
注意事項(xiàng):
1.答卷前,考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫(xiě)在答題卡上。
2.回答選擇題時(shí),選出每小題答案后,用鉛筆把答題卡對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑;如需改動(dòng),用橡皮擦干凈后,再選涂其他答案標(biāo)號(hào)。回答非選擇題時(shí),將答案寫(xiě)在答題卡上,寫(xiě)在試卷上無(wú)效。
3.考試結(jié)束后,本試卷和答題卡一并交回。
第I卷(選擇題)
一、單選題(本大題共7小題,共28.0分)
如圖分別表示一列水波在傳播過(guò)程中遇到了小孔(圖①、②)或障礙物(圖③、④),其中能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的有( )
A. 只有①④B. 只有①②④C. 只有②③D. 只有①③
如圖是觀察水面波衍射的實(shí)驗(yàn)裝置,AC和BD是兩塊擋板,AB是一個(gè)孔,O是波源,圖中已畫(huà)出波源所在區(qū)域波的傳播情況,每?jī)蓷l相鄰波紋(圖中曲線(xiàn))之間的距離表示一個(gè)波長(zhǎng)。則關(guān)于波經(jīng)過(guò)孔之后的傳播情況,下列描述中錯(cuò)誤的是( )
A. 能明顯觀察到波的衍射現(xiàn)象
B. 擋板前后波紋間距離相等
C. 如果將孔AB擴(kuò)大,有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象
D. 如果孔的大小不變,使波源頻率增大,能更明顯地觀察到衍射現(xiàn)象
小河中有一個(gè)實(shí)心橋墩P,A為靠近橋墩浮在水面上的一片樹(shù)葉,俯視如圖所示,小河水面平靜?,F(xiàn)在S處以某一頻率拍打水面,使形成的水波能帶動(dòng)樹(shù)葉A振動(dòng)起來(lái),可以采用的方法是
A. 提高拍打水面的頻率B. 降低拍打水面的頻率
C. 無(wú)需拍打,A也會(huì)振動(dòng)起來(lái)D. 無(wú)論怎樣拍打,A都不會(huì)振動(dòng)起來(lái)
如圖所示.甲為沿x軸傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波動(dòng)圖象,乙圖為參與波動(dòng)質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖象,則下列判斷正確的是( )
A. 該波的傳播速率為8m/s
B. 該波的傳播方向沿x軸正方向
C. 經(jīng)過(guò)0.5s時(shí)間,質(zhì)點(diǎn)P沿波的傳播方向向前傳播2m
D. 該波在傳播過(guò)程中若遇到3m的障礙物,能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象
我國(guó)第四代移動(dòng)通信技術(shù)(簡(jiǎn)稱(chēng)4G),采用1880~2635MHz頻段的無(wú)線(xiàn)電波;第五代移動(dòng)通信技術(shù)(簡(jiǎn)稱(chēng)5G),采用3300~5000MHz頻段的無(wú)線(xiàn)電波。下列說(shuō)法正確的是( )
A. 5G信號(hào)和4G信號(hào)都是縱波
B. 5G信號(hào)比4G信號(hào)更容易發(fā)生衍射
C. 5G信號(hào)比4G信號(hào)在空氣中傳播速度更快
D. 5G和4G電磁波信號(hào)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間都不是均勻變化的
一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0.6s時(shí)的波形圖如圖甲所示,此時(shí)P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的位移相等,波上x(chóng)=15m處的質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)圖象如圖乙所示,則以下說(shuō)法正確的是( )
A. 這列波沿x軸負(fù)方向傳播
B. 這列波的波速為0.06m/s
C. 從t=0.6s時(shí)刻開(kāi)始,質(zhì)點(diǎn)P比質(zhì)點(diǎn)Q早回到平衡位置
D. 若該波在傳播過(guò)程中遇到一個(gè)尺寸為15m的障礙物,這列波不能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象
關(guān)于微波和無(wú)線(xiàn)電波,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 無(wú)線(xiàn)電波波速在任何情況下都等于真空中的光速
B. 微波在傳播過(guò)程中遇到金屬導(dǎo)體時(shí),會(huì)在其中產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或感應(yīng)電流
C. 手機(jī)所用的微波在傳播過(guò)程中比無(wú)線(xiàn)電廣播所用的中波更容易繞過(guò)障礙物
D. 在無(wú)線(xiàn)電通信中,聲音信號(hào)通常要通過(guò)檢波加載在高頻信號(hào)上后,才向外發(fā)射
二、多選題(本大題共4小題,共16.0分)
如圖所示,圖中的實(shí)線(xiàn)為一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖,且x=12 cm質(zhì)點(diǎn)向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)。虛線(xiàn)是t=0.3 s時(shí)的波形圖,設(shè)該波的周期T大于0.3s,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 波沿x軸正方向傳播
B. 該波波速為0.2m/s
C. 該波波速為0.6m/s
D. 該波通過(guò)直徑為d=0.2 m的小孔時(shí)能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象
聲波與光波有許多可比之處,某同學(xué)對(duì)此做了一番比較,得到如下結(jié)論,你認(rèn)為正確的是( )
A. 聲波是縱波,而光波是橫波
B. 聲波的傳播依賴(lài)于介質(zhì),而光可以在真空中傳播
C. 聲波和光波都能產(chǎn)生反射、折射、干涉、衍射、偏振、多普勒效應(yīng)等現(xiàn)象
D. 當(dāng)聲波和光波從空氣進(jìn)入水中時(shí),頻率保持不變,波長(zhǎng)和波速都變小
關(guān)于下列圖片中的物理現(xiàn)象,描述正確的是( )
A. 圖甲,水波由深水區(qū)傳播至淺水區(qū),傳播方向改變,屬于波的反射現(xiàn)象
B. 圖乙,水波穿過(guò)障礙物的小孔后,能傳播至兩側(cè)區(qū)域,屬于波的衍射現(xiàn)象
C. 圖丙,兩列同頻率的水波在空間疊加,部分區(qū)域振動(dòng)加強(qiáng),屬于波的干涉現(xiàn)象
D. 圖丁,竹竿舉起,蜂鳴器快速轉(zhuǎn)動(dòng),聽(tīng)到蜂鳴器頻率發(fā)生變化,屬于波的多普勒效應(yīng)
如圖所示,圖中的實(shí)線(xiàn)為一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖,且x=12 cm質(zhì)點(diǎn)向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)。虛線(xiàn)是t=0.3 s時(shí)的波形圖,設(shè)該波的周期T大于0.3s,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 波沿x軸正方向傳播
B. 該波波速為0.2m/s
C. 該波波速為0.6m/s
D. 該波通過(guò)直徑為d=0.2 m的小孔時(shí)能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象
第II卷(非選擇題)
三、實(shí)驗(yàn)題(本大題共1小題,共9.0分)
利用超聲波遇到物體處反射,可測(cè)定物體運(yùn)動(dòng)的有關(guān)參量。
如圖(a)所示中的儀器A和B通過(guò)電纜線(xiàn)連接,B為超聲波發(fā)射與接收一體化裝置,而儀器A為B提供超聲波信號(hào)進(jìn)行處理并在屏幕上顯示其波形?,F(xiàn)在固定裝置B,并將它對(duì)準(zhǔn)勻速行駛的小車(chē)C,使其每隔固定時(shí)間t0發(fā)射一個(gè)短促的超聲波脈沖;
如圖(b)中幅度大的波形;而B(niǎo)接收到的由小車(chē)C反射回來(lái)的超聲波經(jīng)儀器A處理后顯示如圖(b)中幅度較小的波形。反射波滯后的時(shí)間已在圖中標(biāo)出,其中t0和Δt為已知量,另外還知道該測(cè)定條件下聲波在空氣中的速度為v0,則根據(jù)所給信息,判斷小車(chē)的運(yùn)動(dòng)方向應(yīng)______(選填“向左”或“向右”),速度大小為_(kāi)_____。
四、計(jì)算題(本大題共3小題,共30.0分)
一列橫波在x軸上傳播,在t1=0時(shí)刻波形如圖中實(shí)線(xiàn)所示,t2=0.05s時(shí)刻波形如圖中虛線(xiàn)所示。
(1)求這列波的波速是多少;
(2)若有另一列波能與這列波發(fā)生穩(wěn)定干涉,則另一列波的最小頻率是多少;
(3)若此波在傳播過(guò)程中遇到一根豎立的電線(xiàn)桿,是否會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象。
(1)下列說(shuō)法正確的是( )A. 在干涉現(xiàn)象中,振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)的位移總比減弱點(diǎn)的位移要大
B. 單擺在周期性外力作用下做受迫振動(dòng),其振動(dòng)周期與單擺的擺長(zhǎng)無(wú)關(guān)
C. 火車(chē)?guó)Q笛向我們駛來(lái),我們聽(tīng)到的笛聲頻率比聲源發(fā)聲的頻率高
D. 當(dāng)水波通過(guò)障礙物時(shí),若障礙的尺寸與波長(zhǎng)差不多,或比波長(zhǎng)大的多時(shí),將發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象
E. 用兩束單色光A、B,分別在同一套裝置上做干涉實(shí)驗(yàn),若A光的條紋間距比B光的大,則說(shuō)明A光波長(zhǎng)大于B光波長(zhǎng)
(2)如圖所示,圖甲是一列簡(jiǎn)諧橫波在t =0時(shí)刻的波形圖,P點(diǎn)是此時(shí)處在平衡位置的一個(gè)質(zhì)點(diǎn).圖乙是質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖象.
(1)判斷這列波的傳播方向;
(2)經(jīng)過(guò)時(shí)間t1= 6s,質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程s;
(3)經(jīng)過(guò)t2= 30s,波向前傳播的距離x.
國(guó)慶期間,小明一家駕車(chē)去山區(qū)旅行,汽車(chē)以72 km/h的速度在平直的公路上勻速行駛,公路前方有一座高山,汽車(chē)?guó)Q笛4 s后小明聽(tīng)到回聲.已知聲音在空氣中的傳播速度為340 m/s.
(1)人們利用聲音的反射做成了回聲測(cè)距系統(tǒng),運(yùn)用該系統(tǒng)________(填“能”或“不能”)測(cè)量地球和月球之間的距離,原因是______________________________.
(2)小明聽(tīng)到回聲時(shí)距離高山多遠(yuǎn)?
答案和解析
1.【答案】B
【解析】
【分析】
本題主要考查了明顯的衍射現(xiàn)象,要發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,必須使得孔或阻礙物的尺寸比水波的波長(zhǎng)要小得多或相差不大。在本題中發(fā)生明顯的衍射的條件是相比而言的;要注意明確是當(dāng)孔或阻礙物的尺寸比水波的波長(zhǎng)要小得多或相差不大時(shí),能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象。
【解答】
一列水波在傳播過(guò)程中遇到了小孔①②圖,都符合孔尺寸比水波的波長(zhǎng)要小得多或相差不大,所以都能發(fā)生明顯的衍射;故①②正確;一列水波在傳播過(guò)程中遇到了阻礙物(③④圖),相比而言④圖的阻礙物的尺寸比③圖小,所以④圖能發(fā)生明顯的衍射。故B正確,ACD錯(cuò)誤。
故選B。
2.【答案】D
【解析】
【分析】
當(dāng)孔、縫的寬度與波長(zhǎng)差不多或者比波長(zhǎng)還小時(shí),就能夠發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,這是發(fā)生明顯衍射的條件。
本題考查波的衍射現(xiàn)象,關(guān)鍵是要知道產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件,考查學(xué)生的理解能力。
【解答】
A.因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)與孔的尺寸差不多,所以能夠觀察到明顯的衍射現(xiàn)象。故 A正確;
B.波通過(guò)孔后,波速、頻率、波長(zhǎng)不變,則擋板前后波紋間的距離相等。故 B正確;
C.如果將孔AB擴(kuò)大,孔的尺寸大于波的波長(zhǎng),可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象。故 C正確;
D.如果孔的大小不變,使波源頻率增大,因?yàn)椴ㄋ俨蛔?,根?jù)λ=vf知,波長(zhǎng)減小,可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象。故D錯(cuò)誤。
下列描述中錯(cuò)誤的,故選D。
3.【答案】B
【解析】
【分析】
發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象的條件:孔、縫的寬度或障礙物的尺寸與波長(zhǎng)相近或更?。?dāng)衍射現(xiàn)象明顯時(shí),形成的水波能帶動(dòng)樹(shù)葉A振動(dòng)起來(lái).
【解答】
拍打水面時(shí),水波中的質(zhì)點(diǎn)上下振動(dòng),形成的波向前傳播,提高拍打水面的頻率,則質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率增加,波的頻率與振動(dòng)的頻率相等,根據(jù)λ=vf,波速不變,頻率增大,波長(zhǎng)減小,衍射現(xiàn)象不明顯,反之降低頻率,波長(zhǎng)增大,衍射現(xiàn)象更明顯.故ACD錯(cuò)誤,B正確。
故選B。
4.【答案】D
【解析】解
A.由甲讀出該波的波長(zhǎng)為λ=4m,由乙圖讀出周期為T(mén)=1s,則波速為v=λT=4m/s,故A錯(cuò)誤;
B.在乙圖上讀出t=0時(shí)刻P質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向,在甲圖上判斷出該波的傳播方向沿x軸負(fù)方向,故B錯(cuò)誤;
C.簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播,質(zhì)點(diǎn)只在自己的平衡位置附近上下振動(dòng),并不沿波的傳播方向向前傳播,故C錯(cuò)誤;
D.由于該波的波長(zhǎng)為4m,所以該波在傳播過(guò)程中若遇到3m的障礙物,能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,故D正確。
故選D。
由波動(dòng)圖象讀出波長(zhǎng),由振動(dòng)圖象讀出周期,求出波速.在乙圖上讀出t=0時(shí)刻P質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向,在甲圖上判斷出波的傳播方向.質(zhì)點(diǎn)只在自己的平衡位置附近上下振動(dòng),并不向前傳播.根據(jù)波長(zhǎng)與障礙物尺寸的關(guān)系分析能否發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象。
根據(jù)波動(dòng)圖象能讀出波長(zhǎng)、由質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向判斷波的傳播方向,由振動(dòng)圖象讀出周期和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向等等,都是學(xué)習(xí)振動(dòng)和波部分應(yīng)具備的基本能力,要加強(qiáng)訓(xùn)練,熟練應(yīng)用。
5.【答案】D
【解析】
【分析】
本題考查以5G是“第五代移動(dòng)通信技術(shù)”為背景,考查了電磁波的發(fā)射傳播和接收、傳播速度、衍射現(xiàn)象等基礎(chǔ)知識(shí),要求學(xué)生加強(qiáng)記憶。
明確電磁波的性質(zhì),電磁波在真空中傳播速度均為光速,并且電磁波為橫波;
根據(jù)波的干涉條件分析;
根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論分析,均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)。
【解析】
A、5G和4G信號(hào)都是電磁波,電磁波都是橫波,故A錯(cuò)誤;
B、5G信號(hào)的頻率較高,根據(jù)公式c=λf,5G信號(hào)的頻率較高,波長(zhǎng)較短,故5G信號(hào)更不容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,故B錯(cuò)誤;
C、任何電磁波在真空中的傳播速度均為光速,故傳播速度相同,故C錯(cuò)誤;
D、根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論可知,均勻變化的電(磁)場(chǎng)只能產(chǎn)生恒定不變的磁(電)場(chǎng),不能形成電磁波,故5G和4G電磁波信號(hào)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間不是均勻變化的,故D正確。
6.【答案】C
【解析】
【分析】
本題既要理解振動(dòng)圖象和波動(dòng)圖象各自的物理意義,由振動(dòng)圖象的斜率能判斷出質(zhì)點(diǎn)的速度方向,運(yùn)用波形的平移法判斷波的傳播方向,更要把握兩種圖象的內(nèi)在聯(lián)系。
【解答】
A.由乙圖知,t=0.6s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)A的速度方向?yàn)檠貀軸負(fù)方向,在甲圖中,由波形平移法可知該波的傳播方向?yàn)檠豿軸正方向。故A錯(cuò)誤。
B.由甲圖讀出該波的波長(zhǎng)為λ=20m,由乙圖周期為:T=1.2s,則波速為:v=λT=201.2=503m/s。故B錯(cuò)誤;
C.圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P沿y軸正方向,質(zhì)點(diǎn)Q沿y軸負(fù)方向,所以質(zhì)點(diǎn)P比質(zhì)點(diǎn)Q先回到平衡位置,故C正確。
D.由于該波的波長(zhǎng)為20m,則若該波在傳播過(guò)程中遇到一個(gè)尺寸為15m的障礙物時(shí),能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象,故D錯(cuò)誤。
故選C。
7.【答案】B
【解析】
【分析】
本題考查對(duì)電磁波的波速、特征、衍射和發(fā)射等等知識(shí)的了解情況,關(guān)鍵是掌握關(guān)于微波和無(wú)線(xiàn)電波的特點(diǎn)。
【解答】
A.電磁波只有真空中速度才等于真空中的光速,在其他介質(zhì)中傳播時(shí)速度小于真空中光速,故A錯(cuò)誤;
B.微波和無(wú)線(xiàn)電波傳播的是變化的電磁場(chǎng),變化的磁場(chǎng)在傳播過(guò)程中遇到金屬導(dǎo)體時(shí),會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,故B正確;
C.波長(zhǎng)越長(zhǎng),越容易產(chǎn)生衍射現(xiàn)象,微波的波長(zhǎng)比無(wú)線(xiàn)電波短,微波在傳播過(guò)程中比無(wú)線(xiàn)電廣播所用的中波不容易繞過(guò)障礙物,故C錯(cuò)誤;
D.聲音信號(hào)通常要通過(guò)調(diào)制加載在高頻信號(hào)上后,才向外發(fā)射,故D錯(cuò)誤。
故選B。
8.【答案】BD
【解析】
【分析】
本題主要考查波形圖,明確圖像的意義是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。根據(jù)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況可判斷波的傳播方向;根據(jù)波形圖像可知波長(zhǎng),根據(jù)波的傳播時(shí)間可求得波的周期,根據(jù)公式v=λT即可求得波速;只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)相差不多,或者比波長(zhǎng)更小時(shí),可發(fā)生明顯的衍射。
【解答】
A.t=0 時(shí)刻的波形圖,且x=12cm質(zhì)點(diǎn)向y 軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),由同側(cè)法可知:波沿x 軸負(fù)方向傳播,故A錯(cuò)誤;
BC.根據(jù)圖像可知,波長(zhǎng)為λ=0.24m,
結(jié)合圖像可知傳播時(shí)間:t=0.3s=(n+14)T(n=0,1,2,?),
解得:T=1.2s4n+1(n=0,1,2,?),因?yàn)門(mén)>0.3s,所以n=0,周期為T(mén)=1.2s,則波速為v=λT=0.2m/s,故B正確,C錯(cuò)誤;
D.根據(jù)圖像可知,波長(zhǎng)為λ=0.24m,則波通過(guò)直徑為d=0.2m的小孔時(shí)能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,故D正確。
故選BD。
9.【答案】AB
【解析】
【分析】
光波是電磁波,電磁波是橫波,聲波屬于機(jī)械波,是縱波。
機(jī)械波傳播需要介質(zhì),電磁波傳播不需要介質(zhì)。
只有橫波才能發(fā)生波的偏振現(xiàn)象,干涉和衍射現(xiàn)象是波的特有現(xiàn)象,一切波都能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象。
當(dāng)波從空氣傳入水中時(shí),頻率不變,根據(jù)波速的變化確定波長(zhǎng)的變化。
此題考查了聲波和光波的特性,采用類(lèi)比法,類(lèi)比的學(xué)習(xí)方法要經(jīng)常使用,通過(guò)類(lèi)比,抓住不同知識(shí)的共同點(diǎn)與不同點(diǎn),防止產(chǎn)生似是而非的認(rèn)識(shí)。
【解答】
A.電磁波是橫波,光波屬于電磁波,故光波是橫波,聲波屬于機(jī)械波中的縱波,故A正確;
B.機(jī)械波和電磁波的本質(zhì)上是不同的,機(jī)械波不能在真空中傳播,而電磁波能在真空中傳播,即聲波的傳播需要介質(zhì),光的傳播可以在真空中傳播,故B正確;
C.聲波和光波都能產(chǎn)生反射、折射、干涉、衍射、多普勒效應(yīng)等現(xiàn)象,但只有橫波產(chǎn)生偏振現(xiàn)象,即光波可以產(chǎn)生偏振現(xiàn)象,故C錯(cuò)誤;
D.當(dāng)聲波和光波從空氣中進(jìn)入水中時(shí),聲波速度變大,光波速度變小,頻率不變,根據(jù)v=λf,光波的波長(zhǎng)變小,聲波的波長(zhǎng)變大,故D錯(cuò)誤。
故選AB。
10.【答案】BCD
【解析】
【分析】
本題主要考查多普勒效應(yīng),聲波的干涉。依據(jù)波的折射、衍射、干涉的原理,結(jié)合多普勒效應(yīng)現(xiàn)象,即可求解。
【解答】
A.水波從深水區(qū)傳到淺水區(qū),傳播方向改變的現(xiàn)象是波的折射現(xiàn)象,故A錯(cuò)誤;
B.水波穿過(guò)障礙物的小孔后傳播至兩側(cè)區(qū)域,屬于波的衍射現(xiàn)象,故B正確;
C.兩列同頻率的水波在空間疊加,部分區(qū)域振動(dòng)加強(qiáng),屬于波的干涉現(xiàn)象,故C正確;
D.竹竿舉起,蜂鳴器快速轉(zhuǎn)動(dòng),聽(tīng)到蜂鳴器頻率發(fā)生變化,屬于波的多普勒效應(yīng),故D正確.
故選BCD。
11.【答案】BD
【解析】
【分析】
本題主要考查波形圖,明確圖像的意義是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。根據(jù)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況可判斷波的傳播方向;根據(jù)波形圖像可知波長(zhǎng),根據(jù)波的傳播時(shí)間可求得波的周期,根據(jù)公式v=λT即可求得波速;只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)相差不多,或者比波長(zhǎng)更小時(shí),可發(fā)生明顯的衍射。
【解答】
A.t=0 時(shí)刻的波形圖,且x=12cm質(zhì)點(diǎn)向y 軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),由同側(cè)法可知:波沿x 軸負(fù)方向傳播,故A錯(cuò)誤;
BC.根據(jù)圖像可知,波長(zhǎng)為λ=0.24m,結(jié)合圖像可知傳播時(shí)間:t=0.3s=(n+14)T(n=0,1,2,?),
解得:T=1.2s4n+1(n=0,1,2,?),因?yàn)門(mén)>0.3s,所以n=0,周期為T(mén)=1.2s,則波速為v=λT=0.2m/s,故B正確,C錯(cuò)誤;
D.根據(jù)圖像可知,波長(zhǎng)為λ=0.24m,則波通過(guò)直徑為d=0.2m的小孔時(shí)能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,故D正確。
故選BD。
12.【答案】向右 v0Δt2t0+Δt
【解析】解:由屏幕上顯示的波形可以看出,反射波滯后于發(fā)射波的時(shí)間越來(lái)越長(zhǎng),說(shuō)明小車(chē)離信號(hào)源的距離越來(lái)越遠(yuǎn),小車(chē)向右運(yùn)動(dòng)。由題中乙圖可得,小車(chē)相鄰兩次反射超聲波脈沖的時(shí)間為:
t1=t0+12 (t+Δt)?12t=t0+12Δt
小車(chē)在此時(shí)間內(nèi)前進(jìn)的距離為:
s=v0Δt2
小車(chē)的速度為:v=st1=v0Δt2t0+Δt
故答案為:向右;v0Δt2t0+Δt
超聲波在空中勻速傳播,根據(jù)發(fā)射和接收的時(shí)間差求出速度。通過(guò)的位移與所用時(shí)間比值,來(lái)確定小車(chē)的速度。
本題是實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題,考查應(yīng)用物理知識(shí)分析、理解現(xiàn)代科技裝置原理的能力。
13.【答案】解:(1)由圖知波長(zhǎng)λ=8m,若波沿x軸正方向傳播,則波向前傳播的距離d=n+14λ (n=0,1,2,…)
解得:v=dΔt=404n+1m/s (n=0,1,2,…)
若波沿x軸負(fù)方向傳播,則波向前傳播的距離d=n+34λ (n=0,1,2,…)
解得:v=dΔt=404n+3m/s (n=0,1,2,…)
(2)由v=λf得:f=vλ,
若波沿x軸正方向傳播,則f=40(4n+1)8=20n+5Hz (n=0,1,2,…)
即fmin=5Hz
若波沿x軸負(fù)方向傳播,則f=40(4n+3)8=20n+15Hz (n=0,1,2,)
即fmin=15Hz
綜合得出另一列波的最小頻率為5Hz;
(3)由于該波波長(zhǎng)λ=8m,大于電線(xiàn)桿豎直的尺寸,所以當(dāng)波通過(guò)豎立的電線(xiàn)桿時(shí)會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象。
【解析】本題關(guān)鍵要抓住波的雙向性,根據(jù)波形的平移法確定波傳播距離與波長(zhǎng)的關(guān)系。
(1)波傳播方向按兩個(gè)方向討論,讀出波長(zhǎng),得出波傳播的距離(注意周期性),由v=xt求出波速;
(2)若有另一列波能與這列波發(fā)生穩(wěn)定干涉,則另一列波的頻率與這列波相同。再討論最小頻率;
(3)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象的條件是障礙物或孔的尺寸與波長(zhǎng)相差不多或比波長(zhǎng)小。
14.【答案】(1)BCE;
(2)解:(1)由圖乙知,t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P正向上振動(dòng),所以根據(jù)波形平移法知,該波沿x軸正方向傳播;
(2)從圖乙可知振動(dòng)周期為T(mén)=4s,一個(gè)周期內(nèi)質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程為4A,則經(jīng)過(guò)時(shí)間t1=6s=1.5T,質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程為:S=1.5×4A=6×2cm=12cm;
(3)波速為:v=λT=84m/s=2m/s。
經(jīng)過(guò)t2=30s,波向前傳播的距離:x=vt2=2×30m=60m。
答:(1)這列波的傳播方向沿x軸正方向;
(2)經(jīng)過(guò)時(shí)間t1=6s,質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程s是12cm;
(3)經(jīng)過(guò)t2=30s,波向前傳播的距離x是60m。
【解析】
(1)【分析】
振幅反映了振動(dòng)的強(qiáng)弱;振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)的振幅最大,不是位移總是最大.受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率,與固有頻率無(wú)關(guān).根據(jù)多普勒效應(yīng)判斷接收頻率與波源發(fā)出頻率的關(guān)系.當(dāng)波長(zhǎng)與障礙物尺寸差不多,或比障礙物尺寸大,會(huì)發(fā)生明顯的衍射。
本題考查了衍射現(xiàn)象、多普勒效應(yīng)、受迫振動(dòng)、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)等基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn),關(guān)鍵要熟悉教材,牢記這些基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)。
【解答】
A.在干涉現(xiàn)象中,振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)振幅最大,位移在變化,所以振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)的位移不是總是比減弱點(diǎn)的位移大,故A錯(cuò)誤;
B.單擺在周期性外力作用下做受迫振動(dòng),單擺的周期與驅(qū)動(dòng)力的周期相等,與固有周期無(wú)關(guān),故B正確;
C.火車(chē)?guó)Q笛向我們駛來(lái)時(shí),根據(jù)多普勒效應(yīng)知,我們接收的頻率大于波源發(fā)出的頻率,故C正確;
D.當(dāng)水波通過(guò)障礙物時(shí),若障礙的尺寸與波長(zhǎng)差不多,或比波長(zhǎng)小的多時(shí),將發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,故D錯(cuò)誤;
E根據(jù)Δx=ldλ知,A光的條紋間距比B光的條紋間距大,則A光的波長(zhǎng)大于B光波長(zhǎng),故E正確。
故選BCE。
(2)
(1)根據(jù)波形平移法確定該波的傳播方向;
(2)由振動(dòng)圖象得到振動(dòng)周期,確定經(jīng)過(guò)時(shí)間t1 = 6s,質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程s;
(3)由v=λT 得到波速,進(jìn)而得到經(jīng)過(guò)t2 =30s波向前傳播的距離x。
掌握波的形成及傳播原理是求解的關(guān)鍵。
15.【答案】(1)不能 聲音的傳播需要介質(zhì),太空是真空,不能傳播聲音
(2)640 m
【解析】(1)人們利用聲音的反射做成了回聲測(cè)距系統(tǒng),聲音的傳播需要介質(zhì),太空是真空,不能傳播聲音,故不能用來(lái)測(cè)地球和月球之間的距離.
(2)汽車(chē)行駛速度v=72 km/h=20 m/s,由v=st可得,從鳴笛到聽(tīng)到回聲時(shí),汽車(chē)行駛的路程s車(chē)=vt=20 m/s×4 s=80 m;聲音傳播的路程s聲=v聲t=340 m/s×4 s=1360 m, 設(shè)小明聽(tīng)到回聲時(shí)汽車(chē)到高山的距離為s,如圖所示:
由圖示可得2s=s聲?s車(chē),則有s=s聲?s車(chē)2=640 m.
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