高考物理重点专题突破 (113)

课时跟踪检测（七）波的干涉和衍射多普勒效应及其应用

一、选择题

1．“闻其声而不见其人”是因为一般障碍物的尺寸()

A．跟声波波长相差不多，声波发生明显衍射

B．比声波波长大得多，声波不能发生衍射

C．跟光波波长相差不多，光波也发生明显衍射

D．比光波波长大得多，光波不能发生衍射

解析：选A发生明显衍射现象的条件为障碍物或孔的尺寸比波长小，或与波长相差不多，故C错误；任何波都能发生衍射，衍射是波特有的现象，与障碍物大小无关，故B、D错误。

2．利用水波发生仪得到的水面波形如图中甲、乙所示，则()

A．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：选D由波的干涉和衍射概念知，图甲是一列波的传播，显示了波的衍射现象，图乙是两列波的传播，显示了波的干涉现象。

3．有一障碍物的尺寸为10 m，下列哪些波在遇到它时衍射现象最明显()

A．波长为4 m的机械波

B．波长为10 m的机械波

C．频率为40 Hz的声波

D．频率为5 000 MHz的电磁波(波速为3×108 m/s)

解析：选B空气中声波波速大约为340 m/s，由λ＝v/f可算出声波的波长为8.5 m；频率为5 000 MHz的电磁波的波长为0.06 m。所以选项B中波长与障碍物尺寸最接近，衍射现象最明显。

4．消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题。内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都发出噪声，干涉型消声器可以用来消弱高速气流产生的噪声，干涉型消声器的结构及气流运行如图所示，波长为λ的声波沿水平管道自左向右传播，当声波到达a 处时，分成两束相干波，它们分别通过r1和r2的路程，再在b处相遇，即可达到消弱噪声

的目的。若Δr ＝r 2－r 1，则Δr 等于( )

A ．波长λ的整数倍

B ．波长λ的奇数倍

C ．半波长λ2的奇数倍

D ．半波长λ2

的偶数倍 解析：选C 根据干涉特点知，两相干波源的距离差为波长的整数倍时，此点为振动增强点，而消除噪声不能加强，故A 、B 错误；距离差为半波长的奇数倍时，此点为振动减弱点，本题为消除噪声，要减弱声音，所以C 正确，D 错误。

5．[多选]如图所示，S 1、S 2为两个振动情况完全一样的波源，两列波的波长都为λ，它们在介质中产生干涉现象，S 1、S 2在空间共形成6个振动减弱的区域(图中虚线处)，P 是振动减弱区域中的一点，从图中可看出( )

A ．P 点到两波源的距离差等于2λ

B ．P 点始终不振动

C ．P 点此时刻振动最弱，过半个周期后，振动变为最强

D ．当一列波的波峰传到P 点时，另一列波的波谷也一定传到P 点

解析：选BD 振动减弱点到两波源距离差等于半波长的奇数倍，A 错；两波源振动情况相同，故P 点振幅为零，B 对，C 错；在P 点合位移为零，故其中一列波的波峰传播到P 点时，另一列波的波谷也传播到P 点，D 对。

6．在同一地点有两个静止的声源，发出的声波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 ．在这两列波传播的方向上，会产生稳定的干涉现象

D ．在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

解析：选B 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 对；由f ＝v λ可知，声波 1 的频

率小，所以在这两列波的传播方向上，不会产生干涉现象，C错；由于两列波频率不同且沿同一方向传播，据多普勒效应可知沿波传播方向上运动的观察者，听到这两列波的频率不同，D错。

二、非选择题

7．(2017·全国卷Ⅰ)如图(a)，在xy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源S1(0,4)和S2(0，－2)。两波源的振动图线分别如图(b)和图(c)所示。两列波的波速均为1.00 m/s。两列波从波源传播到点A(8，－2)的路程差为________ m，两列波引起的点B(4,1)处质点的振动相互________(填“加强”或“减弱”)，点C(0,0.5)处质点的振动相互________(填“加强”或“减弱”)。

解析：点波源S1(0,4)的振动形式传播到点A(8，－2)的路程为L1＝10 m，点波源S2(0，－2)的振动形式传播到点A(8，－2)的路程为L2＝8 m，两列波从波源传播到点A(8，－2)的路程差为ΔL＝L1－L2＝2 m。由于两列波的波源到点B(4,1)的路程相等，路程差为零，且t＝0时两列波的波源的振动方向相反，所以两列波到达点B时振动方向相反，引起点B处质点的振动相互减弱；由振动图线可知，波动周期为T＝2 s，波长λ＝v T＝2 m。由于两列波的波源到点C(0,0.5)的路程分别为3.5 m和2.5 m，路程差为1 m，而t＝0时两列波的波源的振动方向相反，所以两列波到达点C时振动方向相同，引起点C处质点的振动相互加强。

答案：2减弱加强

8．如图所示，S是水面波的波源，x、y是挡板，S1、S2是两个狭缝，且SS1＝SS2，狭缝的尺寸比波长略小，试回答以下问题：

(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，哪些点向上振动最强，哪些点向下振动最强，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略小，于是水面波在狭缝S2处发生明显的衍射现象，水面波以狭缝S2为波源向挡板另一侧传播开