【创新设计】-高中物理第二章机械波章末探测Luko版选修3-4 1.选择题（本题共11题，每题6分，共66分） 1.下列说法正确的是（ ）。 A. 当孔的尺寸远大于波长时不会发生衍射 B. 仅当孔的尺寸小于波长时才会发生衍射 C. 仅当孔的尺寸与波长相似或小于波长时才会发生衍射波长，可以观察到明显的衍射现象 D.只有波才有衍射现象。分析 波绕过障碍物的现象称为波的衍射现象。发生明显衍射的条件是孔或障碍物的尺寸与波长相似或小于波长。孔径大并不代表不发生衍射，只是波的衍射现象不明显，故A、B项错误，C项正确。衍射是波特有的现象，故D项正确。答案CD2．关于波的叠加和干涉，下列说法正确的是（ ）。 A. 当两个不同频率的波相遇时，没有稳定的干涉图样，因此波不会叠加 B. 当两个相同频率的波相遇时，振动加强的点正是波峰相遇的点波峰 C. 当两个同频率的波相遇时，如果介质中某一点的振动加强，则某一时刻质点的位移可能为零 D. 当两列同频率的波相遇时满足，振动加强点的位移总是大于振动减弱点的位移。根据波的叠加原理，只要两列波相遇就会叠加，所以A错误；两列频率相同的波相遇时，振动加强的点不一定总是波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇的点贝语网校，所以B错误；振动加强的点只是振幅增加，但仍然在平衡位置附近振动，并且还必须有一个位移：时间为零，所以C是正确的，D是错误的。答案C3．声波在第一均匀介质中的波长为λ1，在第二均匀介质中的波长为λ2。若λ1=2λ2，则声波在两种介质中的频率之比和波速之比分别为（ ）。 A.2:1,1:1B． 1:2,1:4C． 1:1,2:1D。 1:1、1:2解析声波频率只与声源有关，与介质无关，即f1:f2=1:1。根据v=λf，v1:v2=λ1:λ2=2:1。
答案C4。当水波通过小孔时，会发生一定程度的衍射。为了使衍射现象不那么明显，可以()。 A. 增大小孔尺寸，同时提高水波频率 B. 增大小孔尺寸，同时降低水波频率 C. 减小孔尺寸，提高水波频率D、减小小孔的尺寸，同时减少水波频率分析中出现明显衍射的条件：小孔的尺寸与水波的波长相近，或者小于波长的水波。为了使衍射现象不那么明显，可以增大小孔的尺寸并减少水波的频率分析。水波的波长或增加水波的频率。回答A5。一系列简谐振动横波在 x 轴上传播。其某一时刻的波形如图1所示。A、b、c是三个粒子，a向上运动。由此可见（）。图 1A。波沿着x轴B的正方向传播。c向上移动C。这一刻之后，b先于c到达平衡位置D。这一刻之后，b 在 c 之前达到最大位移。分析a是向上移动的。从波形图中我们可以看出，a会带动其右侧的质点振动，因此波应该沿x轴正方向传播。选项A正确； b 应该向上移动。 c向下移动，选项B错误；由于b向上移动，c向下移动，b先于c到达平衡位置，且c先于b到达最大位移，故选项C正确，D错误。答案AC6．当两个频率相同的声波在空气中相遇并发生干涉时（）。 A. 增振粒子的位移始终最大，且不随时间变化 B. 在某一时刻，增振粒子的位移可能小于弱振点的位移 C.振动增强粒子的位移随时间D连续变化。振动减弱点的振幅必须小于振动加强点的振幅。解析干涉时，振动加强点的振幅不随时间变化，但位移随时间变化。它可以小于振动减弱点的位移。振动减弱点的振幅必须小于振动加强点的振幅。振幅。答案 BCD 图 27。
t时刻的一系列简谐波波形如图2所示。此时介质质点M的运动方向为向上。时间Δt后的波形如图中虚线所示。设振源周期为T，则()。图 2A。 Δt 必须为 eqf(1,4)TB。 Δt可以是eqf(1,4)TC。 Δt 必须为 eqf(3,4)TD。 Δt可以是eqf(3,4)T。从波形图和M点的振动方向可知，该波向左传播。考虑到周期性，Δt=nT+eqf(3,4)T(n=0 ,1,2...)，D是正确的。答案D8。在均匀介质中选取平衡位置在同一条直线上的 9 个质点。相邻两个质点之间的距离为L，如图3(a)所示。一列横波沿直线向右传播，在t=0时到达质点1，质点1开始向下移动。经过时间Δt后，第一次出现图3(b)所示的波形，则波形为()。图 3A。周期为Δt，波长为8B。周期为eqf(2,3)Δt，波长为8LC。周期为eqf(2,3)Δt，波速为eqf(12L,Δt)D。周期为Δt，波速为eqf(8L,Δt) 分析。从问题图(b)可以判断波长为8L。粒子 9 的振动方向是向上的，而粒子 1 最初是向下振动的，说明粒子 9 的右边还有一半的波长没有画出来，即在 Δt 时间内已经传播了 1.5 个波长，且 Δt为 1.5 个周期，因此其周期为 eqf(2,3)Δt。根据波长、周期、波速v=eqf(λ,T)的关系，可得v=eqf(12L,Δt)，故B、C正确。回答BC9。如图 4 所示，一系列简谐振动横波沿 x 轴传播。实线和虚线分别是t1和t2时的波形图。已知t2-t1=1。
0s，从图中判断下列波速中哪一个是不可能的。图 4A。 1m/sB． 3m/℃。 5m/sD． 10m/s分析从机械波的周期性和平移方式可以看出：波形从题图中实线代表的波形变为虚线代表的波形。波向右传播的可能距离为 Δx=eqblc( rc)(avs4alco1(n+f(1,4)))λ=(4n+ 1)m 可能的速度为 v1=eqf(Δx,t2-t1)=(4n+1) m/s(n＝0,1,2…)①波向左传播可能的距离为Δx′＝eqblc(rc)(avs4alco1(n＋f( 3,4)))λ=(4n+3)m 可能的速度为 v2=eq f(Δx′,t2-t1)=(4n+3)m/s(n=0,1,2...)② 取n 0,1,2,3... 将①②代入两个方程，可见选项D是不可能的。答案D 图510 一列波长大于1m的横波沿x轴正方向传播。两个质点A和B在x1=1m和x2=2m处的振动图像如图5所示。由此可见（）。图 5A。波长为 eqf(4,3)mB。波速为1m/sC。在3s结束时，两个质点A、B的位移相同D。在1s结束时A点的振动速度大于B点的振动速度。从振动图像分析可知，可见振动周期为4s，3s结束时质点A的位移为-2cm，质点B的位移为零，C错误； 1s结束时，质点A、质点B的振动速度为零，质点B的振动速度最大，D错误；从图中可以看出AB两点的振动差为(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，故其波长为eqf(4,3)m，波速为eqf(1,3)m/s。
A正确高中物理第二章，B错误。答案 A 图 611。如图 6 所示，当粒子图形 6a 位于峰值位置高中物理第二章，且粒子 b 位于 x 轴下方 1cm 时，一列简谐振动横波沿 ) 的正方向传播。距x轴1cm，则()。 A. 该波的周期可能是0.6sB。该波的周期可以是1.2sC。从此时起0.5s后，b点可能位于波谷位置D。从此时起0.5s后，b点可能位于波峰位置。根据数学知识，b点的平衡位置可能在a点右侧的eqf(4,12)λ或eqf(8,12)λ处。因此，eqf(4,12)λ=0.4m，λ=1.2m 或 eqf(8,12)λ=0.4m，λ=0.6m。同时，由于v=eqf(λ,T)，可得机械波周期为0.6s或0.3s，故选项A正确，选项B错误。 b点到波谷的距离为eqf(5,6)λ或eqf(1,6)λ。 0.5s或0.05s后，b点可能出现在波谷处。 b 点到波峰的距离为 eqf(λ,3) 或 eqf(2,3)λ。 0.2s后，b点可能出现在波峰处。选项C正确，选项D错误。回答AC 2.非选择题（本题共2题，共34分） 图712.（16分） 渔船经常使用超声波来探测远处鱼群的位置。已知某一超声波的频率为1。
0×105 图7 (1) 从此时开始计时，画x=7。 5×10-3m (2) 现在测量超声波信号从渔船到鱼群时间为 4 秒。求鱼群与渔船之间距离的关系（忽略船只和鱼群的运动）。分析(1)如下图所示。 (2) 从图中读出λ=15×10-3m，求得v=λf=1500m/s，s=eqf(vt,2)=3000m。答案(1)如解析图(2)所示。 （18点）如图8所示，A是t=t0时的某一系列简谐波的图像，B是从此时起这一系列波上P点的振动图像。试讨论： 图8 (1)波的传播方向和波速； (2) 画出2.3 s后波的图像，求出P粒子的位移和P粒子的运动距离。分析 (1) 根据振动图像可以判断，在 t=t0 时刻，P 质点处于平衡位置，并向负最大位移方向移动。由此可以确定波是沿着x轴向前传播的。从t=t0时的波浪图像可知，λ=2.0m。根据v=λf，波传播的频率与波源的振动频率相同，波源振动的频率与介质中各个质点的振动频率相同。根据P粒子的振动图像可知，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，波形重复5次，然后沿x轴前进eqf(3,4)波长。 2.3s后波形图像如图所示。 P粒子的位移为10cm，距离为s=4A×5+3A=23A=2.3m。答案 (1) 波以 5.0m/s 的速度沿 x 轴向前传播 (2) 看图像分析，位移为 10cm，距离为 2.3m
