高中物理 第12章 第4节 波的衍射和干涉同步练习 新人教版选修34Word下载.docx

高中物理 第12章 第4节 波的衍射和干涉同步练习 新人教版选修34Word下载.docx

《高中物理 第12章 第4节 波的衍射和干涉同步练习 新人教版选修34Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 第12章 第4节 波的衍射和干涉同步练习 新人教版选修34Word下载.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

它们传播时若遇到宽约为13m的障碍物，能产生显著的衍射现象的是（　　）

A．①和②B．②和③

C．①和③D．都可以

①、②、③三种声波的波长分别为λ1＝340×

m＝17m，λ2＝

m＝0.034m，λ3＝10m，根据发生明显衍射现象的条件可知，①、③两声波的波长与障碍物的尺寸差不多，能产生明显的衍射现象，故C正确。

4．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

BCD

两列波相遇时，每一列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，所以声波到人的耳朵后，仍能分辨出不同的人所说的话，故D正确。

5．（河北衡水中学xx～xx学年高二下学期二调）如图所示，两个完全相同的波源在介质中形成的波相叠加而发生的干涉的示意图，实线表示波峰，虚线表示波谷，则以下说法正确的是（　　）

A．A点为振动加强点，经过半个周期，这一点振动减弱

B．B点为振动减弱点，经过半个周期，这一点振动仍减弱

C．C点为振动加强点，经过半个周期，这一点处于平衡位置

D．D点为振动减弱点，经过半个周期，这一点振动加强

BC

A点是波峰和波峰叠加，为振动加强点，且始终振动加强，故A错误；

B点是波峰与波谷叠加，为振动减弱点，且始终振动减弱，故B正确；

C点处于振动加强区，振动始终加强，但经过半个周期，这一点处于平衡位置，故C正确；

D点为波峰与波谷叠加，为振动减弱点，且始终振动减弱，故D错误。

故选B、C。

二、非选择题

6．如图所示，两列简谐横波均沿x轴传播，传播速度的大小相等。

其中一列沿x轴正方向传播（图中实线），另一列沿x轴负方向传播（图中虚线）。

这两列波的频率相等，振动方向均沿y轴方向。

则图中x＝1,2,3,4,5,6,7,8各点中振幅最大的是x＝__________________处的点，振幅最小的是x＝__________________处的点。

4,8　2,6

由波的叠加原理x轴上任一点的位移都等于两列波单独引起的位移的矢量和。

对x＝4,8两点两列波引起的两个分振动相位差为0，这两点加强，对x＝2,6两点两列波单独引起的分振动相位差为π，故这两点减弱。

7．把M、N两块挡板中间的空隙当做一个“小孔”做水波的衍射实验，出现了如图所示的图样，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和P点位置的情况下，可以采用哪些办法？

N板上移或减小波源振动频率。

波发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔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；

二是增大波的波长。

由v＝λf可知，水波的波速一定，减小波源的频率可以增大水波的波长。

故使挡板左边的振动传到P处可以采用的方法是N板上移，或减小波源振动的频率。

能力提升

一、选择题（1～4题为单选题，5题为多选题）

1．（张店xx～xx学年高二下学期检测）如图所示，正中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，经过一段时间，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．阴影Ⅲ以外区域

B

由题图中可直观看出，半波长为实虚两圆半径之差，且可看出挡板A的尺寸比波长大得多，而小孔B与波长长度差不多。

据波发生明显衍射的条件知道，该波在挡板A处的衍射现象很不明显，即可认为波沿直线传播，故Ⅰ区内水面无波形，故A、C、D选项不正确；

该波的波长与小孔B差不多，能够产生明显的衍射，故在阴影区Ⅲ、Ⅱ之内，明显存在衍射波的波形，故B选项正确。

2．两个不等幅的脉冲波在均匀介质中均以1.0m/s的速率沿同一直线相向传播，t＝0时刻的波形如图所示，图中小方格的边长为0.1m，则以下不同时刻，波形不正确的是（　　）

当t＝0.3s时，出现A图的波形，这时由s＝vt＝0.3m可知，两波正好刚相遇，所以A正确，同理B与D也正确，C不正确。

3．（绵阳南山中学xx～xx学年高二下学期期中）如图所示为两列相干水波在t＝0时刻的叠加情况，其中实线表示波峰，虚线表示波谷。

若两列波的振幅均保持5cm不变，波速和波长分别为1m/s和0.5m，C点是BD连线的中点．则下列说法正确的是（　　）

A．A、D点振动始终加强，B点振动始终减弱

B．C点始终保持静止不动

C．t＝0时刻，A、B两点的竖直高度差为10cm

D．在t＝0至t＝0.25s的时间内，B点通过的路程为20cm

A、D两点为波峰与波峰叠加，B点为波谷与波谷叠加，都是振动加强点，故A错误；

A、D的连线为振动加强区，则C点为振动加强点，振幅较大，故B错误；

t＝0时刻，A、B两点分别处于波峰和波谷，则两者的高度差为4×

5cm＝20cm，故C错误；

周期T＝

＝0.5s，在t＝0至t＝0.25s的时间内，B点经历了半个周期，通过的路程等于振幅的2倍，振幅为10cm，则路程为20cm，故D正确。

4．（福建龙岩市武平一中xx～xx学年高二下学期期中）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＝|r2－r1|，则Δr等于（　　）

A．波长λ的整数倍B．波长λ的奇数倍

C．半波长

的奇数倍D．半波长

的偶数倍

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，本题为消除噪音，要减弱声音，所以C正确D错误。

5．一列水波通过某孔的实际情况如图

（1）所示，现把孔的尺寸变小，或者把水波的波长变大，水波通过孔后的假想情况如图

（2）四幅图所示，其假想错误的图示有（　　）

BD

衍射现象是普遍存在的。

波遇到障碍物时都有绕过障碍物的特性，即衍射现象，但只有当障碍物或孔的尺寸比波长小或差不多时才能观察到明显的衍射现象。

6．如图所示，S是水面波的波源，x、y是挡板，S1、S2是两个狭缝（SS1＝SS2，狭缝的尺寸比波长小得多），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）上图中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？

（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小，于是水面波在狭缝S2处发生衍射现象，水面波以狭缝S2处为波源向挡板另一侧传播开来。

（2）由于SS1＝SS2，从波源发出的水波传播到S1、S2处时它们的振动情况完全相同，当S1、S2都打开时产生相干波，它们在空间相遇时产生干涉现象，一些地方振动加强，一些地方振动减弱，加强区与减弱区相互隔开，发生明显的干涉。

（3）质点D是波峰与波峰相遇处，是该时刻向上振动最强点，质点B是波谷与波谷相遇处，是该时刻向下振动最强点，质点A、C是波峰与波谷相遇的地方，这两点振动最弱。

加强和减弱是指质点的剧烈程度，或者说是振幅大小的差异，加强点的振幅大，减弱点振幅小，但它们的位移是随时间变化的，某一时刻加强点的位移完全可以小于减弱点的位移，当然也可以为零。

2019-2020年高中物理第12章第5节多普勒效应同步练习新人教版选修3-4

1．下列说法中错误的是（　　）

A．发生多普勒效应时，波源的频率变化了

B．发生多普勒效应时，观察者接收的频率发生了变化

C．多普勒效应是在波源和观察者之间有相对运动时产生的

D．多普勒效应是由奥地利物理学家多普勒首先发现的

A

当波源与观察者有相对运动时，会发生多普勒效应，选项C正确。

发生多普勒效应时是接收到的频率发生了变化，而波源的频率没有变化。

故A错，B对，而D项也是正确的。

2．（北京市昌平区xx～xx学年高二下学期期末）有经验的铁路养护人员可以根据火车鸣笛的声音判断火车的行驶方向。

他所利用的应是（　　）

A．声波的反射现象B．声波的多普勒效应

C．声波的干涉现象D．声波的衍射现象

根据火车笛声音调的变化，由多普勒效应，即可判断火车行驶的方向，选项B正确。

3．蝙蝠在洞穴中飞来飞去时，它利用超声脉冲导航非常有效，这种超声脉冲是持续1ms或不到1ms的短促发射，且每秒重复发射几次。

假定蝙蝠的超声脉冲发射频率为39000Hz，在一次正朝着表面平直的墙壁飞扑的期间，则下列判断正确的是（　　）

A．墙壁接收到超声脉冲频率等于39000Hz

B．蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于墙壁接收的频率

C．蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于墙壁接收的频率

D．蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于39000Hz

蝙蝠（波源）相对墙壁（观察者）的距离接近，所以墙壁接收到的超声波频率增大，A错误；

超声波被反射后频率不变，但传播方向和蝙蝠的运动方向相反，蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声波时，频率会更大，故C正确，B、D错误。

4．超声波由于它具有不同于声波的特性，在现代生产技术和科学研究中有许多重要应用，下列选项中，哪些属于超声波的应用（　　）

A．探查几米厚金属内部的缺陷

B．把普通水变成雾气喷射到房间的空气中

C．探查人体内部的各种器官、组织等有无异常

D．进行人体按摩，治疗神经痛等疾患

ABCD

本题考查超声波特性及其应用。

A、C是利用超声波的穿透本领和反射特性。

B、D是利用超声波在液体中传播时的液压冲击特性。

因而A、B、C、D均正确。

5．（信阳市罗山中学xx～xx学年高二下学期检测）下列说法正确的是（　　）

A．在机械波中，沿波的传播方向上某个质点的振动速度就是波的传播速度

B．“闻其声，不见其人”是声波发生衍射产生的一种现象

C．多普勒效应实质上是由于波源和观察者之间有相对运动而使观察者接到的波的频率发生了变化

D．在完全相同的两列水波相遇而叠加的区域，某时刻介质中的P点是两列波的波峰相遇点，此时P点位移最大；

经过

周期，P点的位移变为零，这说明P点的振动时而加强，时而减弱

沿波的传播方向上某个质点的振动速度与波的传播速度是不同的速度，故A错误；

“闻其声，不见其人”是声波发生衍射产生的一种现象，故B正确；

产生多普勒效应的原因是观察者和波源之间发生了相对运动，从而使观察者接收到的波的频率发生了变化，故C正确；

在完全相同的两列水波相遇而叠加的区域，振动加强点始终加强，故D错误。

6．新型列车动车组速度可达300km/h，与该车汽笛声的音调相比。

（1）站在车前方路旁的人听起来音调__________________（选填“偏高”或“偏低”）。

站在车后方路旁的人听起来音调__________________（选填“偏高”或“偏低”）。

（2）迎面来的另一列车上的乘客听起来音调怎样？

此时列车汽笛发出的音调变化了吗？

（3）坐在新型列车动车组上的乘客听起来音调怎样？

（1）偏高；

偏低　

（2）偏高；

没变　（3）音调不变

（1）站在列车前方的人与列车的距离在靠近，因此听起来音调偏高，站在列车后方的人与列车的距离在远离，因此音调偏低。

（2）迎面来的列车上的乘客听起来音调偏高，此时列车汽笛发出的音调不变。

（3）坐在该列车上的乘客与列车的相对位置不变，故听起来音调不变。

7.

如图所示为由波源S发出的波某一时刻在介质平面中的情形，实线为波峰，虚线为波谷，设波源频率为20Hz，且不运动，而观察者在1s内由A运动到B，观察者接收到多少个完全波？

19个

观察者在单位时间内接收到的完全波的个数，就等于观察者接收到的频率。

如果观察者不动，则1s内，观察者从A运动到B的过程中，所能接收到的完全波的个数正好比不运动时少1个、即他只接收到19个完全波。

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u表示声源的速度，v表示声波的速度（u<

v），f表示接收器接收到的频率，若u增大，则（　　）

A．f增大，v增大B．f增大，v不变

C．f不变，v增大D．f减少，v不变

本题考查对波速和多普勒效应的理解，机械波在介质中的速度由介质决定，与波的频率、波源的速度无关，因此不论u如何变化，v都不变，声源向着接收器运动，接收器单位时间接收到的完全波的个数增加，波源的速度越大，单位时间接收到的完全波的个数越多，因此u增大，f增大，B正确。

2．轮船在进港途中的x－t图象如图所示，则在港口所测到轮船上雾笛发出声音的频率是图中的哪一个（　　）

匀速靠近港口的过程中，测量到的频率不随时间变化，但速度大时频率大，由x－t图象可知，轮船靠近港口时三段时间内的速度v1>

v3>

v2，可知f1>

f3>

f2，故A正确。

3．（邢台市外国语学校xx～xx学年高二下学期检测）上课时老师将一蜂鸣器固定在教鞭一端，然后使蜂鸣器迅速水平旋转，蜂鸣器音调竟然忽高忽低变化，下列判断正确的是（　　）

A．旋转时蜂鸣器发声的频率变化了

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，一定是向远离观察者的方向运动

D．音调的忽高忽低是由波的干涉造成的

旋转时蜂鸣器发声的频率没有变化，故A错误；

旋转过程中，声源（蜂鸣器）与观察者（同学们）的距离有时近，有时远，发生多普勒效应，蜂鸣器发出声波的频率不变，只是同学们感觉到的声音频率变化了，故B正确，D错误，当其远离观察者时，听到声音的频率变小即音调变低，故C错误。

4．如图表示产生机械波的波源O做匀速运动的情况下，某一时刻在介质平面中的情形，图中的圆表示波峰。

（1）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

（2）波源正在移向（　　）

A．A点　　B．B点　　

C．C点　　D．D点

（3）观察到波的频率最低的点是（　　）

（1）D　

（2）A　（3）B

（1）该图表示的是多普勒效应，正确的选项为D。

（2）从波长变化情况来看，波源正在移向A点。

（3）由于波源远离B点，所以，观察到波的频率最低的点是B点。

5．如图所示，S为振源，P点有一观察者，已知振源发生振动的频率为20Hz，则关于人听到的声音的频率为（　　）

A．当振源S以17m/s的速度远离观察者运动时，频率为19Hz

B．当振源S以17m/s的速度靠近观察者运动时，频率为21Hz

C．当观察者以17m/s的速度靠近振源S运动时，频率为21Hz

D．以上说法均不正确

ABC

当振源以17m/s的速度远离观察者运动时，观察者接收的频率f′＝

，f′＝

＝19Hz，故A正确；

当振源S以17m/s的速度靠近观察者运动时，观察者接收的频率f′＝

＝

＝21Hz，故B正确。

当观察者以17m/s的速度靠近振源S运动时，观察者接收的频率f′＝

＝21Hz，故C正确。

解这类题要注意分析观察者与波源间相对运动的情况，针对不同情况列出不同的关系式进行解题。

6．如图所示，在公路的十字路口东侧路边，甲以速率v1向东行走，在路口北侧，乙站在路边，一辆汽车以速度v2通过路口向东行驶并鸣笛，已知汽车笛声的频率为f0，车速v2>

v1。

设甲听到的笛声频率为f1，乙听到的笛声频率为f2，司机自己听到的笛声频率为f3，则此三人听到笛声的频率由高到低依次为______________。

f1>

f2

由于v2>

v1，所以汽车和甲的相对距离减小，甲听到的频率变大，即f1>

f0；

由于乙静止不动，则汽车和乙的相对距离增大，乙听到的频率变低，即f2<

由于司机和汽车相对静止，所以司机听到的频率不变，即f3＝f0。

综上所述，三人听到笛声的频率由高至低顺序为f1>

f2。

7．公路巡警开车在高速公路上以100km/h的恒定速度巡查，在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出一个已知频率的电磁波，如果该电磁波被轿车反射回来时，警车接收到的电磁波频率比发出时低。

（1）此现象属于（　　）

A．波的衍射B．波的干涉

C．多普勒效应D．波的反射

（2）若该路段限速为100km/h，则轿车是否超速？

（3）若轿车以20m/s的速度行进，反射回的频率应怎样变化？

（1）C　

（2）超速　（3）偏高

（1）巡警车接收到的电波频率比发出时低，此现象为多普勒效应。

（2）因警车接收到的频率低，由多普勒效应知警车与轿车在相互远离，而警车车速恒定又在后面，可判断轿车车速比警车车速大，故该车超速。

（3）若该车以20m/s的速度行进时，此时警车与轿车在相互靠近，由多普勒效应知反射回的频率应偏高。