【全程复习方略】（广东专用）高考物理一轮复习 第七章 第3讲波的干涉和衍射 多普勒效应课时作业.doc

【全程复习方略】（广东专用）2014版高考物理一轮复习 第七章 第3讲波的干涉和衍射 多普勒效应课时作业(40分钟 100分)一、选择题(本大题共10小题,每小题7分,共70分。每小题至少一个答案正确,选不全得3分)1.频率一定的声源在空气中向着静止的接收器匀速运动。以v表示声源的速度,v表示声波的速度(vv),f表示接收器接收到的频率。若v增大,则()a.f增大,v增大b.f增大,v不变c.f不变,v增大d.f减小,v不变2.下列说法中正确的是()a.若声波波源向观察者靠近,则观察者接收到的声波频率减小b.声波击碎玻璃杯的实验原理是共振c.超声波在水中传播的距离要比光波远得多d.“只闻其声不见其人”是声波的干涉现象3.下列说法中,正确的是()a.孔的尺寸比波长大得多时不会发生衍射现象b.孔的尺寸比波长小才发生衍射现象c.只有孔的尺寸跟波长相差不多或比波长更小时,才能观察到明显的衍射现象d.只有波才有衍射现象4.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,如图所示为某时刻这两列波的图像,则下列说法中正确的是()a.声波1的速度比声波2的速度大b.相对于同一障碍物,声波1比声波2更容易发生衍射现象c.这两列波传播的方向上,不会产生稳定的干涉现象d.这两列波传播方向上运动的观察者,听到这两列波的频率可以相同5.如图所示,o是水面上一波源。实、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷,a是挡板,b是小孔。不考虑波的反射因素,则再经过一段时间后,水面上的波形将分布于()a.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6.如图所示,在一条直线上两个振源a、b相距6m,振动频率相等。t0=0时刻a、b开始振动,且都只振动一个周期,振幅相等,a的振动图像为甲,b的振动图像为乙。若a向右传播的波与b向左传播的波在t1=0.3s时相遇,则()a.t2=0.7s时刻b点经过平衡位置且振动方向向下b.两列波在a、b间的传播速度大小均为20m/sc.两列波的波长都是4md.在两列波相遇过程中,中点c为振动加强点7.如图所示,水面上有a、b两个振动情况完全相同的振源,在ab连线的中垂线上有a、b、c三个点,已知某时刻,a点是两列波的波峰的相遇点,c点是与a点相邻的两列波的波谷相遇点,b为a、c的中点,则以下说法正确的是()a.a点是振动加强点,c点是振动减弱点b.a点与c点都是振动加强点,b点是振动减弱点c.a点与c点此时刻是振动加强点,经过一段时间后变成振动减弱点,而b点可能变成振动加强点d.a、b、c都是振动加强点8.(2013桂林模拟)如图所示为两列相干水波的叠加情况,图中实线表示波峰,虚线表示波谷,两列波的振幅均为5cm,且图示范围内振幅不变,波速和波长分别为1 m/s和1 m,则下列说法正确的是()a.c、d点是振动加强点b.c、d点是振动减弱点c.a、b两点的竖直高度差为10cmd.a、b两点的竖直高度差为20cm9.一列简谐横波在t=0时刻的波形图线如图所示,已知质点p在t=0.1s时第一次回到平衡位置,且质点p比质点q先回到平衡位置,则下列判断中正确的有()a.波沿x轴正方向传播,波速为7.5m/sb.波沿x轴正方向传播,波速为5m/sc.该波和另一列相向传播的频率为56hz的简谐波相遇时,可以发生干涉现象d.图中质点p与距原点位置为x=60.5m的质点的位移大小总相等,方向总相反10.一条弹性绳子处于水平状态,m为绳子中点,两端p、q同时开始上下振动,一小段时间后产生的波形如图,机械波的传播速度由介质决定,对于其后绳上各点的振动情况,以下判断正确的是()a.波源p的起振方向是向上的b.波源q产生的波将先到达中点mc.中点m的振动始终是加强的d.m点的位移大小在某时刻可能为零二、计算题(本大题共2小题,共30分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)11.(12分)如图所示,实线和虚线表示振幅、周期相同,沿同一条直线向相反方向传播的两列正弦波刚相遇的情形,分析相遇后t2时刻,各质点a、b、c、d、e的位移大小和速度方向的情况,并说明哪些点是振动加强的,哪些点是振动减弱的?12.(能力挑战题)(18分)如图所示,s1、s2为水面上相距2m的两个波源,振动频率均为f=5hz,并且相位总是相同,水波的速度v=2m/s,s1、s2的连线与河岸mn平行。问靠近mn的水面上共有几个振动加强的点?答案解析1.【解析】选b。当声源与观察者的相对位置发生变化时,观察者接收到的频率发生改变的现象叫做多普勒效应。当声源的速度增大时接收器接收到的频率变大,声波的速度由介质决定,其速度不会发生变化。2.【解析】选b、c。由多普勒效应可知,若声波波源向着观察者运动,则接收到的声波频率增大,a错;声波击碎玻璃杯是声波频率与玻璃杯的固有频率相同,玻璃杯发生共振导致破碎,b正确;由于水对光波吸收比对声波吸收多,所以超声波在水中传播的距离比光波要远得多,c正确;“只闻其声不见其人”是声波的衍射现象,d错。3.【解析】选c、d。波绕过障碍物的现象称为波的衍射现象,发生明显衍射的条件是孔或障碍物尺寸跟波长差不多或比波长更小。孔径大并不是不衍射,只是衍射现象不明显,所以a、b错误,c正确;衍射现象是波特有的现象,所以d正确。4.【解析】选b、c。不同频率的声波在同种介质中传播速率相同,a错;由于声波1的波长长,相对同一障碍物,声波1比声波2更容易发生衍射现象,b正确;由f=v,可知声波1的频率小,所以在这两列波的传播方向上,不会产生稳定的干涉现象,c对,d错。5.【解析】选b。由图中看出a比波长大很多,故衍射现象不明显。区没有水波;b孔与波长差不多,衍射现象明显,故区、区都有水波。图中空白区域水波可直接传到,故b正确。6.【解析】选a。两波周期均为0.2s,波速为v=30.3m/s=10 m/s,则两波波长为=vt=2m,a点的振动信息传到b点需时间t=610s=0.6s,在t2=0.7s时刻b已经振动了t/2刚好回到平衡位置正向下振动,故b、c错,a正确。虽然c点到两个波源的距离相等,但由于两波源振动情况相反,故c点为振动减弱点,d错。7.【解析】选d。在ab的垂直平分线上的所有点到a、b的路程差都等于零,因此都是振动加强点,故a、b、c均错,d对。8.【解析】选b、d。图示时刻,c、d两点是波峰和波谷的相遇点,是振动的减弱点,a错b对。a、b两点分别是波峰与波峰的交点和波谷与波谷的交点,是振动的加强点,它们的振幅均为10cm,故a、b两质点的竖直高度差为20cm,c错d对。【变式备选】如图所示,在双曲线x216-y29=1的两个焦点f1和f2上放置两个频率相同的波源,它们激起的波的波长为4cm。就图中a、b、c、d四个质点的振动情况,下面说法中正确的是()a.若a、b振动加强,则c、d振动一定减弱b.若a、b振动加强,则c、d振动一定加强c.a、b、c、d振动一定加强d.a、b、c、d振动一定减弱【解析】选b。根据双曲线的性质可知,f1和f2这两个频率相同的波源到a、b两点间的路程差为8cm,是波长的整数倍,而f1和f2到c、d两点间的路程差为0,所以a、b、c、d四点干涉情况相同,要么都是振动加强点,要么都是振动减弱点,正确选项为b。9.【解题指南】解答此题可按下列步骤思考:(1)p比q先回到平衡位置说明p离波源近。(2)x=3处质点振动形式传到p时由公式v=xt求波速。(3)由波速、波长求该波频率,由干涉条件判定干涉情况。【解析】选b、c、d。由于质点p比质点q先回到平衡位置,即这列波向+x方向传播,建立波方程y=20sin2x,并由p的纵坐标为-10cm,得p的平衡位置坐标x=3.5cm,则波速v=(3.5-3)0.1m/s=5 m/s,f=v=56hz,故a错,b、c正确;x=60.5m的质点到p点的距离为(60.5-3.5)m=57 m=912,即这两点总是相反,故d正确。10.【解析】选a、d。根据波形图可确定p的起振方向是向上的,故a正确;波速只与介质有关,与波长无关,波源p、q产生的波同时到达m,故b错误;p、q产生的波频率不同,不能发生干涉现象,m的振动情况不确定,故c错误;m点的振动情况是p、q产生的波的叠加,故某时刻位移可能为零,故d正确。【总结提升】波的叠加的种类及解决方法1.种类(1)两列波叠加后,求某时刻的波形。(2)两列波叠加后,求某时刻某质点的振动状态。2.解决方法(1)解答这种问题时,一般先画出两列波叠加时各自的波形,然后根据两列波叠加时的位移关系,确定合振动的位移,从而确定波形或质点的其他振动参量。(2)若频率相同振动步调一致的两列波发生干涉时:凡到两波源的路程差为波长的整数倍时,质点振动加强;凡到两波源的路程差为半个波长的奇数倍时,质点振动减弱。11.【解析】根据波的独立传播原理,相遇后t2时刻,两列波应按如图所示叠加,又由波的叠加原理,叠加区域内a、b、c、d、e各质点的位移都是零,但速度各不相同,其中a、c、e三质点速度最大,方向如图所示,而b、d两质点速度为零。这说明在叠加区域内,a、c、e三质点的振动是加强的,b、d两质点的振动是减弱的。答案：见解析12. 【解析】由波速公式v=f得,水波波长=vf=0.4m。(3分)作s1、s2