課時跟蹤檢測（十七） 波的干涉 多普勒效應(yīng)

課時跟蹤檢測（十七）波的干涉多普勒效應(yīng)eq\a\vs4\al(A)組—重基礎(chǔ)·體現(xiàn)綜合1．兩列沿相反方向傳播的、振幅和波長都相同的半波(如圖甲)，在相遇的某一時刻(如圖乙)兩列波“消失”，此時圖中a、b質(zhì)點的振動方向是()A．a(chǎn)向上，b向下 B．a(chǎn)向下，b向上C．a(chǎn)、b都靜止 D．a(chǎn)、b都向上解析：選B根據(jù)振動與傳播方向關(guān)系知，兩列波在a點引起的振動方向均向下，在b點引起的振動方向均向上，故B正確。2.(多選)如圖所示，P點為兩波之間線段的中點，下列說法正確的是()A．兩列波同時到達P點B．兩列波相遇時，P點的波峰值可達到A1＋A2C．兩列波相遇再分開后，各自保持原波形傳播D．因頻率不同，這兩列波相遇時不能疊加解析：選AC因兩列波速度相等，故同時到達P點，選項A正確；但兩列波的波峰不可能同時在P點相遇，選項B錯誤；兩列波相遇時，盡管頻率不同，但仍能相互疊加，兩列波分開后互不影響，各自保持原來的波形獨立傳播，故選項C正確，D錯誤。3．觀察者不動，波源迎面而來時()A．波源的波長發(fā)生了改變B．波源的頻率發(fā)生了改變C．觀察者接收到的頻率發(fā)生了改變D．波速發(fā)生了改變解析：選C只要波源和觀察者發(fā)生相對運動，就會產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，而波源發(fā)出的波的波長、頻率、波速均不變。4．一架低空飛行的飛機，從遠處水平勻速地飛至某同學(xué)頭頂上空，若飛機發(fā)聲的頻率始終不變，從聽到聲音至飛機飛到該同學(xué)頭頂上空時刻前，他聽到的飛機聲音的音調(diào)()A．不變，且一直與飛機實際發(fā)出的聲音音調(diào)相同B．不變，且一直比飛機實際發(fā)出的聲音音調(diào)低C．不變，且一直比飛機實際發(fā)出的聲音音調(diào)高D．一直比飛機實際發(fā)出的聲音音調(diào)高，但音調(diào)逐漸變低，越來越接近實際發(fā)出的解析：選D根據(jù)多普勒效應(yīng)，當(dāng)飛機從遠處朝某同學(xué)飛來時，音調(diào)聽起來比實際高，隨著飛機飛至同學(xué)頭頂上空，兩者相對位置變化越來越慢，故聽到的音調(diào)越來越貼近實際，所以D正確。5．蝙蝠在洞穴中飛來飛去時，它利用超聲脈沖導(dǎo)航非常有效。這種超聲脈沖是持續(xù)1ms或不到1ms的短促發(fā)射，且每秒重復(fù)發(fā)射幾次。假定蝙蝠的超聲脈沖發(fā)射頻率為39000Hz，在一次正朝著表面平直的墻壁飛撲的期間，下列判斷正確的是()A．墻壁接收到的超聲脈沖頻率等于39000HzB．蝙蝠接收到從墻壁反射回來的超聲脈沖頻率等于墻壁接收的頻率C．蝙蝠接收到從墻壁反射回來的超聲脈沖頻率大于墻壁接收的頻率D．蝙蝠接收到從墻壁反射回來的超聲脈沖頻率等于39000Hz解析：選C蝙蝠(波源)相對墻壁(觀察者)的距離減小，所以墻壁接收到的超聲脈沖頻率增大，A錯誤；超聲波被反射后頻率不變，但傳播方向和蝙蝠的運動方向相反，蝙蝠接收到從墻壁反射回來的超聲波時，頻率會更大，故C正確，B、D錯誤。6.(多選)兩列完全相同的機械波在某時刻的疊加情況如圖所示，圖中的實線和虛線分別表示波峰和波谷，此時()A．a(chǎn)、b連線中點振動加強B．a(chǎn)、b連線中點速度為0C．a(chǎn)、b、c、d四點速度均為0D．再經(jīng)過eq\f(1,2)周期c、d兩點振動仍然減弱解析：選ACDa點是波谷與波谷相遇點，b點是波峰與波峰相遇點，c、d兩點是波峰與波谷相遇點，則a、b兩點是振動加強的，且a、b連線上也是振動加強的，a、b兩點連線中點未達到波峰或波谷，故速度不為0，故A、C正確，B錯誤；c、d兩點處于波谷與波峰相遇處，再經(jīng)過eq\f(1,2)周期c、d兩點振動仍然減弱，故D正確。7．(多選)圖甲為一列橫波在t＝0時的波動圖像，圖乙為該波中x＝2m處質(zhì)點P的振動圖像，下列說法正確的是()A．若此波遇到另一列簡諧橫波并發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象，則所遇到的波的頻率為0.25HzB．若該波能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，則該波所遇到的障礙物尺寸一定比4m大很多C．再過0.5s，P點的動能最大D．波沿x軸正方向傳播解析：選CD由題圖乙可知該波的頻率為1Hz，由波的干涉條件可知選項A錯誤；由題圖甲可知該波的波長λ＝4m，所以選項B錯誤；再過0.5sP點處于平衡位置，動能最大，選項C正確；由甲、乙圖像可判斷選項D正確。8．(多選)某同學(xué)注意到手機攝像頭附近有一個小孔，查閱手機說明后知道手機內(nèi)部小孔位置處安裝了降噪麥克風(fēng)。進一步翻閱技術(shù)資料得知：降噪麥克風(fēng)通過降噪系統(tǒng)產(chǎn)生與外界噪音相位相反的聲波，與噪音疊加從而實現(xiàn)降噪的效果。如圖是理想情況下的降噪過程，實線對應(yīng)環(huán)境噪聲，虛線對應(yīng)降噪系統(tǒng)產(chǎn)生的等幅反相聲波，則()A．降噪過程實際上是聲波發(fā)生了干涉B．降噪過程可以消除通話時的所有背景雜音C．降噪聲波與環(huán)境噪聲的傳播速度相等D．P點經(jīng)過一個周期傳播的距離為一個波長解析：選AC分析題意可知，降噪過程實際上是聲波發(fā)生了干涉，降噪聲波與環(huán)境聲波波長相等、波速相等、頻率相同，由于兩列聲波等幅反相，使噪聲振動減弱，A選項正確；降噪過程不能消除通話時的所有背景雜音，只能消除與降噪聲波頻率相同的雜音，B選項錯誤；機械波傳播的速度由介質(zhì)決定，則知降噪聲波與環(huán)境噪聲的傳播速度相等，C選項正確；機械波在傳播過程中，介質(zhì)中的質(zhì)點不會隨波移動，D選項錯誤。9.我國已經(jīng)進入高鐵時代，普通列車的時代已成過去。如圖所示，列車勻速駛過，對于站在路旁的護路工人師傅，列車由遠而近鳴喇叭時他會聽到喇叭聲的音調(diào)比較高，遠去的列車鳴喇叭時他會聽到喇叭聲的音調(diào)比較低。請思考這是什么現(xiàn)象？具體分析產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因？ 答案：這屬于多普勒現(xiàn)象，當(dāng)列車靠近觀察者時，頻率增加，音調(diào)升高；當(dāng)列車遠離觀察者時，頻率減小，音調(diào)降低。eq\a\vs4\al(B)組—重應(yīng)用·體現(xiàn)創(chuàng)新10.(多選)如圖所示，實線和虛線分別表示振幅、頻率均相同的兩列波的波峰和波谷。此刻，質(zhì)點M是波峰與波峰的相遇點，下列說法中正確的是()A．該時刻質(zhì)點O正處在平衡位置B．P、N兩質(zhì)點始終處在平衡位置C．隨著時間的推移，質(zhì)點M向O點處移動D．從該時刻起，經(jīng)過四分之一周期，質(zhì)點M到達平衡位置解析：選BD由題圖可知，圖中O、M兩質(zhì)點為振動加強點，此時刻質(zhì)點O處于波谷，質(zhì)點M處于波峰，因此A錯誤；N、P兩質(zhì)點為振動減弱點，又因兩列波振幅相同，因此，N、P兩質(zhì)點始終處于平衡位置，B正確；質(zhì)點不會隨波移動，C錯誤；從該時刻經(jīng)eq\f(1,4)周期，兩列波在質(zhì)點M處引起的振動都位于平衡位置，故質(zhì)點M位于平衡位置，D正確。11．(多選)如圖所示，在x軸上有兩個沿豎直方向振動的波源S1、S2(圖中未畫出)，在兩波源之間有a、b兩個點，二者間距為2m。已知a點振動始終減弱且振幅為2cm，b點振動始終加強且振幅為8cm，觀察發(fā)現(xiàn)b點連續(xù)出現(xiàn)兩次波峰間隔時間為2s，假設(shè)a、b之間沒有振動加強點和減弱點。則下列判斷正確的是()A．兩波源S1、S2振動周期一定相同，且周期為2sB．兩波源S1、S2在介質(zhì)中產(chǎn)生的機械波的波長為4mC．波源S1振幅可能是5cmD．兩波源S1、S2在介質(zhì)中產(chǎn)生的機械波的波速為4m/s解析：選ACD兩列波發(fā)生干涉，它們的頻率、周期一定是相等的，b點連續(xù)出現(xiàn)兩次波峰間隔時間為2s，可知兩波源的周期都是2s，故A正確；由題假設(shè)a、b之間沒有振動加強點和減弱點，a點振動始終減弱，b點振動始終加強，且兩波源產(chǎn)生的波的波長相等，由分析可知a、b兩點之間的距離等于eq\f(λ,4)，可得λ＝8m，故B錯誤；由于a點振動始終減弱且振幅為2cm，b點振動始終加強且振幅為8cm；設(shè)A的振幅為A1，B的振幅為A2，則：A1＋A2＝8cm；|A1－A2|＝2cm，可得A1＝3cm或A1＝5cm，故C正確；兩列波的波速：v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(8,2)m/s＝4m/s，故D正確。12．以速度u＝20m/s奔馳的火車，鳴笛聲頻率為275Hz，若常溫下空氣中的聲速v＝340m/s。(1)當(dāng)火車駛來時，站在鐵道旁的觀察者聽到的笛聲頻率是多少？(2)當(dāng)火車駛?cè)r，站在鐵道旁的觀察者聽到的笛聲頻率是多少？解析：(1)觀察者相對大地靜止，火車以速度u向觀察者運動，以大地為參考系，鳴笛聲的波長將縮短為λ′＝vT－uT＝(v－u)T，則觀察者聽到的頻率為f′＝eq\f(v,λ′)＝eq\f(v,v－u)·f＝eq\f(340,340－20)×275Hz≈292Hz。(2)同上述分析，觀察者聽到的頻率為eq\a\vs4\al(f)″＝eq\f(v,λ″)＝eq\f(v,v＋u)·f＝eq\f(340,340＋20)×275Hz≈260Hz。答案：(1)292Hz(2)260Hz13.如圖是兩個波源振動頻率相同、振動方向相同的兩列波在空間傳播的情景，實線表示波峰，虛線表示波谷。a為虛線交點，b為實線交點，c為a與b連線的中點。(1)從圖示時刻開始，經(jīng)過eq\f(1,2)周期，a、b、c各點分別處于什么位置？(2)從圖示時刻開始，經(jīng)過eq\f(3,4)周期，a、b、c各點又分別處于什么位置？解析：(1)由題圖可知，此刻a、b點分別是兩列波的波谷相遇點和波峰相遇點，都是振動加強點；而c點處于加強區(qū)域，所以c點也是加強點，a、b、c三點的振幅為兩列波的振幅之和。此刻a點在波谷，b點在波峰，c點在平衡位置，經(jīng)eq\f(1,2)周期后，a點在波峰，b點在波谷，c點仍在平衡位置。(2)經(jīng)過eq\f(3,4)周期，a點在平衡位置，將向波谷方向振動；b點在平衡位置，將向波峰方向振動；c點為a、b的中點，所以此刻c點在波峰位置。答案：(1)a點在波峰，b點在波谷，c點在平衡位置(2)a點在平衡位置，b點在平衡位置，c點在波峰14．甲、乙兩列完全相同的橫波分別從波源A、B兩點沿x軸相向傳播，t＝0時的波形圖像如像所示，如果兩列波的波速都是10m/s，求：(1)甲、乙兩列波的頻率各是多少？(2)第幾秒末兩列波相遇？相遇時C、D兩點間有哪些質(zhì)點位移最大？解析：(1)由題圖知甲、乙兩列波波長均為λ＝4m，又因波速均為v＝10m/s，所以由f＝eq\f(v,λ)，得f＝eq\f(10,