第七章 第3单元 课下提知能

(时间：45分钟，满分：100分) 一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分，每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内) 1．如图1所示为两个波源S1和S2在水面产生的两列波叠加后的干涉图样，由图可推知下列说法正确的是 ( ) A．两波源振动频率一定相同 B．两波源振动频率可能不相同 C．两列水波的波长相等 图1 D．两列水波的波长可能不相等 解析：两列波产生干涉图样的条件是波的频率必须相同，故A项正确；在同种介质中，各种水波的传播速度相同，根据波长、波速和频率的关系可知，两列水波的波长一定相同，C项正确． 答案：AC 2．下列关于波的衍射的说法正确的是( ) A．衍射是一切机械波特有的现象 B．对同一列波，缝、孔或障碍物越小，衍射现象越明显 C．只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象 D．声波容易发生衍射现象是由于声波波长较长 解析：不只机械波(包括横波和纵波)能发生衍射现象，其他类的波也能发生衍射现象，衍射是一切波特有的现象，所以选项A、C是错误的． 发生明显的衍射是有条件的，只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多或比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象，所以选项B是正确的． 声波的波长在1.7 cm到17 m之间，一般常见的障碍物或孔的大小可与之相当或比声波的波长还小，正是由于声波波长较长，声波容易发生衍射现象，所以选项D是正确的． 答案：BD 3．a为声源，发出声波；b为接收者，接收a发出的声波．a、b若运动，只限于在沿两者连线方向上，下列说法正确的是( ) A．a静止，b向a运动，则b收到的声频比a发出的高 B．a、b向同一方向运动，则b收到的声频一定比a发出的高 C．a、b向同一方向运动，则b收到的声频一定比a发出的低 D．a、b都向相互背离的方向运动，则b收到的声频比a发出的高 解析：根据多普勒效应知，当声源与接收者相向运动时，接收者接收到的频率增加，故A正确；a、b向同一方向运动，但速度的大小不知，声源与接收者是相向运动还是相背运动不能确定，故B、C错误；a、b都向相互背离的方向运动，接收者接收到的频率减小，故D错误． 答案：A 4．(2011·成都模拟)如图2(a)所示为水波演示槽，可演示两列水波叠加的情形．S1、S2

为两个波源，能连续不断地上下振动产生水波，P为水面上的一点，PS1＝PS2.图(b)(c)分别

为S1、S2波源的振动图象，则( )

图2 A．水面上不能形成干涉图样 B．由于水波波速未知，不能判断P点属振动加强点或减弱点 C．P点属振动加强点 D．P点振动的振幅为3 cm 解析：由于PS1＝PS2，路程差相同，T相同，则f相同，S1与S2为相干波源，两波源的起始振动方向相同，故P点一定是振动加强点，故C对．P点振动的振幅为2 cm＋1 cm＝3 cm，D对． 答案：CD 5．(2011·金昌测试)如图3所示，沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200 m/s，下列说法不．正确的是( )

图3 A．图示时刻质点b的加速度正在增大 B．从图示时刻开始，经过0.01 s，质点b通过的路程为2 m C．若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则该波所遇到的波的频率为50 Hz D．若该波发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物或孔的尺寸一定比4 m大得多 解析：由图可读出该波的波长为4 m，据λ＝vT，可知T＝0.02 s，f＝50 Hz，再结合干涉条件，因此C是正确的；质点b下一时刻要远离平衡位置，因此加速度正在增大，A是正确的；质点b经0.01 s走过的路程应是40 cm，B错；若发生明显的衍射现象，所遇障碍物的尺寸应接近4 m，D错． 答案：BD 6．如图4所示为一列简谐横波的图象，质点P此时的动量为mv，经过0.2 s，质点P的动量大小和方向都不变，再经过0.2 s，质点P的动量大小不变，方向改变，由此可判断 ( ) A．波沿x轴负方向传播，波速为5 m/s B．波沿x轴正方向传播，波速为5 m/s 图4 C．该波与一个频率为1.25 Hz的波相遇可能发生干涉现象 D．该波与一个频率为1.25 Hz的波不可能发生干涉现象 解析：只有当P质点向下振动到x轴下方与原位置对称的点时，两者动量相等；再经0.2 s质点继续向下振动到最大位置处再返回到该点，动量大小相等、方向相反．此过程经

过T2，由此可知，波沿x轴负方向传播，T＝0.8 s，λ＝4 m，则v＝λT＝40.8m/s＝5 m/s，故

A正确，B错误；而f＝1T＝1.25 Hz，该波与一个频率为1.25 Hz的波相遇可能发生干涉现象，C正确，D错误． 答案：AC 7．(2011·北海模拟)如图5所示，S1和S2是湖面上两个完全相同的水波的波源，MN是足够长的湖岸，水波的波长为2 m，S1与S2的连线与湖岸垂直，且S1S2＝5 m，则岸边始终平静的地方共有( ) 图5 A．1处 B．3处 C．5处 D．无数处 解析：岸边到两波源的距离(波程)差为半波长的奇数倍的地方是始终平静的(振动减弱区)．由数学知识可知，左侧岸上各点到两波源的距离差的范围为(0,5 m)，减弱点有1 m、3 m、5 m 3处，由对称性可知，右侧岸上也有两处减弱点3 m、1 m，因此共有5处，故选C. 答案：C 8．两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时刻的图形如图6所示，图中小方格的边长为0.1 m，如图7所示不同时刻的波形图正确的是( ) 图6

图7 解析：根据波的叠加原理可知，叠加后任一点位移为两列波分别引起位移的矢量和，经0.3 s、0.4 s、0.5 s、0.6 s后，每列波形往前平移的距离分别为0.3 m、0.4 m、0.5 m、0.6 m，由叠加原理可知，A、B、D正确． 答案：ABD 9．(2011·赤峰模拟)如图8所示，均匀介质中振动情况完全相同的两波源S1、S2分别位于x1＝－2×10－1 m和x2＝12×10－1 m处，t＝0时刻以频率f＝10 Hz同时开始向上振动，振幅为A＝2 cm，波的传播速度为v＝4 m/s，P、M、Q三质点的平衡位置离O点距离分别为OP＝0.2 m和OM＝0.5 m、OQ＝0.8 m．则下列关于各质点运动情况判断正确的是( )

图8 A．t＝0.1 s时刻质点Q开始沿y轴正方向运动 B．经t＝0.175 s，质点P通过的路程为14 cm C．t＝0.275 s时刻，质点M的位移为＋4 cm D．t＝0.35 s时刻，S1S2之间(不包括S1、S2点)振动位移为零的点共有三处 解析：由v＝λf，波长λ＝0.4 m，t＝0.1 s时刻，S1波正好传播到P点，S2波正好传播到Q点，则Q质点起振方向与波源S2起振方向相同，即沿y轴正方向运动，A对；t＝0.175 s时刻，两列波均传播到M点，P质点已经振动了0.075 s，即0.75个周期，处于波谷位置，路程为3A＝6 cm，B错；t＝0.275 s时刻，M质点正好在两列波的传播下振动了一个周期，仍然处于平衡位置，位移为0，C错；t＝0.35 s时刻，两列波分别传播到彼此的波源处，此时两列波重合，振动位移为零的点(不包括S1、S2)有0、2、4、6、8、10这些质点，D错． 答案：A 10．(2011·贵港模拟)如图9所示为两列简谐横波沿同一绳传播在t＝0时刻的波形图，已知甲波向左传播，乙波向右传播．请根据图中信息判断，以下说法正确的是( )

图9 A．由于两列波振幅不等，故两列波相遇时不会发生干涉现象 B．两列波同时传到坐标原点 C．x＝0.2 cm处的质点开始振动时的方向为y轴的负方向 D．两列波相遇时会发生干涉且x＝0.5 cm处为振动加强的点 解析：从图中可看出两列波波长相同，且在同一种介质中传播的速度相同，故两列波频率相同，属于相干波源，会发生干涉现象，A错；两列波离原点距离相等，故两列波同时到达坐标原点，B对；甲波先传到x＝0.2 cm处，甲波的起振方向与x＝0.5 cm处的质点起振方向相同，故x＝0.2 cm处质点开始振动的方向为y轴的正方向，C错；当两列波相遇时，发生干涉现象，乙波需要传播半个波长距离才能到达x＝0.5 cm处，使该质点向y轴的负方向振动，而此时甲波使该质点也向y轴的负方向振动，即两列波同时使x＝0.5 cm处质点从平衡位置向y轴的负方向振动，属于加强点，D对． 答案：BD 二、非选择题(本题共2小题，共30分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位) 11．(15分)有一种沙漠蝎子既没有眼睛，也没有耳朵，它捕食猎物靠的是一种地震仪式的构造．它有八条腿，趴伏时大致对称地放在躯体四周(图10)．不远处的小虫一有骚动，就会在沙面上引起一阵地震波．蝎子从哪只腿先感到地震波就能判断小虫所在的方位，并从P波和S波到达的时间差就可以“算出”小虫离它的距离．方位和距离都知道了， 图10 它就能扑上去捕获小虫子了．已知P波速度为150 m/s，S波速度为50 m/s.如果两波到达沙漠蝎的时间差为3.5 ms，则小虫离它的距离多大？ 解析：从P波和S波到达沙漠蝎的时间差及其波速即可确定小虫与沙漠蝎间的距离，

根据s＝vt，结合题意有svS－svP＝Δt，代入数据得s＝0.263 m≈26 cm. 答案：26 cm 12．(15分)已知空气中的声速为340 m/s，现有周期为120 s和频率为1×104 Hz的两种声波，当它们传播时若遇到宽度约为13 m的障碍物，哪种声波发生的衍射现象较明显？ 解析：由公式v＝λT得周期为120s的声波的波长

λ1＝vT＝340×120 m＝17 m，

由公式v＝λf得频率为1×104Hz的声波的波长 λ2＝vf＝3401×104 m＝0.034 m.

因为障碍物的尺寸为13 m，所以周期为120 s的声波的衍射现象明显． 答案：周期为120 s的声波