考点训练43 波的特有现象、多普勒效应、次声波和超声波

考点训练43波的特有现象、多普勒效应、次声波和超声波一、本题共10小题，每小题6分，共60分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分.下列四种声现象，哪一种是声波的干涉（ ）在门窗关闭的屋里说话，听起来比在旷野里响隔着院墙与人谈话，虽然不见其人，却能闻其声环绕正在发声的音叉走一周，会觉得声音有强弱的变化将两只固有频率相同的音叉稍稍间隔一点距离并列放置，敲击其中一只音叉后用手将它按住，让它停止振动，却能听见未被敲击的音叉发出了声音答案：C解析：区别声波的干涉、衍射、反射及共振现象.声波属于机械波，下列有关声波的描述中正确的是（ ）同一列声波在各种介质中的波长是相同的声波的频率越高，它在空气中传播的速度越快声波可以绕过障碍物传播，即它可以发生衍射人能辨别不同乐器发出的声音，证明声波不会发生干涉答案：C解析：同一种机械波在同一种介质中传播的速度是相等的，不同频率的声波在同一种介质中的波长由公式N=f可知，波长是不相同的，故选项A、B是错误的•衍射是波的特性，声波也具有这个特性，故选项C是正确的•至于选项D,人能分辨不同乐器的声音与这些声音具有不同的音质有关，与干涉无关，故选项D是错误的.（2006浙江金华重点中学高三质检）超声波是指频率在20000Hz以上的高频声波，次声波是指频率低于20Hz的低频声波•已知人体内器官的振动频率为4—18Hz，则在强度较大且相同的情况下，对人体伤害最大的是（）人能听到的声波超声波次声波超声波与次声波对人体的伤害相同答案：C解析：人能听到的声波对人体的危害没有超声波和次声波对人体的危害大，但人体器官振动的固有频率为4—18Hz，在次声波频段内，频率接近，易产生共振，会对人体器官造成更大的伤害.4•设在某均匀介质中（如空气）有一发声体P正在发射某一恒定频率的声波.在离P距离为s的地方有一观察者Q听到P发出的声波音调一定，那么以下说法中正确的是（ ）当P不动，Q以一定速度远离P时，Q听到的音调变咼当Q不动，P以一定速度远离Q时，Q听到的音调变高当P、Q均以一定速度相互接近时，Q听到的音调变低当P、Q均以一定速度相互远离时，Q听到的音调变低答案：D解析：根据多普勒效应，声源跟观察者相互靠近时，音调变高，反之音调变低.（2005河北石家庄重点中学高三联考）如下图，水面上有M、N两个振动情况完全一样的振源，在水面上形成两列水波.在MN连线的中垂线上有a、b、c三点•已知某时刻a点是两波谷相遇点，b点是两波峰相遇点•则可以判断c点（ ）—定是振动加强的点—定是两波峰相遇点—定是两波谷相遇点条件不足，无法判断答案：A解析：由波的干涉特点可知，当某点到两个波源距离差为半波长偶数倍时，此时为振动加强点，故MN中垂线上的点全部为振动加强点，并且相邻的波峰和波谷相互间隔T/2，故应选A.（2006安徽合肥高三—联）在同—均匀介质中，有A、B两列孤立波相向传播，波速大小相同，振幅分别为A「A2,某时刻的波形和位置如图所示.则下列说法正确的有（ ）波A的周期大于波B的周期两列波在传播到x=5m处开始相遇x=6m的质点在振动过程中振幅为A]+A2x=6.5m的质点在振动过程中振幅为A]+A2答案：D解析：如题图所示，入，由v=VT和它们的波速相等可得，TaVTB，故A错误•根据AB AB图中两列孤立波的位置可得，两列波在传播到x=6m处开始相遇，故B错误.两列孤立波在图示时刻波峰之间的距离为9m,由于它们的波速相等，两个波峰将在x=6.5m处相遇，即该质点在振动过程中振幅为A1+A2，故C错误，D正确.如图所示是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间距离表示—个波长，则关于波经过孔以后的传播情况，下列描述中不正确的是（）此时能明显观察到波的衍射挡板前后波纹间距离相等如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象如果孔的大小不变，使波的频率增大，能更加明显地观察到衍射现象答案：D解析：考查发生明显衍射的条件.（2006浙江杭州高三一模）如图所示，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x=-2xl0-im和x=12xl0-im处，两列波的波速均为v=0.4m/s，两波源的振幅均为A=2cm.图示为t=0时刻两列波的图象（传播方向如图），此刻平衡位置处于x=0.2m和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动.质点M的平衡位置处于x=0.5m处，关于各质点运动情况的判断正确的是（）质点M刚开始运动时的方向沿y轴正方向t=0.75s时刻，质点P、Q都运动到M点t=1s时刻，质点M的位移为-4cm这两列波相遇时将发生干涉，M点振动始终加强，位移始终最大答案：C解析：根据图象可知，两列波都是使介质中每个质点从平衡位置沿y轴负方向开始振动.由于P、Q两质点的平衡位置到质点M的平衡位置的距离相等，当两列波同时使质点M开始振动时，质点M的运动方向沿y轴负方向，故A错误.t=0.75s时刻，两列波同时传播到M点，使质点M开始振动，但是，介质中的各个质点只是在各自的平衡位置附近沿y轴做简谐运动，不会沿着波的传播方向发生迁移，即此时刻，质点P、Q不会运动到M点，故B错误.t=1s时刻、t=0时刻的x=0.1m和x=0.9m的两个质点的振动同时传播到M点，它们单独引起M点振动的位移都是-2cm，因此，M点的位移等于这两个位移的矢量和，即M点的位移为-4cm,故C正确•因为两列波的波速、波长都相等，所以它们的频率也相等，当这两列波相遇时一定发生干涉•由于M点的平衡位置到两波源的距离相等，所以，在M点两列波引起的振动始终是加强的，即M点将以4cm的振幅振动，但是M点的位移还要随着时间发生周期性变化，而不是始终最大，故D错误.如图所示为两列同频率相干水波在t=0时刻的叠加情况，图中实线表示波峰，虚线表示波谷.已知两列波的振幅均为2cm（且在图中所示范围内振幅不变），波速为2m/s，波长为0.4m，E点是BD连线和AC连线交点，下列说法正确的是（ ）A、C两点是振动减弱的点B、D两点在该时刻的竖直高度差为4cmE点是振动加强的点t=0.05s时，E点离平衡位置的位移大小为2cm答案：AC解析：同频同相波叠加形成振动加强点，同频反相波叠加形成振动减弱点.（2006湖北黄冈重点中学高三质检）消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题，内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都会发出噪声，干涉型消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声•干涉型消声器的结构及气流运行如图所示，产生波长为入的声波沿水平管道自左向右传播.在声波到达a处时，分成两束相干波，它们分别通过rl和r2的路程，再在b处相遇，即可达到削弱噪声的目的•若Ar=r2-rl，则&等于（ ）1 ― &1a1*b波长入的整数倍波长入的奇数倍九半波长一的奇数倍2九半波长的偶数倍2答案：C解析：由波的干涉特点可知：当某点到两相干波源的距离差为半波长的奇数倍时，此点为振动减弱点，故选C.二、本题共2小题，每小题8分，共16分.请把正确答案填写在横线上.（8分）如图所示S］和S2是两个相干的波源，其振幅为A，图中实线和虚线分别表示两波形成的波峰和波谷，那么a点的振幅为 ，b点的振幅为 ，c点的振幅为 .经四分之一周期后，在a、b、c三点中，振动加强点 .答案：2A02Aa、c解析：波的干涉特征.（8分）（2004上海高考）A、B两波相向而行，在某时刻的波形与位置如下图所示已知波的传播速度为v,图中标尺每格长度为1,在图中画出又经过t=71/v时的波形.答案：

解析：根据波的叠加原理可得.三、本题共2小题,每小题12分.利用超声波遇到物体发生反射,可测定物体运动的有关参量.图甲中仪器A和B通过电缆线连接,B为超声波发射与接收一体化装置,而仪器A为B提供超声波信号源而且能将B接收到的超声波信号进行处理并在屏幕上显示其波形.现固定装置B,并将它对准匀速行驶的小车C,使每隔固定时间T0发射一短促的超声波脉冲(如图乙中幅度大的波形)，而B接收到的由小车C反射回的超声波经仪器A处理后显示如图乙中幅度较小的波形•反射波滞后的时间已在下图中标出，其中T和AT为已知量•另外还知道该测定条件下声波在空气中的速度为 v0.则根据所给信息可判断小车的运动方向为 (填“向左”或“向右”)，速度大小为 .vAT答案：向右27^0解析：由屏幕上显示的波形可以看出，反射波滞后于发射波的时间越来越长，说明小车离信号源的距离越来越远，小车向右运动.由题中乙图可得，小车相邻两次反射超声波脉冲的时间11t=T0+2（T+AT）qT=t0+2AT ①小车在此时间内前进的距离为ATvAT0—27+ATs=v°vAT0—27+ATs小车的速度为v==t有一种用钢丝操纵的做圆周飞行的飞机模型，装有两冲程的活塞式发动机作为动力.操纵者站在圆心，在他听来发动机工作时发出的声音是平稳不变的.场边的观察者听到的声音忽高忽低地做周期性变化.(1)这是由于 产生的,这种现象叫*(2)模型飞机的飞行速度是90km/h,活塞式发动机的转速是9000r/min,则观察者听到的声音的最高频率 Hz,最低频率是 Hz,操纵者听到的声音的频率是 Hz.(设这时空气中的声速为340m/s)答案：(1)声源与观察者有相对运动多普勒效应(2)162140150解析：(1)声源与观察者有相对运动；多普勒效应.(2)飞机的速度v=90km/h=25m/s900