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(shí)刻的波形圖，此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)F的振動(dòng)方向如圖所示.則( )圖2-2-4A.該波向左傳播 B.質(zhì)點(diǎn)B和D的運(yùn)動(dòng)方向相同C.質(zhì)點(diǎn)C比質(zhì)點(diǎn)B先回到平衡位置 D.此時(shí)質(zhì)點(diǎn)F和H的加速度相同E.此時(shí)刻E點(diǎn)的位移為零解析：由平移法可知，波只有向左傳播才會(huì)有此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)F的運(yùn)動(dòng)方向向下.同理，質(zhì)點(diǎn)D、E的運(yùn)動(dòng)方向也向下，而質(zhì)點(diǎn)A、B、H的運(yùn)動(dòng)方向向上.質(zhì)點(diǎn)F、H相對各自平衡位置的位移相同，由簡諧振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征a=可知，兩質(zhì)點(diǎn)的加速度相同.因質(zhì)點(diǎn)C直接從最大位移處回到平衡位置，即tC=；而質(zhì)點(diǎn)B要先運(yùn)動(dòng)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(shí)( )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(dòng)后經(jīng)過一個(gè)周期的波形圖，設(shè)介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期為T，下列說法中正確的是( )圖2-2-5A.若M點(diǎn)為波源，則M點(diǎn)開始振動(dòng)時(shí)方向向下B.若M點(diǎn)為波源，則P點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)了C.若N點(diǎn)為波源，則P點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)了D.若N點(diǎn)為波源，則該時(shí)刻P質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能最大解析：若M點(diǎn)為波源，相當(dāng)于M點(diǎn)追隨它左邊的點(diǎn)，又因?yàn)槭墙?jīng)過一個(gè)周期的波形，此時(shí)M點(diǎn)的振動(dòng)方向向上，即為開始振動(dòng)時(shí)的方向或者根據(jù)波傳到了N點(diǎn)，此時(shí)N點(diǎn)振動(dòng)方向向上，即波源的開始振動(dòng)方向向上，而傳到P點(diǎn)要經(jīng)過，因而P點(diǎn)已振動(dòng).若N點(diǎn)為波源，N開始振動(dòng)方向向下，傳到P點(diǎn)經(jīng)，故P點(diǎn)已振動(dòng)了，而此時(shí)P點(diǎn)在最大位移處，速度為零，動(dòng)能最小.答案：C4.圖2-2-6所示的是一列簡諧波在某一時(shí)刻的波形圖象.下列說法中正確的是( )圖2-2-6A.質(zhì)點(diǎn)A、C、E、G、I在振動(dòng)過程中位移總是相同B.質(zhì)點(diǎn)B、F在振動(dòng)過程中位移總是相等C.質(zhì)點(diǎn)D、H的平衡位置間的距離是一個(gè)波長D.質(zhì)點(diǎn)A、I在振動(dòng)過程中位移總是相同，它們的平衡位置間的距離是一個(gè)波長解析：從圖象中可以看出質(zhì)點(diǎn)A、C、E、G、I在該時(shí)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(diǎn)A、E、I的速度方向是向下的，而質(zhì)點(diǎn)C、G的速度方向是向上的，因而這五個(gè)點(diǎn)的位移不總是相同，A錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)B、F是同處在波峰的兩個(gè)點(diǎn)，它們的振動(dòng)步調(diào)完全相同，在振動(dòng)過程中位移總是相等，B正確；質(zhì)點(diǎn)D、H是處在相鄰的兩個(gè)波谷的點(diǎn)，它們的平衡位置之間的距離等于一個(gè)波長，C正確；雖然質(zhì)點(diǎn)A、I在振動(dòng)過程中位移總是相同，振動(dòng)步調(diào)也完全相同，但由于它們不是相鄰的振動(dòng)步調(diào)完全相同的兩個(gè)點(diǎn)，它們的平衡位置之間的距離不是一個(gè)波長(應(yīng)為兩個(gè)波長)，D錯(cuò)誤.答案：BC5.一列簡諧波在t時(shí)刻的波形如圖2-2-7所示，此時(shí)刻介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)M的運(yùn)動(dòng)方向向上，經(jīng)過時(shí)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(diǎn)的運(yùn)動(dòng)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(shí)線向左平移個(gè)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(shí)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(shí)P點(diǎn)出現(xiàn)第二次波峰(0.7 s內(nèi)P點(diǎn)出現(xiàn)兩次波峰)，Q點(diǎn)的坐標(biāo)是(-5，0)，則以下判斷中正確的是( )圖2-2-8A.質(zhì)點(diǎn)A和質(zhì)點(diǎn)B在t=0時(shí)刻的位移是相等的 B.在t=0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)C向上運(yùn)動(dòng)C.在t1=0.7 s末，Q點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰 D.在t2=0.9 s末，Q點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰解析：t=0時(shí)刻，A、B位移等大反向，故A錯(cuò)；因波向左傳播，故質(zhì)點(diǎn)C向上運(yùn)動(dòng)，B項(xiàng)正確；波動(dòng)中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期為T，則=0.7 s，故T=0.4 s.波源振動(dòng)一個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)，波向前移動(dòng)一個(gè)波長，由圖知，該長度為4 m，而Q點(diǎn)到與其最近的波峰間的距離為7 m，故在0.7 s末Q點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤.答案：BC綜合運(yùn)用7.某質(zhì)點(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn)O處做簡諧運(yùn)動(dòng)，其振幅為5 cm，振動(dòng)周期為0.4 s，振動(dòng)在介質(zhì)中沿x軸正向傳播，波速為1 m/s，當(dāng)質(zhì)點(diǎn)由平衡位置O開始向上振動(dòng)0.2 s時(shí)立即停止振動(dòng)，則振源停止振動(dòng)后經(jīng)過0.2 s時(shí)刻的波形是( )解析：因振源只振動(dòng)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(shí)刻的圖象，若已知P點(diǎn)的振動(dòng)方向向上，則這列波正在向_傳播.圖2-2-9解析：(1)特殊點(diǎn)法：由于P點(diǎn)振動(dòng)方向向上，說明它比它相鄰的波峰振動(dòng)得晚，由圖知該波在向右傳播.(2)上、下“坡”法：由于P點(diǎn)振動(dòng)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(gè)圖象中，圖甲是一列簡諧波在t=0.05 s時(shí)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(diǎn)的振動(dòng)圖象.由這兩個(gè)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(dòng)圖象可知周期T=0.20 s，在t=0.05 s時(shí)，x=1 m質(zhì)點(diǎn)正通過平衡位置向下運(yùn)動(dòng)，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(shí)，在甲、乙兩地間有若干個(gè)完整波形的波，當(dāng)波速為340 m/s時(shí)，甲、乙兩地間完整波形的波數(shù)減少了一個(gè)，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(shí)不然，雖是同一介質(zhì)，當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，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(shí)，甲、乙兩地間有n個(gè)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(dòng)過程共有的特征，無論是機(jī)械波、電磁波還是光波都會(huì)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(cuò)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(yùn)動(dòng)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(shí)質(zhì)是由于觀察者與波源在相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(shí)際上波源的頻率是不會(huì)改變的，且多普勒效應(yīng)是波動(dòng)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(yùn)動(dòng)時(shí)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(diǎn) B.該波源正在移向b點(diǎn)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(shí)間早，傳播時(shí)間長.對照圖示，可確定出波源由右向左變換，故A對B錯(cuò).由于觀察者不動(dòng)，故波面經(jīng)過觀察者時(shí)的速度等于波速，而在a處觀察時(shí)，相鄰波面間距比波源不時(shí)間距小，因而經(jīng)過觀察者時(shí)間隔短，頻率大，同理在b處時(shí)間隔長、頻率小，故C錯(cuò)D對.答案：AD方法點(diǎn)撥：1.判定波源運(yùn)動(dòng)方向可直接根據(jù)波形密集、稀疏情況判定(向密集方向運(yùn)動(dòng)).2.若波源不動(dòng)，波面間距應(yīng)為；若波源以速度v運(yùn)動(dòng)，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(jì)算.3.波源向觀察者運(yùn)動(dòng)，聽到的頻率變高，波源背離觀察者運(yùn)動(dòng)，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(gè)已知頻率的電磁波，如果該電磁波被那輛轎車反射回來時(shí)，巡警車接收到的電磁波頻率比發(fā)出時(shí)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(shí)，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(shí)，觀察者接收的頻率f=f.因?yàn)関源逐漸減小，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?yàn)橛骈_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(yùn)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(yùn)列車，超車時(shí)聽到貨運(yùn)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(cuò)車，聽到客車駛近時(shí)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(yùn)列車時(shí)，兩列火車是相互遠(yuǎn)離的相對運(yùn)動(dòng)，乘車人聽到貨運(yùn)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(shí)，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(yàn)的鐵路工人為什么可以從火車的汽笛聲判斷火車的運(yùn)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(yùn)行方向和快慢.9.如圖2-5-2所示，S為聲源，P點(diǎn)有一個(gè)觀察者，已知聲源發(fā)聲的頻率為20 Hz，當(dāng)觀察者不動(dòng)，聲源S以17 m/s的速度靠近觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(shí)，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(yùn)動(dòng)無關(guān)，=vT,f=21 Hz答案：21 Hz10.正在報(bào)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(dòng)，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(shí)波相對人的速度