2019年高中物理 第2章 第3+4節(jié) 波的干涉和衍射 多普勒效應(yīng)及其應(yīng)用課后知能檢測(cè) 魯科版選修3-41(多選)下列關(guān)于兩列波相遇時(shí)疊加的說法正確的是()A相遇后，振幅小的一列波將減弱，振幅大的一列波將加強(qiáng)B相遇后，兩列波的振動(dòng)情況與相遇前完全相同C在相遇區(qū)域，任一點(diǎn)的總位移等于兩列波分別引起的位移的矢量和D幾個(gè)人在同一房間說話，相互間聽得清楚，這說明聲波在相遇時(shí)互不干擾【解析】?jī)闪胁ㄏ嘤鰰r(shí)，每一列波引起的振動(dòng)情況都保持不變，而質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)則是兩列波共同作用的結(jié)果，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤，B、C選項(xiàng)正確；幾個(gè)人在同一房間說話，聲帶振動(dòng)發(fā)出的聲波在空間中相互疊加后，不改變每列波的振幅、頻率，所以聲波傳到人的耳朵后，仍能分辨出不同的人所說的話，故D正確【答案】BCD2圖2313分別表示一列水波在傳播過程中遇到了小孔(甲、乙圖)或障礙物(丙、丁圖)，其中能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的有()圖2313A只有甲、乙、丁B只有甲、丁C只有乙、丙 D只有甲、丙【解析】由發(fā)生明顯衍射的條件知，當(dāng)孔和障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)相差不多或者更小時(shí)，能發(fā)生明顯衍射，由圖知甲、乙、丁可發(fā)生，故選A.【答案】A3(多選)上課時(shí)老師將一蜂鳴器固定在教鞭一端后迅速水平旋轉(zhuǎn)，蜂鳴器音調(diào)竟然忽高忽低變化，下列判斷正確的是()A旋轉(zhuǎn)時(shí)蜂鳴器發(fā)出的頻率變化了B由于旋轉(zhuǎn)，改變了同學(xué)們聽到的聲音頻率C蜂鳴器音調(diào)變高時(shí)，一定是向靠近觀察者的方向運(yùn)動(dòng)D音調(diào)的忽高忽低是由波的干涉造成的【解析】蜂鳴器發(fā)出的聲音頻率沒變，只是在旋轉(zhuǎn)過程中與觀察者之間相對(duì)位置改變了【答案】BC圖23144(xx廈門高二檢測(cè))如圖2314表示產(chǎn)生機(jī)械波的波源O做勻速運(yùn)動(dòng)的情況，圖中的圓表示波峰該圖表示的是()A干涉現(xiàn)象B衍射現(xiàn)象C反射現(xiàn)象D多普勒效應(yīng)【解析】多普勒效應(yīng)是在波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象，故知該圖表示的是多普勒效應(yīng)【答案】D5分析下列物理現(xiàn)象：(1)夏天，在一次閃電過后，有時(shí)雷聲轟鳴不絕(2)“聞其聲而不見其人”(3)學(xué)生圍繞振動(dòng)的音叉轉(zhuǎn)一圈會(huì)聽到忽強(qiáng)忽弱的聲音(4)當(dāng)正在鳴笛的火車向著我們急駛而來時(shí)，我們聽到汽笛聲的音調(diào)變高這些物理現(xiàn)象分別屬于波的()A反射、衍射、干涉、多普勒效應(yīng)B折射、衍射、多普勒效應(yīng)、干涉C反射、折射、干涉、多普勒效應(yīng)D衍射、折射、干涉、多普勒效應(yīng)【解析】夏天，在一次閃電過后，有時(shí)雷聲轟鳴不絕是雷聲在云層里多次反射造成的；聞其聲而不見其人是聲波的衍射造成的；振動(dòng)的音叉會(huì)產(chǎn)生聲波的干涉現(xiàn)象，故聽到忽強(qiáng)忽弱的聲音；我們聽到汽笛聲的音調(diào)變高是由多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的現(xiàn)象，故A正確【答案】A圖23156(xx上海高考)兩列波源S1、S2在水槽中形成的波形如圖2315所示，其中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，則()A在兩波相遇的區(qū)域中會(huì)產(chǎn)生干涉B在兩波相遇的區(qū)域中不會(huì)產(chǎn)生干涉Ca點(diǎn)的振動(dòng)始終加強(qiáng)Da點(diǎn)的振動(dòng)始終減弱【解析】由圖知，兩列波的波長(zhǎng)不相等，不滿足波的干涉條件，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤【答案】B7(多選)當(dāng)兩列振動(dòng)情況完全相同的水波發(fā)生干涉時(shí)，如果兩列波的波峰在P點(diǎn)相遇，下列說法正確的是()A質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)始終是加強(qiáng)的B質(zhì)點(diǎn)P的振幅最大C質(zhì)點(diǎn)P的位移始終最大D質(zhì)點(diǎn)P的位移有時(shí)為零【解析】干涉現(xiàn)象中，振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)的振幅大，但位移是變化的【答案】ABD8(多選)下面哪些應(yīng)用是利用了多普勒效應(yīng)()A利用在地球上接收到遙遠(yuǎn)天體發(fā)出的光波的頻率來判斷遙遠(yuǎn)天體相對(duì)于地球的運(yùn)動(dòng)速率B交通警察向行駛中的汽車發(fā)射一個(gè)已知頻率的電磁波，波被運(yùn)動(dòng)的汽車反射回來，根據(jù)接收到的頻率發(fā)生的變化，就知道汽車的速度，以便于進(jìn)行交通管理C鐵路工人用耳貼在鐵軌上可判斷火車的運(yùn)動(dòng)情況D有經(jīng)驗(yàn)的戰(zhàn)士從炮彈飛行的尖叫聲可判斷飛行的炮彈是接近還是遠(yuǎn)去【解析】凡是波都具有多普勒效應(yīng)，因此利用光波的多普勒效應(yīng)便可以測(cè)定遙遠(yuǎn)星體相對(duì)地球運(yùn)動(dòng)的速率，故A選項(xiàng)正確；被反射的電磁波，相當(dāng)于一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體發(fā)出的電磁波，其頻率發(fā)生變化，由多普勒效應(yīng)的計(jì)算公式可以求出運(yùn)動(dòng)物體的速度，故B選項(xiàng)正確；鐵路工人是根據(jù)振動(dòng)的強(qiáng)弱而對(duì)列車的運(yùn)動(dòng)做出判斷的，故C不正確；炮彈飛行，與空氣摩擦產(chǎn)生聲波，人耳接收到的頻率與炮彈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)，故D選項(xiàng)正確【答案】ABD圖23169(xx赤水高二檢測(cè))在水面上有S1和S2兩個(gè)振幅和頻率相同的波源，開始起振時(shí)兩波源的振動(dòng)方向相反在兩波源連線的中垂線上有a、b、c三點(diǎn)，經(jīng)過一段時(shí)間這三點(diǎn)都處于兩列波的疊加區(qū)域內(nèi)如圖2316所示，則下列說法中正確的是()Aa點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，c點(diǎn)是振動(dòng)減弱點(diǎn)Ba、c點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，b點(diǎn)是振動(dòng)減弱點(diǎn)Ca、c點(diǎn)此時(shí)刻振動(dòng)加強(qiáng)，經(jīng)過一段時(shí)間后變?yōu)檎駝?dòng)減弱點(diǎn)，而b點(diǎn)可能變?yōu)檎駝?dòng)加強(qiáng)點(diǎn)Da、b、c三點(diǎn)都是振動(dòng)減弱點(diǎn)【解析】由S1和S2兩列頻率相同的波源所發(fā)出的機(jī)械波，相遇后滿足相干條件，在它們重疊區(qū)域?qū)l(fā)生干涉由于S1和S2兩波源振動(dòng)方向相反，所以在S1S2的垂直平分線上，任一點(diǎn)由兩列波所引起的振動(dòng)點(diǎn)總是大小相同、方向相反，相互疊加，使振動(dòng)減弱所以a、b、c三點(diǎn)都是振動(dòng)減弱的點(diǎn)，因此只有選項(xiàng)D是正確的【答案】D10(多選)如圖2317所示表示兩列相干水波的疊加情況，圖中的實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，設(shè)兩列波的振幅均為5 cm，且在圖示的范圍內(nèi)振幅不變，波速和波長(zhǎng)分別為1 m/s和0.5 mC點(diǎn)是BE連線的中點(diǎn)，下列說法正確的是()圖2317AC、E兩點(diǎn)都保持靜止不動(dòng)B圖示時(shí)刻A、B兩點(diǎn)的豎直高度差為20 cmC圖示時(shí)刻C點(diǎn)正處在平衡位置且向上運(yùn)動(dòng)D從圖示的時(shí)刻起經(jīng)0.25 s后，B點(diǎn)通過的路程為20 cm【解析】加強(qiáng)區(qū)是質(zhì)點(diǎn)A、B、E的連線處，減弱區(qū)是過D、F的連線處和過P、Q的連線處，C、E為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，不可能靜止不動(dòng)圖示時(shí)刻，A在波峰，B在波谷，它們的振動(dòng)是加強(qiáng)的，故振幅均為兩列波振幅之和，此時(shí)兩點(diǎn)的高度差為20 cm.波是由E向A處傳播的，在圖示時(shí)刻，A、B、C、E等質(zhì)點(diǎn)的波形圖如圖所示，由圖可知，C點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，波的周期T0.5 s，t0.25 s，B點(diǎn)通過的路程為s2A210 cm20 cm，故B、C、D正確【答案】BCD圖231811把M、N兩塊擋板中的空隙當(dāng)成一個(gè)“小孔”做水波的衍射實(shí)驗(yàn)，出現(xiàn)了如圖2318所示的圖樣，位置P處的水沒有振動(dòng)起來，現(xiàn)要使擋板左邊的振動(dòng)傳到P處，在不改變擋板M的位置和P點(diǎn)位置的情況下，可以采用哪些辦法？【解析】波發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象的條件是障礙物或狹縫的尺寸與波長(zhǎng)相差不多，或者比波長(zhǎng)更小，所以要使P點(diǎn)振動(dòng)起來，有兩種方法，一是減小孔的尺寸，二是增大水波的波長(zhǎng)N板向上移，可以減小孔的尺寸；水波的波速一定，由vf可知，減小波源的頻率可以增大水波的波長(zhǎng)【答案】N板上移或減小波源振動(dòng)的頻率12(xx濟(jì)南高二檢測(cè))如圖2319所示，兩列簡(jiǎn)諧橫波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播，兩波源分別位于x2101 m和x12101 m處，兩列波的波速均為v0.4 m/s，兩波源的振幅均為A2 cm.圖示為t0時(shí)刻兩列波的圖象(傳播方向如圖)，此刻平衡位置處于x0.2 m和x0.8 m的P、Q兩質(zhì)點(diǎn)剛開始振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)M的平衡位置處于x0.5 m處圖2319(1)從t0時(shí)刻起，兩列波經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間相遇？(2)質(zhì)點(diǎn)M振動(dòng)的振幅多大？(3)t1 s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)M的位移多大？【解析】(1)由v得t s0.75 s即兩列波經(jīng)0.75 s相遇(2)兩列波同時(shí)傳到M點(diǎn)時(shí)，振動(dòng)方向相同，所以振動(dòng)加強(qiáng)，質(zhì)點(diǎn)M的振幅為兩列波在該點(diǎn)振動(dòng)的振幅之和，即為4 cm.(3)由題圖可知兩列波的波長(zhǎng)0.4 m，周期T s1.0 s，M點(diǎn)開始振動(dòng)的方向沿y軸負(fù)方向，再經(jīng)0.25 s到達(dá)負(fù)向最大位移處，所以t0.75 s0.25 s1 s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)M的位移為4 cm.【答案】(1)0.75 s(2)4 cm(3)4 cm