2022春(新教材)人教版物理选择性第一册第3章:机械波含答案
人教(新教材)选择性必修第一册第3章:机械波
一、选择题。
1、A、B两列波在某时刻的波形如图所示,经过t=TA时间(TA为波A的周期),两波再次出现如图波形,则两波的波速之比vA?vB不可能是( )
A.1?3 B.1?2 C.2?1 D.3?1
2、如图所示是一位同学做简谐振动绳子的一端,形成沿绳向右传播的一列机械波,则下列说法中错误的是( )
A.在图上速度最大的点是第3点与第7点
B.除第1点外,加速度最大的点是第5点
C.只有第3、7点的振动频率不同,其他点的振动频率都相同
D.各个点振动的周期都与振源振动的周期一样
3、平衡位置处于坐标原点的波源S在y轴上振动,产生频率为50 Hz的简谐横波向x轴正、负两个方向传播,波速均为100 m/s.平衡位置在x轴上的P、Q两个质点随波源振动着,P、Q的x轴坐标分别为xP=3.5 m、xQ=-3 m.当S位移为负且向-y方向运动时,P、Q两质点的( )
A.位移方向相同、速度方向相反
B.位移方向相同、速度方向相同
C.位移方向相反、速度方向相反
D.位移方向相反、速度方向相同
4、(双选)一简谐横波在同一介质中沿x轴正方向传播。t=0时的波形图如图甲所示,a、b是波的传播方向上的两个质点。图乙是波上某一质点的振动图像,下列说法中正确的是( )
A.t=0时质点a的速度比质点b的小
B.t=0时质点a的加速度比质点b的小
C.图乙可以表示质点a的振动
D.图乙可以表示质点b的振动
5、(双选)下列说法正确的是( )
A.入射波面与法线的夹角为入射角
B.入射波面与界面的夹角为入射角
C.入射波线与法线的夹角为入射角
D.反射角跟入射角相等
6、右图表示产生机械波的波源O做匀速运动的情况,图中的圆表示波峰.该图表示的是( )
A.干涉现象 B.衍射现象
C.反射现象 D.多普勒效应
7、(双选)水槽中,与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上。振动片做简谐振动时,两根细杆周期性触动水面形成两个波源。两波源发出的波在水面上相遇,在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样。关于两列波重叠区域内水面上振动的质点,下列说法正确的是( )
A.不同质点的振幅都相同
B.不同质点振动的频率都相同
C.不同质点振动的相位都相同
D.不同质点振动的周期都与振动片的周期相同
8、(多选)关于机械波,下列说法中正确的是( )
A.机械波可分为横波和纵波
B.横波在固体、液体、气体中都能传播
C.在纵波中,振动交替、间隔出现密部和疏部
D.在横波中,质点在波谷时动能最小
9、如图为一列沿x轴负方向传播的简谐横波,实线为t=0时的波形图,虚线t=0.6 s时的波形图,波的周期T>0.6 s,则( )
A.波的周期为2.4 s
B.在t=0.9 s时,P点沿y轴正方向运动
C.经过0.4 s,P点经过的路程为4 m
D.在t=0.5 s时,Q点到达波峰位置
10、下列说法正确的是( )
A.入射波的波长和反射波的波长相等
B.入射波的波长大于折射波的波长
C.入射波的波长小于折射波的波长
D.入射角与折射角之比等于两波速之比
11、有一种用钢丝操纵做圆周飞行的飞机模型,装有发动机作动力.操纵者站在圆心,他听到的发动机工作时发出的声音是平稳不变的,而场边观察者听到的声音是忽高忽低地做周期性变化的,这是( )
A.波的反射现象 B.波的衍射现象
C.波的干涉现象 D.波的多普勒效应
12、(多选)关于机械振动和机械波,下列叙述正确的是( )
A.有机械振动必有机械波
B.有机械波必有机械振动
C.在波的传播中,振动质点并不随波的传播发生迁移
D.在波的传播中,如果振源停止振动,波的传播并不会立即停止
二、填空含实验题。
13、如图所示,有一组学生做游戏来模拟波的传播.该游戏模拟的是________(选填“横波”或“纵波”)的传播,因为学生下蹲与起立时身体的运动方向与模拟波的传播方向________(选填“平行”或“垂直”).
14、两列简谐波沿x轴相向而行,波速均为v=0.4 m/s,两波源分别位于A、B处,t=0时的波形如图所示.当t=2.5 s时,M点的位移为 cm,N点的位移为 cm.
三、解答题。
15、如图所示为某绳波形成过程的示意图,质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动,带动2、3、4……各个质点依次上下振动,把振动从绳的左端传到右端.已知t=0时,质点1开始向上运动,t=时,1到达最上方,5开始向上运动,问:
(1)t=时,质点8、12、16的运动状态(是否运动、运动方向)如何?
(2)t=时,质点8、12、16的运动状态如何?
(3)t=T时,质点8、12、16的运动状态如何?
16、如图所示,在半径R=45 m的圆心O和圆周A处,有两个功率相同的喇叭,同时发出完全相同的声波,且波长λ=10 m,若人站在B处,正好听不到声音;若逆时针方向沿着圆周从B走到A,则时而听到时而听不到声音,试问在到达A点之前,还有几处听不到声音?
17、(要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)甲、乙两人分乘两只小船在湖中钓鱼,两船相距24 m.有一列水波在湖面上传播,使每只船每分钟上下浮动20次,当甲船位于波峰时,乙船位于波谷,这时两船之间还有5个波峰.
(1)此水波的波长为多少?波速为多少?
(2)若此波在传播过程中遇到一根竖立的电线杆,是否会发生明显的衍射现象?
(3)若该波经过一跨度为30 m的桥洞,桥墩直径为3 m,桥墩处能否看到明显衍射?
(4)若该桥有一3 m宽的涵洞,洞后能否发生明显衍射?
2022春(新教材)人教版物理选择性第一册第3章:机械波含答案
人教(新教材)选择性必修第一册第3章:机械波
一、选择题。
1、A、B两列波在某时刻的波形如图所示,经过t=TA时间(TA为波A的周期),两波再次出现如图波形,则两波的波速之比vA?vB不可能是( )
A.1?3 B.1?2 C.2?1 D.3?1
【答案】D
2、如图所示是一位同学做简谐振动绳子的一端,形成沿绳向右传播的一列机械波,则下列说法中错误的是( )
A.在图上速度最大的点是第3点与第7点
B.除第1点外,加速度最大的点是第5点
C.只有第3、7点的振动频率不同,其他点的振动频率都相同
D.各个点振动的周期都与振源振动的周期一样
【答案】C
3、平衡位置处于坐标原点的波源S在y轴上振动,产生频率为50 Hz的简谐横波向x轴正、负两个方向传播,波速均为100 m/s.平衡位置在x轴上的P、Q两个质点随波源振动着,P、Q的x轴坐标分别为xP=3.5 m、xQ=-3 m.当S位移为负且向-y方向运动时,P、Q两质点的( )
A.位移方向相同、速度方向相反
B.位移方向相同、速度方向相同
C.位移方向相反、速度方向相反
D.位移方向相反、速度方向相同
【答案】D
4、(双选)一简谐横波在同一介质中沿x轴正方向传播。t=0时的波形图如图甲所示,a、b是波的传播方向上的两个质点。图乙是波上某一质点的振动图像,下列说法中正确的是( )
A.t=0时质点a的速度比质点b的小
B.t=0时质点a的加速度比质点b的小
C.图乙可以表示质点a的振动
D.图乙可以表示质点b的振动
【答案】AD
5、(双选)下列说法正确的是( )
A.入射波面与法线的夹角为入射角
B.入射波面与界面的夹角为入射角
C.入射波线与法线的夹角为入射角
D.反射角跟入射角相等
【答案】CD
6、右图表示产生机械波的波源O做匀速运动的情况,图中的圆表示波峰.该图表示的是( )
A.干涉现象 B.衍射现象
C.反射现象 D.多普勒效应
【答案】D
7、(双选)水槽中,与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上。振动片做简谐振动时,两根细杆周期性触动水面形成两个波源。两波源发出的波在水面上相遇,在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样。关于两列波重叠区域内水面上振动的质点,下列说法正确的是( )
A.不同质点的振幅都相同
B.不同质点振动的频率都相同
C.不同质点振动的相位都相同
D.不同质点振动的周期都与振动片的周期相同
【答案】BD
8、(多选)关于机械波,下列说法中正确的是( )
A.机械波可分为横波和纵波
B.横波在固体、液体、气体中都能传播
C.在纵波中,振动交替、间隔出现密部和疏部
D.在横波中,质点在波谷时动能最小
【答案】ACD
9、如图为一列沿x轴负方向传播的简谐横波,实线为t=0时的波形图,虚线t=0.6 s时的波形图,波的周期T>0.6 s,则( )
A.波的周期为2.4 s
B.在t=0.9 s时,P点沿y轴正方向运动
C.经过0.4 s,P点经过的路程为4 m
D.在t=0.5 s时,Q点到达波峰位置
【答案】D
10、下列说法正确的是( )
A.入射波的波长和反射波的波长相等
B.入射波的波长大于折射波的波长
C.入射波的波长小于折射波的波长
D.入射角与折射角之比等于两波速之比
【答案】A
11、有一种用钢丝操纵做圆周飞行的飞机模型,装有发动机作动力.操纵者站在圆心,他听到的发动机工作时发出的声音是平稳不变的,而场边观察者听到的声音是忽高忽低地做周期性变化的,这是( )
A.波的反射现象 B.波的衍射现象
C.波的干涉现象 D.波的多普勒效应
【答案】D
12、(多选)关于机械振动和机械波,下列叙述正确的是( )
A.有机械振动必有机械波
B.有机械波必有机械振动
C.在波的传播中,振动质点并不随波的传播发生迁移
D.在波的传播中,如果振源停止振动,波的传播并不会立即停止
【答案】BCD
二、填空含实验题。
13、如图所示,有一组学生做游戏来模拟波的传播.该游戏模拟的是________(选填“横波”或“纵波”)的传播,因为学生下蹲与起立时身体的运动方向与模拟波的传播方向________(选填“平行”或“垂直”).
【答案】横波 垂直
14、两列简谐波沿x轴相向而行,波速均为v=0.4 m/s,两波源分别位于A、B处,t=0时的波形如图所示.当t=2.5 s时,M点的位移为 cm,N点的位移为 cm.
【答案】2.0 0
三、解答题。
15、如图所示为某绳波形成过程的示意图,质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动,带动2、3、4……各个质点依次上下振动,把振动从绳的左端传到右端.已知t=0时,质点1开始向上运动,t=时,1到达最上方,5开始向上运动,问:
(1)t=时,质点8、12、16的运动状态(是否运动、运动方向)如何?
(2)t=时,质点8、12、16的运动状态如何?
(3)t=T时,质点8、12、16的运动状态如何?
【答案】见解析。
【解析】各质点在各时刻的情况如图所示.
(1)由乙图可知,t=时,质点8未达到波峰,正在向上振动,质点12、16未振动.
(2)由丙图可知,t=时,质点8正在向下振动,质点12向上振动,质点16未振动.
(3)由丁图可知,t=T时,质点8、12正向下振动,质点16向上振动.
16、如图所示,在半径R=45 m的圆心O和圆周A处,有两个功率相同的喇叭,同时发出完全相同的声波,且波长λ=10 m,若人站在B处,正好听不到声音;若逆时针方向沿着圆周从B走到A,则时而听到时而听不到声音,试问在到达A点之前,还有几处听不到声音?
【答案】8
【解析】设人在上半圆周上C处时,到A、O的路程差Δs=AC-OC,则人在B处时,Δs=R=45 m=9×,故B点振动最弱,此时听不到声音.人在A处时,Δs=-R=-45 m=-9×,则人在A处也听不到声音.
又由于人在某处听不到声音的条件为:Δs=±(2n+1)(n=0,1,2,3,…)
所以从B出发后到A之前,式中n的取值为n=0,1,2,3,可知在到达A点之前,还有8处听不到声音.
17、(要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)甲、乙两人分乘两只小船在湖中钓鱼,两船相距24 m.有一列水波在湖面上传播,使每只船每分钟上下浮动20次,当甲船位于波峰时,乙船位于波谷,这时两船之间还有5个波峰.
(1)此水波的波长为多少?波速为多少?
(2)若此波在传播过程中遇到一根竖立的电线杆,是否会发生明显的衍射现象?
(3)若该波经过一跨度为30 m的桥洞,桥墩直径为3 m,桥墩处能否看到明显衍射?
(4)若该桥有一3 m宽的涵洞,洞后能否发生明显衍射?
【答案】(1) m m/s (2)会 (3)能 (4)能
【解析】(1)由题意知:周期T= s=3 s.设波长为λ,则5λ+=24 m,λ= m.由v=得,v= m/s= m/s.
(2)由于λ= m,大于竖立电线杆的直径,所以此波通过竖立的电线杆时会发生明显的衍射现象.
(3)、(4)由于λ= m>3 m,所以此波无论是通过直径为3 m的桥墩,还是通过宽为3 m的涵洞,都能发生明显的衍射现象.