高中物理 第2章 第3+4节 波的干涉和衍射 多普勒效应及其应用课后知能检测 鲁科版选修3-4

高中物理 第2章 第3+4节 波的干涉和衍射 多普勒效应及其应用课后知能检测 鲁科版选修3-41(多选)下列关于两列波相遇时叠加的说法正确的是()A相遇后，振幅小的一列波将减弱，振幅大的一列波将加强B相遇后，两列波的振动情况与相遇前完全相同C在相遇区域，任一点的总位移等于两列波分别引起的位移的矢量和D几个人在同一房间说话，相互间听得清楚，这说明声波在相遇时互不干扰【解析】两列波相遇时，每一列波引起的振动情况都保持不变，而质点的振动则是两列波共同作用的结果，故A选项错误，B、C选项正确；几个人在同一房间说话，声带振动发出的声波在空间中相互叠加后，不改变每列波的振幅、频率，所以声波传到人的耳朵后，仍能分辨出不同的人所说的话，故D正确【答案】BCD2图2313分别表示一列水波在传播过程中遇到了小孔(甲、乙图)或障碍物(丙、丁图)，其中能发生明显衍射现象的有()图2313A只有甲、乙、丁B只有甲、丁C只有乙、丙 D只有甲、丙【解析】由发生明显衍射的条件知，当孔和障碍物的尺寸跟波长相差不多或者更小时，能发生明显衍射，由图知甲、乙、丁可发生，故选A.【答案】A3(多选)上课时老师将一蜂鸣器固定在教鞭一端后迅速水平旋转，蜂鸣器音调竟然忽高忽低变化，下列判断正确的是()A旋转时蜂鸣器发出的频率变化了B由于旋转，改变了同学们听到的声音频率C蜂鸣器音调变高时，一定是向靠近观察者的方向运动D音调的忽高忽低是由波的干涉造成的【解析】蜂鸣器发出的声音频率没变，只是在旋转过程中与观察者之间相对位置改变了【答案】BC图23144(xx厦门高二检测)如图2314表示产生机械波的波源O做匀速运动的情况，图中的圆表示波峰该图表示的是()A干涉现象B衍射现象C反射现象D多普勒效应【解析】多普勒效应是在波源和观察者之间有相对运动时产生的现象，故知该图表示的是多普勒效应【答案】D5分析下列物理现象：(1)夏天，在一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝(2)“闻其声而不见其人”(3)学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音(4)当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高这些物理现象分别属于波的()A反射、衍射、干涉、多普勒效应B折射、衍射、多普勒效应、干涉C反射、折射、干涉、多普勒效应D衍射、折射、干涉、多普勒效应【解析】夏天，在一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝是雷声在云层里多次反射造成的；闻其声而不见其人是声波的衍射造成的；振动的音叉会产生声波的干涉现象，故听到忽强忽弱的声音；我们听到汽笛声的音调变高是由多普勒效应产生的现象，故A正确【答案】A图23156(xx上海高考)两列波源S1、S2在水槽中形成的波形如图2315所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，则()A在两波相遇的区域中会产生干涉B在两波相遇的区域中不会产生干涉Ca点的振动始终加强Da点的振动始终减弱【解析】由图知，两列波的波长不相等，不满足波的干涉条件，故B正确，A、C、D错误【答案】B7(多选)当两列振动情况完全相同的水波发生干涉时，如果两列波的波峰在P点相遇，下列说法正确的是()A质点P的振动始终是加强的B质点P的振幅最大C质点P的位移始终最大D质点P的位移有时为零【解析】干涉现象中，振动加强点的振幅大，但位移是变化的【答案】ABD8(多选)下面哪些应用是利用了多普勒效应()A利用在地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速率B交通警察向行驶中的汽车发射一个已知频率的电磁波，波被运动的汽车反射回来，根据接收到的频率发生的变化，就知道汽车的速度，以便于进行交通管理C铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况D有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声可判断飞行的炮弹是接近还是远去【解析】凡是波都具有多普勒效应，因此利用光波的多普勒效应便可以测定遥远星体相对地球运动的速率，故A选项正确；被反射的电磁波，相当于一个运动的物体发出的电磁波，其频率发生变化，由多普勒效应的计算公式可以求出运动物体的速度，故B选项正确；铁路工人是根据振动的强弱而对列车的运动做出判断的，故C不正确；炮弹飞行，与空气摩擦产生声波，人耳接收到的频率与炮弹的相对运动方向有关，故D选项正确【答案】ABD图23169(xx赤水高二检测)在水面上有S1和S2两个振幅和频率相同的波源，开始起振时两波源的振动方向相反在两波源连线的中垂线上有a、b、c三点，经过一段时间这三点都处于两列波的叠加区域内如图2316所示，则下列说法中正确的是()Aa点是振动加强点，c点是振动减弱点Ba、c点是振动加强点，b点是振动减弱点Ca、c点此时刻振动加强，经过一段时间后变为振动减弱点，而b点可能变为振动加强点Da、b、c三点都是振动减弱点【解析】由S1和S2两列频率相同的波源所发出的机械波，相遇后满足相干条件，在它们重叠区域将发生干涉由于S1和S2两波源振动方向相反，所以在S1S2的垂直平分线上，任一点由两列波所引起的振动点总是大小相同、方向相反，相互叠加，使振动减弱所以a、b、c三点都是振动减弱的点，因此只有选项D是正确的【答案】D10(多选)如图2317所示表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷，设两列波的振幅均为5 cm，且在图示的范围内振幅不变，波速和波长分别为1 m/s和0.5 mC点是BE连线的中点，下列说法正确的是()图2317AC、E两点都保持静止不动B图示时刻A、B两点的竖直高度差为20 cmC图示时刻C点正处在平衡位置且向上运动D从图示的时刻起经0.25 s后，B点通过的路程为20 cm【解析】加强区是质点A、B、E的连线处，减弱区是过D、F的连线处和过P、Q的连线处，C、E为振动加强点，不可能静止不动图示时刻，A在波峰，B在波谷，它们的振动是加强的，故振幅均为两列波振幅之和，此时两点的高度差为20 cm.波是由E向A处传播的，在图示时刻，A、B、C、E等质点的波形图如图所示，由图可知，C点向上运动，波的周期T0.5 s，t0.25 s，B点通过的路程为s2A210 cm20 cm，故B、C、D正确【答案】BCD图231811把M、N两块挡板中的空隙当成一个“小孔”做水波的衍射实验，出现了如图2318所示的图样，位置P处的水没有振动起来，现要使挡板左边的振动传到P处，在不改变挡板M的位置和P点位置的情况下，可以采用哪些办法？【解析】波发生明显的衍射现象的条件是障碍物或狭缝的尺寸与波长相差不多，或者比波长更小，所以要使P点振动起来，有两种方法，一是减小孔的尺寸，二是增大水波的波长N板向上移，可以减小孔的尺寸；水波的波速一定，由vf可知，减小波源的频率可以增大水波的波长【答案】N板上移或减小波源振动的频率12(xx济南高二检测)如图2319所示，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x2101 m和x12101 m处，两列波的波速均为v0.4 m/s，两波源的振幅均为A2 cm.图示为t0时刻两列波的图象(传播方向如图)，此刻平衡位置处于x0.2 m和x0.8 m的P、Q两质点刚开始振动，质点M的平衡位置处于x0.5 m处图2319(1)从t0时刻起，两列波经多长时间相遇？(2)质点M振动的振幅多大？(3)t1 s时刻，质点M的位移多大？【解析】(1)由v得t s0.75 s即两列波经0.75 s相遇(2)两列波同时传到M点时，振动方向相同，所以振动加强，质点M的振幅为两列波在该点振动的振幅之和，即为4 cm.(3)由题图可知两列波的波长0.4 m，周期T s1.0 s，M点开始振动的方向沿y轴负方向，再经0.25 s到达负向最大位移处，所以t0.75 s0.25 s1 s时刻质点M的位移为4 cm.【答案】(1)0.75 s(2)4 cm(3)4 cm