高中物理 第2章 機(jī)械波 2_5 波的干涉與衍射 2_6 多普勒效應(yīng)學(xué)業(yè)分層測評 滬科版選修3-4.doc

1、a第2章 2.5 波的干涉與衍射2.6 多普勒效應(yīng)(建議用時：45分鐘)學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)1.關(guān)于波的衍射現(xiàn)象，下列說法正確的是()A.當(dāng)孔的尺寸比波長大時，一定不會發(fā)生衍射現(xiàn)象B.只有孔的尺寸與波長相差不多時，或者比波長還小時才會觀察到明顯的衍射現(xiàn)象C.只有波才有衍射現(xiàn)象D.衍射是波特有的現(xiàn)象E.以上說法均不正確【解析】當(dāng)孔的尺寸比波長大時，會發(fā)生衍射現(xiàn)象，只不過不明顯.只有當(dāng)孔、縫或障礙物的尺寸跟波長相差不多，或者比波長更小時，才會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，切不可把此條件用來判斷波是否發(fā)生了衍射現(xiàn)象.【答案】BCD2.(2016和平區(qū)高二檢測)下列關(guān)于兩列波相遇時疊加的說法正確的是()A.相遇后，振幅小的

2、一列波將減弱，振幅大的一列波將加強(qiáng)B.相遇后，兩列波的振動情況與相遇前完全相同C.在相遇區(qū)域，任一點(diǎn)的總位移等于兩列波分別引起的位移的矢量和D.幾個人在同一房間說話，相互間聽得清楚，這說明聲波在相遇時互不干擾E.兩列波相遇疊加后，各波的周期和頻率都發(fā)生變化【解析】兩列波相遇時，每一列波引起的振動情況都保持不變，而質(zhì)點(diǎn)的振動則是兩列波共同作用的結(jié)果，故A選項錯誤，B、C選項正確.幾個人在同一房間說話，聲帶振動發(fā)出的聲波在空間中相互疊加后，不改變每列波的振幅、頻率，所以聲波傳到人的耳朵后，仍能分辨出不同的人所說的話，故D正確.兩列波疊加后，各波的周期和頻率各自保持不變，E錯誤.【答案】BCD3.關(guān)

3、于波的疊加和干涉，下列說法中正確的是()A.兩列頻率不相同的波相遇時，因為沒有穩(wěn)定的干涉圖樣，所以波沒有疊加B.任何兩列波相遇都會疊加C.兩列頻率相同的波相遇時，振動加強(qiáng)的點(diǎn)只是波峰與波峰相遇的點(diǎn)D.兩列頻率相同的波相遇時，如果介質(zhì)中的某點(diǎn)振動是加強(qiáng)的，某時刻該質(zhì)點(diǎn)的位移可能是零E.兩列頻率相同的波相遇時，振動加強(qiáng)的質(zhì)點(diǎn)的位移可能比振動減弱的質(zhì)點(diǎn)的位移小aa【解析】根據(jù)波的疊加和干涉的概念可知，只要兩列波相遇就會疊加，但如果兩列波的頻率不同，在疊加區(qū)域就沒有穩(wěn)定的干涉圖樣，所以A錯誤，B正確；發(fā)生干涉時振動加強(qiáng)的點(diǎn)還有波谷和波谷相遇的點(diǎn)，所以C錯誤；因為某質(zhì)點(diǎn)振動加強(qiáng)僅是振幅加大，但只要仍在振

4、動就一定有位移為零的時刻，所以D、E正確.【答案】BDE4.有一障礙物的尺寸為10 m，下列哪些波在遇到它時能產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象()A.波長為1 m的機(jī)械波B.波長為10 m的機(jī)械波C.波長為20 m的的機(jī)械波D.頻率為40 Hz的聲波E.頻率為5 000 MHz的電磁波(波速為3108 m/s)【解析】空氣中聲波波速大約為340 m/s，由可算出頻率為40 Hz的聲波的波長為8.5 m；同理可算出頻率為5 000 MHz的電磁波的波長為0.06 m.選項B、C、D中能產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象.【答案】BCD5.如圖256所示，表示兩列同頻率相干水波在t0時刻的疊加情況，圖中實線表示波峰，虛線表示波谷.

5、已知兩列波的振幅均為2 cm，波速均為2 m/s，波長均為0.4 m，E點(diǎn)為B、D連線和A、C連線的交點(diǎn)，下列說法正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號：38910030】圖256A.A、C兩點(diǎn)是振動減弱點(diǎn)B.A、C、E點(diǎn)是振動加強(qiáng)點(diǎn)C.B、D兩點(diǎn)在該時刻的豎直高度差為8 cmD.t0.05 s時，E點(diǎn)離平衡位置的位移大小為4 cmE.t0.05 s時，D點(diǎn)離平衡位置的位移大小為4 cm【解析】圖中B、D均為振動加強(qiáng)點(diǎn)，E位于B、D的中線上，故E也是振動加強(qiáng)點(diǎn)，而A、C兩點(diǎn)為波峰與波谷相遇，故是振動減弱點(diǎn).圖中所示時刻，B點(diǎn)偏離平衡位置4 cm，而D點(diǎn)偏離平衡位置4 cm，故二者豎直高度差為8 cm，再過0.

6、05 s，兩列波的波峰恰在E點(diǎn)相遇，故E點(diǎn)偏離平衡位置的距離將達(dá)到4 cm，而D在平衡位置.故正確答案為A、C、D.aa【答案】ACD6.新型列車動車組速度可達(dá)300 km/h，與該車汽笛聲的音調(diào)相比：(1)站在車前方路旁的人聽起來音調(diào)_(選填“偏高”或“偏低”).站在車后方路旁的人聽起來音調(diào)_(選填“偏高”或“偏低”).(2)迎面來的另一列車上的乘客聽起來音調(diào)怎樣？此時列車汽笛發(fā)出的音調(diào)變化了嗎？(3)坐在新型列車動車組上的乘客聽起來音調(diào)怎樣？【解析】(1)站在列車前方的人與列車的距離在靠近，因此聽起來音調(diào)偏高，站在列車后方的人與列車的距離在遠(yuǎn)離，因此音調(diào)偏低.(2)迎面來的列車上的乘客聽起

7、來音調(diào)偏高，此時列車汽笛發(fā)出的音調(diào)不變.(3)坐在該列車上的乘客與列車的相對位置不變，故聽起來音調(diào)不變.【答案】(1)偏高偏低(2)偏高沒變 (3)音調(diào)不變7.簡諧橫波a沿x軸正方向傳播，簡諧橫波b沿x軸負(fù)方向傳播，波速都是10 m/s，振動方向都平行于y軸，t0時刻，這兩列波的波形如圖257所示.畫出平衡位置在x2 m處的質(zhì)點(diǎn)從t0時刻開始在一個周期內(nèi)的振動圖像.圖257【解析】該題考查波的疊加和干涉.兩列頻率相同的波其振動圖像是穩(wěn)定的，t0時刻，兩列波引起x2 m處質(zhì)點(diǎn)的振動方向都向上，經(jīng)過T，兩列波的波峰都傳到x2 m處，故振幅AA1A23 cm.【答案】8.如圖258所示，S是水面波的

8、波源，x、y是擋板，S1、S2是兩個狹縫(SS1SS2，狹縫的尺寸比波長小得多)，試回答以下問題. 【導(dǎo)學(xué)號：38910031】aa圖258(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(diǎn)中，哪些點(diǎn)振動最強(qiáng)，哪些點(diǎn)振動最弱？【解析】(1)閉上S1，打開S2，由波的衍射條件可知，這時會發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象.(2)S1、S2都打開，由波的干涉條件可知，這時會發(fā)生干涉現(xiàn)象.(3)在題圖中，波源S形成的波，通過S1、S2形成新波源，這兩個新波源發(fā)出的波相遇時會發(fā)生干涉現(xiàn)象，波峰與波峰、波谷與波谷相遇的點(diǎn)振

9、幅最大，波峰與波谷相遇的點(diǎn)，振幅最小，則B、D是振動最強(qiáng)的點(diǎn)，A、C是振動最弱的點(diǎn).【答案】(1)明顯衍射(2)干涉(3)B、DA、C能力提升9.如圖259所示，一小型漁港的防波堤兩端MN相距約60 m，在防波堤后A、B兩處有兩個小船進(jìn)港躲避風(fēng)浪.某次海嘯引起的波浪沿垂直于防波堤的方向向防波堤傳播，下列說法中正確的有()圖259A.假設(shè)波浪的波長約為10 m，則A、B兩處小船基本上不受波浪影響B(tài).假設(shè)波浪的波長約為10 m，則A、B兩處小船明顯受到波浪影響C.假設(shè)波浪的波長約為50 m，則A、B兩處小船基本上不受波浪影響D.假設(shè)波浪的波長約為50 m，則A、B兩處小船明顯受到波浪影響E.波浪的

10、波長越長，則A、B兩處的小船受到波浪的影響越明顯【解析】A、B兩處小船明顯受到影響是因為水波發(fā)生明顯的衍射，波浪能傳播到A、B處的結(jié)果，當(dāng)障礙物或縫隙的尺寸比波長小或跟波長差不多的時候，會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象.【答案】ADE10.兩列平面簡諧橫波在空中疊加，其中簡諧橫波a(圖中虛線)沿x軸正方向傳播，簡諧橫波b(圖中實線)沿x軸負(fù)方向傳播，波速都是20 m/s，t0時，這兩列波的波動圖像如圖2510所示，那么位于aax45 m處的質(zhì)點(diǎn)P第一次到達(dá)波峰的時間和第一次處于平衡位置的時間分別是多少？ 【導(dǎo)學(xué)號：38910032】圖2510【解析】從題圖上可知兩波波長均為40 m，故T2 s.a、b兩波

11、的波峰第一次傳到P點(diǎn)，均需要t，0.25 s，而平衡位置傳到P點(diǎn)，均需要t0.75 s.【答案】0.25 s0.75 s11.兩列波在x軸上沿相反方向傳播，如圖2511所示.兩列波的傳播速度都是v6 m/s，頻率都是f30 Hz，在t0時，這兩列波分別從左和右剛剛傳到S1和S2處，使S1和S2都開始向上做簡諧運(yùn)動，S1的振幅為2 cm，S2的振幅為1 cm，已知質(zhì)點(diǎn)A與S1、S2的距離分別為S1A2.95 m、S2A4.25 m，當(dāng)兩列波都到達(dá)A點(diǎn)后，A點(diǎn)的振幅為多大？ 【導(dǎo)學(xué)號：38910033】圖2511【解析】兩列波的波長均為 m0.2 m.S1A2.95 m14，S2A4.25 m21

12、.當(dāng)振源S2產(chǎn)生的波傳到A點(diǎn)時，A點(diǎn)向上振動，這時振源S1早已使A振動，且使A點(diǎn)已振動的時間為t s sT6T，因此振源S1此時使A回到平衡位置且向下振動；根據(jù)波的疊加原理，知A為振動減弱區(qū)，振幅為兩列波的振幅之差，即AA1A2(21) cm1 cm.【答案】1 cm12.波源S1和S2的振動方向相同，頻率均為4 Hz，分別置于均勻介質(zhì)中x軸上的O、aaA兩點(diǎn)處，OA2 m，如圖2512所示.兩波源產(chǎn)生的簡諧橫波沿x軸相向傳播，波速為4 m/s.已知兩波源振動的初始相位相同.求：圖2512(1)簡諧橫波的波長.(2)OA間合振動振幅最小的點(diǎn)的位置.【解析】(1)設(shè)簡諧橫波波長為，頻率為f，則vf，代入已知數(shù)據(jù)，得1 m.(