一、选择题(1~8题为单选,9~12题为多选,每小题5分,共60分)
1.下列四幅图的有关说法中,正确的是( C )
A.由两个简谐运动的图象可知:它们的振动步调不一致
B.球与横梁之间存在摩擦的情况下,球的振动是简谐运动
C.频率相同的两列波叠加时,某些区域的振动加强,某些区域的振动减弱
D.当简谐波向右传播时,此时质点A的速度沿y轴正方向
解析:由两个简谐运动的图象可知:它们的相位差恒定,步调一致,选项A错误;简谐运动是一种理想运动,过程中不受摩擦力,所以选项B错误;频率相同的两列水波的叠加:当波峰与波峰或波谷与波谷相遇时振动是加强的;当波峰与波谷相遇时振动是减弱的,选项C正确;根据走坡法可得此时A点向y轴负方向运动,故选项D错误.综上本题选C.
2.下列物理现象中:
(1)春天里在一次闪电过后,有时雷声轰鸣不绝
(2)“闻其声而不见其人”
(3)学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音
(4)当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时,我们听到汽笛声的音调变高
这些物理现象分别属于波的( A )
A.①反射、②衍射、③干涉、④多普勒效应
B.①折射、②衍射、③多普勒效应、④干涉
C.①反射、②折射、③干涉、④多普勒效应
D.①衍射、②折射、③干涉、④多普勒效应
解析:春天里在一次闪电过后,有时雷声轰鸣不绝,属于声波的反射;“闻其声而不见其人”属于声波的衍射;学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音属于声波的干涉;当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时,我们听到汽笛声的音调变高属于多普勒效应,正确选项是A.
3.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发出噪声,干涉型消声器可以用来消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,波长为λ的声波沿水平管道自左向右传播,当声波到达a处时,分成两束相干波,它们分别通过r1和r2的路程,再在b处相遇,即可达到消弱噪声的目的,若Δr=|r2-r1|,则Δr等于( C )
A.波长λ的整数倍 B.波长λ的奇数倍
C.半波长的奇数倍 D.半波长的偶数倍
解析:根据干涉特点知,两相干波源的距离差为波长的整数倍时,此点为振动增强点,而消除噪声不能加强,故A、B错误;距离差为半波长的奇数倍时,此点为振动减弱点,本题为消除噪音,要减弱振动,所以C正确,D错误.
4.图甲为一简谐横波在t=0时刻的波形图象,图乙为该横波中x=3 m处质点A的振动图象,则下列说法正确的是( D )
A.波的传播方向沿x轴正方向
B.波的传播速度大小为1 cm/s
C.在t=2.0 s时刻,图甲中x=4 m处质点B的振动加速度大小为0
D.若该波遇到尺寸大小为1 m的障碍物或孔时,该波会发生明显的衍射现象
解析:由题图乙知t=0时刻质点A处于平衡位置向上运动,结合题图甲可知波沿x轴负方向传播,A错误.由题图甲可知λ=4 m,由题图乙知T=4 s,故波速v==1 m/s,B错误.t=0时刻质点B处于波峰,经过2.0 s即半个周期后质点B运动到波谷,加速度最大,C错误.发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多,故D正确.
5.如图所示为用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样.现让a、b两种光组成的复色光穿过平行玻璃砖或三棱镜时,光的传播方向中可能正确的是( D )
解析:根据双缝干涉相邻条纹间距公式Δx=λ可知,a光的波长大,则同一介质对a光的折射率小,对b光的折射率大.根据平行玻璃砖的光学特性可知,出射光线与入射光线平行,由于a光的折射率小,偏折程度小,所以出射时a光应在右侧,故A、B错误.由sinC=分析可知,a光的临界角较大.当光从棱镜射入空气中时,若b光不发生全反射,能射出棱镜,则a光一定也不发生全反射,能从棱镜射出,故C错误.当光从棱镜射入空气中时,若a光不发生全反射,能射出棱镜,b光可能发生全反射不从棱镜射出,故D正确.
6.如图所示,口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球,则( D )
A.小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球
B.小球所发的光能从水面任何区域射出
C.小球所发的光从水中进入空气后频率变大
D.小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大
解析:设发光小球在P点,如图甲,当发光小球不在缸底中心O时,仍有光线从侧面射出,所以A错误.光从水面射入空气时,当入射角大于或等于临界角时,会发生全反射现象,如图乙,只有在入射角θ小于临界角C的范围内光才能从水面射出,B错误.光从一种介质进入另一种介质时,频率保持不变,C错误.光在水中的传播速度v=,光在空气中的传播速度