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第三节　机械波的传播现象
课时作业
(分值:92分)
(选择题每题6分)
知识点一　机械波的衍射
1.(2025·广东佛山校考)在水波槽里放两块挡板,中间留一窄缝,已知窄缝的宽度为15 cm,水波的波长为20 cm,则如图所示的衍射图样正确的是(　　)
[A] 　　 　[B]
[C] 　　 　[D]
【答案】 C
【解析】 已知窄缝的宽度为15 cm,水波的波长为20 cm,窄缝的宽度比水波的波长小,符合发生明显衍射现象的条件,且水波是以水中某点为中心的弧线,波长不变,故选C.
2.(2025·广东佛山校考)如图所示,一小型渔港的防波堤两端M、N相距约60 m,在防波堤后A、B两处有两艘小船进港躲避风浪.某次海啸引起的波浪沿垂直于防波堤的方向向防波堤传播,下列说法正确的是(　　)
[A] 假设波浪的波长约为60 m,A、B两处小船基本不受波浪影响
[B] 假设波浪的波长约为60 m,A、B两处小船明显受到波浪影响
[C] 无论波浪的波长约为10 m还是60 m,A、B两处的小船都会明显受到波浪影响
[D] 无论波浪的波长约为10 m还是60 m,A、B两处的小船都基本不受波浪的影响
【答案】 B
【解析】 当障碍物或缝隙的尺寸比波长小或跟波长相差不多时才能发生明显的衍射现象,波浪的波长约为10 m时,不能发生明显的衍射现象,则A、B两处小船基本上不受波浪影响,C错误;波浪的波长约为60 m时,能发生明显的衍射现象,则A、B两处小船明显受到波浪影响,B正确,A、D错误.
知识点二　波的反射和折射现象
3.(多选)以下关于波的认识,正确的有(　　)
[A] 潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况,利用的是波的反射原理
[B] 隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质,是为了减少波的反射,从而达到隐形的目的
[C] 超声波雷达的工作原理是波的折射
[D] 水波从深水区传到浅水区可能会改变传播的方向,这是波的折射现象
【答案】 ABD
【解析】 潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况,声呐采用的是超声波,超声波的方向性好,遇到障碍物容易被反射,A正确;隐形飞机的原理是通过降低飞机的声、光、电等可探测特征量,使雷达等防空探测器无法早期发现,因此可以在隐形飞机机身表面涂有高效吸收电磁波的物质,使雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱,从而达到隐形的目的,B正确;超声波雷达的工作原理是波的反射,C错误;水波从深水区传到浅水区改变传播方向属于波的折射现象,
D正确.
4.一个探险者进入一个山谷后,为了估测出山谷的宽度,他吼了一声,然后经过0.5 s听到右边山坡反射回来的声音,又经过1.5 s后听到左边山坡反射回来的声音.若声速为340 m/s,则这个山谷的宽度约为(　　)
[A] 170 m [B] 340 m
[C] 425 m [D] 680 m
【答案】 C
【解析】 右边的声波从发出到反射回来所用时间为t1=0.5 s,左边的声波从发出到反射回来所用的时间为t2=2 s,山谷的宽度s=×340×2.5 m=425 m,故C正确.
知识点三　机械波的叠加与干涉
5.(2025·广东深圳期中)如图甲,两列沿相反方向传播的横波,形状相当于正弦曲线的一半,上下对称,其振幅和波长都相等.它们在相遇的某一时刻会出现两列波“消失”的现象,如图乙.请判断从此时刻开始a、b两质点将向哪个方向运动(　　)
[A] a向上,b向下 [B] a向下,b向上
[C] a向下,b向下 [D] a向上,b向上
【答案】 B
【解析】 根据波的叠加原理,两列波在相遇区域,每一质点振动的位移等于每列波单独引起的位移的矢量和.在题图乙中,向右传播的波将使质点b向上振动,向左传播的波将使质点a向下振动,选项B正确.
6.(2025·广东深圳月考)当两列水波发生干涉时,如果两列波的波峰在P点相遇,下列说法正确的是(　　)
[A] 质点P的振动有时是减弱的
[B] 质点P的振幅最大
[C] 质点P的位移始终最大
[D] 质点P的位移一定不为零
【答案】 B
【解析】 P点是两列波的波峰的相遇点,其振动始终是加强的,A错误;质点P处于振动加强区,振幅最大,B正确;对于某一个振动的质点,位移是会随时间变化的,C错误;质点振动到平衡位置时,位移为零,D错误.
7.如图所示,S1、S2是两个相干波源,它们的相位及振幅均相同.实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷,关于图中所标的a、b、c三点,下列说法正确的是(　　)
[A] a质点一直在平衡位置
[B] b质点一直在波峰
[C] c质点一直在波谷
[D] 再过后的时刻,b、c两质点都将处于各自的平衡位置,振动将减弱
【答案】 A
【解析】 a质点位置是波峰和波谷相遇,振动减弱,且两列波的振幅相同,所以a质点一直在平衡位置,A正确.b质点所处位置为波峰与波峰相遇,振动加强,但仍在做周期性运动,并非一直在波峰;而c质点是波谷与波谷相遇,为振动加强点,所以并非一直在波谷,B、C错误.b、c两点为振动加强点,振动始终加强,D错误.
(选择题每题9分)
8.(2025·广东河源统考)“纸杯电话”是一种深受小朋友喜欢的科技小制作,如图所示将两个纸杯作为电话的听筒,将两纸杯底部用细线相连,当拉紧细线对着一个纸杯讲话时,另一端就可以听到讲话的声音.下列关于“纸杯电话”中声波传播的说法正确的是(　　)
[A] 空气中的声波是横波
[B] 声波从空气进入细线传播时,频率会发生变化
[C] 声波从空气进入细线传播时,速度会发生变化
[D] 若两个小朋友同时在“电话”两端讲话,声波相遇时一定会发生干涉
【答案】 C
【解析】 空气中的声波是纵波,A错误;机械波的振动频率由波源决定,其传播速度由介质决定,所以声波从空气进入细线传播时,频率不变,波速发生变化,B错误,C正确;两列机械波发生干涉必须满足频率相同,两个小朋友讲话的频率不一定相同,因此声波相遇时不一定会发生干涉,D错误.
9.(多选)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时刻的波形如图所示,图中小方格的边长为0.1 m.则不同时刻的波形正确的有(　　)
[A] 　[B]
[C] 　[D]
【答案】 ABD
【解析】 脉冲波在介质中传播,x=vt,当t=0.3 s时,两脉冲波各沿波的传播方向传播0.3 m,恰好相遇,A正确;当t=0.4 s,0.5 s,0.6 s时,两脉冲波各沿波的传播方向传播0.4 m,0.5 m,0.6 m,由波的叠加原理可知B、D正确,C错误.
10.(多选)(2025·广东中山校考)如图所示,S1、S2为两个振动情况完全一样的波源,两列波的波长都为λ,它们在介质中产生干涉现象,S1、S2在空间共形成了5个振动加强的区域如图中实线所示.P是振动加强区域中的一点,从图中可看出(　　)
[A] S1波在该区域的传播速度和S2波的等大
[B] P点到两波源的距离差等于1.5λ
[C] P点此时刻振动最强,半个周期后,振动变为最弱
[D] S1、S2连线和加强区交点等间距,间距为半波长
【答案】 AD
【解析】 两列波在同一介质中传播,传播速度相等,A正确;P点为振动加强点,且两波源的振动情况相同,则P点到两波源的距离差等于波长的整数倍,B错误;P点处于振动加强区且始终加强,此时刻振动最强,经过半个周期振动仍然最强,C错误;S1、S2连线和加强区交点等间距,间距为半波长,D正确.
11.(11分)(2025·广东惠州期中)波源S1和S2振动方向相同,频率f均为4 Hz,分别置于均匀介质中的A、B两点处,xAB=1.2 m,如图所示.两波源产生的简谐横波沿直线AB相向传播,波速v为4 m/s.已知两波源振动的初始相位相同,求:
(1)(5分)波长λ;
(2)(6分)A、B间合振动振幅最大的点与A点的距离x.
【答案】 (1)1 m　(2)见解析
【解析】 (1)由λ=,解得λ=1 m.
(2)设P为AB上任意一点,P点与A的距离为x,则与B的距离为1.2-x,
P点到两波源的路程差为Δs=|x-(1.2-x)|,
其中0≤x≤1.2 m,
合振动振幅最大的点,应该满足
Δs=k·λ(k=0,1,2,3,…),
解得k=0时,x=0.6 m,
k=1时,x=1.1 m或者x=0.1 m.
12.(12分)(2025·广东广州月考)如图所示为某一报告厅主席台的平面图,AB是讲台,O是AB的
中点,S1、S2是与讲台上话筒等高的喇叭,它们之间的相互位置和尺寸如图所示.报告人的声音放大后经喇叭传回话筒再次放大时可能会产生啸叫.已知空气中声速为340 m/s,若报告人声音的频率为136 Hz,则:
(1)(4分)声波的波长是多少
(2)(4分)讲台上的O点和B点是加强点还是减弱点
(3)(4分)讲台上因干涉而加强的位置有多少个
【答案】 (1)2.5 m　(2)均为加强点　(3)5个
【解析】 (1)声波的波长λ==2.5 m.
(2)设P是AB上任一点,,
当k=0,2,4,6,…时,从两个喇叭传来的声波因干涉而加强;当k=1,3,5,…时,从两个喇叭传来的声波因干涉而相消.
由此可知,因为O是AB的中点,所以O是加强点;
对于B点,则有=20 m-15 m=4·,
所以B点也是加强点.
(3)当k=2时,在OA间也存在一个振动加强点.故由对称性可知,AB上总共有5个加强点.第三节　机械波的传播现象
课时作业
(分值:92分)
(选择题每题6分)
知识点一　机械波的衍射
1.(2025·广东佛山校考)在水波槽里放两块挡板,中间留一窄缝,已知窄缝的宽度为15 cm,水波的波长为20 cm,则如图所示的衍射图样正确的是(　　)
[A] 　　 　[B]
[C] 　　 　[D]
2.(2025·广东佛山校考)如图所示,一小型渔港的防波堤两端M、N相距约60 m,在防波堤后A、B两处有两艘小船进港躲避风浪.某次海啸引起的波浪沿垂直于防波堤的方向向防波堤传播,下列说法正确的是(　　)
[A] 假设波浪的波长约为60 m,A、B两处小船基本不受波浪影响
[B] 假设波浪的波长约为60 m,A、B两处小船明显受到波浪影响
[C] 无论波浪的波长约为10 m还是60 m,A、B两处的小船都会明显受到波浪影响
[D] 无论波浪的波长约为10 m还是60 m,A、B两处的小船都基本不受波浪的影响
3.(多选)以下关于波的认识,正确的有(　　)
[A] 潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况,利用的是波的反射原理
[B] 隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质,是为了减少波的反射,从而达到隐形的目的
[C] 超声波雷达的工作原理是波的折射
[D] 水波从深水区传到浅水区可能会改变传播的方向,这是波的折射现象
4.一个探险者进入一个山谷后,为了估测出山谷的宽度,他吼了一声,然后经过0.5 s听到右边山坡反射回来的声音,又经过1.5 s后听到左边山坡反射回来的声音.若声速为340 m/s,则这个山谷的宽度约为(　　)
[A] 170 m [B] 340 m
[C] 425 m [D] 680 m
5.(2025·广东深圳期中)如图甲,两列沿相反方向传播的横波,形状相当于正弦曲线的一半,上下对称,其振幅和波长都相等.它们在相遇的某一时刻会出现两列波“消失”的现象,如图乙.请判断从此时刻开始a、b两质点将向哪个方向运动(　　)
[A] a向上,b向下 [B] a向下,b向上
[C] a向下,b向下 [D] a向上,b向上
6.(2025·广东深圳月考)当两列水波发生干涉时,如果两列波的波峰在P点相遇,下列说法正确的是(　　)
[A] 质点P的振动有时是减弱的
[B] 质点P的振幅最大
[C] 质点P的位移始终最大
[D] 质点P的位移一定不为零
7.如图所示,S1、S2是两个相干波源,它们的相位及振幅均相同.实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷,关于图中所标的a、b、c三点,下列说法正确的是(　　)
[A] a质点一直在平衡位置
[B] b质点一直在波峰
[C] c质点一直在波谷
[D] 再过后的时刻,b、c两质点都将处于各自的平衡位置,振动将减弱
8.(2025·广东河源统考)“纸杯电话”是一种深受小朋友喜欢的科技小制作,如图所示将两个纸杯作为电话的听筒,将两纸杯底部用细线相连,当拉紧细线对着一个纸杯讲话时,另一端就可以听到讲话的声音.下列关于“纸杯电话”中声波传播的说法正确的是(　　)
[A] 空气中的声波是横波
[B] 声波从空气进入细线传播时,频率会发生变化
[C] 声波从空气进入细线传播时,速度会发生变化
[D] 若两个小朋友同时在“电话”两端讲话,声波相遇时一定会发生干涉
9.(多选)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时刻的波形如图所示,图中小方格的边长为0.1 m.则不同时刻的波形正确的有(　　)
[A] 　[B]
[C] 　[D]
10.(多选)(2025·广东中山校考)如图所示,S1、S2为两个振动情况完全一样的波源,两列波的波长都为λ,它们在介质中产生干涉现象,S1、S2在空间共形成了5个振动加强的区域如图中实线所示.P是振动加强区域中的一点,从图中可看出(　　)
[A] S1波在该区域的传播速度和S2波的等大
[B] P点到两波源的距离差等于1.5λ
[C] P点此时刻振动最强,半个周期后,振动变为最弱
[D] S1、S2连线和加强区交点等间距,间距为半波长
11.(11分)(2025·广东惠州期中)波源S1和S2振动方向相同,频率f均为4 Hz,分别置于均匀介质中的A、B两点处,xAB=1.2 m,如图所示.两波源产生的简谐横波沿直线AB相向传播,波速v为4 m/s.已知两波源振动的初始相位相同,求:
(1)(5分)波长λ;
(2)(6分)A、B间合振动振幅最大的点与A点的距离x.
12.(12分)(2025·广东广州月考)如图所示为某一报告厅主席台的平面图,AB是讲台,O是AB的
中点,S1、S2是与讲台上话筒等高的喇叭,它们之间的相互位置和尺寸如图所示.报告人的声音放大后经喇叭传回话筒再次放大时可能会产生啸叫.已知空气中声速为340 m/s,若报告人声音的频率为136 Hz,则:
(1)(4分)声波的波长是多少
(2)(4分)讲台上的O点和B点是加强点还是减弱点
(3)(4分)讲台上因干涉而加强的位置有多少个

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