2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十一章 第3講波的干涉、衍射多普勒效應(yīng)課時提升作業(yè) 教科版選修3-4.doc

2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十一章 第3講波的干涉、衍射多普勒效應(yīng)課時提升作業(yè) 教科版選修3-4選擇題(本大題共15小題,15每小題6分,615每小題7分,共100分。多選題已在題號后標出)1.(xx九江模擬)下列物理現(xiàn)象中:(1)春天里在一次閃電過后,有時雷聲轟鳴不絕;(2)“聞其聲而不見其人”;(3)學(xué)生圍繞振動的音叉轉(zhuǎn)一圈會聽到忽強忽弱的聲音;(4)當(dāng)正在鳴笛的火車向著我們急駛而來時,我們聽到汽笛聲的音調(diào)變高。這些物理現(xiàn)象分別屬于波的()A.反射、衍射、干涉、多普勒效應(yīng)B.折射、衍射、多普勒效應(yīng)、干涉C.反射、折射、干涉、多普勒效應(yīng)D.衍射、折射、干涉、多普勒效應(yīng)2.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3.(xx崇明模擬)如圖所示是利用水波槽觀察到的水波衍射圖像,從圖像可知()A.B側(cè)波是衍射波B.A側(cè)波速與B側(cè)波速相等C.減小擋板間距離,衍射波的波長將減小D.增大擋板間距離,衍射現(xiàn)象將更明顯4.醫(yī)院有一種先進的檢測技術(shù)彩超,向病人體內(nèi)發(fā)射頻率已精確掌握的超聲波。超聲波經(jīng)血液反射后被專用儀器接收,測出反射波的頻率變化,就可以知道血液的流速。這一技術(shù)主要體現(xiàn)了哪一種物理現(xiàn)象()A.多普勒效應(yīng)B.波的衍射C.波的干涉D.共振5.(xx泉州模擬)如圖所示表示兩列相干水波的疊加情況,圖中的實線表示波峰,虛線表示波谷。設(shè)兩列波的振幅均為5cm,且圖示的范圍內(nèi)振幅不變,波速和波長分別為1m/s和0.5 m。C點是BE連線的中點,下列說法中不正確的是()A.C、E兩點都保持靜止不動B.圖示時刻A、B兩點的豎直高度差為20cmC.圖示時刻C點正處于平衡位置且向水面以上運動D.從圖示的時刻起經(jīng)0.25s,B點通過的路程為20cm6.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b的速度方向沿y軸正方向B.圖示時刻質(zhì)點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50HzD.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7.下列說法正確的是()A.若聲波波源向觀察者靠近,則觀察者接收到的聲波頻率減小B.聲波擊碎玻璃杯的實驗原理是共振C.超聲波在水中傳播的距離要比光波和無線電波近得多D.“聞其聲不見其人”是聲波的干涉現(xiàn)象8.如圖所示是兩列頻率相同的相干水波于某時刻的疊加情況,圖中的實線和虛線分別表示波峰和波谷,此時()A.a點振動加強,c點振動減弱B.a點振動減弱,b點振動加強C.ab連線的中點振動減弱D.cd連線上振動都減弱9.(多選)如圖所示,波源S1在繩的左端發(fā)出頻率為f1、振幅為A1的半個波形a;同時另一個波源S2在繩的右端發(fā)出頻率為f2、振幅為A2的半個波形b(f1<f2),P為兩個波源連線的中點。下列說法正確的是()A.兩列波將同時到達P點B.兩列波在P點疊加時P點的位移最大可達A1+A2C.a的波峰到達S2時,b的波峰也恰好到達S1D.兩列波相遇時,繩上位移可達A1+A2的點只有一個,此點在P點的左側(cè)10.(多選)下列說法中,正確的是()A.孔的尺寸比波長大得多時不會發(fā)生衍射現(xiàn)象B.孔的尺寸比波長小才發(fā)生衍射現(xiàn)象C.只有孔的尺寸跟波長相差不多或比波長更小時,才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象D.只有波才有衍射現(xiàn)象11.(多選)(xx桂林模擬)如圖所示為兩列相干水波的疊加情況,圖中實線表示波峰,虛線表示波谷,兩列波的振幅均為5cm,且圖示范圍內(nèi)振幅不變,波速和波長分別為1 m/s和1 m,則下列說法正確的是()A.C、D點是振動加強點B.C、D點是振動減弱點C.A、B兩點的豎直高度差為10cmD.A、B兩點的豎直高度差為20cm12.(多選)一條彈性繩子處于水平狀態(tài),M為繩子中點,兩端P、Q同時開始上下振動,一小段時間后產(chǎn)生的波形如圖,機械波的傳播速度由介質(zhì)決定,對于其后繩上各點的振動情況,以下判斷正確的是()A.波源P的起振方向是向上的B.波源Q產(chǎn)生的波將先到達中點MC.中點M的振動始終是加強的D.M點的位移大小在某時刻可能為零13.(多選)(xx內(nèi)江模擬)如圖所示,S1、S2是兩個振動情況完全相同的機械波波源,振幅為A,a、b、c三點分別位于S1、S2連線的中垂線上,且ab=bc。某時刻a是兩列波的波峰相遇點,c是兩列波的波谷相遇點,則()A.a處質(zhì)點的位移始終是2AB.c處質(zhì)點的位移始終是-2AC.b處質(zhì)點的振幅是2AD.c處質(zhì)點的振幅是2A14.(多選)(xx麗水模擬)如圖所示,沿x軸正方向傳播的一列橫波在某時刻的波形圖為一正弦曲線,其波速為200m/s,下列說法正確的是()A.從圖示時刻開始,質(zhì)點b比質(zhì)點a先到達平衡位置B.從圖示時刻開始,經(jīng)過0.01s質(zhì)點a通過的路程為0.4mC.若該波波源從O點沿x軸正向運動,則在x=2000m處接收到的波的頻率將小于50HzD.在傳播中遇到寬約3m的障礙物時,該波能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象15.(多選)(能力挑戰(zhàn)題)在同一地點有兩個靜止的聲源,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,不會產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象D.這兩列波傳播方向上運動的觀察者,聽到這兩列波的頻率可以相同答案解析1.【解析】選A。春天里在一次閃電過后,有時雷聲轟鳴不絕,屬于聲波的反射;“聞其聲而不見其人”屬于聲波的衍射;學(xué)生圍繞振動的音叉轉(zhuǎn)一圈會聽到忽強忽弱的聲音屬于聲波的干涉;當(dāng)正在鳴笛的火車向著我們急駛而來時,我們聽到汽笛聲的音調(diào)變高屬于多普勒效應(yīng)。正確選項是A。2.【解題指南】解答本題應(yīng)明確以下兩點:(1)利用疊加原理和波形圖分析疊加區(qū)域質(zhì)點的位移。(2)據(jù)波的傳播方向判斷質(zhì)點的振動方向并結(jié)合疊加原理分析疊加區(qū)域質(zhì)點的速度方向。【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點位移為負,N、y點位移為正,因此M點振動方向向下,N點振動方向向上,x點速度方向向下,y點速度方向向上。但各質(zhì)點此時位移矢量和均為零,B對。3.【解析】選B。B側(cè)波在傳播過程中遇到帶有窄縫的擋板后發(fā)生衍射,A側(cè)水波是衍射波,選項A錯誤;同種機械波在相同介質(zhì)中的傳播速度相同,選項B正確;減小擋板間距離,衍射現(xiàn)象會更明顯,但是衍射波的波速不變,頻率不變,故波長不變,選項C錯誤;因為只有當(dāng)擋板間距離跟波長差不多或者比波長更小時,衍射現(xiàn)象越明顯,所以當(dāng)增大擋板間距離時,衍射現(xiàn)象將變得不明顯,選項D錯誤。4.【解析】選A。由于血液流動,接收到的反射波與發(fā)射波頻率相比發(fā)生了變化,具備由于相對運動,接收到的反射波比發(fā)射波頻率變大或變小特征,因此是利用了多普勒效應(yīng),故選A?！究偨Y(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>f觀時,二者間距在增大,f源<f觀時,二者間距在減小。5.【解題指南】穩(wěn)定的干涉圖樣是表示加強區(qū)和減弱區(qū)的相對穩(wěn)定,但加強區(qū)和減弱區(qū)的質(zhì)點仍然在振動,本題需明確,根據(jù)波峰及波谷可判斷波的傳播方向,進而判斷出振動加強區(qū)及減弱區(qū)?！窘馕觥窟xA。由波的干涉知識可知題圖中的質(zhì)點A、B、E的連線處波峰和波峰或波谷和波谷疊加,是加強區(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兩點是振動的加強點,不可能靜止不動,所以A選項錯誤。在圖示時刻,A在波峰,B在波谷,它們的振動是加強的,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選項正確。A、B、C、E均在振動加強區(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點向水面以上運動,所以C選項正確。波的周期T=0.5s,經(jīng)過0.25s,即經(jīng)過半個周期,質(zhì)點通過的路程為振幅的2倍,所以振動加強點B通過的路程為20cm,D選項正確,故選A。6.【解析】選C。因波向x軸正方向傳播,故圖示時刻質(zhì)點b向y軸負方向振動,A錯;圖示時刻質(zhì)點a的加速度最大,B錯;因該波的頻率f=Hz=50 Hz,故C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。7.【解析】選B。由多普勒效應(yīng)可知,若聲波波源向觀察者靠近,則觀察者接收到的聲波頻率增大,A錯;聲波擊碎玻璃杯,聲波頻率與玻璃杯固有頻率相同,玻璃杯發(fā)生共振導(dǎo)致破碎,B對;由于水對光波和無線電波吸收得多,所以超聲波在水中傳播的距離要比光波和無線電波遠得多,C錯;“聞其聲不見其人”是聲波的衍射現(xiàn)象,D錯。8.【解析】選A。a、b分別是波谷與波谷、波峰與波峰疊加,a、b及ab連線都是加強點,B、C錯;c、d為波峰與波谷疊加是減弱點,但cd連線上的中點是加強點,D錯,故選A。9.【解析】選A、D。由于兩列波在繩上傳播的速度相同,故其“波前”將同時到達中點P,A正確。而兩列波的波峰傳至P點的時刻不同,則P點振動的最大位移小于A1+A2;同理,兩波峰傳播至另側(cè)波源S2、S1的時刻也不相同,即B、C錯誤。再由公式=可知>,則S1上出現(xiàn)波峰遲于S2上出現(xiàn)波峰,故兩波峰相遇在P點的左側(cè),D正確。10.【解析】選C、D。波繞過障礙物的現(xiàn)象稱為波的衍射現(xiàn)象,發(fā)生明顯衍射的條件是孔或障礙物尺寸跟波長差不多或比波長更小?？讖酱蟛⒉皇遣谎苌?只是衍射現(xiàn)象不明顯,所以A、B錯誤,C正確;衍射現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象,所以D正確。11.【解析】選B、D。圖示時刻,C、D兩點是波峰和波谷的相遇點,是振動的減弱點,A錯B對。A、B兩點分別是波峰與波峰的交點和波谷與波谷的交點,是振動的加強點,它們的振幅均為10cm,故A、B兩質(zhì)點的豎直高度差為20cm,C錯D對。12.【解析】選A、D。根據(jù)波形圖可確定P的起振方向是向上的,故A正確;波速只與介質(zhì)有關(guān),與波長無關(guān),波源P、Q產(chǎn)生的波同時到達M,故B錯誤;P、Q產(chǎn)生的波頻率不同,不能發(fā)生干涉現(xiàn)象,M的振動情況不確定,故C錯誤;M點的振動情況是P、Q產(chǎn)生的波的疊加,故某時刻位移可能為零,故D正確?！究偨Y(jié)提升】波的疊加的種類及解決方法1.種類(1)兩列波疊加后,求某時刻的波形。(2)兩列波疊加后,求某時刻某質(zhì)點的振動狀態(tài)。2.解決方法(1)解答這種問題時,一般先畫出兩列波疊加時各自的波形,然后根據(jù)兩列波疊加時的位移關(guān)系,確定合振動的位移,從而確定波形或質(zhì)點的其他振動參量。(2)若頻率相同振動步調(diào)一致的兩列波發(fā)生干涉時:凡到兩波源的路程差為波長的整數(shù)倍時,質(zhì)點振動加強;凡到兩波源的路程差為半個波長的奇數(shù)倍時,質(zhì)點振動減弱。13.【解析】選C、D。因為a、b、c三點均在S1、S2中垂線上,則各點到S1、S2的距離相等,則S1與S2到各點的波程差為零,S1與S2振動情況相同,在a、b、c各點振動均加強,振動加強并不是位移不變,而是振幅為2A,則選項C、D正確,A、B不正確。14.【解析】選B、D。由微平移法知b質(zhì)點正向下運動,將比a質(zhì)點晚回到平衡位置,A錯誤;由題意知T=0.02s,故經(jīng)0.01s質(zhì)點a通過的路程為2A=0.4m,B正確;波源向接收處運動,則接收到的波的頻率將大于50Hz,C錯誤;由圖像可知,波的波長=4m,遇到3m寬的障礙物能發(fā)生明顯的衍射,D正確。15.【解析】選B、C。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=,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對,D錯。