水平狀態(tài),M為繩子中點,兩端點P、Q同時起先上下振動,一段時間后的波形如圖所示。對于以后繩上各點的振動狀況,以下推斷正確的是(AD)A.兩列波將同時到達中點MB.兩列波波速之比為12C.中點M的振動點總是加強的D.繩的兩端點P、Q起先振動的方向相同解析:A對、B錯:兩列波在同一介質(zhì)中的傳播速度相同,同時到達M點;C錯:由于兩列波波長(頻率)不同,不能產(chǎn)生干涉,故M點的振動不穩(wěn)定,有時峰峰相遇振動加強,有時峰谷相遇振動減弱;D對:由圖知,兩列波剛傳到的點都是向上振動,而波中各點的起振方向與波源的起振方向相同(波傳遞的是波源的振動形式,包括起振方向、頻率等),故兩端點P、Q起先振動方向相同。二、非選擇題(共12分)7.(12分)如圖所示,S是水面波的波源,x、y是擋板,S1、S2是兩個狹縫(SS1=SS2,狹縫的尺寸比波長小得多),試回答以下問題:(1)若閉上S1,只打開S2會看到什么現(xiàn)象?(2)若S1、S2都打開,會發(fā)生什么現(xiàn)象?(3)上圖中若實線和虛線分別表示波峰和波谷,那么在A、B、C、D各點中,哪些點向上振動最高,哪些點向下振動最低,哪些點振動最弱?答案:見解析。解析:(1)只打開S2時,波源S產(chǎn)生的波傳播到狹縫S2時,由于狹縫的尺寸比波長小,于是水面波在狹縫S2處發(fā)生衍射現(xiàn)象,水面波以狹縫S2處為波源向擋板另一側(cè)傳播開來。(2)由于SS1=SS2,從波源發(fā)出的水波傳播到S1、S2處時它們的振動狀況完全相同,當(dāng)S1、S2都打開時產(chǎn)生相干波,它們在空間相遇時產(chǎn)生干涉現(xiàn)象,一些地方振動加強,一些地方振動減弱,加強區(qū)與減弱區(qū)相互隔開,發(fā)生穩(wěn)定的干涉。(3)質(zhì)點D是波峰與波峰相遇處,是該時刻向上振動最高點,質(zhì)點B是波谷與波谷相遇處,是該時刻向下振動最低點,質(zhì)點A、C是波峰與波谷相遇的地方,這兩點振動最弱。eq\f(素能等級練,15分鐘·滿分40分)一、選擇題(本題共3小題,每題7分,共21分)1.(2024·上海交大附中高二檢測)甲、乙兩列完全相同的橫波,分別從波源A、B兩點沿直線Ox相向傳播,t=0時的圖像如圖所示,若兩列波的波速均為1m/s,則(C)A.t=0.2s時,F(xiàn)點的位移最大B.t=0.2s時,E、F、G三點的位移最大C.t=0.5s時,F(xiàn)點的位移最大D.t=0.5s時,F(xiàn)點的位移最小解析:A、B錯:t=0.2s時,波傳播的距離x=vt=0.2m,兩列波都傳到F點,此時兩列波單獨引起F點的振動方向均向下,但位移為0,E、G兩點位移最大。C對,D錯:t=0.5s時,波傳播的距離x=vt=0.5m,兩列波的波峰同時傳到F點,F(xiàn)點的位移最大。2.(多選)(2024·河北省曲周縣第一中學(xué)高二下學(xué)期期中)如圖表示兩列同頻率相干水波在t=0時刻的疊加狀況,圖中實線表示波峰,虛線表示波谷,已知兩列波的振幅均為2cm(且在圖中所示范圍內(nèi)振幅不變),波速為2m/s,波長為0.4m,E點為BD連線和AC連線的交點。下列敘述正確的是(AC)A.A、C兩點都是振動減弱點B.振動加強的點只有B、E、DC.直線BD上的全部點都是振動加強的D.B、D兩點在該時刻的豎直高度差為4cm解析:A、C兩點是振動減弱點,A正確;直線BD上的全部點都是振動加強點,B錯誤,C正確;B點是波谷與波谷相遇,D點是波峰與波峰相遇,所以B、D兩點該時刻豎直高度相差8cm,D錯誤。3.(多選)(2024·山東新泰一中期中)如圖所示,S1、S2是振動狀況完全相同的兩個機械波波源,a、b、c三點位于S1、S2連線的中垂線上,且ab=bc。某時刻a是兩列波波峰的相遇點,c是兩列波波谷的相遇點,則(CD)A.a(chǎn)處質(zhì)點始終處于波峰B.c處質(zhì)點始終處于波谷C.b處質(zhì)點為振動加強點D.c處質(zhì)點為振動加強點解析:A、B錯,D對:由于a是兩波峰相遇點,c是兩波谷相遇點,故a、c都是振動加強點。但是,只要a、c在振動,位移就有改變,故不能說a、c始終處于波峰、波谷。C對:S1、S2傳到b點的波振動同步,所以b點是振動加強點。二、非選擇題(共19分)4.(9分)干涉型消聲器能有效地消退低頻噪聲,發(fā)動機(正常工作期間)周期性排氣噪聲,就是一種典型的低頻噪聲。一臺四缸四沖程發(fā)動機,當(dāng)它以2000r/min的轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時,其峰值頻率在200Hz以下的噪聲較大。所以常用干涉型消聲器來消退這類低速轉(zhuǎn)動發(fā)動機所發(fā)出的低頻噪聲,一臺帶有干涉消聲器的柴油發(fā)動機經(jīng)消聲處理后,其排氣噪聲可以降低10dB以上,干涉型消聲器以其結(jié)構(gòu)簡潔,價格低廉,消聲效果好,得到了很好的應(yīng)用,如圖是其結(jié)構(gòu)原理圖,試分析其工作原理。答案:見解析。解析:設(shè)一列波長為λ的聲波,沿水平管道自左向右傳播。當(dāng)入射波到達a處時,分成兩束相干波,它們分別通過r1和r2,再到b處相遇。若Δr=r1-r2恰好等于聲波半波長eq\f(λ,2)的奇數(shù)倍,即Δr=eq\f(2k+1λ,2)時,聲波的振幅A=0。這就是說該頻率的聲波被減弱。利用這一原理,可以達到限制噪聲的目的。5.(10分)如圖所示,在同一勻稱介質(zhì)中有S1和S2兩個波源,這兩個波源的頻率、振動方向均相同,且振動的步調(diào)完全一樣,S1與S2之間相距4m,若S1、S2振動頻率均為5Hz,兩列波的波速均為10m/s,B點為S1和S2連線的中點,今以B點為圓心,以R=BS1為半徑畫圓。求:(1)該波的波長為多少?(2)在S1、S2連線上振動加強的點有幾個?(3)在該圓周上(S1和S2兩波源除外)共有幾個振動加強的點?答案:(1)2m(2)3個(3)6個解析:(1)由公式λ=eq\f(v,f),得λ=eq\f(1

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