由超声波脉冲发射和接收的时间间隔,可知汽车距测速仪的距离 汽车第一次反射脉冲信号时距测速仪的距离 s1=v同理可知,p2和n2之间的时间间隔t2=0.3s, 汽车第二次反射脉冲信号时距测速仪的距离 s1=vt2=51m 2t1=68m 2汽车在两次反射脉冲信号之间的时间内前进的距离为 s=s1-s2=17m. 汽车两次反射脉冲信号的时间间隔为 t=Δt+
t2t1?=0.95s 22s汽车的速度V==17.9m/s.
t答案:汽车在反射两个信号之间的时间内前进的距离为s=s1-s2=17m;汽车的速度为17.9m/s.
练习题
一.选择题
l.下列说法正确的是( )
A.声波的反射遵守与光波反射类似的反射定律 B.声波发生折射时,频率.波长.波速均要改变 C.声波是纵波
D.一个剧院满座时交响乐混响时间比空座时长
2.声音从声源发生,在空气中传播,以下说法正确的是( )
A.声波的波速不断减小 B.声波的频率不断减小 C.声波的振幅不断减小 D.声波的波长不断减小
3.声音从空气进入水中的时候,关于声波物理量的变化,正确的是( )
A.波速减小 B.频率减小 C.波长增大 D.周期增大
4.对于波长为100m的声波,下列哪些说法是错的( ) A.在同一介质中,比波长为20m的声波传播快 B.在空气中频率比在水中大
C.声波能发生折射,但折射后频率改变 D.声波能发生反射,但反射后波速改变 5.下列哪些现象不属于反射现象( ) A.回声
B.夏日雷声轰鸣不绝
C.水波绕过水中芦苇秆传播
D.在空房中讲话感到声音更响
E.水波从深水区进入浅水区传播方向发生改变 参考答案:
1.AC 2.C 3.C 4.ABCD 5.CE 二.填空题
1.某人发现前方有一座山,他从拍手到听到由山坡反射回来的回声,历时1s,如果当时空气中的声速为340m/s,则比人距大山的距离约为______m.
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2.一列波从A介质射入B介质,如果入射角大于折射角,则这列波在A介质中的速度______在B介质中的速度.
3.某声波在甲.乙两种介质中传播时,波长之比为1:2,则在两种介质中频率之比为_____,传播速度之比为______.
4.一列波从水到空气中,波长增大为2倍,若入射角为30?,则折射角为_______.
5.在海平面上有两个等高的山头A和B,在A山顶点发出一声巨响,经过1s后,在B山顶第一次听到响声,又经1s,在B山顶第二次听到响声.已知声音在空气中的传播速度为340m/s,那么A.B距海平面的高度为_____m. 参考答案:
1.170 2.大于 3.1:1,1:2 4.45? 5.300 三.计算题
1.在和实验者相距715m处,有人用铁锤敲击铁轨,实验者用耳贴近铁轨时听到敲击声比他从空气中听到的敲击声早2s,空气中的声速为340m/s,试求声音在铁轨中传播的速度?
2.在两个平行峭壁间大喊一声,2s后听到第一次加声,再经过1s听到第二次回声,试估算山谷的宽度?
3.某列波在真空中传播的速度为3×108m/s,频率为7.5×1014Hz, 当这列波以45?入射角从真空中进入介质时,其折射角为30?,求此波在这种介质中传播的频率,波长和波速?
4.某一物体发出声音在空气中的波长为1m,波速不小于340m/s,在海水中的波长为4.5m,在海面上发出的声音经0.5s听到回声,则该海水深至少为多少?
5.枪的射击声和子弹同时传到680m高处,设枪竖直向上射击,子弹的运动阻力不计,声音在空气中的速度取340m/s,g取10m/s2,求子弹的初速度v0.
6.声音在水、空气、钢铁中传播速度分别为1450m/s、340m/s、500m/s.从同一声源发出的声音在这三种媒质中传播,它们的频率和波长大小关系如何? 参考答案:
1.694.6m/s 2.850m 3.7.5×1014Hz, 2.83×10-7m,2.12×108m/s 4.372.5 5.350m/s 6.f气?f水?f铁;?气??水??铁
周末练习
l.下列说法正确的是( )
A.声波的反射遵守与光波反射类似的反射定律 B.声波发生折射时,频率.波长.波速均要改变 C.声波是纵波
D.一个剧院满座时交响乐混响时间比空座时长
2.在海平面上有两个等高的山头A和B,在A山顶点发出一声巨响,经过1s后,在B山顶第一次听到响声,又经1s,在B山顶第二次听到响声.已知声音在空气中的传播速度为340m/s,那么A、B距海平面的高度为_____m.
3.某一物体发出声音在空气中的波长为1m,波速不小于340m/s,在海水中的波长为4.5m,在海面上发出的声音经0.5s听到回声,则该海水深至少为多少?
4.枪的射击声和子弹同时传到680m高处,设枪竖直向上射击,子弹的运动阻力不计,声音在空气中的速度取340m/s,g取10m/s2,求子弹的初速度v0. 参考答案:
1.AC 2.300 3.372.5 4.350m/s
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周末练习
1.对于波长为100m的声波,下列哪些说法是错的( ) A.在同一介质中,比波长为20m的声波传播快 B.在空气中频率比在水中大
C.声波能发生折射,但折射后频率改变 D.声波能发生反射,但反射后波速改变 2.下列哪些现象不属于反射现象( ) A.回声
B.夏日雷声轰鸣不绝
C.水波绕过水中芦苇秆传播 D.在空房中讲话感到声音更响
E.水波从深水区进入浅水区传播方向发生改变
3.在一条河流上架着一座铁桥,一人用锤子敲击一下铁桥的一端发出声音,经过空气和铁桥分别传到桥的另一端时相隔2s,求铁桥长.(已知声音在空气中速度为340m/s.在铁轨中速度为500m/s). 4.声音在水、空气、钢铁中传播速度分别为1450m/s、340m/s、500m/s.从同一声源发出的声音在这三种媒质中传播,它们的频率和波长大小关系如何? 参考答案:
1.ABCD 2.CE 3.730m 4.f气?f水?f铁;?气??水??铁
探究活动
课题:观察生活中波发生反射或折射的情况.
目的:观察波的反射折射在实际生活中存在情况,加深对波发生反射或折射的理解. 形式:学生小组(2~3人)活动.
设计:2~5人一组,了解生活中的波发生反射或折射的存在情况,然后进行小组讨论,看看能否分出哪些是反射,哪些是折射?然后再和其他小组交流,看一看有没有不同的看法,也可向老师或自查资料寻求正确结果.
过程:具体活动时间和过程可由学生依据自己的实际情况确定.
第五节 波的衍射
例1:下列说法正确的是( ) A.衍射是一切波特有的现象
B.对同一列波,障碍物或孔越小衍射越明显 C.听到回声是声波的衍射现象 D.听到回声是共鸣现象
选题目的:正确理解波的衍射和反射的含义
解析:衍射是波特有的现象.是波区别于其他东西的特征.障碍物或孔的尺寸越小,越能满足发生明显衍射现象的条件.回声是声波的反射现象.如果回声到达人耳比原声滞后0.1s以上,就能区分回声和原声.所以正确答案为A、B.
例2:将一只小瓶立于水波槽中,在槽中激发水波,若想在瓶子后面看到水波绕进的现象,激发水
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波的振子振动频率大些好还是小些好?为什么? 选题目的:灵活掌握波的衍射条件.
解析:当障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多时,能发生明显衍射现象;由于瓶子的直径已确定,故水波的波长越长越好,所以,激发水波的振子振动频率越小越好,f越小,水波的?越大,?就更接近瓶子的直径. 例3:如图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为波源,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)之间距离表示一个波长,则波经过孔之后的传播情况,下述描述正确的是( ) A.此时能明显观察到波的衍射现象 B.挡板前波纹间距离相等
C.如果将孔AB扩大,有可能观察不到明显的衍射现象
D.如果孔的大小不变,使波源频率增大,能更明显地观察衍射现象 选题目的:理解波发生衍射现象的条件.
解析:由图可看出孔AB与波长相比小于一个波长,则A对.v??f,介质及波源不变则?不变,B对.将孔变大,若孔的大小比较大则不能看到明显衍射现象,C对.增大频率,更不容易看到衍射现象,D错,正确选项为A、B、C. 例4:在水波槽的衍射实验中,若打击水面的振子振动频率是5Hz,水波在水槽中的传播速度为0.05m/s,为观察到显著的衍射现象,小孔直径d应为( ).
A.10cm B.5cm C.d>1cm D.d<1cm
选题目的:掌握波发生衍射的必要条件
解析:在水槽中激发的水波波长为:??v0.05?m?0.01m?1cm f5要求在小孔后产生显著的衍射现象,应取小孔的尺寸小于波长.所以答案D正确.
讨论:波传到小孔时,小孔仿佛一个新的波源,由它发出与原来同频率的波(称为子波)在孔后传播,于是就出现了偏离直线传播方向的衍射现象.
例5:一列波在传播的过程中通过一个障碍物,观察到了一定程度的衍射现象,以下哪种情况能使衍射现象更加明显( )
A.增大障碍物尺寸,同时增大波的频率 B.增大障碍物尺寸,同时减小波的频率 C.缩小障碍物尺寸,同时增大波的 频率 D.缩小障碍物尺寸,同时减小波的频率
选题目的:考查对波发生明显衍射条件的理解.
解析:波在同种介质中传播速度相同,根据v??f,f减小,?增大,而发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多,或者比波长小,所以缩小障碍物尺寸,减小波的频率,能使障碍物的尺寸比波长小,衍射现象明显.故D正确.
例6:在做水波通过小孔衍射的演示实验时,激发水波的振子振动频率为5Hz,水波的水槽中传播速度为0.05m/s,为使实验效果明显,使用小孔直径d应为多少?
选题目的:考查发生明显衍射现象的条件. 解析:根据v??f
得 ??v0.05?m=0.01m f5由发生明显衍射现象的条件知,小孔直径d应跟波长0.01m相差不多,或者比波长0.01m小.
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练习题
一.选择题
1.下列哪些现象属于显著的衍射现象( )
A.水波前进方向上遇到突出水面上的小草,小草对波的传播没有影响 B.水波前进方向上遇到一个障碍物,障碍物后面的水并没有发生振动 C.水波前进方向上有一个带孔的屏,孔后的区域传播着圆形的波浪
D.水波前进方向有一个带缺口的屏,水波经过缺口后沿直线传播,屏后“阴影区”的水面没有振动
2.以下关于波的衍射的说法,正确的是( )
A.波通到障碍物时,一定会观察到衍射现象 B.当孔的尺寸比波长小时,衍射现象明显
C.当障碍物的尺寸比波长大得多时,衍射现象很明显
D.只有当障碍物的尺寸与波长相差不多时,才会发生明显的衍射现象
3.波长为60m和17m的两列声波在空气中传播时,下列叙述中正确的是( ) A.波长60m的声波比声波17m的声波传播速度慢 B.波长60m的声波比声波17m的声波频率小 C.波长60ml的声波比17m的声波易发生衍射 D.波长60m的声波不能被反射
4.关于波的衍射,下列说法中错误的是( ) A.衍射是一切波的特性
B.波长与孔的宽度差不多时,能发生明显衍射 C.波长比孔宽度小得越多,衍射现象越不明显 D.波长比孔宽度大得越多,衍射现象越不明显 5.下列现象或事实属于衍射现象的是( ) A.风从窗户吹送来 B.雪堆积在背风的屋后
C.水波前进方向上遇到凸出在水面上的小石,小石对波的传播没有影响 D.晚上看到水中月亮的倒影
6.关于波的衍射现象,下列说法正确的是( ) A.某些波在一定条件下才有衍射现象 B.某些波在任何情况下都有衍射现象 C.一切波在一定条件下才有衍射现象 D.一切波在任何情况下都有衍射现象 7.当波出现明显的衍射现象时,可能是( ) A.波长比障碍物尺寸小得多 B.波长比障碍物尺寸大得多
C.波长与障碍物尺寸相差不多 D.波长与障碍物尺寸相差较多
8.原来小孔宽与水波长相差不多,当孔逐渐变到很宽的过程中,其衍射现象( A.一直很明显 B.一直不明显
C.由很明显变得不明显
D.由不明显变得很明显
9.水波通过小孔,发生一定程度的衍射,为使衍射现象更不明显,可以( ) A.增大小孔尺寸,同时增大水波的频率
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