2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第七章 第3講波的干涉和衍射 多普勒效應(yīng)課時作業(yè).doc

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2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第七章 第3講波的干涉和衍射 多普勒效應(yīng)課時作業(yè)一、選擇題(本大題共10小題,每小題7分,共70分。每小題至少一個答案正確,選不全得3分)1.頻率一定的聲源在空氣中向著靜止的接收器勻速運動。以v表示聲源的速度,v表示聲波的速度(vv),f表示接收器接收到的頻率。若v增大,則()A.f增大,v增大B.f增大,v不變C.f不變,v增大D.f減小,v不變2.下列說法中正確的是()A.若聲波波源向觀察者靠近,則觀察者接收到的聲波頻率減小B.聲波擊碎玻璃杯的實驗原理是共振C.超聲波在水中傳播的距離要比光波遠得多D.“只聞其聲不見其人”是聲波的干涉現(xiàn)象3.下列說法中,正確的是()A.孔的尺寸比波長大得多時不會發(fā)生衍射現(xiàn)象B.孔的尺寸比波長小才發(fā)生衍射現(xiàn)象C.只有孔的尺寸跟波長相差不多或比波長更小時,才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象D.只有波才有衍射現(xiàn)象4.在同一地點有兩個靜止的聲源,發(fā)出聲波1和聲波2在同一空間的空氣中沿同一方向傳播,如圖所示為某時刻這兩列波的圖像,則下列說法中正確的是()A.聲波1的速度比聲波2的速度大B.相對于同一障礙物,聲波1比聲波2更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象C.這兩列波傳播的方向上,不會產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象D.這兩列波傳播方向上運動的觀察者,聽到這兩列波的頻率可以相同5.如圖所示,O是水面上一波源。實、虛線分別表示該時刻的波峰、波谷,A是擋板,B是小孔。不考慮波的反射因素,則再經(jīng)過一段時間后,水面上的波形將分布于()A.整個區(qū)域B.陰影以外區(qū)域C.陰影以外區(qū)域D.上述答案均不對6.如圖所示,在一條直線上兩個振源A、B相距6m,振動頻率相等。t0=0時刻A、B開始振動,且都只振動一個周期,振幅相等,A的振動圖像為甲,B的振動圖像為乙。若A向右傳播的波與B向左傳播的波在t1=0.3s時相遇,則()A.t2=0.7s時刻B點經(jīng)過平衡位置且振動方向向下B.兩列波在A、B間的傳播速度大小均為20m/sC.兩列波的波長都是4mD.在兩列波相遇過程中,中點C為振動加強點7.如圖所示,水面上有A、B兩個振動情況完全相同的振源,在AB連線的中垂線上有a、b、c三個點,已知某時刻,a點是兩列波的波峰的相遇點,c點是與a點相鄰的兩列波的波谷相遇點,b為a、c的中點,則以下說法正確的是()A.a點是振動加強點,c點是振動減弱點B.a點與c點都是振動加強點,b點是振動減弱點C.a點與c點此時刻是振動加強點,經(jīng)過一段時間后變成振動減弱點,而b點可能變成振動加強點D.a、b、c都是振動加強點8.(xx桂林模擬)如圖所示為兩列相干水波的疊加情況,圖中實線表示波峰,虛線表示波谷,兩列波的振幅均為5cm,且圖示范圍內(nèi)振幅不變,波速和波長分別為1 m/s和1 m,則下列說法正確的是()A.C、D點是振動加強點B.C、D點是振動減弱點C.A、B兩點的豎直高度差為10cmD.A、B兩點的豎直高度差為20cm9.一列簡諧橫波在t=0時刻的波形圖線如圖所示,已知質(zhì)點P在t=0.1s時第一次回到平衡位置,且質(zhì)點P比質(zhì)點Q先回到平衡位置,則下列判斷中正確的有()A.波沿x軸正方向傳播,波速為7.5m/sB.波沿x軸正方向傳播,波速為5m/sC.該波和另一列相向傳播的頻率為Hz的簡諧波相遇時,可以發(fā)生干涉現(xiàn)象D.圖中質(zhì)點P與距原點位置為x=60.5m的質(zhì)點的位移大小總相等,方向總相反10.一條彈性繩子處于水平狀態(tài),M為繩子中點,兩端P、Q同時開始上下振動,一小段時間后產(chǎn)生的波形如圖,機械波的傳播速度由介質(zhì)決定,對于其后繩上各點的振動情況,以下判斷正確的是()A.波源P的起振方向是向上的B.波源Q產(chǎn)生的波將先到達中點MC.中點M的振動始終是加強的D.M點的位移大小在某時刻可能為零二、計算題(本大題共2小題,共30分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位)11.(12分)如圖所示,實線和虛線表示振幅、周期相同,沿同一條直線向相反方向傳播的兩列正弦波剛相遇的情形,分析相遇后時刻,各質(zhì)點a、b、c、d、e的位移大小和速度方向的情況,并說明哪些點是振動加強的,哪些點是振動減弱的?12.(能力挑戰(zhàn)題)(18分)如圖所示,S1、S2為水面上相距2m的兩個波源,振動頻率均為f=5Hz,并且相位總是相同,水波的速度v=2m/s,S1、S2的連線與河岸MN平行。問靠近MN的水面上共有幾個振動加強的點?答案解析1.【解析】選B。當聲源與觀察者的相對位置發(fā)生變化時,觀察者接收到的頻率發(fā)生改變的現(xiàn)象叫做多普勒效應(yīng)。當聲源的速度增大時接收器接收到的頻率變大,聲波的速度由介質(zhì)決定,其速度不會發(fā)生變化。2.【解析】選B、C。由多普勒效應(yīng)可知,若聲波波源向著觀察者運動,則接收到的聲波頻率增大,A錯;聲波擊碎玻璃杯是聲波頻率與玻璃杯的固有頻率相同,玻璃杯發(fā)生共振導(dǎo)致破碎,B正確;由于水對光波吸收比對聲波吸收多,所以超聲波在水中傳播的距離比光波要遠得多,C正確;“只聞其聲不見其人”是聲波的衍射現(xiàn)象,D錯。3.【解析】選C、D。波繞過障礙物的現(xiàn)象稱為波的衍射現(xiàn)象,發(fā)生明顯衍射的條件是孔或障礙物尺寸跟波長差不多或比波長更小。孔徑大并不是不衍射,只是衍射現(xiàn)象不明顯,所以A、B錯誤,C正確;衍射現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象,所以D正確。4.【解析】選B、C。不同頻率的聲波在同種介質(zhì)中傳播速率相同,A錯;由于聲波1的波長長,相對同一障礙物,聲波1比聲波2更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象,B正確;由f=,可知聲波1的頻率小,所以在這兩列波的傳播方向上,不會產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象,C對,D錯。5.【解析】選B。由圖中看出A比波長大很多,故衍射現(xiàn)象不明顯。區(qū)沒有水波;B孔與波長差不多,衍射現(xiàn)象明顯,故區(qū)、區(qū)都有水波。圖中空白區(qū)域水波可直接傳到,故B正確。6.【解析】選A。兩波周期均為0.2s,波速為v=m/s=10 m/s,則兩波波長為=vT=2m,A點的振動信息傳到B點需時間t=s=0.6s,在t2=0.7s時刻B已經(jīng)振動了T/2剛好回到平衡位置正向下振動,故B、C錯,A正確。雖然C點到兩個波源的距離相等,但由于兩波源振動情況相反,故C點為振動減弱點,D錯。7.【解析】選D。在AB的垂直平分線上的所有點到A、B的路程差都等于零,因此都是振動加強點,故A、B、C均錯,D對。8.【解析】選B、D。圖示時刻,C、D兩點是波峰和波谷的相遇點,是振動的減弱點,A錯B對。A、B兩點分別是波峰與波峰的交點和波谷與波谷的交點,是振動的加強點,它們的振幅均為10cm,故A、B兩質(zhì)點的豎直高度差為20cm,C錯D對?！咀兪絺溥x】如圖所示,在雙曲線-=1的兩個焦點F1和F2上放置兩個頻率相同的波源,它們激起的波的波長為4cm。就圖中A、B、C、D四個質(zhì)點的振動情況,下面說法中正確的是()A.若A、B振動加強,則C、D振動一定減弱B.若A、B振動加強,則C、D振動一定加強C.A、B、C、D振動一定加強D.A、B、C、D振動一定減弱【解析】選B。根據(jù)雙曲線的性質(zhì)可知,F1和F2這兩個頻率相同的波源到A、B兩點間的路程差為8cm,是波長的整數(shù)倍,而F1和F2到C、D兩點間的路程差為0,所以A、B、C、D四點干涉情況相同,要么都是振動加強點,要么都是振動減弱點,正確選項為B。9.【解題指南】解答此題可按下列步驟思考:(1)P比Q先回到平衡位置說明P離波源近。(2)x=3處質(zhì)點振動形式傳到P時由公式v=求波速。(3)由波速、波長求該波頻率,由干涉條件判定干涉情況。【解析】選B、C、D。由于質(zhì)點P比質(zhì)點Q先回到平衡位置,即這列波向+x方向傳播,建立波方程y=20sinx,并由P的縱坐標為-10cm,得P的平衡位置坐標x=3.5cm,則波速v=m/s=5 m/s,f=Hz,故A錯,B、C正確;x=60.5m的質(zhì)點到P點的距離為(60.5-3.5)m=57 m=9,即這兩點總是相反,故D正確。10.【解析】選A、D。根據(jù)波形圖可確定P的起振方向是向上的,故A正確;波速只與介質(zhì)有關(guān),與波長無關(guān),波源P、Q產(chǎn)生的波同時到達M,故B錯誤;P、Q產(chǎn)生的波頻率不同,不能發(fā)生干涉現(xiàn)象,M的振動情況不確定,故C錯誤;M點的振動情況是P、Q產(chǎn)生的波的疊加,故某時刻位移可能為零,故D正確?！究偨Y(jié)提升】波的疊加的種類及解決方法1.種類(1)兩列波疊加后,求某時刻的波形。(2)兩列波疊加后,求某時刻某質(zhì)點的振動狀態(tài)。2.解決方法(1)解答這種問題時,一般先畫出兩列波疊加時各自的波形,然后根據(jù)兩列波疊加時的位移關(guān)系,確定合振動的位移,從而確定波形或質(zhì)點的其他振動參量。(2)若頻率相同振動步調(diào)一致的兩列波發(fā)生干涉時:凡到兩波源的路程差為波長的整數(shù)倍時,質(zhì)點振動加強;凡到兩波源的路程差為半個波長的奇數(shù)倍時,質(zhì)點振動減弱。11.【解析】根據(jù)波的獨立傳播原理,相遇后時刻,兩列波應(yīng)按如圖所示疊加,又由波的疊加原理,疊加區(qū)域內(nèi)a、b、c、d、e各質(zhì)點的位移都是零,但速度各不相同,其中a、c、e三質(zhì)點速度最大,方向如圖所示,而b、d兩質(zhì)點速度為零。這說明在疊加區(qū)域內(nèi),a、c、e三質(zhì)點的振動是加強的,b、d兩質(zhì)點的振動是減弱的。答案：見解析12. 【解析】由波速公式v=f得,水波波長=0.4m。(3分)作S1、S2連線的垂直平分線,交MN于P0點,如圖,因路程差s=P0S1-P0S2=0,故P0為振動加強點,(3分)在P0的右側(cè)任一點P,路程差s=PS1-PS2,(3分)因PS1-PS2S1S2,故0s2m=5,(3分)滿足s=n的點為振動加強點,故n=1、2、3、4,(3分)即P0點右側(cè)有4個振動加強點。由對稱性知P0點左側(cè)也有4個振動加強點,故靠近MN的水面上共有9個振動加強的點。(3分)答案：9個