2019-2020年物理粵教版選修3-4課后集訓(xùn)：第二章第二節(jié)機(jī)械波的圖象描述 Word版含解析.doc

2019-2020年物理粵教版選修3-4課后集訓(xùn)：第二章第二節(jié)機(jī)械波的圖象描述 Word版含解析基礎(chǔ)過關(guān)1.圖2-2-4所示為一列簡諧波在某一時刻的波形圖，此時刻質(zhì)點F的振動方向如圖所示.則( )圖2-2-4A.該波向左傳播 B.質(zhì)點B和D的運動方向相同C.質(zhì)點C比質(zhì)點B先回到平衡位置 D.此時質(zhì)點F和H的加速度相同E.此時刻E點的位移為零解析：由平移法可知，波只有向左傳播才會有此時刻質(zhì)點F的運動方向向下.同理，質(zhì)點D、E的運動方向也向下，而質(zhì)點A、B、H的運動方向向上.質(zhì)點F、H相對各自平衡位置的位移相同，由簡諧振動的運動學(xué)特征a=可知，兩質(zhì)點的加速度相同.因質(zhì)點C直接從最大位移處回到平衡位置，即tC=；而質(zhì)點B要先運動到最大位移處，再回到平衡位置，故tB=tC.答案：ACDE2.聲波在鋼中的波速比空氣中的大，當(dāng)聲波從空氣傳到鋼中時( )A.頻率變小，波長變小 B.頻率變大，波長不變C.頻率不變，波長變大 D.頻率不變，波長變小解析：機(jī)械波的頻率由波源決定，與介質(zhì)無關(guān)，聲波在鋼中波速大，則波長大.答案：C3.圖2-2-5所示為波源開始振動后經(jīng)過一個周期的波形圖，設(shè)介質(zhì)中質(zhì)點振動周期為T，下列說法中正確的是( )圖2-2-5A.若M點為波源，則M點開始振動時方向向下B.若M點為波源，則P點已經(jīng)振動了C.若N點為波源，則P點已經(jīng)振動了D.若N點為波源，則該時刻P質(zhì)點動能最大解析：若M點為波源，相當(dāng)于M點追隨它左邊的點，又因為是經(jīng)過一個周期的波形，此時M點的振動方向向上，即為開始振動時的方向或者根據(jù)波傳到了N點，此時N點振動方向向上，即波源的開始振動方向向上，而傳到P點要經(jīng)過，因而P點已振動.若N點為波源，N開始振動方向向下，傳到P點經(jīng)，故P點已振動了，而此時P點在最大位移處，速度為零，動能最小.答案：C4.圖2-2-6所示的是一列簡諧波在某一時刻的波形圖象.下列說法中正確的是( )圖2-2-6A.質(zhì)點A、C、E、G、I在振動過程中位移總是相同B.質(zhì)點B、F在振動過程中位移總是相等C.質(zhì)點D、H的平衡位置間的距離是一個波長D.質(zhì)點A、I在振動過程中位移總是相同，它們的平衡位置間的距離是一個波長解析：從圖象中可以看出質(zhì)點A、C、E、G、I在該時刻的位移都是零，由于波的傳播方向是向右的，容易判斷出質(zhì)點A、E、I的速度方向是向下的，而質(zhì)點C、G的速度方向是向上的，因而這五個點的位移不總是相同，A錯誤；質(zhì)點B、F是同處在波峰的兩個點，它們的振動步調(diào)完全相同，在振動過程中位移總是相等，B正確；質(zhì)點D、H是處在相鄰的兩個波谷的點，它們的平衡位置之間的距離等于一個波長，C正確；雖然質(zhì)點A、I在振動過程中位移總是相同，振動步調(diào)也完全相同，但由于它們不是相鄰的振動步調(diào)完全相同的兩個點，它們的平衡位置之間的距離不是一個波長(應(yīng)為兩個波長)，D錯誤.答案：BC5.一列簡諧波在t時刻的波形如圖2-2-7所示，此時刻介質(zhì)質(zhì)點M的運動方向向上，經(jīng)過時間t后的波形如圖中虛線所示，若振源周期為T，則( )圖2-2-7A.t一定為 B.t可能為C.t一定為 D.t可能為解析：由M點的運動方向向上可判定波沿x軸負(fù)向傳播，可認(rèn)為圖中的虛線是由實線向左平移個波形得到的，故t可能是T，當(dāng)然，也可能是nT+T,故D對.答案：D6.一列簡諧橫波，在t=0時刻的波形如圖2-2-8所示，自右向左傳播，已知在t1=0.7 s時P點出現(xiàn)第二次波峰(0.7 s內(nèi)P點出現(xiàn)兩次波峰)，Q點的坐標(biāo)是(-5，0)，則以下判斷中正確的是( )圖2-2-8A.質(zhì)點A和質(zhì)點B在t=0時刻的位移是相等的 B.在t=0時刻，質(zhì)點C向上運動C.在t1=0.7 s末，Q點第一次出現(xiàn)波峰 D.在t2=0.9 s末，Q點第一次出現(xiàn)波峰解析：t=0時刻，A、B位移等大反向，故A錯；因波向左傳播，故質(zhì)點C向上運動，B項正確；波動中各質(zhì)點的振動周期為T，則=0.7 s，故T=0.4 s.波源振動一個周期的時間內(nèi)，波向前移動一個波長，由圖知，該長度為4 m，而Q點到與其最近的波峰間的距離為7 m，故在0.7 s末Q點第一次出現(xiàn)波峰，選項C正確，D錯誤.答案：BC綜合運用7.某質(zhì)點在坐標(biāo)原點O處做簡諧運動，其振幅為5 cm，振動周期為0.4 s，振動在介質(zhì)中沿x軸正向傳播，波速為1 m/s，當(dāng)質(zhì)點由平衡位置O開始向上振動0.2 s時立即停止振動，則振源停止振動后經(jīng)過0.2 s時刻的波形是( )解析：因振源只振動了0.2 s，故波形沿波的傳播方向向前平移2.答案：C8.如圖2-2-9所示，為一列簡諧橫波某一時刻的圖象，若已知P點的振動方向向上，則這列波正在向_傳播.圖2-2-9解析：(1)特殊點法：由于P點振動方向向上，說明它比它相鄰的波峰振動得晚，由圖知該波在向右傳播.(2)上、下“坡”法：由于P點振動方向向上，故其所在坡路為下坡，由圖可以看出該波正向右傳播.答案：右9.在如圖2-2-10所示的兩個圖象中，圖甲是一列簡諧波在t=0.05 s時刻的波形曲線，圖乙是該波所在介質(zhì)中平衡位置為x=1 m的質(zhì)點的振動圖象.由這兩個圖象可知，波速的大小為_；波的傳播方向是_.圖2-2-10解析：根據(jù)振動圖象可知周期T=0.20 s，在t=0.05 s時，x=1 m質(zhì)點正通過平衡位置向下運動，由波的圖象可知，波沿x軸負(fù)方向傳播.從波的圖象中還可知波長為4 m，由公式v=T即可求得波速大小為20 m/s.答案：20 m/s 沿x軸向負(fù)方向傳播10.從甲地向乙地發(fā)出頻率為50 Hz的聲波，若當(dāng)波速為330 m/s時，在甲、乙兩地間有若干個完整波形的波，當(dāng)波速為340 m/s時，甲、乙兩地間完整波形的波數(shù)減少了一個，則甲、乙兩地相距多少米？解析：本題主要考查了波長、頻率、波速三者之間的關(guān)系及學(xué)生的空間想像能力，此題創(chuàng)新之處在于雖在同一介質(zhì)中波速卻發(fā)生了變化，有人認(rèn)為這題有問題，其實不然，雖是同一介質(zhì)，當(dāng)溫度發(fā)生變化時，波速也隨之變化，由題意得兩次波長分別為：1=m 2=設(shè)波速為330 m/s時，甲、乙兩地間有n個完整波形.據(jù)題意有：(n-1)1=n2所以n=34所以甲、乙兩地間距離為s=n2=34m=224.4 m答案：224.4 m附送：2019-2020年物理粵教版選修3-4課后集訓(xùn)：第二章第五節(jié)多普勒效應(yīng) Word版含解析基礎(chǔ)過關(guān)1.關(guān)于多普勒效應(yīng)，以下說法正確的有( )A.只有機(jī)械波才能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)B.機(jī)械波、電磁波、光波等均能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)C.產(chǎn)生多普勒效應(yīng)的原因是波源的頻率發(fā)生了變化D.產(chǎn)生多普勒效應(yīng)的原因是觀察者接受的頻率發(fā)生了變化解析：多普勒效應(yīng)是波動過程共有的特征，無論是機(jī)械波、電磁波還是光波都會發(fā)生多普勒效應(yīng)，產(chǎn)生多普勒效應(yīng)的原因是觀察者接收的頻率發(fā)生了變化，而波源的頻率不變.故B、D正確A、C錯誤.答案：BD2.關(guān)于多普勒效應(yīng)，下列說法正確的是( )A.多普勒效應(yīng)是由于波的干涉引起的B.多普勒效應(yīng)說明波源的頻率發(fā)生改變C.多普勒效應(yīng)是由于波源與觀察者之間有相對運動而產(chǎn)生的D.只有聲波才可以產(chǎn)生多普勒效應(yīng)解析：多普勒效應(yīng)的實質(zhì)是由于觀察者與波源在相對運動時，觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化而感覺到波的頻率發(fā)生了改變，而實際上波源的頻率是不會改變的，且多普勒效應(yīng)是波動過程的共有特征.答案：C3.如圖2-5-1為一波源O做勻速直線運動時在均勻介質(zhì)中產(chǎn)生球面波的情況，則（ ）圖2-5-1A.該波源正在移向a點 B.該波源正在移向b點C.在a處觀察波的頻率變低 D.在b處觀察波的頻率變低解析：波源在某一位置產(chǎn)生一列波面后，該波面以該位置為球心，以波速作為傳播速度向外傳播；反之，由波面可確定出該波面的產(chǎn)生位置.波源、波面半徑大，表示產(chǎn)生時間早，傳播時間長.對照圖示，可確定出波源由右向左變換，故A對B錯.由于觀察者不動，故波面經(jīng)過觀察者時的速度等于波速，而在a處觀察時，相鄰波面間距比波源不時間距小，因而經(jīng)過觀察者時間隔短，頻率大，同理在b處時間隔長、頻率小，故C錯D對.答案：AD方法點撥：1.判定波源運動方向可直接根據(jù)波形密集、稀疏情況判定(向密集方向運動).2.若波源不動，波面間距應(yīng)為；若波源以速度v運動，密集處波面間距離變?yōu)?vT(T為波的周期)；右邊稀疏處變?yōu)?vT.由此可定量計算.3.波源向觀察者運動，聽到的頻率變高，波源背離觀察者運動，聽到的頻率變低.4.公路巡警開車在高速公路上以100 km/h的恒定速度巡查，在同一車道上巡警車向前方的一輛轎車發(fā)出一個已知頻率的電磁波，如果該電磁波被那輛轎車反射回來時，巡警車接收到的電磁波頻率比發(fā)出時低，說明那輛轎車的車速( )A.高于100 km/h B.低于100 km/hC.等于100 km/h D.無法確定解析：由多普勒效應(yīng)知，巡警車接收到的頻率低了，即觀察者接收到的頻率低了，說明轎車和巡警車在相互遠(yuǎn)離，而巡警車速度恒定，因此可以判定轎車的速度比巡警車速度大，故A正確.答案：A5.當(dāng)火車減速進(jìn)站鳴笛時，我們可聽到的聲調(diào)( )A.越來越高 B.不變 C.越來越低沉 D.不知聲速和火車車速無法判斷解析：當(dāng)火車減速進(jìn)站時，觀察者接收的頻率f=f.因為v源逐漸減小，所以f逐漸減小，音調(diào)變低.答案：C6.有一測速雷達(dá)，發(fā)射電磁波頻率為f1，想用它來測量一迎面開來的汽車的車速，設(shè)該雷達(dá)接收到的從汽車反射回來的反射波頻率為f2，則( )A.f1f2 B.f1=f2 C.f1f2 D.無法確定解析：因為迎面開來的汽車與雷達(dá)間的距離不斷減小，故被車反射回來的電磁波的頻率變大.答案：C綜合運用7.某人乘火車由甲地去乙地.途中此人乘坐的列車超過一列貨運列車，超車時聽到貨運列車發(fā)出的笛聲頻率為f1;此人乘坐的列車以后又與迎面駛來的一列客車錯車，聽到客車駛近時的笛聲頻率為f2.已知我們生產(chǎn)的機(jī)車發(fā)出的笛聲相同，則f1與f2的大小關(guān)系是f1_f2.此人乘坐的列車一直在向前行駛.解析：設(shè)機(jī)車笛聲頻率為f0，此人乘的列車超過同方向行駛的貨運列車時，兩列火車是相互遠(yuǎn)離的相對運動，乘車人聽到貨運列車笛聲的頻率變小，則f1f0；當(dāng)此人乘坐的列車與遠(yuǎn)方駛近的客車相互接近時，乘車人聽到對方車的笛聲頻率變大，故f2f0,所以f1f2.答案：小于8.有經(jīng)驗的鐵路工人為什么可以從火車的汽笛聲判斷火車的運行方向和快慢？解析：若火車靠近工人，人感覺汽笛聲的音調(diào)升高，速度越快，音調(diào)越高，反之相反，鐵路工人通過判斷火車汽笛音調(diào)的高低從而判定火車的運行方向和快慢.9.如圖2-5-2所示，S為聲源，P點有一個觀察者，已知聲源發(fā)聲的頻率為20 Hz，當(dāng)觀察者不動，聲源S以17 m/s的速度靠近觀察者運動時，觀察者接收的頻率為多少？圖2-5-2解析：當(dāng)聲源S以17 m/s的速度靠近觀察者時，波長被壓縮為=-v源T，故觀察者接收到的頻率f=,v=340 m/s與波源運動無關(guān)，=vT,f=21 Hz答案：21 Hz10.正在報警的警鐘，每隔0.5 s響一聲，聲波在空氣中的速度v=340 m/s.問在t=5 min內(nèi)(警鐘已響了很久)：(1)如果警鐘不動，某人乘坐速度v0=20 m/s的汽車向警鐘接近，能聽到幾響？(2)如果人和警鐘都以20 m/s的速度相互接近，能聽到幾響？解析：(1)0.5 s內(nèi)，聲波傳播s=3400.5 m=170 m人乘車接近聲波時波相對人的速度