【创新设计】高中物理 2.6 波的干涉、衍射题组训练 教科版选修34.doc

2.6 波的干涉、衍射题组一多普勒效应1根据多普勒效应，下列说法正确的是()a当波源与观察者有相对运动时，观察者接收到的频率一定发生变化b当波源与观察者同向运动时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低c当波源与观察者相向运动时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率高d当波源与观察者反向运动时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低解析当波源与观察者的相对距离减小时，观察者单位时间内接收到的完全波的个数增多，即观察者接收到的频率比波源发出的频率高；当二者的相对距离增大时，观察者单位时间内接收到的完全波的个数减少，即观察者接收到的频率比波源发出的频率低当波源与观察者有相对运动，但距离不变时(如圆周运动)，则不会出现多普勒效应，选项a错误；当波源与观察者同向运动时，二者的距离可能增大，也可能减小，也可能不变，选项b错误；当波源与观察者相向运动时，二者的相对距离减小，故选项c正确；当波源与观察者反向运动时，二者的相对距离增大，d正确答案cd2下面哪些应用是利用了多普勒效应()a利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度b交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波，波被运动的汽车反射回来，根据接收到的频率发生的变化，就知道汽车的速度，以便于进行交通管理c铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况d有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去解析凡是波都具有多普勒效应，因此利用光波的多普勒效应便可测定遥远星体相对地球远离的速度，故a选项正确；被反射的电磁波，相当于一个运动的物体发出的电磁波，其频率发生变化，由多普勒效应的计算公式可以求出运动物体的速度，故b选项正确；对于c选项，铁路工人是根据振动的强弱而对列车的运动情况做出判断的，故不正确；炮弹飞行，与空气摩擦产生声波，人耳接收到的频率与炮弹的相对运动方向有关，故d选项正确答案abd3如图258所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，下列关于女同学的感受的说法正确的是()图258a女同学从a向b运动过程中，她感觉哨声音调变高b女同学从e向d运动过程中，她感觉哨声音调变高c女同学在c点向右运动时，她感觉哨声音调不变d女同学在c点向左运动时，她感觉哨声音调变低解析女同学荡秋千的过程中，只要她有向右的速度，她都有靠近声源的趋势，根据多普勒效应，她都感到哨声音调变高；反之女同学向左运动时，她感到音调变低，选项a、d正确，b、c错误答案ad4公路巡警开车在高速公路上以100 km/h的恒定速度巡查，在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出一个已知频率的超声波，结果该超声波被那辆轿车反射回来时，巡警车接收到的超声波频率比发出时低(1)此现象属于()a波的衍射 b波的干涉c多普勒效应 d波的反射(2)若该路段限速为100 km/h，则该轿车是否超速？(3)若该轿车以20 m/s的速度行进，反射回的频率应怎样变化？解析(1)巡警车接收到的超声波频率比发生时低，此现象为多普勒效应(2)因巡警车接收到的频率低，由多普勒效应知巡警车与轿车在相互远离，而警车车速恒定且在后面，可判断轿车车速比巡警车车速大，故该轿车超速(3)若该轿车以20 m/s的速度行进时，此时巡警车与轿车在相互靠近，由多普勒效应知反射回的频率应偏高答案(1)c(2)超速(3)偏高题组二波的衍射5以下说法中正确的是()a波的衍射现象必须具备一定的条件，否则不可能发生衍射现象b要观察到水波明显的衍射现象，必须使狭缝的宽度远大于水波波长c波长越长的波，越容易发生明显的衍射d只有波才有衍射现象解析衍射是波特有的现象，即任何波都会发生衍射现象，只不过存在明显与不明显的差别而已，只有当障碍物或孔的尺寸跟波长差不多或者比波长小时，才会观察到明显的衍射现象选项c、d正确答案cd6如图259所示，s是波源，m、n是两块挡板，其中m板固定，n板可左右自由移动，两板中间有一狭缝，此时测得a点无明显振动，为使a点能发生明显振动，下列采取的办法可行的是()图259a增大波源振动频率 b减小波源振动频率c将n板向右移 d将n板向左移答案bd7如图2510所示，图中o点是水面上一波源，实线、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷，a是挡板，b是小孔，经过一段时间，水面上的波形将分布于()图2510a整个区域b阴影以外区域c阴影以外区域d上述答案均不对解析从题图中可以看出挡板a比波长大的多，因此波不会绕过挡板a，而小孔b的大小与波长差不多，能发生明显的衍射现象，故b正确答案b题组三波的叠加8如图2511所示，沿一条直线相向传播的两列波的振幅和波长均相等，当它们相遇时可能出现的波形是下图中的()图2511解析当两列波的前半个波(或后半个波)相遇时，根据波的叠加原理，在前半个波(或后半个波)重叠的区域内所有的质点振动的合位移为零，而两列波的后半个波(或前半个波)的波形保持不变，所以选项b正确；当两列波完全相遇时(即重叠在一起)，由波的叠加原理可知，所有质点振动的位移均等于每列波单独传播时引起的位移的矢量和，使得所有的质点振动的位移加倍，所以选项c也是正确的答案bc9如图2512所示，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x2101 m和x12101 m处，两列波的波速均为v0.4 m/s，两波源的振幅均为a2 cm.图示为t0时刻两列波的图像(传播方向如图所示)，此刻平衡位置处于x0.2 m和0.8 m的p、q两质点刚开始振动质点m的平衡位置处于x0.5 m处，关于各质点运动情况判断正确的是()图2512a质点p、q都首先沿y轴负向运动bt0.75 s时刻，质点p、q都运动到m点ct1 s时刻，质点m的位移为4 cmdt1 s时刻，质点m的位移为4 cm解析根据“上下坡”法可以判断，质点p、q都首先沿y轴负向运动；两列波波速相等，经过t0.75 s，两波传播的路程都为30 cm，但p、q两质点并不沿x轴运动；t1 s时刻，左边波传到x60 cm处，右边波传到x40 cm处，两波的波谷相遇在m点，叠加后质点m的位移为4 cm.答案ad题组四波的干涉10两波源s1、s2在水槽中形成的波形如图2513所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，则()图2513a在两波相遇的区域中会发生干涉b在两波相遇的区域中不会发生干涉cp点的振动始终加强dp点的振动始终减弱解析从题图中看出，两列波的波长不同，但同一介质中波速相等，根据vf，知频率不同，所以在两波相遇的区域中不会发生干涉，b正确；因为不能发生干涉，所以虽然此时刻p点的振动加强，但不能始终加强，当然也不能始终减弱，所以本题选b.答案b11当两列相干波发生干涉时，如果两列波的波峰在p点相遇，下列说法正确的是()a质点p的振动始终是加强的b质点p的振幅最大c质点p的位移始终最大d质点p的位移有时为零解析两列波的波峰在p点相遇，说明p点是振动加强点，p点振幅等于两列波的振幅之和，质点p的振幅最大，质点p振动加强，位移随时间做周期性变化，位移有时为零，有时最大，选项a、b、d正确答案abd12图2514所示为t0时刻简谐横波a与b的波形图，其中a沿x轴正方向传播，b沿x轴负方向传播，波速都是10 m/s，振动方向都平行于y轴下图画出的是平衡位置在x2 m处的质点从t0开始在一个周期内的振动图像，其中正确的是()图2514解析由题，两列波的波速相等，波长相等，则频率相等，能发生干涉过周期后，两列波的波峰同时到达x2 m处的质点，则此质点振动总是加强，振幅为两列波振幅之和，即为3 cm，开始从平衡位置沿y轴正方向开始振动，所以图像b正确答案b题组五波的衍射现象和干涉现象的比较13利用发波水槽得到的水面波形如图2515甲、乙所示，则()图2515a图甲、乙均显示了波的干涉现象b图甲、乙均显示了波的衍射现象c图甲显示了波的干涉现象，图乙显示了波的衍射现象d图甲显示了波的衍射现象，图乙显示了波的干涉现象解析同图可以看出，图甲是水波通过小孔的情况，属于波的衍射现象，图乙是两列波在传播过程中叠加形成的干涉图样，属于波的干涉现象，选项d正确答案d14在同一地点有两个静止的声源，发出声波1和声波2.在同一空间的空气中沿同一方向传播，如图2516所示为某时刻这两列波的图像，则下列说法中正确的是()图2516a波1速度比波2速度大b这两列波的频率相同c在这两列波传播方向上，不会产生稳定的干涉现象d相对于同一障碍物，波1比波2发生衍射现象更明显解析在同一种介质中，各种频率的机械波传播的速度相同，选项a错误；从图中可以看出波1的波长大于波2的波长，由公式vf可得，波1的频率小于波2的频率，选项b错误；由于两列波的频率不同，两列波不能发生干涉，选项c正确；对于同一障碍物，波长越大衍射越明显，选项d正确答案cd15如图2517所示，s是水面波的波源，xy是挡板，s1，s2是两个狭缝(ss1ss2)，狭缝的尺寸比波长小得多，试回答以下问题：图2517(1)若闭上s1，只打开s2，会看到什么现象？(2)若s1、s2都打开，会发生什么现象？(3)若实线和虚线分别表示波峰和波谷，那么在a、b、c、d各点中，哪些点振动最强，哪些点振动最弱？解析(1)只打开s2时，波源s产生的波传播到狭缝s2时，由于狭缝的尺寸比波长小得多，于是水面波在狭缝s2处发生衍射现象，水面波以狭缝s2处为波源向挡板另一侧传播开来(2)因为ss1ss2，所以从波源发出的水面波传播到s1，s2处时它们的振动