高考物理一輪總復(fù)習(xí) 第十一章 第3講 波的干涉和衍射多普勒效應(yīng)課時提能演練 新人教版

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1、高考物理一輪總復(fù)習(xí) 第十一章 第3講 波的干涉和衍射 多普勒效應(yīng)課時提能演練 新人教版 一、選擇題(本大題共5小題,每小題6分,共30分。每小題只有一個選項(xiàng)正確) 1.(xx·廈門模擬)如圖所示,橡皮繩上甲波峰向右傳播,乙波谷向左傳播,若它們的振幅和波長都相同,則它們相遇時互相疊加如圖所示。此時圖中的M、N、x、y等質(zhì)點(diǎn)的振動情況是　(　　) A.M向上、N向下　　　　　 B.M向下、N向上 C.M向右、N向左 D.x、y均靜止 【解題指南】解答本題應(yīng)明確以下兩點(diǎn): (1)利用疊加原理和波形圖分析疊加區(qū)域質(zhì)點(diǎn)的位移。 (2)據(jù)波的傳播方向判斷質(zhì)點(diǎn)的振動方向并結(jié)合疊

2、加原理分析疊加區(qū)域質(zhì)點(diǎn)的速度方向。 【解析】選B。橡皮繩的甲、乙脈沖半波在傳播過程中波形保持不變,一直向前平移。在相遇處互相疊加,據(jù)波的疊加原理可判斷出下一時刻M、x點(diǎn)位移為負(fù),N、y點(diǎn)位移為正,因此M點(diǎn)振動方向向下,N點(diǎn)振動方向向上,x點(diǎn)速度方向向下,y點(diǎn)速度方向向上。但各質(zhì)點(diǎn)此時位移矢量和均為零,B對。 2.(xx·龍巖模擬)假如一輛汽車在靜止時喇叭發(fā)出聲音的頻率是300 Hz,在汽車向你駛來又擦身而過的過程中,下列說法正確的是　(　　) A.當(dāng)汽車向你駛來時,聽到喇叭聲音的頻率等于300 Hz B.當(dāng)汽車向你駛來時,聽到喇叭聲音的頻率小于300 Hz C.當(dāng)汽車和你擦身而過后,

3、聽到喇叭聲音的頻率大于300 Hz D.當(dāng)汽車和你擦身而過后,聽到喇叭聲音的頻率小于300 Hz 【解析】選D。由多普勒效應(yīng)可知,聲源與觀察者靠近過程中,觀察者接收到的波的頻率增大,A、B錯;相互遠(yuǎn)離過程中,觀察者接收到的波的頻率減小,C錯D對。 【總結(jié)提升】多普勒效應(yīng)問題的判斷 (1)對于生產(chǎn)生活中所遇到的有關(guān)波的物理現(xiàn)象是否屬于多普勒效應(yīng)問題,應(yīng)從題中獲取相關(guān)信息,是否屬于由于波源與觀察者相對運(yùn)動造成觀察者接收到的頻率變化問題,從而判斷是否屬于多普勒效應(yīng)的應(yīng)用。 (2)多普勒效應(yīng)中判斷波源或觀察者的運(yùn)動方向及速度時,只需比較波源頻率f源和觀察者感受到的頻率f觀間的大小關(guān)系,當(dāng)f源

4、>f觀時,二者間距在增大,f源

5、方向,進(jìn)而判斷出振動加強(qiáng)區(qū)及減弱區(qū)。 【解析】選A。由波的干涉知識可知題圖中的質(zhì)點(diǎn)A、B、E的連線處波峰和波峰或波谷和波谷疊加,是加強(qiáng)區(qū),過D、F的連線處和過P、Q的連線處波峰和波谷疊加,是減弱區(qū)。C、E兩點(diǎn)是振動的加強(qiáng)點(diǎn),不可能靜止不動,所以A選項(xiàng)錯誤。在圖示時刻,A在波峰,B在波谷,它們的振動是加強(qiáng)的,振幅均為兩列波的振幅之和,均為10cm,此時的高度差為20 cm,所以B選項(xiàng)正確。 A、B、C、E均在振動加強(qiáng)區(qū),且在同一條直線上,由題圖可知波是由E處向A處傳播,在圖示時刻的波形圖線如圖所示,由圖可知C點(diǎn)向水面以上運(yùn)動,所以C選項(xiàng)正確。波的周期T==0.5s,經(jīng)過0.25s,即經(jīng)過

6、半個周期,質(zhì)點(diǎn)通過的路程為振幅的2倍,所以振動加強(qiáng)點(diǎn)B通過的路程為20cm,D選項(xiàng)正確,故選A。 4.沿x軸正方向傳播的一列簡諧橫波在某時刻的波形圖如圖所示,其波速為200m/s,下列說法中正確的是　(　　) A.圖示時刻質(zhì)點(diǎn)b的速度方向沿y軸正方向 B.圖示時刻質(zhì)點(diǎn)a的加速度為零 C.若此波遇到另一簡諧波并發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象,則該波所遇到的波的頻率為50Hz D.若該波發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,該波所遇到的障礙物或孔的尺寸一定比4m大得多 【解析】選C。因波向x軸正方向傳播,故圖示時刻質(zhì)點(diǎn)b向y軸負(fù)方向振動,A錯;圖示時刻質(zhì)點(diǎn)a的加速度最大,B錯;因該波的頻率f==Hz=50 Hz,故C

7、對;因該波的波長為4 m,所以障礙物或孔的尺寸應(yīng)小于4 m或接近4 m,故D錯。 【變式備選】在同一地點(diǎn)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,可能會產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象 D.這兩列波傳播方向上運(yùn)動的觀察者,聽到這兩列波的頻率可以相同 【解析】選B。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=

8、,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、D錯。 5. (xx·樂山模擬)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。則靠近MN的水面上的振動加強(qiáng)的點(diǎn)有　(　　) A.3個　 B.6個　　 C.9個　　 D.12個 【解析】選C。由波速公式v=λf得,水波波長λ==0.4m。過S1、S2的連線作垂直平分線,交MN于P0點(diǎn),如圖所示,因路程差Δs=P0S1-P0S2=0,故P0為振動加強(qiáng)點(diǎn)。在P0的右側(cè)任意一點(diǎn)P,路程差Δs=PS1-PS2,因

9、PS1-PS2

10、 波源的起振方向都沿y軸負(fù)方向,兩波的周期分別為TA==0.5s,TB==1s。(2分) 由于t=0時M點(diǎn)距A波波前0.5m,距B波波前0.3m,故兩波傳播到M點(diǎn)時經(jīng)歷的時間分別為ΔtA=1.25s,ΔtB=0.75s。　 (3分) 當(dāng)t=2.5s時,A波使M點(diǎn)已振動的時間為t-ΔtA=1.25s=TA,　 (3分) 引起質(zhì)點(diǎn)M的位移xA=0; 　(2分) B波使M點(diǎn)已振動的時間為 t-ΔtB=1.75s=1TB,　 (3分) 引起質(zhì)點(diǎn)M位移xB=2.0cm,由波的疊加可知此時質(zhì)點(diǎn)M的位移x=xA+xB=2.0cm。 　 (3分) N點(diǎn)位移可用同樣方法可求得x′=0　 (2分) 答案:2cm　0