一、(海南卷)18.如图为某一报告厅主席台的平面图,AB 是讲台,、 是与讲台上话筒等高的喇叭,它们之间的相互位置和尺寸如图所示。报告者的声音放大后经喇叭传回话筒再次放大时可能会产生啸叫。为了避免啸叫,话筒最好摆放在讲台上适当的位置,在这些位置上两个喇叭传来的声音因干涉而相消。已知空气中声速为340m/s,若报告人声音的频率为136Hz ,问讲台上这样的位置有多少个?
答案:4
解析:相应于声频的声波的波长是
①
式中
是空气中的声速。在图中,O 是AB 的中点,P 是OB 上任一点。将表示为 ②
式中k 为实数,当k=0,2,4,……时,从两个喇叭来的声波因干涉而加强;当k=1,3,5,……时,从两个喇叭来的声波因干涉而相消。由此可知,O 是干涉加强点;对于B 点,
③
所以,B 点也是干涉加强点。因而O 、B 之间有两个干涉相消点,由对称性可知,AB 上有4个干涉相消点。
点评:此题涉及的情形是报告厅会议室经常会出现的啸叫现象,题材新颖。巧妙地考察学生对机械波干涉知识的理解是否深刻,能否真的学以致用。
二、(上海物理)3.声波能绕过某一建筑物传播而光波却不能绕过该建筑物,这是因为( )
A .声波是纵波,光波是横波
B .声波振幅大,光波振幅小
C .声波波长较长,光波波长很短
D .声波波速较小,光波波速很大
答案:C
解析:本题借助声波考查机械波的衍射条件:障碍物的尺寸比波长小得多或与波长相差不多。
难度:易。
三、(山东卷)37.[物理—物理3-4](1)渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位。已知某超声波频率为1.0×105 Hz ,某时刻该超声波在水中传播的波动图象如图所示。
①从该时刻开始计时,画出x=7.5×10-3m 处质点做简谐运动的振动图象(至少一个周期)。
②现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4s ,求鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动)。
【解析】①
,可得振动图象如下图。
②从图可得波长
,声速,所以鱼群与渔船间的距离。
点评:机械波的传播问题和简谐运动问题都是常规问题,通过设计者的构思,将其与渔船利用超声波探测鱼群方位巧妙结合在一起,使得题目顿时生动鲜活起来,更加贴近生产生活的实际情境。既体现了理论与实际相结合的时代性,也体现了引领中学素质教育的创新理念。
一、(海南卷)18.如图为某一报告厅主席台的平面图,AB 是讲台,、 是与讲台上话筒等高的喇叭,它们之间的相互位置和尺寸如图所示。报告者的声音放大后经喇叭传回话筒再次放大时可能会产生啸叫。为了避免啸叫,话筒最好摆放在讲台上适当的位置,在这些位置上两个喇叭传来的声音因干涉而相消。已知空气中声速为340m/s,若报告人声音的频率为136Hz ,问讲台上这样的位置有多少个?
答案:4
解析:相应于声频的声波的波长是
①
式中
是空气中的声速。在图中,O 是AB 的中点,P 是OB 上任一点。将表示为 ②
式中k 为实数,当k=0,2,4,……时,从两个喇叭来的声波因干涉而加强;当k=1,3,5,……时,从两个喇叭来的声波因干涉而相消。由此可知,O 是干涉加强点;对于B 点,
③
所以,B 点也是干涉加强点。因而O 、B 之间有两个干涉相消点,由对称性可知,AB 上有4个干涉相消点。
点评:此题涉及的情形是报告厅会议室经常会出现的啸叫现象,题材新颖。巧妙地考察学生对机械波干涉知识的理解是否深刻,能否真的学以致用。
二、(上海物理)3.声波能绕过某一建筑物传播而光波却不能绕过该建筑物,这是因为( )
A .声波是纵波,光波是横波
B .声波振幅大,光波振幅小
C .声波波长较长,光波波长很短
D .声波波速较小,光波波速很大
答案:C
解析:本题借助声波考查机械波的衍射条件:障碍物的尺寸比波长小得多或与波长相差不多。
难度:易。
三、(山东卷)37.[物理—物理3-4](1)渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位。已知某超声波频率为1.0×105 Hz ,某时刻该超声波在水中传播的波动图象如图所示。
①从该时刻开始计时,画出x=7.5×10-3m 处质点做简谐运动的振动图象(至少一个周期)。
②现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4s ,求鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动)。
【解析】①
,可得振动图象如下图。
②从图可得波长
,声速,所以鱼群与渔船间的距离。
点评:机械波的传播问题和简谐运动问题都是常规问题,通过设计者的构思,将其与渔船利用超声波探测鱼群方位巧妙结合在一起,使得题目顿时生动鲜活起来,更加贴近生产生活的实际情境。既体现了理论与实际相结合的时代性,也体现了引领中学素质教育的创新理念。