2011优化方案高三物理复习课时作业 波的干涉衍射、多普勒效应

1 有一种用细绳操纵沿圆周飞行的模型飞机 装有内燃发动机作为动力 以下说法中 正确的是 A 站在中心的操纵者听到发动机工作时发出的声音的音调忽高忽低地做周期性变化 B 站在中心的操纵者听到发动机工作时发出声音的音调是不变的 C 站在场边的观察者听到发动机工作时发出的声音的音调忽高忽低地做周期性变化 D 站在场边的观察者听到发动机工作时发出的声音的音调是不变的 解析 选 BC 发动机 做圆周运动 相对操纵者距离不变 故 B 正确 A 错 发动机 做圆周运动 离观察者的距离是周期性变化的 因此 C 正确 D 错 2 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 v V 表示接收器接收到的频率 若 v 增大 则 A 增大 V 增大 B 增大 V 不变 C 不变 V 增大 D 减小 V 不变 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 当声源匀速运动时 声源与接收器的相对位置发生改变 故接收器接收 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 3 如图 7 3 8 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 解析 选 B 由图中看出 A 物比波长大很多 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 4 一波源在绳的左端发出半个波 频率 f1 振幅 A1 图 7 3 8 图 7 3 9 同时另一波源在绳右端发出半个波 频率 f2 f2 f1 振幅 A2 P 为两波源的中点 如图 7 3 9 所示 下列说法错误的是 A 两列波同时到达 P 点 B 两列波相遇时 P 点波峰值可达到 A1 A2 C 两列波相遇再分开后 各自保持原波形传播 D 因频率不同 这两列波相遇不能叠加 答案 BD 5 2010 年郑州模拟 如图 7 3 10 所示为两个相干波源某一时刻的干涉图样 实线表 示波峰 虚线表示波谷 则正确的叙述是 图 7 3 10 A a 点是振动加强点 B b 点是振动减弱点 C 从图示时刻经 T 2 时 c 点位移最小 D 位于虚实线空白的 D 点 O1D O2D 不发生干涉现象 答案 AB 6 2010 年郑州模拟 如图 7 3 11 所示 沿 x 轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻 的波形 图为 一正弦曲线 其波速为 200 m s 下列说法不正确的是 A 图示时刻质点 b 的加速度正在增大 B 从图示时刻开始 经过 0 01 s 质点 b 通过的路程为 2 m 图 7 3 11 C 若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象 则该波所遇到的波的频率为 50 Hz D 若该波发生明显的衍射现象 则该波所遇到的障碍物或孔的尺寸一定比 4 m 大得多 解析 选 BD 由图可读出该波的波长为 4 m 据 vT 可知 T 0 02 s f 50 Hz 再结 合干涉条件 因此 C 是正确的 质点 b 下一时刻要远离平衡位置 因此加速度正在增大 A 是正确的 质点 b 经 0 01 s 走过的路程应是 40 cm B 错 若发生明显的衍射现象 所遇障 碍物尺寸应接近或小于 4 m D 错 7 如图 7 3 12 所示 在一条直线上两个振源 A B 相 距 6 m 振动频率相等 从 t0时刻 A B 开始振动 且都只振 动一个周期 振幅相等 A B 的振动图象分别如图 7 3 13 中的图甲和图乙所示 若 A 向 右传播的波与 B 向左传播的波在 t1 0 3 s 时相遇 则 图 7 3 13 A 两列波在 A B 间的传播速度均为 10 m s B 两列波的波长都是 4 m C 在两列波相遇过程中 中点 C 为振动加强点 D t2 0 7 s 时刻 B 点经过平衡位置且振动方向向下 解析 选 AD 由题意可知 波在 t 0 3 s 内传播的路程 s 3 m 可以由 v s t 计算出波 速 v 10 m s 故选项 A 正确 由图象可知 T 0 2 s 根据公式 v T 可以计算出 vT 2 m 波由 A 传到 C 与由 B 传到 C 都是 3 m 即传播了 1 5 又因为 A B 两个振源是反相的 故 C 为振动减弱点 在 t2 0 7 s 时刻 B 点经过平衡位置 B 点的振动方向是向下的 故选项 D 是正确的 8 如图 7 3 14 所示 S1 S2是两个同相的相干波 源 相距 4 m 激起两列相干波的波长为 2 m 则在以 S1 S2连线为半径 S2为圆心的圆周上振动最弱的点的个 数 图 7 3 12 图 7 3 14 A 6 B 7 C 8 D 9 解析 选 C 当距离差为 x n n 0 1 2 时 振动加强 当 x 2n 1 n 0 1 2 时 2 振动减弱 设圆周上某点 P 振动最弱 由干涉条件得 S1P S2P 2n 1 n 0 1 2 而当 2 m S2P 4 m 0 S1P 8 m 时 分别代入后可得共有 8 处振动 2 减弱的点 9 2010 年河北衡水模拟 如图 7 3 15 所示 均匀介质中两波源 S1 S2分别位于 x 轴 上 x1 0 x2 14 m 处 质点 P 位于 x 轴上 xP 4 m 处 t 0 时刻两波源同时开始由平衡位 置向 y 轴正方向振动 振动周期均为 T 0 1 s 传播速度均为 v 40 m s 波源 S1的振幅为 A1 2 cm 波源 S2的振幅为 A2 3 cm 则从 t 0 至 t 0 35 s 内质点 P 通过的路程为 图 7 3 15 A 12 cm B 32 cm C 24 cm D 16 cm 解析 选 D 两列波的波长相等 均为 v t 4 m S1波传到 P 点 历时 t1 0 1 S1P v s S2波传到 P 点历时 t2 0 25 s 因此当 S2波传到 P 点处 S1波已使 P 点振动了 S2P v t 0 25 0 1 0 15 s 其路程 x1 6A1 12 cm 且振动方向向下 此时 S2波传到 P 点 振动方向向上 P 为减弱点 叠加后振幅 A A2 A1 1 cm 在 t 0 35 s 时 合振动使 P 点振 动一个周期 其路程 x2 4A 4 cm 故在 t 0 35 s 内质点 P 通过的路程为 x1 x2 12 cm 4 cm 16 cm D 正确 10 有一种沙漠蝎子既没有眼睛 也没有耳朵 它捕食猎物 靠的是一种地震仪式的构造 它有八条腿 趴伏时大致对称地放 在躯体四周 如图 7 3 16 所示 不远处的小虫一有骚动 就 会在沙面引起一阵地震波 蝎子从哪只腿先感到地震波就能判断 图 7 3 16 出小虫所在的方位 并从 P 波和 S 波到达的时间差就可以 算出 小虫离它的距离 方位和 距离都知道了 它就能扑上去捕获小虫子了 已知 P 波速度为 150 m s S 波速度为 50 m s 如果两波到达沙漠蝎的时间差为 3 5 10 3 s 则小虫离它的距离多大 解析 从 P 波和 S 波到达沙漠蝎的时间差及其波速即可确定小虫与沙漠蝎间的距离 根 据 s vt 结合题意有 t 代入数据得 s 0 262 m 26 cm s vS s vP 答案 26 cm 11 一个观察者站在铁路附近 听到迎面而来的火车汽笛声的频率为 f1 440 Hz 当火车 驶过他身旁后 汽笛声的频率降为 f2 392 Hz 求火车的速率是多少 空气中的声速 v 330 m s 解析 设汽笛原来频率为 f 火车的速率为 u 当火车驶近观察者时 观察者接收到的频 率为 f1 f v v u 当火车驶离观察者时 观察者接收到的频率为 f2 f v v u 由上述两式解得 u m s 19 m s f1 f2 v f1 f2 440 392 330 440 392 答案 19 m s 12 坐标原点 O 处有一波源 S 它沿 y 轴做频率为 50 Hz 振幅为 2 cm 的简谐运动 形 成的波可沿 x 轴正 负方向传播 波速为 20 m s 开始振动时 S 恰好通过 O 点沿 y 轴正方向 运动 求 图 7 3 17 1 在图 7 3 17 所示坐标系中画出当 S 完成第一次全振动时刻的波形图 2 如果波传到坐标为 x1 2 7 m 的 M 点时 还要经历多少时间波才能传到坐标为 x2