2019-2020年高中物理課時跟蹤檢測七波的干涉和衍射多普勒效應及其應用魯科版.doc

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2019-2020年高中物理課時跟蹤檢測七波的干涉和衍射多普勒效應及其應用魯科版 一、選擇題(共6小題，每小題5分，共30分，每小題只有一個選項正確。) 1．“聞其聲而不見其人”是因為一般障礙物的尺寸(　　) A．跟聲波波長相差不多，聲波發(fā)生明顯衍射 B．比聲波波長大得多，聲波不能發(fā)生衍射 C．跟光波波長相差不多，光波也發(fā)生明顯衍射 D．比光波波長大得多，光波不能發(fā)生衍射 2．利用水波發(fā)生儀得到的水面波形如圖1中a、b所示，則(　　) 圖1 A．圖a、b均顯示了波的干涉現(xiàn)象 B．圖a、b均顯示了波的衍射現(xiàn)象 C．圖a顯示了波的干涉現(xiàn)象，圖b顯示了波的衍射現(xiàn)象 D．圖a顯示了波的衍射現(xiàn)象，圖b顯示了波的干涉現(xiàn)象 3．有一障礙物的尺寸為10 m，下列哪些波在遇到它時衍射現(xiàn)象最明顯(　　) A．波長為4 m的機械波 B．波長為10 m的機械波 C．頻率為40 Hz的聲波 D．頻率為5 000 MHz的電磁波(波速為3108 m/s) 4．如圖2所示，MN是足夠長的水池邊，S1和S2是池中水面上兩個振動情況完全相同的波源，它們激起的水波的波長均為2 m，S1、S2連線垂直MN于O，O處與S1、S2分別相距8 m和5 m，則O處的振動情況是(　　) 圖2 A．振動始終加強 B．振動始終減弱 C．振動時強時弱 D．無法判斷 5．如圖3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，設兩列波的振幅均為5 cm，且在圖示的范圍內振幅不變，波速和波長分別為1 m/s和0.5 m。C點是BE連線的中點，下列說法錯誤的是(　　) 圖3 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20 cm C．圖示時刻C點正處在平衡位置且向上運動 D．從圖示的時刻起經0.25 s后，B點通過的路程為20 cm 6.在同一地點有兩個靜止的聲源，發(fā)出的聲波1和聲波2在同一空間的空氣中沿同一方向傳播，如圖4所示為某時刻這兩列波的圖像，則下列說法中正確的是(　　) 圖4 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．在這兩列波傳播的方向上，會產生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象 D．在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 二、非選擇題(共2小題，共20分) 7．(8分)如圖5所示，兩列簡諧橫波均沿x軸傳播，傳播速度的大小相等。其中一列沿x軸正方向傳播(如圖中實線所示)，另一列沿x軸負方向傳播(如圖中虛線所示)。這兩列波的頻率相等，振動方向均沿y軸方向。則圖中x＝1,2,3,4,5,6,7,8各點中振幅最大的是x＝________處的點，振幅最小的是x＝________處的點。 圖5 8．(12分)如圖6所示，S是水面波的波源，x、y是擋板，S1、S2是兩個狹縫，且SS1＝SS2，狹縫的尺寸比波長小得多，試回答以下問題： 圖6 (1)若閉上S1，只打開S2會看到什么現(xiàn)象？ (2)若S1、S2都打開，會發(fā)生什么現(xiàn)象？ (3)若實線和虛線分別表示波峰和波谷，那么在A、B、C、D各點中，哪些點向上振動最強，哪些點向下振動最強，哪些點振動最弱？ 答 案 1．解析：選A　發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件為障礙物或孔的尺寸比波長小，或與波長相差不多，故C錯誤；任何波都能發(fā)生衍射，衍射是波特有的現(xiàn)象，與障礙物大小無關，故B、D錯誤。 2．解析：選D　由波的干涉和衍射概念知，圖a是一列波的傳播，顯示了波的衍射現(xiàn)象，圖b是兩列波的傳播，顯示了波的干涉現(xiàn)象。 3．解析：選B　空氣中聲波波速大約為340 m/s，由λ＝v/f可算出聲波的波長為8.5 m；頻率為5 000 MHz的電磁波的波長為0.06 m。所以選項B中波長與障礙物尺寸接近，衍射現(xiàn)象最明顯。 4．解析：選B　O點距兩個波源S1、S2的距離差Δr＝(8－5) m＝3 m，由于水波的波長為2 m，故Δr＝λ，由此可知O點是振動減弱點，且始終振動減弱，故選項B正確。 5.解析：選A　加強區(qū)是質點A、B、E的連線處，減弱區(qū)是過D、F的連線處和過P、Q的連線處，C、E為振動加強點，不可能靜止不動。圖示時刻，A在波峰，B在波谷，它們的振動是加強的，故振幅均為兩列波振幅之和，此時兩點的高度差為20 cm。波是由E向A處傳播的，在圖示時刻，A、B、C、E等質點的波形圖如圖所示，由圖可知，C點向上運動，波的周期T＝＝0.5 s，t＝0.25 s＝，B點通過的路程為s＝2A＝210 cm＝20 cm，故B、C、D正確。A錯誤。 6．解析：選B　不同頻率的聲波在同種介質中傳播速率相同，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對；由f＝可知，聲波 1 的頻率小，所以在這兩列波的傳播方向上，不會產生干涉現(xiàn)象，C錯；由于兩列波頻率不同且沿同一方向傳播，據(jù)多普勒效應可知沿波傳播方向上運動的觀察者，聽到這兩列波的頻率不同，D錯。 7．解析：由波的疊加原理可知，x軸上任一質點的位移等于兩列波單獨引起的位移的矢量和。 對于x＝4,8兩點，兩列波單獨引起的兩個分振動相差為0，故這兩點振動加強。 對于x＝2,6兩點，兩列波單獨引起的兩個分振動相差為π，故這兩點振動減弱。 答案：4,8　2,6 8．解析：(1)只打開S2時，波源S產生的波傳播到狹縫S2時，由于狹縫的尺寸比波長小得多，于是水面波在狹縫S2處發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，水面波以狹縫S2為波源向擋板另一側傳播開來。 (2)由于SS1＝SS2，所以從波源發(fā)出的水面波傳播到S1、S2處時，它們的振動情況完全相同，當S1、S2都打開時產生相干波，它們在空間相遇時產生干涉現(xiàn)象，一些地方振動加強，一些地方振動減弱，加強區(qū)與減弱區(qū)相互間隔開，發(fā)生明顯的干涉現(xiàn)象。 (3)質點D是波峰與波峰相遇處，是振動最強點；質點B是波谷與波谷相遇處，也是振動最強點；質點A、C是波峰與波谷相遇的地方，這兩點振動最弱。 答案：(1)水面波以狹縫S2處為波源向擋板另一側傳播開來。 (2)發(fā)生明顯的干涉現(xiàn)象。 (3)見解析