2025高中物理人教版選修3-4教學(xué)資源包（名師同步導(dǎo)學(xué)）第12章　第1節(jié)含答案

2025高中物理人教版選修3-4教學(xué)資源包（名師同步導(dǎo)學(xué)）第十二章機(jī)械波第1節(jié)波的形成和傳播課時(shí)分層訓(xùn)練「基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練」1．圖中展示了一張骨牌倒下時(shí)引起的相鄰骨牌依次倒下的照片，以及一陣風(fēng)吹過(guò)麥地形成的麥浪滾滾的景象．關(guān)于骨牌和麥浪的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()A．骨牌的運(yùn)動(dòng)形成了波，麥子的運(yùn)動(dòng)形成的不是波B．麥子的運(yùn)動(dòng)形成了波，骨牌的運(yùn)動(dòng)形成的不是波C．麥浪和骨牌的運(yùn)動(dòng)都形成了波D．麥浪和骨牌的運(yùn)動(dòng)都沒(méi)有形成波解析：選A當(dāng)物體的某一部分發(fā)生振動(dòng)時(shí)，其余各部分由于質(zhì)點(diǎn)的相互作用也會(huì)相繼振動(dòng)起來(lái)，物質(zhì)本身沒(méi)有相應(yīng)的大塊的移動(dòng)，所以骨牌的運(yùn)動(dòng)形成了波，麥子的運(yùn)動(dòng)形成的不是波，故選項(xiàng)A正確．2．關(guān)于機(jī)械波，以下說(shuō)法正確的是()A．聲波屬于機(jī)械波，是橫波B．質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向跟波的傳播方向在同一直線上的波是橫波C．機(jī)械波向外傳播的是振源的振動(dòng)形式、信息和能量D．簡(jiǎn)諧波傳播過(guò)程中各質(zhì)點(diǎn)起振方向與振源起振方向可能不相同解析：選C聲波屬于機(jī)械波，是縱波，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向跟波的傳播方向在同一直線上的波是縱波，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；機(jī)械波在傳播振動(dòng)形式的過(guò)程中同時(shí)傳遞了信息和能量，C選項(xiàng)正確；簡(jiǎn)諧波傳播過(guò)程中各質(zhì)點(diǎn)起振方向與振源起振方向相同，D選項(xiàng)錯(cuò)誤．3．在一平靜的湖面上漂浮著一輕木塊，向湖中投入一石塊，在湖面上激起水波，關(guān)于木塊的運(yùn)動(dòng)情況，以下說(shuō)法正確的是()A．因?yàn)椤半S波逐流”木塊將被推至遠(yuǎn)處B．因不知道木塊離波源的遠(yuǎn)近如何，所以無(wú)法確定木塊的運(yùn)動(dòng)情況C．無(wú)論木塊離波源的遠(yuǎn)近如何，它都不能被波推動(dòng)，最多只能在湖面上做上下振動(dòng)D．木塊被推動(dòng)的距離與木塊的質(zhì)量大小和所受水的阻力的大小等情況有關(guān)解析：選C波傳播的是振動(dòng)這種形式，各質(zhì)點(diǎn)在各自平衡位置運(yùn)動(dòng)，不隨波向前移動(dòng)，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確．4．在敲響古剎里的大鐘時(shí)，有的同學(xué)發(fā)現(xiàn)，停止對(duì)大鐘的撞擊后，大鐘仍“余音未絕”，分析其原因是()A．大鐘的回聲B．大鐘在繼續(xù)振動(dòng)C．人的聽(tīng)覺(jué)發(fā)生“暫留”的緣故D．大鐘雖停止振動(dòng)，但空氣仍在振動(dòng)解析：選B停止對(duì)大鐘的撞擊后，大鐘的振動(dòng)不會(huì)立即停止，振動(dòng)的能量不會(huì)憑空消失，它會(huì)再振動(dòng)一段時(shí)間然后因?yàn)樽枘岫Ｖ?，因此還會(huì)在空氣中形成聲波，這就是余音未絕的原因，所以選項(xiàng)B正確．5．把鬧鐘懸放在密閉的玻璃罩內(nèi)，在玻璃罩外仍然可以聽(tīng)到鬧鐘的鈴聲，但如果將罩內(nèi)空氣抽去，就聽(tīng)不到鬧鐘的鈴聲，這說(shuō)明()A．聲波是縱波B．抽去罩內(nèi)的空氣后，鬧鐘不再運(yùn)轉(zhuǎn)了C．氣體和固體都能傳播聲音D．聲波不能在真空中傳播解析：選D聲音是機(jī)械波，機(jī)械波的傳播需要介質(zhì)，聲音可以在氣體、液體和固體中傳播，將罩內(nèi)空氣抽去，就聽(tīng)不到鬧鐘的鈴聲，說(shuō)明聲音不能在真空中傳播，D選項(xiàng)正確；根據(jù)題干信息不能說(shuō)明聲波是縱波，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；鬧鐘的運(yùn)轉(zhuǎn)不需要空氣，抽去空氣后仍能正常工作，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；重新向玻璃罩內(nèi)注入空氣又聽(tīng)到了鬧鐘的鈴聲，這說(shuō)明聲音要靠空氣傳播的，不能說(shuō)明固體能傳播聲音，C選項(xiàng)錯(cuò)誤．6．如圖所示是一列沿著繩向右傳播的繩波波形，此時(shí)波剛傳到B點(diǎn)，由圖可判斷波源A點(diǎn)開(kāi)始的振動(dòng)方向是()A．向左 B．向右C．向下 D．向上解析：選D由于波剛傳到B點(diǎn)，所以B點(diǎn)此時(shí)的振動(dòng)方向就是波源的起振方向，由題圖根據(jù)波的傳播與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的關(guān)系可以知道，B質(zhì)點(diǎn)此時(shí)正向上振動(dòng)，所以波源A點(diǎn)剛開(kāi)始的振動(dòng)方向向上，選項(xiàng)D正確．7．(多選)一列橫波在某時(shí)刻的波形圖象如圖所示，a、b、c、d為介質(zhì)中的四個(gè)質(zhì)點(diǎn)．a(chǎn)在波峰，d在波谷，c在平衡位置，b的位移大小等于振幅的一半，四個(gè)質(zhì)點(diǎn)的加速度大小分別為aa、ab、ac、ad，它們的速度大小分別為va、vb、vc、vd，則()A．a(chǎn)c<ab<aa＝ad B．a(chǎn)c>ab>aa＝adC．va＝vd>vb>vc D．va＝vd<vb<vc解析：選AD由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，質(zhì)點(diǎn)受回復(fù)力作用其大小與位移的大小成正比，因而加速度的大小與位移的大小成正比，所以這四個(gè)點(diǎn)的加速度關(guān)系為ac<ab<aa＝ad，A選項(xiàng)正確；而質(zhì)點(diǎn)越靠近平衡位置速度越大，位移越大則速度越小，四點(diǎn)的速度大小關(guān)系為va＝vd<vb<vc，D選項(xiàng)正確．8．(多選)下列有關(guān)橫波與縱波的說(shuō)法中正確的是()A．沿水平方向傳播的波為橫波B．縱波可以在固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)介質(zhì)中傳播C．縱波與橫波不可以同時(shí)在同一介質(zhì)中傳播D．凡是振動(dòng)方向與波傳播方向在同一條直線上的波都是縱波解析：選BD橫波和縱波的標(biāo)準(zhǔn)是振動(dòng)方向和波的傳播方向是垂直還是共線，不是按波的傳播方向判斷，A錯(cuò)誤，D正確；縱波可以在固、液、氣態(tài)介質(zhì)中傳播，B正確；縱波和橫波可以同時(shí)在同一介質(zhì)中傳播，比如地震波中既有橫波也有縱波，C錯(cuò)誤．9．(多選)(2018·北京市四中高二期中)水平放置的彈性長(zhǎng)繩上有一系列均勻分布的質(zhì)點(diǎn)1、2、3、…使質(zhì)點(diǎn)1沿豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)將沿繩向右傳播，從質(zhì)點(diǎn)1經(jīng)過(guò)平衡位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)振動(dòng)傳播到質(zhì)點(diǎn)13時(shí)，質(zhì)點(diǎn)1恰好完成一次全振動(dòng)．此時(shí)質(zhì)點(diǎn)10的加速度()A．為零 B．為最大值C．方向向上 D．方向向下解析：選BD根據(jù)題意，當(dāng)振動(dòng)傳播到質(zhì)點(diǎn)13時(shí)，質(zhì)點(diǎn)1恰好完成一次全振動(dòng)；故1～13點(diǎn)間波形為一個(gè)完整的正弦波形，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)10處于正向最大位移處，合力提供回復(fù)力，指向平衡位置；根據(jù)牛頓第二定律，加速度方向也指向平衡位置，故一定是豎直向下；由于此時(shí)質(zhì)點(diǎn)10處于正向最大位移處，根據(jù)a＝－eq\f(kx,m)可知，加速度最大，故選BD.「能力提升練」10．(多選)日本近海地震引發(fā)海嘯，造成了重大的人員傷亡，海嘯實(shí)際上是一種波浪運(yùn)動(dòng)，也可稱(chēng)為地震海浪，下列說(shuō)法中正確的是()A．波源停止振動(dòng)時(shí)，海嘯和地震波的傳播立即停止B．地震波和海嘯都是由機(jī)械振動(dòng)引起的機(jī)械波C．已知地震波的縱波速度大于橫波速度，此性質(zhì)可用于橫波的預(yù)警D．地震波和海嘯具有能量，隨著傳播將愈來(lái)愈強(qiáng)解析：選BC震源的機(jī)械振動(dòng)帶動(dòng)與其相鄰的其他質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，再帶動(dòng)更遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)使震源的振動(dòng)由近及遠(yuǎn)向外傳播，形成地震波，所以波源停止振動(dòng)時(shí)海嘯和地震波的傳播不會(huì)立即停止，A選項(xiàng)錯(cuò)誤，B選項(xiàng)正確；地震波中既有橫波又有縱波，而縱波速度大于橫波速度，故此性質(zhì)可用于橫波的預(yù)警，C選項(xiàng)正確；地震波和海嘯具有能量，但由于質(zhì)點(diǎn)由靜止到運(yùn)動(dòng)需要增加動(dòng)能，質(zhì)點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中要克服摩擦力做功，所以會(huì)有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故隨著波的傳播其能量將愈來(lái)愈弱，D選項(xiàng)錯(cuò)誤．11．(多選)如圖所示，沿水平方向的介質(zhì)中的部分質(zhì)點(diǎn)，每相鄰兩質(zhì)點(diǎn)的距離相等，其中0為波源，設(shè)波源的振動(dòng)周期為T(mén)，從波源通過(guò)平衡位置豎直向下振動(dòng)開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)eq\f(T,4)質(zhì)點(diǎn)1開(kāi)始振動(dòng)，則下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)和介質(zhì)中的波的說(shuō)法中正確的是()A．介質(zhì)中所有質(zhì)點(diǎn)的起振方向都是豎直向下的，但圖中質(zhì)點(diǎn)9起振最晚B．圖中所畫(huà)出的質(zhì)點(diǎn)起振時(shí)間都是相同的，起振的位置和起振的方向是不同的C．圖中質(zhì)點(diǎn)8的振動(dòng)完全重復(fù)質(zhì)點(diǎn)7的振動(dòng)，只是質(zhì)點(diǎn)8振動(dòng)時(shí)，通過(guò)平衡位置或最大位移處的時(shí)間總是比質(zhì)點(diǎn)7通過(guò)相同的位置時(shí)落后eq\f(T,4)D．只要圖中所有質(zhì)點(diǎn)都已振動(dòng)了，質(zhì)點(diǎn)1與質(zhì)點(diǎn)9的振動(dòng)步調(diào)就完全一致，如果質(zhì)點(diǎn)1發(fā)生的是第100次振動(dòng)，則質(zhì)點(diǎn)9發(fā)生的就是第98次振動(dòng)解析：選ACD機(jī)械波傳播的是振動(dòng)形式，波源開(kāi)始向下振動(dòng)則波中所有質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)的方向都是向下的，但振動(dòng)是滯后的，滯后的時(shí)間按兩點(diǎn)的相差的波長(zhǎng)個(gè)數(shù)來(lái)計(jì)算．差多少個(gè)波長(zhǎng)就滯后多少個(gè)周期，故A、C、D對(duì)，B錯(cuò)．12．(多選)一般高層建筑物在底層與巖石之間建有支柱，如圖所示．地震時(shí)產(chǎn)生的縱波和橫波是造成建筑物損壞的主要原因，為了避免在地震時(shí)建筑物損壞，可在建造時(shí)采取適當(dāng)?shù)拇胧铝凶龇ㄖ斜容^合理的是()A．減小支柱的長(zhǎng)度B．增加建筑物的高度C．在建筑物底層與支柱間嵌入高彈性橡膠塊D．在支柱和巖石間安置可在水平方向滑動(dòng)的護(hù)墊解析：選CD分析橫波與縱波的特點(diǎn)，橫波是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與傳播方向相互垂直，而縱波是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與傳播方向共線，橫波使建筑物水平晃動(dòng)，縱波使建筑物上下晃動(dòng)，由于橫波與縱波的傳播速度不一，會(huì)產(chǎn)生巨大的破壞力．為了避免在地震時(shí)建筑物損壞，可在建造時(shí)采取適當(dāng)?shù)拇胧?，?lái)減小水平與上下晃動(dòng)，因此在建筑物底層與支柱間嵌入高彈性橡膠塊或在支柱和巖石間安置可在水平方向滑動(dòng)的護(hù)墊，來(lái)減緩水平與上下晃動(dòng)，從而起到降低損失的作用，A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤，C、D選項(xiàng)正確．13．(2018·北京豐臺(tái)區(qū)檢測(cè))如圖所示，1、2、3、4…是某繩(可認(rèn)為是均勻介質(zhì))上一系列等間距的質(zhì)點(diǎn)．開(kāi)始時(shí)繩處于水平方向，質(zhì)點(diǎn)1在外力作用下沿豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)2、3、4…各個(gè)質(zhì)點(diǎn)依次上下振動(dòng)，把振動(dòng)從繩的左端傳到右端．已知t＝0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)1開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)二分之一周期，質(zhì)點(diǎn)9開(kāi)始運(yùn)動(dòng)．則在二分之一周期時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A．質(zhì)點(diǎn)3向上運(yùn)動(dòng) B．質(zhì)點(diǎn)5所受回復(fù)力為零C．質(zhì)點(diǎn)6的加速度向下 D．質(zhì)點(diǎn)9的振幅為零解析：選A經(jīng)過(guò)二分之一周期，質(zhì)點(diǎn)9開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)9開(kāi)始向下振動(dòng)，其位移為零，但振幅不為零，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)3向上運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確；質(zhì)點(diǎn)5在波谷，此時(shí)的回復(fù)力最大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)6在平衡位置以下向下振動(dòng)，加速度向上，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．14．已知波源所在處的質(zhì)點(diǎn)，開(kāi)始振動(dòng)的方向(起振方向)是向上的．經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，波傳播到P點(diǎn)，試分析P點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的方向．解析：波傳播過(guò)程中，后面質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況重復(fù)前面質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況．波源中質(zhì)點(diǎn)的起振方向是向上的，則后面所有質(zhì)點(diǎn)的起振方向都是向上的．答案：向上15．某同學(xué)在t＝0時(shí)刻手抓繩子左端(右端繩頭固定)將其上下抖動(dòng)，如圖所示為經(jīng)過(guò)eq\f(T,4)形成的繩波，試畫(huà)出再經(jīng)過(guò)eq\f(3T,4)形成的繩波．解析：由題意可知，經(jīng)過(guò)eq\f(T,4)，波沿繩傳播到第5個(gè)質(zhì)點(diǎn)，再經(jīng)eq\f(3T,4)，沿繩傳播到第17個(gè)質(zhì)點(diǎn)，且質(zhì)點(diǎn)剛要向下振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)1回到平衡位置剛要向下振動(dòng)，此時(shí)繩波為答案：見(jiàn)解析第十二章機(jī)械波第2節(jié)波的圖象課時(shí)分層訓(xùn)練「基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練」1．一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正向傳播，某時(shí)刻的圖象如圖所示，坐標(biāo)為(3,0)的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)eq\f(1,4)周期后該質(zhì)點(diǎn)的坐標(biāo)是()A．(3,2) B．(4,2)C．(4，－2) D．(3，－2)解析：選A簡(jiǎn)諧波沿x軸正方向傳播，坐標(biāo)為(3,0)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向沿y軸正方向，經(jīng)過(guò)eq\f(1,4)周期后該質(zhì)點(diǎn)到達(dá)波峰，坐標(biāo)為(3,2)，A正確．2．(多選)如圖所示，下列說(shuō)法中正確的是()A．此列波的振幅是0.1mB．x＝15m處質(zhì)點(diǎn)的位移是0.1mC．若A的速度沿y軸正方向，則B的速度亦沿y軸正方向D．A的加速度沿y軸的負(fù)方向，而B(niǎo)、C的加速度沿y軸的正方向解析：選ACD從波動(dòng)圖象上可以直接讀出振幅、某質(zhì)點(diǎn)的位移，判定運(yùn)動(dòng)方向，可知A、C、D均正確．3．(多選)如圖所示，手持較長(zhǎng)軟繩端點(diǎn)O以周期T在豎直方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)繩上的其他質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)形成簡(jiǎn)諧波沿繩水平傳播，繩上有另一質(zhì)點(diǎn)P，且O、P的平衡位置間距為L(zhǎng).此時(shí)O位于最高點(diǎn)，P的位移恰好為零．下列判斷正確的是()A．該簡(jiǎn)諧波是縱波B．此時(shí)P的速度方向豎直向上C．此時(shí)Q的速度方向豎直向上D．此時(shí)Q的加速度方向豎直向下解析：選CD繩上的質(zhì)點(diǎn)上下振動(dòng)，形成水平方向的簡(jiǎn)諧波，根據(jù)橫波的定義可知，該簡(jiǎn)諧波是橫波，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；此時(shí)，P的位移恰好為零，根據(jù)波動(dòng)規(guī)律可知，波向右傳播，P點(diǎn)速度方向豎直向下，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；波向右傳播，由波的方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向的關(guān)系可知，Q點(diǎn)速度方向豎直向上，C選項(xiàng)正確；Q點(diǎn)在平衡位置的上方，Q點(diǎn)的位移向上，受到的回復(fù)力的方向向下，則加速度的方向也向下，D選項(xiàng)正確．4．(多選)簡(jiǎn)諧橫波某時(shí)刻的波形圖線如圖所示，由圖可知()A．若質(zhì)點(diǎn)a向下運(yùn)動(dòng)，則波是從左向右傳播的B．若質(zhì)點(diǎn)b向上運(yùn)動(dòng)，則波是從左向右傳播的C．若波從右向左傳播，則質(zhì)點(diǎn)c向下運(yùn)動(dòng)D．若波從右向左傳播，則質(zhì)點(diǎn)d向上運(yùn)動(dòng)解析：選BD如果波向左傳播，由下坡上振，上坡下振(沿著波的傳播方向看)可知題圖中a、b質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，c、d質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，D選項(xiàng)正確，A、C選項(xiàng)錯(cuò)誤；同理，選項(xiàng)B正確．5．振源A帶動(dòng)細(xì)繩上各點(diǎn)上下做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，t＝0時(shí)刻繩上形成的波形如圖所示．規(guī)定繩上質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)閤軸的正方向，則P點(diǎn)的振動(dòng)圖象是()解析：選B根據(jù)題意知，t＝0時(shí)P點(diǎn)正由平衡位置向下運(yùn)動(dòng)，故比較各圖知，選項(xiàng)B正確．6．一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，某時(shí)刻的波形如圖所示．P為介質(zhì)中的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，從該時(shí)刻開(kāi)始的一段極短時(shí)間內(nèi)，P的速度v和加速度a的大小變化情況是()A．v變小，a變大 B．v變小，a變小C．v變大，a變大 D．v變大，a變小解析：選D由題圖可得，波沿x軸正方向傳播，P質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸正方向，向平衡位置靠近，做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，v變大，a變小，選項(xiàng)D正確．7．下列選項(xiàng)為一列橫波在某介質(zhì)中傳播時(shí)某一時(shí)刻的波形圖，已知波的傳播方向向右，能正確描述各質(zhì)點(diǎn)繼續(xù)振動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)方向的是()解析：選C處在波峰或波谷處的質(zhì)點(diǎn)一定向平衡位置處運(yùn)動(dòng)，故A、D錯(cuò)誤；利用“上下坡法”可知B圖的左邊平衡位置處的質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，故B錯(cuò)誤，C正確．8．一列簡(jiǎn)諧波在x軸上傳播．波源的振動(dòng)周期為0.4s．已知t＝0時(shí)刻的波形圖如圖所示，圖中M處的質(zhì)點(diǎn)此時(shí)正經(jīng)過(guò)平衡位置沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，畫(huà)出t＝0.1s時(shí)的波形圖．解析：經(jīng)過(guò)0.1s，各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)了eq\f(1,4)T，根據(jù)特殊點(diǎn)法可以判斷，P質(zhì)點(diǎn)回到平衡位置，M質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到波峰．波形圖如圖所示．答案：見(jiàn)解析「能力提升練」9．一列橫波向右傳播，某時(shí)刻介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)A的位置如圖.eq\f(1,2)周期后，質(zhì)點(diǎn)A位于平衡位置的()A．上方，且向上運(yùn)動(dòng) B．下方，且向上運(yùn)動(dòng)C．上方，且向下運(yùn)動(dòng) D．下方，且向下運(yùn)動(dòng)解析：選C橫波向右傳播，根據(jù)“上下坡法”知圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)A向上運(yùn)動(dòng)，則eq\f(1,2)周期后，質(zhì)點(diǎn)A位于平衡位置的上方，且向下運(yùn)動(dòng)，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確．10．一簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正向傳播，圖甲是t＝0時(shí)刻的波形圖，圖乙是介質(zhì)中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，則該質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)值合理的是()A．0.5m B．1.5mC．2.5m D．3.5m解析：選C由振動(dòng)圖象可知，t＝0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)位移在－0.2～－0.1m之間，振動(dòng)方向向下；由波動(dòng)圖象可知，質(zhì)點(diǎn)在x＝2m與x＝3m之間，選項(xiàng)C正確．11．簡(jiǎn)諧橫波某時(shí)刻的波形如圖所示，P為介質(zhì)中的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，波沿x軸的正方向傳播．下列說(shuō)法正確的是()A．再過(guò)一個(gè)周期時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P的位移為正值B．質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)刻的速度沿x軸的正方向C．質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)刻的速度沿y軸的負(fù)方向D．經(jīng)過(guò)一個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程為2a解析：選A圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P的位移為正值，再過(guò)一個(gè)周期時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P回到原位置，位移仍為正值，故A正確；波沿x軸的正方向傳播，根據(jù)波形平移法知質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)刻的速度沿y軸的正方向，故B、C錯(cuò)誤；經(jīng)過(guò)一個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程為4a，故D錯(cuò)誤．12．(多選)如圖所示是一列簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的圖象，A、B、C是介質(zhì)中的三個(gè)質(zhì)點(diǎn)．已知波是沿x軸正方向傳播的，下列說(shuō)法中正確的是()A．質(zhì)點(diǎn)A此時(shí)向y軸負(fù)方向振動(dòng)B．質(zhì)點(diǎn)A的振幅為零C．質(zhì)點(diǎn)B此時(shí)向y軸正方向運(yùn)動(dòng)D．質(zhì)點(diǎn)C再經(jīng)過(guò)eq\f(T,4)通過(guò)平衡位置解析：選CD沿傳播方向介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅均為0.4cm，B錯(cuò)誤；波沿x軸正方向傳播，質(zhì)點(diǎn)A此時(shí)沿y軸正方向振動(dòng)，A錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)B此時(shí)沿y軸正方向振動(dòng)，C正確；質(zhì)點(diǎn)C再經(jīng)過(guò)eq\f(T,4)時(shí)通過(guò)平衡位置，D正確．13．一列沿x軸正方向傳播的橫波在某一時(shí)刻的波形圖象如圖所示．(1)指出這列波中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅是多少；(2)畫(huà)出再經(jīng)過(guò)eq\f(T,4)時(shí)的波形圖象．解析：(1)由圖象最高點(diǎn)為10cm可知振幅為10cm.(2)由題意知，x＝2m處的質(zhì)點(diǎn)正向上運(yùn)動(dòng)，x＝6m處的質(zhì)點(diǎn)正向下運(yùn)動(dòng)．先定出x＝0、2m、4m、6m、8m處的質(zhì)點(diǎn)在經(jīng)過(guò)eq\f(T,4)時(shí)的位置，連接各位置即可得到再經(jīng)過(guò)eq\f(T,4)時(shí)的波形圖象．答案：(1)10cm(2)如圖中虛線所示14．如圖所示，甲為某一波在t＝1.0s時(shí)的圖象，乙為參與該波動(dòng)的P質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，求：(1)在甲圖中畫(huà)出再經(jīng)3.5s時(shí)的波形圖；(2)求再經(jīng)過(guò)3.5s時(shí)P質(zhì)點(diǎn)的路程和位移．解析：(1)由題意結(jié)合題圖可知，T＝1.0s，eq\f(t,T)＝3eq\f(1,2)，再經(jīng)eq\f(7,2)，波形如圖虛線所示．(2)因?yàn)閚＝eq\f(Δt,T/2)＝eq\f(3.5,1/2)＝7所以路程s＝2An＝2×0.2×7m＝2.8m由于波動(dòng)的重復(fù)性，經(jīng)歷時(shí)間為周期的整數(shù)倍時(shí)，位移不變，所以只需考慮從圖示時(shí)刻P質(zhì)點(diǎn)經(jīng)eq\f(T,2)的位移即可，經(jīng)eq\f(T,2)時(shí)間P質(zhì)點(diǎn)的位移為0，所以經(jīng)3.5s質(zhì)點(diǎn)P的位移仍為0.答案：(1)如解析圖所示(2)2.8m0第十二章機(jī)械波第3節(jié)波長(zhǎng)、頻率和波速課時(shí)分層訓(xùn)練「基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練」1．(多選)關(guān)于波的周期下列說(shuō)法正確的是()A．質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期就是波源的周期B．波的周期是由波源驅(qū)動(dòng)力的周期決定的C．波的周期與形成波的介質(zhì)的密度有關(guān)D．經(jīng)歷整數(shù)個(gè)周期波形圖重復(fù)出現(xiàn)，波峰向前移動(dòng)了一段距離解析：選ABD波的周期性是由波源振動(dòng)的周期性決定的，故A選項(xiàng)正確；波的周期等于波源驅(qū)動(dòng)力的周期，與介質(zhì)無(wú)關(guān)，故B選項(xiàng)正確，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；D選項(xiàng)正是波的周期性的體現(xiàn)，故D選項(xiàng)正確．2.關(guān)于機(jī)械波的概念，下列說(shuō)法中正確的是()A．質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向總是垂直于波傳播的方向B．簡(jiǎn)諧波沿長(zhǎng)繩傳播，繩上相距半個(gè)波長(zhǎng)的兩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)位移相同C．任一振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)每經(jīng)過(guò)一個(gè)周期沿波的傳播方向移動(dòng)一個(gè)波長(zhǎng)D．簡(jiǎn)諧波的周期和每個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期相同解析：選D對(duì)于橫波，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向總是垂直于波傳播的方向，而縱波質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向與波傳播的方向在同一直線上，故A錯(cuò)誤；簡(jiǎn)諧波沿長(zhǎng)繩傳播，繩上相距半個(gè)波長(zhǎng)的兩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況總是相反，位移的大小總是相等方向總是相反，故B錯(cuò)誤；波傳播的是振動(dòng)形式，而任一振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)都不隨波向前移動(dòng)，故C錯(cuò)誤；根據(jù)波的周期性可知，簡(jiǎn)諧波的周期和每個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期相同，故D正確．3.(多選)三條在同一水平面上相互平行的彈性繩，在左端同一地點(diǎn)同時(shí)開(kāi)始振動(dòng)，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后出現(xiàn)如圖所示的情況，MN是距起始點(diǎn)相同距離的一條界線，則()A．B波的波長(zhǎng)最大B．A波的振動(dòng)頻率最大C．A、B、C三列波的傳播速度相等D．C與A、B的材料一定不同解析：選ABD由題圖可知，B波的波長(zhǎng)最大，A、B的傳播速度相等，C波的傳播速度最小，由于機(jī)械波的傳播速度由介質(zhì)決定，所以C與A、B的材料一定不同．在相同時(shí)間內(nèi)，A波的波源做全振動(dòng)的次數(shù)最多，因此A波的振動(dòng)頻率最大．4.(多選)一列波正沿x軸正方向傳播，波長(zhǎng)為λ，波的振幅為A，波速為v.某時(shí)刻波形如圖所示，經(jīng)過(guò)t＝eq\f(5λ,4v)時(shí)，下面說(shuō)法正確的是()A．P點(diǎn)沿傳播方向前進(jìn)了eq\f(5,4)λB．質(zhì)點(diǎn)P完成了eq\f(5,4)次全振動(dòng)C．質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)正向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)D．質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的路程為5A解析：選BC在波傳播過(guò)程中，質(zhì)點(diǎn)隨波并不遷移，故A錯(cuò)誤；將v＝eq\f(λ,T)帶入t＝eq\f(5λ,4v)得，t＝eq\f(5T,4)，故P質(zhì)點(diǎn)完成的振動(dòng)為eq\f(5,4)次，故B正確；由于波沿x軸正方向傳播，故P質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)落后于其左方的質(zhì)點(diǎn)，由題圖知P向下振動(dòng)，故C正確；由于P點(diǎn)計(jì)時(shí)時(shí)刻并不位于平衡位置或最大位移處，故在t＝eq\f(5T,4)時(shí)間內(nèi)其路程不等于5A，故D錯(cuò)誤．5．(2018·浙江諸暨中學(xué)高二期中)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，t＝0時(shí)的波形如圖所示，質(zhì)點(diǎn)A與質(zhì)點(diǎn)B相距1m，A點(diǎn)速度沿y軸正方向；t＝0.02s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A第一次到達(dá)正向最大位移處．由此可知()A．此波的傳播速度為25m/sB．此波沿x軸正方向傳播C．從t＝0時(shí)起，經(jīng)過(guò)0.04s，質(zhì)點(diǎn)A沿波傳播方向遷移了1mD．在t＝0.04s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)B處在平衡位置，速度沿y軸負(fù)方向解析：選A由題知λ＝2m，T＝0.08s，則波速v＝eq\f(λ,T)＝25m/s，故A正確；A點(diǎn)速度沿y軸正方向，則波沿x軸負(fù)方向傳播，故B錯(cuò)誤；簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，質(zhì)點(diǎn)A沿波傳播方向并不遷移，故C錯(cuò)誤；此時(shí)B點(diǎn)速度向下，t＝0.04s時(shí)，B點(diǎn)速度向上，故D錯(cuò)誤．6．在平靜的水面上激起一列水波，使漂浮在水面上相距6.0m的小樹(shù)葉a和b發(fā)生振動(dòng)，當(dāng)樹(shù)葉a運(yùn)動(dòng)到上方最大位移處時(shí)，樹(shù)葉b剛好運(yùn)動(dòng)到下方最大位移處，經(jīng)過(guò)1.0s后，樹(shù)葉a的位移第一次變?yōu)榱悖畡t該波的波速可能是()A．1.5m/s B．2m/sC．3m/s D．6m/s解析：選C由樹(shù)葉a的振動(dòng)可知振動(dòng)周期T為4s；6m是半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，6＝(n＋0.5)λ(n＝0、1、2、3、…)．則波速為v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(\f(6,n＋0.5),4)(n＝0、1、2、3、…)，通過(guò)計(jì)算，當(dāng)n＝0時(shí)，v＝3m/s，n＝1時(shí)，v＝1m/s，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．7．一列簡(jiǎn)諧波沿x軸傳播，其波源位于坐標(biāo)原點(diǎn)O.波源剛好完成一次全振動(dòng)時(shí)，形成的簡(jiǎn)諧橫波波形如圖所示．已知波速為8m/s，波源簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期為0.4s，B是沿波傳播方向上介質(zhì)中的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，則()A．圖中x軸上O、A之間的距離為3.2mB．波源的起振方向沿y軸正方向C．在一個(gè)周期內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)A將向右運(yùn)動(dòng)一個(gè)波長(zhǎng)的距離D．圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)B所受的回復(fù)力方向沿y軸正方向解析：選D該波的波長(zhǎng)為λ＝vT＝4×0.8m＝3.2m，則O、A之間的距離為eq\f(λ,2)＝1.6m，故A錯(cuò)誤；波源開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向與波前質(zhì)點(diǎn)的起振方向相同，沿y軸負(fù)方向，故B錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)只是在平衡位置附近上下振動(dòng)，并不隨波遷移，故C錯(cuò)誤；圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)B所受的回復(fù)力方向指向平衡位置，即沿y軸正方向，故D正確．8．一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，在x＝0和x＝0.6m處的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)A、B的振動(dòng)圖象如圖所示．已知該波的波長(zhǎng)大于0.6m，求其波速和波長(zhǎng)．解析：分析振動(dòng)圖象可知，簡(jiǎn)諧橫波的波動(dòng)周期T＝0.4s已知該波的波長(zhǎng)大于0.6m，由圖象可知，波從A傳到B的傳播時(shí)間為Δt＝0.3s根據(jù)波長(zhǎng)、頻率和周期的關(guān)系可知，波速v＝eq\f(Δx,Δt)＝eq\f(0.6,0.3)m/s＝2m/s波長(zhǎng)λ＝vT＝2×0.4m＝0.8m.答案：2m/s0.8m「能力提升練」9．(多選)(2019·天津卷)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，已知x軸上x(chóng)1＝1m和x2＝7m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象分別如圖1、圖2所示，則此列波的傳播速率可能是()A．7m/s B．2m/sC．1.2m/s D．1m/s解析：選BC由兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象可知，t＝0時(shí)刻，x1＝1m處的質(zhì)點(diǎn)處在平衡位置向下運(yùn)動(dòng)，x2＝7m處的質(zhì)點(diǎn)位于波峰處，該波的傳播周期為T(mén)＝4s．若該簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，則兩質(zhì)點(diǎn)間的距離為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(1,4)))λ＝6m(n＝0、1、2、…)，則λ＝eq\f(24,4n＋1)m，由波速的公式得v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(6,4n＋1)m/s(n＝0、1、2、…)，n＝0時(shí)，v＝6m/s；n＝1時(shí)，v＝1.2m/s；n＝2時(shí)，v＝eq\f(2,3)m/s，C正確；若該簡(jiǎn)諧橫波沿x軸負(fù)方向傳播，則兩質(zhì)點(diǎn)間的距離為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(3,4)))λ＝6m(n＝0、1、2、…)，則λ＝eq\f(24,4n＋3)m，由波速的公式得v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(6,4n＋3)m/s(n＝0、1、2、…)，n＝0時(shí)，v＝2m/s；n＝1時(shí)，v＝eq\f(6,7)m/s，B正確，A、D錯(cuò)誤．10．(多選)在均勻介質(zhì)中坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一波源做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其表達(dá)式為y＝5sineq\f(π,2)t(m)，它在介質(zhì)中形成的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，某時(shí)刻波剛好傳播到x＝12m處，波形圖象如圖所示，則()A．此后再經(jīng)過(guò)6s該波傳播到x＝24m處B．M點(diǎn)在此后第3s末的振動(dòng)方向沿y軸正方向C．波源開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向D．此后M點(diǎn)第一次到達(dá)y＝－3m處所需時(shí)間是2s解析：選AB由題中波的圖象可知，該波的波長(zhǎng)λ＝8m，由波源簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式y(tǒng)＝5sineq\f(π,2)t(m)可知，ω＝eq\f(π,2)rad/s，周期T＝eq\f(2π,ω)＝4s，波速v＝eq\f(λ,T)＝2m/s.此后再經(jīng)過(guò)6s，該波再向前傳播的距離s＝vt＝2×6m＝12m，即再經(jīng)過(guò)6s，該波傳播到x＝12m＋12m＝24m處，選項(xiàng)A正確；題中波的圖象上此時(shí)M點(diǎn)向下振動(dòng)，在此后的第3s末eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(即經(jīng)過(guò)\f(3T,4)))的振動(dòng)方向沿y軸正方向，選項(xiàng)B正確；由題圖為某時(shí)刻波剛好傳播到x＝12m時(shí)的波的圖象可知，波源開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的方向沿y軸正方向，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；題圖中M點(diǎn)振動(dòng)方向向下，此后M點(diǎn)第一次到達(dá)y＝－3m處所需的時(shí)間小于半個(gè)周期，即小于2s，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．11．(多選)如圖所示，圖(a)為某一列簡(jiǎn)諧橫波在t＝0時(shí)刻的波動(dòng)圖象，圖(b)為P質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象．下列說(shuō)法正確的是()A．該列波的波速為4m/sB．t＝2.75s時(shí)P質(zhì)點(diǎn)處于波峰C．該波沿x軸負(fù)方向傳播D．再經(jīng)過(guò)5.5s的過(guò)程中P質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程為2.2m解析：選ABC由題圖(a)讀出該波的波長(zhǎng)為λ＝4m，由題圖(b)可知周期為T(mén)＝1.0s，則波速為v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(4m,1.0s)＝4m/s，故A正確；由于該波的周期為1.0s，則t＝2.75s時(shí)刻P的位移與0.75s時(shí)刻的位移是相等的，由題圖(b)可知，此時(shí)P點(diǎn)位于波峰，故B正確；由題圖(b)讀出質(zhì)點(diǎn)P的開(kāi)始時(shí)速度方向?yàn)檠貀軸負(fù)方向，由題圖(a)判斷出該波的傳播方向?yàn)檠豿軸負(fù)方向傳播，故C正確；由題圖可知，該波的振幅為0.2m，因?yàn)棣＝5.5s＝5.5T，根據(jù)質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的特點(diǎn)可知，P在5.5s內(nèi)的路程一定等于4×5.5A＝4.4m，故D錯(cuò)誤．12．(多選)(2018·忻州第一中學(xué)檢測(cè))一列橫波沿直線傳播，在波的傳播方向上有A、B兩點(diǎn)．在t時(shí)刻A、B兩點(diǎn)間形成如圖(a)所示波形，在(t＋3s)時(shí)刻A、B兩點(diǎn)間形成如圖(b)所示波形，已知A、B兩點(diǎn)間距離L＝9m，則以下說(shuō)法中正確的是()A．若周期大于4s，波傳播方向可能向右B．若周期為4s，波傳播方向一定向右C．若波速為8.5m/s，波傳播方向一定向左D．該波波速的最小值可能為0.5m/s解析：選BCD若波向右傳播，3s＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(3,4)))T1(n＝0,1,2,3，…)，T1＝eq\f(12,4n＋3)s；若波向左傳播，3s＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(1,4)))T2(n＝0,1,2,3，…)，T1＝eq\f(12,4n＋1)s．由于n是整數(shù)，當(dāng)n＝0時(shí)，T＝4s時(shí)，符合T1通項(xiàng)，波向右傳播，T≤4s，A錯(cuò)誤，B正確；由題圖知波長(zhǎng)λ＝6m，若波速為8.5m/s，波傳播的距離為x＝vt＝8.5×3m＝25.5m＝4eq\f(1,4)λ，根據(jù)波形的平移，波一定向左傳播，C正確；波傳播的最大距離為向左傳播1.5m，波速可能的最小值為v＝eq\f(x,t)＝eq\f(1.5,3)m/s＝0.5m/s，D正確．13．如圖所示為一列簡(jiǎn)諧波在t1＝0時(shí)刻的圖象．此時(shí)波中質(zhì)點(diǎn)M的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸正方向，且t2＝0.45s時(shí)質(zhì)點(diǎn)M恰好第3次到達(dá)y軸正方向最大位移處．試求：(1)此波向什么方向傳播？(回答“向左”或“向右”)(2)波速是多大？(3)從t1＝0至t3＝1.1s時(shí)間內(nèi)波中質(zhì)點(diǎn)N運(yùn)動(dòng)的路程和t3時(shí)刻的位移分別是多少？解析：(1)分析波形圖，M點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸正方向．根據(jù)波動(dòng)規(guī)律可知，波源振動(dòng)，帶動(dòng)臨近質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)重復(fù)先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況，可知此波向右傳播．(2)在t2＝0.45s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)M恰好第3次到達(dá)正向最大位移處．根據(jù)時(shí)間關(guān)系可知，eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2＋\f(1,4)))T＝0.45s解得周期T＝0.2s分析波形圖可知，波長(zhǎng)λ＝0.4m根據(jù)波長(zhǎng)、周期和波速的關(guān)系可知，波速v＝eq\f(λ,T)＝2m/s.(3)在t1＝0至t3＝1.1s這段時(shí)間，質(zhì)點(diǎn)N經(jīng)過(guò)了5eq\f(1,2)個(gè)周期走過(guò)的路程s＝eq\f(11,2)×4×5cm＝110cmt3時(shí)刻的位移為－2.5cm.答案：(1)此波向右傳播(2)2m/s(3)110cm－2.5cm14．(2019·遼寧錦州高二期末)機(jī)械橫波某時(shí)刻的波形圖如圖所示，波沿x軸正方向傳播，質(zhì)點(diǎn)P的坐標(biāo)x＝0.32m．從此時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，(1)若每間隔最小時(shí)間0.4s重復(fù)出現(xiàn)波形圖，求波速；(2)若P點(diǎn)經(jīng)0.4s第一次達(dá)到正向最大位移，求波速；(3)若P點(diǎn)經(jīng)0.4s到達(dá)平衡位置，求波速．解析：(1)依題意，周期T＝0.4s，波速v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(0.8,0.4)m/s＝2m/s.(2)波沿x軸正方向傳播，當(dāng)x＝0.2m的振動(dòng)傳到P點(diǎn)，P點(diǎn)恰好第一次達(dá)到正向最大位移．波傳播的距離Δx＝0.32m－0.2m＝0.12m波速v＝eq\f(Δx,Δt)＝eq\f(0.12,0.4)m/s＝0.3m/s.(3)波沿x軸正方向傳播，若P點(diǎn)恰好第一次到達(dá)平衡位置則Δx＝0.32m，由周期性，可知波傳播的可能距離Δx＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0.32＋\f(λ,2)n))m(n＝0,1,2,3，…)可知波速v＝eq\f(Δx,Δt)＝eq\f(0.32＋\f(0.8n,2),0.4)m/s＝(0.8＋n)m/s(n＝0,1,2,3，…)．答案：(1)2m/s(2)0.3m/s(3)(0.8＋n)m/s(n＝0,1,2,3，…)第十二章機(jī)械波第4節(jié)波的衍射和干涉課時(shí)分層訓(xùn)練「基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練」1．一塊小石子投入河水中激起一列水波，遇到障礙物后能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，障礙物是()A．靜止在河面的漁船 B．靜止在河面的貨船C．豎立在河中的竹竿 D．豎立在河中的橋墩解析：選C河水中激起一列水波，遇到障礙物后能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，依據(jù)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象的條件是障礙物的尺寸與波長(zhǎng)相差不大或者比波長(zhǎng)小，故該障礙物的尺寸較小，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．2．(多選)當(dāng)兩列水波發(fā)生干涉時(shí)，如果兩列波的波峰在P點(diǎn)相遇，則()A．質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)始終是加強(qiáng)的B．質(zhì)點(diǎn)P的振幅最大C．質(zhì)點(diǎn)P的位移始終最大D．質(zhì)點(diǎn)P的周期最大解析：選ABP點(diǎn)為波峰與波峰疊加，為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，振動(dòng)始終加強(qiáng)，振幅最大．位移在變化，有時(shí)為零，有時(shí)最大，故A、B正確，C錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)P的周期不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．3．(2019·山西懷仁八中高二月考)已知空氣中的聲速為340m/s.現(xiàn)有幾種聲波：①周期為eq\f(1,20)s，②頻率為104Hz，③波長(zhǎng)為10m，它們傳播時(shí)若遇到寬約為13m的障礙物，能產(chǎn)生顯著的衍射現(xiàn)象的是()A．①和② B．②和③C．①和③ D．都可以解析：選C由波速公式v＝λf得：波長(zhǎng)λ＝eq\f(v,f)＝vT，則①②③三種聲波的波長(zhǎng)分別為λ1＝340×eq\f(1,20)m＝17m，λ2＝eq\f(340,104)m＝0.034m，λ3＝10m，根據(jù)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件可知，①③兩聲波的波長(zhǎng)與障礙物的尺寸差不多，能產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象，故C正確．4．(多選)某同學(xué)注意到手機(jī)攝像頭附近有一個(gè)小孔，查閱手機(jī)說(shuō)明后知道手機(jī)內(nèi)部小孔位置處安裝了降噪麥克風(fēng)．進(jìn)一步翻閱技術(shù)資料得知：降噪麥克風(fēng)通過(guò)降噪系統(tǒng)產(chǎn)生與外界噪音相位相反的聲波，與噪音疊加從而實(shí)現(xiàn)降噪的效果．如圖是理想情況下的降噪過(guò)程，實(shí)線對(duì)應(yīng)環(huán)境噪聲，虛線對(duì)應(yīng)降噪系統(tǒng)產(chǎn)生的等幅反相聲波．則()A．降噪過(guò)程實(shí)際上是聲波發(fā)生了干涉B．降噪過(guò)程可以消除通話時(shí)的所有背景雜音C．降噪聲波與環(huán)境噪聲的傳播速度相等D．P點(diǎn)經(jīng)過(guò)一個(gè)周期傳播的距離為一個(gè)波長(zhǎng)解析：選AC分析題意可知，降噪過(guò)程實(shí)際上是聲波發(fā)生了干涉，降噪聲波與環(huán)境聲波波長(zhǎng)相等，波速相等，頻率相同，由于兩列聲波等幅反相，使噪聲振動(dòng)減弱，A選項(xiàng)正確；降噪過(guò)程不能消除通話時(shí)的所有背景雜音，只能消除與降噪聲波頻率相同的雜音，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；機(jī)械波傳播的速度由介質(zhì)決定，所以降噪聲波與環(huán)境噪聲的傳播速度相等，C選項(xiàng)正確；機(jī)械波在傳播過(guò)程中，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)不會(huì)隨波移動(dòng)，D選項(xiàng)錯(cuò)誤．5．(多選)兩列完全相同的機(jī)械波于某時(shí)刻的疊加情況如圖所示，圖中的實(shí)線和虛線分別表示波峰和波谷，此時(shí)()A．a(chǎn)、b連線中點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)B．a(chǎn)、b連線中點(diǎn)速度為零C．a(chǎn)、b、c、d四點(diǎn)速度均為零D．再經(jīng)過(guò)eq\f(1,2)周期c、d兩點(diǎn)振動(dòng)仍然減弱解析：選ACD題圖是兩列頻率相同的相干水波于某時(shí)刻的疊加情況，實(shí)線和虛線分別表示波峰和波谷，則a點(diǎn)是波谷與波谷相遇點(diǎn)，b是波峰與波峰相遇點(diǎn)，c、d兩點(diǎn)是波峰與波谷相遇點(diǎn)．則a、b兩點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)的，且ab連線上也是振動(dòng)加強(qiáng)的，c、d兩點(diǎn)是振動(dòng)減弱的，故A正確，B錯(cuò)誤；a、b分別處于波谷、波峰位置，此時(shí)它們的速度為零，c、d是波峰、波谷相遇點(diǎn)，為減弱點(diǎn)，其振幅為零，則c、d的速度也為零，因此它們的速度均為零，故C正確；c、d兩點(diǎn)處于波谷與波峰相遇處，再經(jīng)過(guò)eq\f(1,2)周期，c、d兩點(diǎn)振動(dòng)仍然減弱，故D正確．6．(多選)(2019·福建師大附中高二期中)如圖所示，兩列簡(jiǎn)諧橫波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播，兩波源分別位于x＝－1.0m和x＝5.0m處，兩列波的速率均為v＝2m/s，兩波源的振幅均為A＝2cm.圖示為t＝0時(shí)刻兩列波的圖象(傳播方向如圖所示)，此刻平衡位置處于x＝1.0m和x＝3.0m的M、N兩質(zhì)點(diǎn)剛開(kāi)始振動(dòng)．質(zhì)點(diǎn)P、Q的平衡位置分別處于x＝2.0m和x＝2.5m處，關(guān)于各質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)情況判斷正確的是()A．質(zhì)點(diǎn)Q的起振方向沿y軸正方向B．t＝1.25s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)M的位移為－4cmC．兩列波能發(fā)生干涉，發(fā)生干涉后質(zhì)點(diǎn)P為振動(dòng)減弱點(diǎn)D．兩列波能發(fā)生干涉，發(fā)生干涉后質(zhì)點(diǎn)Q為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)解析：選ACDM、N點(diǎn)剛起振，由同側(cè)法可知，M點(diǎn)向下振動(dòng)，N點(diǎn)向上振動(dòng)，即兩列波的起振方向相反．由兩列波的傳播速度相等，Q距N點(diǎn)近，故N點(diǎn)的振動(dòng)形式先傳播到Q點(diǎn)，故Q點(diǎn)的起振方向與N點(diǎn)的起振方向相同，起振時(shí)沿y軸向上，A對(duì)；M點(diǎn)距兩波源的距離差值為一個(gè)波長(zhǎng)，因兩列波的起振方向相反，故M點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)，兩列波的振幅相同，故M點(diǎn)的位移始終為零，B錯(cuò)；同理可判斷P為振動(dòng)減弱點(diǎn)，Q為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，C、D對(duì)．7．如圖是水面上兩列頻率相同的波在某時(shí)刻的疊加情況，以波源S1、S2為圓心的兩組同心圓弧分別表示同一時(shí)刻兩列波的波峰(實(shí)線)和波谷(虛線)，S1的振幅A1＝4cm，S2的振幅A2＝3cm，則下列說(shuō)法正確的是()A．質(zhì)點(diǎn)D是振動(dòng)減弱點(diǎn)B．質(zhì)點(diǎn)A、D在該時(shí)刻的高度差為14cmC．再過(guò)半個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)B、C是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)D．質(zhì)點(diǎn)C的振幅為7cm解析：選B題圖是兩列頻率相同的相干水波于某時(shí)刻的疊加情況，實(shí)線和虛線分別表示波峰和波谷，則D點(diǎn)是波谷與波谷相遇點(diǎn)，A點(diǎn)是波峰與波峰相遇點(diǎn)，B、C兩點(diǎn)是波峰與波谷相遇點(diǎn)．則A、D兩點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)的，且B、C兩點(diǎn)是振動(dòng)減弱的．質(zhì)點(diǎn)D是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；S1的振幅A1＝4cm，S2的振幅A2＝3cm，質(zhì)點(diǎn)A是處于波峰疊加位置，相對(duì)平衡位置高度為7cm，而質(zhì)點(diǎn)D處于波谷疊加位置，相對(duì)平衡位置為－7cm，因此質(zhì)點(diǎn)A、D在該時(shí)刻的高度差為14cm，故B正確；B、C兩點(diǎn)是振動(dòng)減弱點(diǎn)，再過(guò)半個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)B、C仍是振動(dòng)減弱點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)C是波峰與波谷的疊加點(diǎn)，則其合振幅為1cm，故D錯(cuò)誤．8．甲、乙兩人分乘兩只小船在湖中釣魚(yú)，兩船相距24m．有一列水波在湖面上傳播，使每只船每分鐘上下浮動(dòng)20次，當(dāng)甲船位于波峰時(shí)，乙船位于波谷，這時(shí)兩船之間還有5個(gè)波峰．(1)此水波的波長(zhǎng)為多少？波速為多少？(2)若此波在傳播過(guò)程中遇到一根豎立的電線桿，是否會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象？(3)若該波經(jīng)過(guò)一跨度為30m的橋洞，橋墩直徑為3m，橋墩處能否看到明顯衍射？(4)若該橋?yàn)橐?m寬的涵洞，洞后能否發(fā)生明顯衍射？解析：(1)由題意知：周期T＝eq\f(60,20)s＝3s.設(shè)波長(zhǎng)為λ，則5λ＋eq\f(λ,2)＝24m，λ＝eq\f(48,11)m.由v＝eq\f(λ,T)得，v＝eq\f(48,11×3)m/s＝eq\f(16,11)m/s.(2)由于λ＝eq\f(48,11)m，大于豎立電線桿的直徑，所以此波通過(guò)豎立的電線桿時(shí)會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象．(3)(4)由于λ＝eq\f(48,11)m>3m，所以此波無(wú)論是通過(guò)直徑為3m的橋墩，還是通過(guò)寬為3m的涵洞，都能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象．答案：(1)eq\f(48,11)meq\f(16,11)m/s(2)會(huì)(3)能(4)能「能力提升練」9．(多選)甲、乙兩列簡(jiǎn)諧橫波在同一均勻介質(zhì)中相向傳播并相遇，在t＝0時(shí)刻兩列波的位置如圖所示．若兩列波的周期分別為T(mén)甲和T乙，則()A．這兩列波相遇時(shí)能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象B．這兩列波將同時(shí)到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)C．在t＝eq\f(3,4)T乙時(shí)刻，x＝0.1m處質(zhì)點(diǎn)受到的回復(fù)力為零D．在t＝2T甲時(shí)刻，x＝0.1m處質(zhì)點(diǎn)的位移為零解析：選BD兩列簡(jiǎn)諧橫波在同一均勻介質(zhì)內(nèi)傳播，可知波速相等，由題圖可知兩列波的波長(zhǎng)不相等，由v＝λf可知，頻率不相等，不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；兩列簡(jiǎn)諧橫波在同一均勻介質(zhì)內(nèi)傳播，可知波速相等，此時(shí)兩列波到原點(diǎn)的距離相等，根據(jù)t＝eq\f(x,v)可知這兩列波將同時(shí)到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)，故B正確；在t＝eq\f(3,4)T乙時(shí)刻，乙波剛好傳播到原點(diǎn)處，此時(shí)x＝0.1m處質(zhì)點(diǎn)位于波峰，受到的回復(fù)力不為零，故C錯(cuò)誤；根據(jù)圖象可知T甲＝eq\f(0.2,v)，T乙＝eq\f(0.4,v)，即T乙＝2T甲，在t＝2T甲時(shí)刻，甲波剛好傳播到x＝0.1m處，乙波波形中點(diǎn)平衡位置傳到x＝0.1m處，此時(shí)x＝0.1m處質(zhì)點(diǎn)的位移為零，故D正確．10．(多選)如圖甲所示，在水平面內(nèi)的三個(gè)質(zhì)點(diǎn)分別位于直角三角形ABC的頂點(diǎn)上，已知AB＝6m，AC＝8m．t0＝0時(shí)刻A、B開(kāi)始振動(dòng)，波動(dòng)圖象均如圖乙所示，所形成的機(jī)械波在水平面內(nèi)傳播，在t＝4s時(shí)C點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)．則()A．該機(jī)械波的傳播速度大小為4m/sB．兩列波相遇后，C點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)C．兩列波相遇后，C點(diǎn)振動(dòng)減弱D．該列波的波長(zhǎng)是2mE．該列波的周期T＝1s解析：選BDE分析圖乙可知，波長(zhǎng)為2m，D選項(xiàng)正確；介質(zhì)決定波速，兩波源在同一介質(zhì)中傳播，故兩列波的波速相同，根據(jù)幾何關(guān)系可知，A處振動(dòng)先到達(dá)C點(diǎn)，波速v＝eq\f(AC,t)＝2m/s，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；兩波源振動(dòng)情況相同，兩波源到介質(zhì)中某質(zhì)點(diǎn)的波程差為整數(shù)個(gè)波長(zhǎng)時(shí)，該質(zhì)點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)．C點(diǎn)到A、B兩點(diǎn)的路程差為Δs＝BC－AC＝λ，故C點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，B選項(xiàng)正確，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)波長(zhǎng)、周期和波速的關(guān)系可知，T＝eq\f(λ,v)＝1s，E選項(xiàng)正確．11．(多選)(2019·全國(guó)卷Ⅲ)水槽中，與水面接觸的兩根相同細(xì)桿固定在同一個(gè)振動(dòng)片上．振動(dòng)片做簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，兩根細(xì)桿周期性觸動(dòng)水面形成兩個(gè)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(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是()A．不同質(zhì)點(diǎn)的振幅都相同B．不同質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率都相同C．不同質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的相位都相同D．不同質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期都與振動(dòng)片的周期相同E．同一質(zhì)點(diǎn)處，兩列波的相位差不隨時(shí)間變化解析：選BDE在波的干涉實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)點(diǎn)在振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)的振幅是兩列波振幅之和，質(zhì)點(diǎn)在振動(dòng)減弱區(qū)的振幅是兩列波振幅之差，A項(xiàng)錯(cuò)誤；沿波的傳播方向上，波不停地向外傳播，故各質(zhì)點(diǎn)的相位不都相同，C項(xiàng)錯(cuò)誤；兩波源振動(dòng)頻率相同，其他各質(zhì)點(diǎn)均做受迫振動(dòng)，故頻率均與振源頻率相同，周期均與振動(dòng)片的周期相同，B、D項(xiàng)正確；同一質(zhì)點(diǎn)到兩波源的距離確定，故波程差恒定，即相位差保持不變，E項(xiàng)正確．12．(多選)如圖所示，在x軸上有兩個(gè)沿豎直方向振動(dòng)的波源S1、S2(圖中未畫(huà)出)在兩波源之間有a、b兩個(gè)點(diǎn)，二者間距為2m．已知a點(diǎn)振動(dòng)始終減弱且振幅為2cm，b點(diǎn)振動(dòng)始終加強(qiáng)且振幅為8cm，觀察發(fā)現(xiàn)b點(diǎn)連續(xù)出現(xiàn)兩次波峰間隔時(shí)間為2s，假設(shè)a、b之間沒(méi)有振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)．則下列判斷正確的是()A．兩波源S1、S2振動(dòng)周期一定相同，且周期為2sB．兩波源S1、S2在介質(zhì)中產(chǎn)生的機(jī)械波的波長(zhǎng)為4mC．波源S1振幅可能是5cmD．兩波源S1、S2在介質(zhì)中產(chǎn)生的機(jī)械波的波速為4m/s解析：選ACD兩列波發(fā)生干涉，它們的頻率、周期一定是相等的，b點(diǎn)連續(xù)出現(xiàn)兩次波峰間隔時(shí)間為2s，可知兩波源的周期都是2s，故A正確；由題假設(shè)a、b之間沒(méi)有振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)，a點(diǎn)振動(dòng)始終減弱，b點(diǎn)振動(dòng)始終加強(qiáng)；設(shè)a到左右兩個(gè)波源的距離分別為xa1和xa2，則：|xa1－xa2|＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(1,2)))λ；①設(shè)b到左右兩個(gè)波源的距離分別為xb1和xb2，則：|xb1－xb2|＝nλ②a、b之間的距離：L＝|xa1－xb1|＝|xb2－xa2|＝2m③聯(lián)立①②③式可得λ＝8m，故B錯(cuò)誤；由于a點(diǎn)振動(dòng)始終減弱且振幅為2cm，b點(diǎn)振動(dòng)始終加強(qiáng)且振幅為8cm，設(shè)A的振幅為A1，B的振幅為A2，則：A1＋A2＝8cm；|A1－A2|＝2cm可得A1＝3cm或A1＝5cm，故C正確；兩列波的波速：v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(8,2)＝4m/s，故D正確．13．如圖是兩個(gè)波源振動(dòng)頻率相同、振動(dòng)方向相同的兩列波在空間傳播的情景，實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷．a(chǎn)為虛線交點(diǎn)，b為實(shí)線交點(diǎn)，c為a與b連線的中點(diǎn)．(1)從圖示時(shí)刻開(kāi)始，經(jīng)過(guò)eq\f(1,2)周期，a、b、c各點(diǎn)分別處于什么位置？(2)從圖示時(shí)刻開(kāi)始，經(jīng)過(guò)eq\f(3,4)周期，a、b、c各點(diǎn)又分別處于什么位置？解析：(1)由題圖可知，此刻a、b點(diǎn)分別是兩列波的波谷相遇點(diǎn)和波峰相遇點(diǎn)，都是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)；而c點(diǎn)處于加強(qiáng)區(qū)域，所以c點(diǎn)也是加強(qiáng)點(diǎn)，a、b、c三點(diǎn)的振幅為兩列波的振幅之和．此刻a點(diǎn)在波谷，b點(diǎn)在波峰，c點(diǎn)在平衡位置，經(jīng)eq\f(1,2)周期后，a點(diǎn)在波峰，b點(diǎn)在波谷，c點(diǎn)仍在平衡位置．(2)經(jīng)過(guò)eq\f(3,4)周期，a點(diǎn)在平衡位置，將向波谷振動(dòng)；b點(diǎn)在平衡位置，將向波峰振動(dòng)；c點(diǎn)為a、b的中點(diǎn)，所以此刻c點(diǎn)在波峰位置．答案：(1)a在波峰，b在波谷，c在平衡位置(2)a在平衡位置，b在平衡位置，c在波峰14.有頻率相同、振動(dòng)方向相同的兩個(gè)聲源S1和S2，如圖所示．一人站在聲源北方的A點(diǎn)，此人此時(shí)聽(tīng)到的聲音很響，這個(gè)人向東慢慢移動(dòng)，聲音逐漸減弱，到B點(diǎn)時(shí)幾乎聽(tīng)不到聲音，測(cè)得A、B間距離為1.5m．則：(1)S1、S2聲波的波長(zhǎng)λ為多少？(2)若此人由B點(diǎn)再向正南方向移動(dòng)，聲音逐漸變響，那么，此人沿正南方向至少走多遠(yuǎn)，聲音又變得很響？解析：(1)依題意，A在S1S2的中垂線上，S1A＝S2A，此點(diǎn)為聲波疊加振動(dòng)加強(qiáng)處，走到B點(diǎn)幾乎聽(tīng)不到聲音，B點(diǎn)是聲波疊加振動(dòng)減弱處，則S1B－S2B＝eq\f(λ,2)由幾何關(guān)系S1B＝5m，λ＝2m.(2)設(shè)此人沿BS2走到C點(diǎn)，振動(dòng)又一次加強(qiáng)．S1C－S2C＝2m，S2C2＝(S2C＋2)2－S1Seq\o\al(2,2)得S2C＝1.25m，BC＝BS2－S2C＝(4－1.25)m＝2.75m.答案：(1)2m(2)2.75m第十二章機(jī)械波第5節(jié)多普勒效應(yīng)第6節(jié)惠更斯原理課時(shí)分層訓(xùn)練「基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練」1．(多選)下列關(guān)于波的說(shuō)法正確的是()A．人通常講話產(chǎn)生的聲波，經(jīng)過(guò)尺寸為1m左右的障礙物時(shí)會(huì)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象B．當(dāng)兩列水波發(fā)生干涉時(shí)，如果兩列波的波峰在P點(diǎn)相遇，則P點(diǎn)的位移始終最大C．只要波源與觀察者發(fā)生運(yùn)動(dòng)，觀察者接收到的波的頻率就會(huì)發(fā)生變化D．在波的傳播中，與波面垂直的那些線代表了波的傳播方向，叫做波線解析：選AD通常的聲波，波長(zhǎng)在1.7cm～17m之間，障礙物尺寸為1m，當(dāng)障礙物尺寸跟波長(zhǎng)差不多或比波長(zhǎng)更小時(shí)，發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，A正確；干涉現(xiàn)象中振動(dòng)加強(qiáng)的質(zhì)點(diǎn)在振動(dòng)，P點(diǎn)位移在變化，B錯(cuò)誤；當(dāng)波源與觀察者相對(duì)靜止時(shí)，觀察者接收到波的頻率不變化，C錯(cuò)誤；D正確．2．如圖所示，機(jī)械波的波源O的頻率為f，正沿左右方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，圖中的若干個(gè)圓環(huán)表示同一時(shí)刻的波峰分布．下列說(shuō)法正確的是()A．波源O正在向右運(yùn)動(dòng)B．若靜止的波接收器放置在上方，接收到該波的頻率小于fC．若靜止的波接收器放置在下方，接收到該波的頻率等于fD．無(wú)論靜止的波接收器放置何處，接收到該波的頻率都是f解析：選B根據(jù)波速、波長(zhǎng)和頻率的關(guān)系式v＝λ·f，由于同一種介質(zhì)中波速相同，左邊位置附近波長(zhǎng)最短，右邊位置附近波長(zhǎng)最長(zhǎng)，故在左邊接收到波的頻率最高，在右邊接收到波的頻率最低，由題目圖中的若干個(gè)圓環(huán)表示同一時(shí)刻的波峰分布，可知，波源向左運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；若靜止的波接收器放置在上方或下方，接收器在遠(yuǎn)離波源，依據(jù)多普勒效應(yīng)，可知，接收到該波的頻率小于f，故B正確，C錯(cuò)誤；不論靜止的波接收器放置何處，接收到該波的頻率都不等于f，故D錯(cuò)誤．3．(多選)關(guān)于聲波，下列說(shuō)法中正確的是()A．空氣中的聲波是縱波，鐵中的聲波也是縱波B．聲波不僅能在空氣中傳播，也能在固體、液體和真空中傳播C．聲音在水中傳播的速度大于在空氣中傳播的速度D．對(duì)于在空氣中傳播的聲波來(lái)說(shuō)，由v＝λ·f知頻率越高，聲速也越大解析：選AC聲波在各種介質(zhì)中的傳播都是縱波，并且在固體和液體中的傳播速度較大，在空氣中的傳播速度較小；波速由介質(zhì)決定．綜上所述，A、C正確．4．一列波在第一種均勻介質(zhì)中的波長(zhǎng)為λ1，在第二種均勻介質(zhì)中的波長(zhǎng)為λ2，且λ1＝3λ2，那么波在這兩種介質(zhì)中的頻率之比和波速之比分別為()A．3∶1,1∶1 B．1∶3,1∶4C．1∶1,3∶1 D．1∶1,1∶3解析：選C同一列波頻率不變，v＝λf，eq\f(v1,v2)＝eq\f(λ1,λ2)＝eq\f(3,1)，故C項(xiàng)正確．5．如圖中1、2、3分別代表入射波、反射波、折射波的波線，則()A．2與1的波長(zhǎng)、頻率相等，波速不等B．2與1的波速、頻率相等，波長(zhǎng)不等C．3與1的波速、頻率、波長(zhǎng)均相等D．3與1的頻率相等，波速、波長(zhǎng)均不等解析：選D由于波的頻率由波源決定，因此波在不同介質(zhì)中傳播時(shí)，頻率保持不變．波在不同介質(zhì)中傳播時(shí)，波速發(fā)生變化，由v＝λf可知波長(zhǎng)也發(fā)生變化．由此可知只有D選項(xiàng)正確．6．當(dāng)一個(gè)探險(xiǎn)者進(jìn)入一個(gè)山谷后，為了估測(cè)出山谷的寬度，他吼一聲后，經(jīng)過(guò)0.5s聽(tīng)到右邊山坡反射回來(lái)的聲音，又經(jīng)過(guò)1.5s后聽(tīng)到左邊山坡反射回來(lái)的聲音，若聲速為340m/s，則這個(gè)山谷的寬度約為()A．170m B．340mC．425m D．680m解析：選C右邊的聲波從發(fā)出到反射回來(lái)所用時(shí)間為t1＝0.5s，左邊的聲波從發(fā)出到反射回來(lái)所用的時(shí)間為t2＝2s．山谷的寬度d＝eq\f(1,2)v(t1＋t2)＝eq\f(1,2)×340×2.5m＝425m，故C正確．7．(多選)下列說(shuō)法正確的是()A．聲源與觀察者相互靠近時(shí)，觀察者所接收的聲波波速大于聲源發(fā)出的聲波波速B．在波的傳播方向上，某個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度就是波的傳播速度C．機(jī)械波傳播過(guò)程中即使遇見(jiàn)尺寸比機(jī)械波波長(zhǎng)大得多的障礙物也能發(fā)生衍射D．向人體內(nèi)發(fā)射頻率已知的超聲波被血管中的血流反射后又被儀器接收，測(cè)出發(fā)射波的頻率變化就能知道血流的速度，這種方法俗稱(chēng)“彩超”，利用多普勒效應(yīng)原理解析：選CD根據(jù)多普勒效應(yīng)，聲源與觀察者相互靠近時(shí)，觀察者所接收的聲波波速與聲源發(fā)出的聲波波速相等，故A錯(cuò)誤；對(duì)于機(jī)械波，某個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度與波的傳播速度不同，兩者相互垂直是橫波，兩者相互平行是縱波，故B錯(cuò)誤；只有當(dāng)障礙物的尺寸與機(jī)械波的波長(zhǎng)差不多或比機(jī)械波的波長(zhǎng)小，才會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，當(dāng)障礙物的尺寸比機(jī)械波的波長(zhǎng)大得多時(shí)，也能發(fā)生衍射現(xiàn)象，只是不明顯，故C正確；向人體內(nèi)發(fā)射頻率已知的超聲波被血管中的血流反射后又被儀器接收，測(cè)出反射波的頻率變化就能知道血流的速度，這種方法俗稱(chēng)“彩超”，是利用多普勒效應(yīng)原理，故D正確．8．天空有近似等高的濃云層．為了測(cè)量云層的高度，在水平地面上與觀測(cè)者的距離為d＝3.0km處進(jìn)行一次爆炸，觀測(cè)者聽(tīng)到由空氣直接傳來(lái)的爆炸聲和由云層反射來(lái)的爆炸聲時(shí)間上相差Δt＝6.0s．試估算云層下表面的高度．已知空氣中的聲速v＝eq\f(1,3)km/s.解析：由題意畫(huà)出其平面圖如圖所示．設(shè)云層下表面的高度為h，則云層反射來(lái)的爆炸聲傳播距離為s＝2eq\r(h2＋\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))2)，聲音反射傳來(lái)的時(shí)間為t1＝eq\f(s,v)，聲音直接傳來(lái)的時(shí)間為t2＝eq\f(d,v).則t1－t2＝Δt，將數(shù)據(jù)代入以上各式得h＝2.0km.答案：2.0km「能力提升練」9．汽車(chē)無(wú)人駕駛技術(shù)已逐漸成熱，最常用的是ACC自適應(yīng)航控制，它可以控制無(wú)人車(chē)在前車(chē)減速時(shí)自動(dòng)減速、前車(chē)加速時(shí)自動(dòng)跟上去．其使用的傳感器主要有毫米波雷達(dá)，該雷達(dá)會(huì)發(fā)射和接收調(diào)制過(guò)的無(wú)線電波，再通過(guò)因波的時(shí)間差和多普勒效應(yīng)造成的頻率變化來(lái)測(cè)量目標(biāo)的相對(duì)距離和相對(duì)速度．若該雷達(dá)發(fā)射的無(wú)線電波的頻率為f，接收到的回波的頻率為f′，則()A．當(dāng)f＝f′時(shí)，表明前車(chē)與無(wú)人車(chē)速度相同B．當(dāng)f＝f′時(shí)，表明前車(chē)一定處于靜止?fàn)顟B(tài)C．當(dāng)f′>f時(shí)，表明前車(chē)在加速行駛D．當(dāng)f′<f時(shí)，表明前車(chē)在減速行駛解析：選A當(dāng)聲源和觀察者之間的距離不變化時(shí)，觀察者接收到的頻率和聲源發(fā)出的頻率相等，故當(dāng)f＝f′時(shí)，說(shuō)明二者之間的距離不變，表明前車(chē)與無(wú)人車(chē)速度相同，但不一定靜止，故A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)f′>f時(shí)，說(shuō)明接收到的頻率增大，說(shuō)明兩車(chē)距離減小，表明前車(chē)在減速行駛，故C錯(cuò)誤；當(dāng)f′<f時(shí)，說(shuō)明接收到的頻率減小，說(shuō)明兩車(chē)距離增大，表明前車(chē)在加速行駛，故D錯(cuò)誤．10．甲、乙兩人平行站在一堵墻前面，二人相距2a，距離墻均為eq\r(3)a，當(dāng)甲開(kāi)了一槍后，乙在時(shí)間t后聽(tīng)到第一聲槍響，則乙聽(tīng)到第二聲槍響的時(shí)間為()A．聽(tīng)不到 B．甲開(kāi)槍3t后C．甲開(kāi)槍2t后 D．甲開(kāi)槍eq\f(\r(3)＋\r(7),2)t后解析：選C乙聽(tīng)到第一聲槍響必然是甲放槍的聲音直接傳到乙的耳中，故t＝eq\f(2a,v).甲、乙二人及墻的位置如圖所示，乙聽(tīng)到第二聲槍響必然是墻反射的槍聲，由反射定律可知，波線如圖中AC和CB，由幾何關(guān)系可得AC＝CB＝2a，故第二聲槍響傳到乙的耳中的時(shí)間為t′＝eq\f(AC＋CB,v)＝eq\f(4a,v)＝2t，故C正確．11．1842年，奧地利物理學(xué)家多普勒帶著女兒在鐵道旁散步時(shí)，發(fā)現(xiàn)波源與觀察者互相靠近或者互相遠(yuǎn)離時(shí)，接收到的波的頻率都會(huì)發(fā)生變化，并且做出了解釋?zhuān)藗儼堰@種現(xiàn)象叫做多普勒效應(yīng)．多普勒效應(yīng)在科學(xué)技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用．裝有多普勒測(cè)速儀的監(jiān)視器可以安裝在公路上方，向行進(jìn)中的車(chē)輛發(fā)射頻率已知的超聲波，同時(shí)測(cè)量反射波的頻率，根據(jù)反射波頻率變化的多少就能知道車(chē)輛的速度．在測(cè)速的同時(shí)把車(chē)輛牌號(hào)拍攝下來(lái)，并把測(cè)得的速度自動(dòng)打印在照片上．下列說(shuō)法正確的是()A．當(dāng)車(chē)輛駛向監(jiān)視器時(shí)，監(jiān)視器發(fā)射的超聲波頻率變大B．當(dāng)車(chē)輛駛向監(jiān)視器時(shí)，監(jiān)視器接收到的超聲波頻率比發(fā)射出時(shí)小C．車(chē)速越大，監(jiān)視器接收到的超聲波頻率比發(fā)射出時(shí)大得越多D．超聲波能發(fā)生多普勒效應(yīng)，電磁波也能發(fā)生多普勒效應(yīng)解析：選D當(dāng)車(chē)輛駛向監(jiān)視器時(shí)，監(jiān)視器發(fā)射的超聲波頻率固定不變，監(jiān)視器接收到的超聲波頻率比發(fā)射出時(shí)大，故A、B錯(cuò)誤；當(dāng)車(chē)輛駛向監(jiān)視器時(shí)，車(chē)速越大，監(jiān)視器接收到的超聲波頻率比發(fā)射出時(shí)大得越多；但是當(dāng)車(chē)輛遠(yuǎn)離監(jiān)視器時(shí)，車(chē)速越大，監(jiān)視器接收到的超聲波頻率比發(fā)射出時(shí)小得越多，故C錯(cuò)誤；機(jī)械波、電磁波都會(huì)產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，故D正確．12．下列有關(guān)波動(dòng)現(xiàn)象的說(shuō)法中正確的是()A．醫(yī)生檢查身體用的“B超”是根據(jù)超聲波的多普勒效應(yīng)制成的B．多普勒效應(yīng)是由于波源與觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的C．波具有衍射特性的條件，是障礙物的尺寸與波長(zhǎng)比較相差不多或小得多D．在干涉圖樣中，振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域的質(zhì)點(diǎn)，其位移始終保持最大；振動(dòng)減弱區(qū)域的質(zhì)點(diǎn)，其位移始終保持最小解析：選B醫(yī)院檢查身體的“B超”儀沒(méi)有用到多普勒效應(yīng)，而彩超則是通過(guò)測(cè)出反射波的頻率變化來(lái)確定血流的速度，顯然是運(yùn)用了多普勒效應(yīng)原理，故A錯(cuò)誤；振源與觀察者之間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使觀察者聽(tīng)到的聲音頻率不同于振源頻率的現(xiàn)象．這就是多普勒效應(yīng)，故B正確；所有的波都能發(fā)生衍射，只是衍射有明顯與不明顯的區(qū)別，故C錯(cuò)誤；在干涉圖樣中，振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域的質(zhì)點(diǎn)，其振幅最大，但位移是變化的，不是始終保持最大，也可能為零；同理振動(dòng)減弱區(qū)域的質(zhì)點(diǎn)，其振幅最小，但位移卻不一定總保持最小，故D錯(cuò)誤．13.一列聲波在介質(zhì)Ⅰ中的波長(zhǎng)為0.2m．當(dāng)該聲波從空氣中以某一角度傳入介質(zhì)Ⅱ中時(shí)，波長(zhǎng)變?yōu)?.6m，如圖所示，若介質(zhì)Ⅰ中的聲速是340m/s.(1)求該聲波在介質(zhì)Ⅱ中傳播時(shí)的頻率；(2)求該聲波在介質(zhì)Ⅱ中傳播的速度；(3)若另一種聲波在介質(zhì)Ⅱ中的傳播速度為1400m/s，按圖中的方向從介質(zhì)Ⅰ射入介質(zhì)Ⅱ中，求它在介質(zhì)Ⅰ和介質(zhì)Ⅱ中的頻率之比．解析：(1)聲波在介質(zhì)Ⅰ中傳播時(shí)，由v＝λf得f＝eq\f(v1,λ1)＝eq\f(340,0.2)Hz＝1700Hz，由于聲波在不同介質(zhì)中傳播時(shí)，頻率不變，所以聲波在介質(zhì)Ⅱ中傳播時(shí)，頻率為1700Hz.(2)由v＝λf得聲波在介質(zhì)Ⅱ中的傳播速度為v2＝λ2f＝0.6×1700m/s＝1020m/s.(3)波由介質(zhì)Ⅰ到介質(zhì)Ⅱ的過(guò)程中，只有頻率不變，故當(dāng)波從介質(zhì)Ⅰ進(jìn)入介質(zhì)Ⅱ時(shí)，其頻率之比為1∶1.答案：(1)1700Hz(2)1020m/s(3)1∶114．漁船常利用超聲波來(lái)探測(cè)遠(yuǎn)處魚(yú)群的方位．已知某超聲波頻率為1.0×105Hz，某時(shí)刻該超聲波在水中向右傳播的波動(dòng)圖象如圖所示．(1)從該時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，畫(huà)出x＝7.5×10－3m處質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象(至少一個(gè)周期)；(2)現(xiàn)測(cè)得超聲波信號(hào)從漁船到魚(yú)群往返一次所用時(shí)間為4s，求魚(yú)群與漁船間的距離(忽略船和魚(yú)群的運(yùn)動(dòng))．解析：(1)如圖所示．(2)由波形圖讀出波長(zhǎng)λ＝15×10－3m.由波速公式得v＝λf.①魚(yú)群與漁船的距離為x＝eq\f(1,2)vt.②聯(lián)立①②式，代入數(shù)據(jù)得x＝3000m.答案：(1)見(jiàn)解析圖(2)3000m章末高考真題鏈接1．(多選)(2018·全國(guó)卷Ⅲ)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，在t＝0和t＝0.20s時(shí)的波形分別如圖中實(shí)線和虛線所示．已知該波的周期T>0.20s．下列說(shuō)法正確的是()A．波速為0.40m/sB．波長(zhǎng)為0.08mC．x＝0.08m的質(zhì)點(diǎn)在t＝0.70s時(shí)位于波谷D．x＝0.08m的質(zhì)點(diǎn)在t＝0.12s時(shí)位于波谷E．若此波傳入另一介質(zhì)中其波速變?yōu)?.80m/s，則它在該介質(zhì)中的波長(zhǎng)為0.32m解析：選ACE由圖象可知波長(zhǎng)λ＝0.16m，B錯(cuò)；由于該波的周期T>0.20s，結(jié)合圖象可知T＝0.4s，則波速為0.40m/s，A對(duì)；t＝0時(shí)x＝0.08m的質(zhì)點(diǎn)從平衡位置沿y軸正向振動(dòng)，t＝0.70s時(shí)位于波谷，t＝0.12s時(shí)位于平衡位置與波峰之間的某一位置，C對(duì)，D錯(cuò)；據(jù)f＝eq\f(v1,λ1)＝eq\f(v2,λ2)可知此波波速變?yōu)?.80m/s，則它在該介質(zhì)中的波長(zhǎng)為0.32m，E對(duì)，故選ACE.2．(2018·北京卷)如圖所示，一列簡(jiǎn)諧橫波向右傳播，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置相距0.15m．當(dāng)P運(yùn)動(dòng)到上方最大位移處時(shí)，Q剛好運(yùn)動(dòng)到下方最大位移處，則這列波的波長(zhǎng)可能是()A．0.60m B．0.30mC．0.20m D．0.15m解析：選B可以畫(huà)出PQ之間的最簡(jiǎn)單的波形，如圖所示：由于P、Q之間可以含有多個(gè)完整的波形，則：xPQ＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(1,2)))λ(n＝0,1,2，…)整理可以得到λ＝eq\f(2xPQ,2n＋1)(n＝0,1,2，…)當(dāng)n＝0時(shí)，λ＝0.30m當(dāng)n＝1時(shí)，λ＝0.10m，故選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤．3．(多選)(2017·全國(guó)卷Ⅲ)如圖，一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，實(shí)線為t＝0時(shí)的波形圖，虛線為t＝0.5s時(shí)的波形圖．已知該簡(jiǎn)諧波的周期大于0.5s．關(guān)于該簡(jiǎn)諧波，下列說(shuō)法正確的是()A．波長(zhǎng)為2mB．波速為6m/sC．頻率為1.5HzD．t＝1s時(shí)，x＝1m處的質(zhì)點(diǎn)處于波峰E．t＝2s時(shí)，x＝2m處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)平衡位置解析：選BCE由題圖可知，該波波長(zhǎng)λ＝4m，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；T>0.5s，則由題圖知波在0.5s內(nèi)沿x軸正方向傳播的距離為eq\f(3,4)λ，傳播時(shí)間t＝eq\f(3,4)T＝0.5s，T＝eq\f(2,3)s，頻率f＝eq\f(1,T)＝1.5Hz，選項(xiàng)C正確；波速v＝eq\f(λ,T)＝6m/s，選項(xiàng)B正確；1s＝eq\f(3,2)T，t＝1s時(shí)，x＝1m處的質(zhì)點(diǎn)處于波谷，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；2s＝3T，t＝2s時(shí)，x＝2m處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)平衡位置，選項(xiàng)E正確．4．(多選)(2016·全國(guó)卷Ⅲ)由波源S形成的簡(jiǎn)諧橫波在均勻介質(zhì)中向左、右傳播．波源振動(dòng)的頻率為20Hz，波速為16m/s.已知介質(zhì)中P、Q兩質(zhì)點(diǎn)位于波源S的兩側(cè)，且P、Q和S的平衡位置在一條直線上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之間的距離分別為15.8m、14.6m．P、Q開(kāi)始振動(dòng)后，下列判斷正確的是()A．P、Q兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的