2021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2

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．以下说法中正确的选项是()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)，ν表示接收器接收到的频率．假设v增大，那么()A．ν增大，V增大B．ν增大，V不变C．ν不变，V增大D．ν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．图7－3－83．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，那么再经过一段时间后，水面上的波形将分布于()图7－3－8A．整个区域B．阴影Ⅰ以外区域C．阴影Ⅱ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，Ⅰ区没有水波；B孔与波长差不多，衍射现象明显，故Ⅱ区、Ⅲ区都有水波．图中空白区域水波可直接传到．图7－3－94．一波源在绳的左端发出半个波①，频率f1，振幅A1；同时另一波源在绳右端发出半个波②，频率f2(f2＞f1)，振幅A2，P为两波源的中点，如图7－3－9所示，以下说法错误的选项是()图7－3－9A．两列波同时到达P点B．两列波相遇时P点波峰值可到达A1＋A2C．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：BD5．(2021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预图样，实线表示波峰，虚线表示波谷，那么正确的表达是()图7－3－10A．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)不发生干预现象答案：AB图7－3－116．(2021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200m/s，以下说法不正确的选项是()图7－3－11A．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0.01s，质点b通过的路程为2mC．假设此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干预现象，那么该波所遇到的波的频率为50HzD．假设该波发生明显的衍射现象，那么该波所遇到的障碍物或孔的尺寸一定比4m大得多解析：选BD.由图可读出该波的波长为4m，据λ＝vT，可知T＝0.02s，f＝50Hz，再结合干预条件，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0.01s走过的路程应是40cm，B错；假设发生明显的衍射现象，所遇障碍物尺寸应接近或小于4m，D错．图7－3－127．如图7－3－12所示，在一条直线上两个振源A、B相距6m，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．假设A向右传播的波与B向左传播的波在t1＝0.3s时相遇，那么()图7－3－12图7－3－13A．两列波在A、B间的传播速度均为10m/sB．两列波的波长都是4mC．在两列波相遇过程中，中点C为振动加强点D．t2＝0.7s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＝0.3s内传播的路程s＝3m，可以由v＝s/t计算出波速v＝10m/s，应选项A正确；由图象可知T＝0.2s，根据公式v＝λ/T可以计算出λ＝vT＝2m，波由A传到C与由B传到C都是3m，即传播了1.5λ，又因为A、B两个振源是反相的，故C为振动减弱点．在t2＝0.7s时刻B点经过平衡位置，B点的振动方向是向下的，应选项D是正确的．图7－3－148．如图7－3－14所示，S1、S2是两个同相的相干波源，相距4m，激起两列相干波的波长为λ＝2m，那么在以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7－3－14A．6B．7C．8D．9解析：选C.当距离差为Δx＝nλ(n＝0,1,2…)时，振动加强；当Δx＝(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0,1,2，…)时，振动减弱．设圆周上某点P振动最弱，由干预条件得：S1P－S2P＝(2n－1)eq\f(λ,2)(n＝0、±1、±2…)．而当λ＝2m，S2P＝4m,0≤S1P≤8m时，分别代入后可得共有8处振动减弱的点．9．(2021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＝14m处，质点P位于x轴上xP＝4m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＝0.1s，传播速度均为v＝40m/s，波源S1的振幅为A1＝2cm，波源S2的振幅为A2＝3cm，那么从t＝0至t＝0.35s内质点P通过的路程为()图7－3－15A．12cmB．32cmC．24cmD．16cm解析：选D.两列波的波长相等，均为λ＝v·t＝4m，S1波传到P点，历时t1＝eq\f(S1P,v)＝0.1s，S2波传到P点历时t2＝eq\f(S2P,v)＝0.25s．因此当S2波传到P点处，S1波已使P点振动了Δt＝0.25－0.1＝0.15(s)，其路程x1′＝6A1＝12cm，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＝1cm.在t＝0.35s时，合振动使P点振动一个周期，其路程x2′＝4A＝4cm，故在t＝0.35s内质点P通过的路程为x1′＋x2′＝12cm＋4cm＝16cm，D正确．图7－3－1610．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．P波速度为150m/s，S波速度为50m/s.如果两波到达沙漠蝎的时间差为3.5×10－3s，那么小虫离它的距离多大？图7－3－16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eq\f(s,vS)－eq\f(s,vP)＝Δt，代入数据得s＝0.262m≈26cm.答案：26cm11．一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＝440Hz.当火车驶过他身旁后，汽笛声的频率降为f2＝392Hz.求火车的速率是多少？(空气中的声速v＝330m/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＝(eq\f(v,v－u))f当火车驶离观察者时，观察者接收到的频率为f2＝(eq\f(v,v＋u))f由上述两式解得u＝eq\f((f1－f2)v,f1＋f2)＝eq\f((440－392)×330,440＋392)m/s≈19m/s.答案：19m/s12．坐标原点O处有一波源S，它沿y轴做频率为50Hz、振幅为2cm的简谐运动，形成的波可沿x轴正、负方向传播，波速为20m/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＝2.7m的M点时，还要经历多少时间波才能传到坐标为x2＝－2.9m的N点？波传到N点时质点M在什么位置？解析