第八章机械振动和机械波第2讲机械波1.[波的干涉原理的应用/2023浙江1月]主动降噪耳机能收集周围环境中的噪声信号，并产生相应的抵消声波.某一噪声信号传到耳膜的振动图像如图所示，取得最好降噪效果的抵消声波（声音在空气中的传播速度为340m/s）（ B ）A.振幅为2AB.频率为100HzC.波长应为1.7m的奇数倍D.在耳膜中产生的振动与图中所示的振动同相解析 主动降噪耳机利用了波的干涉原理，要想取得最好的降噪效果，则抵消声波的振幅和频率要与噪声信号的相同，且在耳膜中产生的振动应与题图中所示的振动反相，所以抵消声波的振幅为A，频率f＝1T＝110×10－3s＝100Hz，A、D错误，B正确；抵消声波的波长λ＝vT＝340×10×10－3m＝3.4m，C错误.2.[简谐运动的表达式＋波形图/2023北京]位于坐标原点处的波源发出一列沿x轴正方向传播的简谐横波.t＝0时波源开始振动，其位移y随时间t变化的关系式为y＝Asin（2πTt），则t＝T时的波形图为（ D ） A B C D解析 由位移y随时间t变化的关系式可知位于坐标原点的质点起振方向竖直向上，经过一个周期t＝T后，机械波传播了一个波长，此时刚传到的质点的起振方向与波源的起振方向相同，如图所示，故A、B、C错，D对.
3.[波形图的选择/2023上海]如图所示，有一周期为T、沿x轴正方向传播的简谐横波，当t＝0时波恰好传到B点，则t＝8T时，CD段的波形图为（ C ）A BC D解析 由题图可知，t＝0时，B点的振动方向竖直向上，故振源的起振方向竖直向上；又由题图可知该波的波长为λ＝0.5m，由于一个周期内波传播的距离为一个波长，则在8T时间内波传播的距离为s＝8λ＝8×0.5m＝4m，则t＝8T时，波恰好传到D点，则D的振动方向竖直向上，又C、D两点之间的距离为0.25m，即半个波长，故C正确，A、B、D错误.4.[波的干涉＋波的传播＋波的衍射＋多普勒效应/2023广东]渔船常用回声探测器发射的声波探测水下鱼群与障碍物.声波在水中的传播速度为1500m/s，若探测器发出频率为1.5×106Hz的声波，下列说法正确的是（ B ）A.两列声波相遇时一定会发生干涉B.声波由水中传播到空气中，波长会改变C.该声波遇到尺寸约为1m的被探测物时会发生明显衍射D.探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度无关解析 两列波发生干涉的条件有三个：①两列波的频率必须相同；②两个波源的相位差必须保持不变；③两列波在相遇区域各质点引起的振动方向总是相同.两列声波在海水中传播时，由于介质不均匀、声波发射不固定等因素，不一定同时满足上述三个条件，所以两列声波相遇时不一定会发生干涉，A错；声波传播过程中频率f不变，而从水中传播到空气中，波速变小，根据v＝λf可知波长变短，B对；只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象，声波在水中的波长λ水＝v水f＝15001.5×106m＝1×10－3m≪
1m，所以该声波遇到尺寸约为1m的被探测物时不会发生明显的衍射，C错；根据多普勒效应【奥地利物理学家多普勒发现，波源和观察者相互靠近或相互远离时，接收到的波的频率都会发生变化，这种现象被称为多普勒效应】可知，若探测器相对被探测物的运动速度改变，则探测器单位时间内接收到声波的全振动个数也将改变，即探测器接收到的回声频率也将改变，D错.5.[机械波的传播/2022辽宁]一列简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻的波形如图所示.关于质点P的说法正确的是（ A ）A.该时刻速度沿y轴正方向B.该时刻加速度沿y轴正方向C.此后14周期内通过的路程为AD.此后12周期内沿x轴正方向迁移λ2解析 波沿x轴正方向传播，由“上下坡”法可知，该时刻质点P的振动方向沿y轴正方向，A正确；该时刻质点P的位移为正，则回复力沿y轴负方向，质点P的加速度沿y轴负方向，B错误；由于该时刻质点P不在特殊位置（波峰、波谷、平衡位置），则此后的14周期内质点P通过的路程不等于振幅A，C错误；波在传播过程中，质点在平衡位置附近做往复运动，并不随波迁移，D错误.6.[波的多解问题/2021辽宁]一列沿x轴负方向传播的简谐横波，t＝2s时的波形如图（a）所示，x＝2m处质点的振动图像如图（b）所示，则波速可能是（ A ）图（a）图（b）A.15m/sB.25m/sC.35m/sD.45m/s解析 由振动图像可知周期T＝4s，由波形图和x＝2m处质点的振动图像结合同侧法可知，（n＋12）λ＝2m（n＝0，1，2，…），则波长λ＝42n+1m（n＝0，1，2，…），波速v
＝λT＝12n+1m/s（n＝0，1，2，…），当n取2时，v＝15m/s，故A正确，B、C、D均无对应的n值.
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