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2019-2020年高中物理課時(shí)跟蹤檢測(cè)七波的干涉和衍射多普勒效應(yīng)及其應(yīng)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(gè)選項(xiàng)正確。) 1．“聞其聲而不見(jiàn)其人”是因?yàn)橐话阏系K物的尺寸(　　) A．跟聲波波長(zhǎng)相差不多，聲波發(fā)生明顯衍射 B．比聲波波長(zhǎng)大得多，聲波不能發(fā)生衍射 C．跟光波波長(zhǎng)相差不多，光波也發(fā)生明顯衍射 D．比光波波長(zhǎng)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(shí)衍射現(xiàn)象最明顯(　　) A．波長(zhǎng)為4 m的機(jī)械波 B．波長(zhǎng)為10 m的機(jī)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(zhǎng)的水池邊，S1和S2是池中水面上兩個(gè)振動(dòng)情況完全相同的波源，它們激起的水波的波長(zhǎng)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(dòng)情況是(　　) 圖2 A．振動(dòng)始終加強(qiáng) B．振動(dòng)始終減弱 C．振動(dòng)時(shí)強(qiáng)時(shí)弱 D．無(wú)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(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，設(shè)兩列波的振幅均為5 cm，且在圖示的范圍內(nèi)振幅不變，波速和波長(zhǎng)分別為1 m/s和0.5 m。C點(diǎn)是BE連線的中點(diǎn)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) 圖3 A．C、E兩點(diǎn)都保持靜止不動(dòng) B．圖示時(shí)刻A、B兩點(diǎn)的豎直高度差為20 cm C．圖示時(shí)刻C點(diǎn)正處在平衡位置且向上運(yùn)動(dòng) D．從圖示的時(shí)刻起經(jīng)0.25 s后，B點(diǎn)通過(guò)的路程為20 cm 6.在同一地點(diǎn)有兩個(gè)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(shí)刻這兩列波的圖像，則下列說(shuō)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(duì)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(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象 D．在這兩列波傳播方向上運(yùn)動(dòng)的觀察者，聽(tīng)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(jiǎn)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(shí)線所示)，另一列沿x軸負(fù)方向傳播(如圖中虛線所示)。這兩列波的頻率相等，振動(dòng)方向均沿y軸方向。則圖中x＝1,2,3,4,5,6,7,8各點(diǎn)中振幅最大的是x＝________處的點(diǎn)，振幅最小的是x＝________處的點(diǎn)。 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(gè)狹縫，且SS1＝SS2，狹縫的尺寸比波長(zhǎng)小得多，試回答以下問(wèn)題： 圖6 (1)若閉上S1，只打開(kāi)S2會(huì)看到什么現(xiàn)象？ (2)若S1、S2都打開(kāi)，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？ (3)若實(shí)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)向上振動(dòng)最強(qiáng)，哪些點(diǎn)向下振動(dòng)最強(qiáng)，哪些點(diǎn)振動(dòng)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(zhǎng)小，或與波長(zhǎng)相差不多，故C錯(cuò)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(wú)關(guān)，故B、D錯(cuò)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(zhǎng)為8.5 m；頻率為5 000 MHz的電磁波的波長(zhǎng)為0.06 m。所以選項(xiàng)B中波長(zhǎng)與障礙物尺寸接近，衍射現(xiàn)象最明顯。 4．解析：選B　O點(diǎn)距兩個(gè)波源S1、S2的距離差Δr＝(8－5) m＝3 m，由于水波的波長(zhǎng)為2 m，故Δr＝λ，由此可知O點(diǎn)是振動(dòng)減弱點(diǎn)，且始終振動(dòng)減弱，故選項(xiàng)B正確。 5.解析：選A　加強(qiáng)區(qū)是質(zhì)點(diǎn)A、B、E的連線處，減弱區(qū)是過(guò)D、F的連線處和過(guò)P、Q的連線處，C、E為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，不可能靜止不動(dòng)。圖示時(shí)刻，A在波峰，B在波谷，它們的振動(dòng)是加強(qiáng)的，故振幅均為兩列波振幅之和，此時(shí)兩點(diǎn)的高度差為20 cm。波是由E向A處傳播的，在圖示時(shí)刻，A、B、C、E等質(zhì)點(diǎn)的波形圖如圖所示，由圖可知，C點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，波的周期T＝＝0.5 s，t＝0.25 s＝，B點(diǎn)通過(guò)的路程為s＝2A＝210 cm＝20 cm，故B、C、D正確。A錯(cuò)誤。 6．解析：選B　不同頻率的聲波在同種介質(zhì)中傳播速率相同，A錯(cuò)；由于聲波1的波長(zhǎng)長(zhǎng)，相對(duì)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(duì)；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(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，C錯(cuò)；由于兩列波頻率不同且沿同一方向傳播，據(jù)多普勒效應(yīng)可知沿波傳播方向上運(yùn)動(dòng)的觀察者，聽(tīng)到這兩列波的頻率不同，D錯(cuò)。 7．解析：由波的疊加原理可知，x軸上任一質(zhì)點(diǎn)的位移等于兩列波單獨(dú)引起的位移的矢量和。 對(duì)于x＝4,8兩點(diǎn)，兩列波單獨(dú)引起的兩個(gè)分振動(dòng)相差為0，故這兩點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)。 對(duì)于x＝2,6兩點(diǎn)，兩列波單獨(dú)引起的兩個(gè)分振動(dòng)相差為π，故這兩點(diǎn)振動(dòng)減弱。 答案：4,8　2,6 8．解析：(1)只打開(kāi)S2時(shí)，波源S產(chǎn)生的波傳播到狹縫S2時(shí)，由于狹縫的尺寸比波長(zhǎng)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(cè)傳播開(kāi)來(lái)。 (2)由于SS1＝SS2，所以從波源發(fā)出的水面波傳播到S1、S2處時(shí)，它們的振動(dòng)情況完全相同，當(dāng)S1、S2都打開(kāi)時(shí)產(chǎn)生相干波，它們?cè)诳臻g相遇時(shí)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，一些地方振動(dòng)加強(qiáng)，一些地方振動(dòng)減弱，加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)相互間隔開(kāi)，發(fā)生明顯的干涉現(xiàn)象。 (3)質(zhì)點(diǎn)D是波峰與波峰相遇處，是振動(dòng)最強(qiáng)點(diǎn)；質(zhì)點(diǎn)B是波谷與波谷相遇處，也是振動(dòng)最強(qiáng)點(diǎn)；質(zhì)點(diǎn)A、C是波峰與波谷相遇的地方，這兩點(diǎn)振動(dòng)最弱。 答案：(1)水面波以狹縫S2處為波源向擋板另一側(cè)傳播開(kāi)來(lái)。 (2)發(fā)生明顯的干涉現(xiàn)象。 (3)見(jiàn)解析