高中物理一轮复习课时提升作业(二十一)：第七章第3讲波的干涉和衍射多普勒效应(附答案)

课时提升作业(二十一)

(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(v

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Ⅰ以外区域

C.阴影Ⅱ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/s

C.两列波的波长都是4m

D.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10cm

D.A、B两点的竖直高度差为20cm

9.一列简谐横波在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/s

B.波沿x轴正方向传播,波速为5m/s

C.该波和另一列相向传播的频率为Hz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M

C.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=,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。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,故B正确。

6.【解析】选A。两波周期均为0.2s,波速为v=m/s=10 m/s,则两波波长为λ=vT=2m,A点的振动信息传到B点需时间Δt=s=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。