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2019-2020年高中物理課時跟蹤檢測八波的干涉衍射多普勒效應教科版 1．在觀察水波的衍射實驗中，若打擊水面的振子振動的頻率是5 Hz，水波在水波槽中的傳播速度是0.05 m/s，為觀察到明顯的衍射現象，小孔直徑d應為(　　) A．10 cm　　　　　　　　 　B．5 m C．大于1 cm D. 小于1 cm 2．兩列波相疊加發(fā)生了穩(wěn)定的干涉現象，那么(　　) A．兩列波的頻率不一定相同 B．振動加強區(qū)域的各質點都在波峰上 C．振動加強的區(qū)域始終加強，振動減弱的區(qū)域始終減弱 D．振動加強的區(qū)域和振動減弱的區(qū)域不斷周期性地交換位置 3.圖1為兩列波疊加的示意圖，這兩列波的振動方向、振幅、頻率等完全相同。M、N、Q為疊加區(qū)域的三個頂點，Q為兩個波谷相遇，M為兩個波峰相遇，M、P、Q三點在一條直線上，N點為波峰和波谷相遇，則下列說法正確的是 (　　) 圖1 A．P點為振動加強點 B．N點始終靜止不動 C．經周期，質點Q傳播到N點 D．M點為振動加強點，過，此點振動減弱 4．在某一均勻介質中由波源O發(fā)出的簡諧橫波在x軸上傳播，某時刻的波形如圖2，其波速為5 m/s，則下列說法正確的是(　　) 圖2 A．此時P(－2 m,0 cm)、Q(2 m,0 cm)兩點運動方向相同 B．再經過0.5 s質點N剛好在(－5 m,20 cm)位置 C．能與該波發(fā)生干涉的橫波的頻率一定為3 Hz D．波的頻率與波源的振動頻率無關 5.如圖3所示，表示的是產生機械波的波源O正在做勻速直線運動的情況，圖中的若干個圓環(huán)表示同一時刻的波峰分布，為了使靜止的頻率傳感器能接收到波的頻率最高，則應該把傳感器放在(　　) 圖3 A．A點　　　　　 　B．B點 C．C點 D. D點 6．(大綱版全國卷)在學校運動場上50 m直跑道的兩端，分別安裝了由同一信號發(fā)生器帶動的兩個相同的揚聲器。兩個揚聲器連續(xù)發(fā)出波長為5 m的聲波。一同學從該跑道的中點出發(fā)，向某一端點緩慢行進10 m。在此過程中，他聽到的揚聲器聲音由強變弱的次數為(　　) A．2 B．4 C．6 D. 8 7.圖4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。 圖4 (1)從圖示時刻開始，經過周期，a、b、c各點分別處于什么位置？ (2)從圖示時刻開始，經過周期，a、b、c各點又分別處于什么位置？ 8.波源S1和S2振動方向相同，頻率均為4 Hz，分別置于均勻介質中x軸上的O、A兩點處，OA＝2 m，如圖5所示。兩波源產生的簡諧橫波沿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5 (1)簡諧橫波的波長； (2)OA間合振動振幅最小的點的位置。 答 案 1．選D　當d＜λ時肯定發(fā)生明顯的衍射。由題意知水波的波長λ＝＝ m＝0.01 m。即孔的直徑d應與1 cm相當或比它還小。故選項D對。 2．選C　兩列波發(fā)生穩(wěn)定的干涉的條件必須是兩列波的頻率相同且相位差恒定，故A錯；且振動加強區(qū)始終加強，振動減弱區(qū)始終減弱，形成穩(wěn)定的干涉圖樣，C對D錯；振動加強區(qū)域的各質點只是振幅最大，它們也在自己的平衡位置附近振動，并不是只在波峰上，B錯。 3．選AB　在波峰和波峰或波谷和波谷相遇的地方，振動加強；波峰和波谷相遇的地方振動減弱，則M、Q點均為振動加強點，N點為振動減弱點。MQ連線為振動加強區(qū)，所以P點也是振動加強點。振動加強點的振幅等于兩列波的振幅之和，振動減弱點的振幅等于兩列波的振幅之差的絕對值。由于兩列波的振幅相同，故N點振幅為零，即N點靜止不動，A、B正確。在波的傳播過程中，質點不隨波遷移，C錯誤。M點振動始終加強，D錯誤。 4．選AB　此時P點和Q點都向下振動。再經過0.5 s，波向前傳播的距離為2.5 m，此時N點正好在波峰位置，即坐標為(－5 m,20 cm)；此波的頻率為f＝＝Hz＝2.5 Hz，所以能與該波發(fā)生干涉的橫波的頻率一定為2.5 Hz；波的頻率等于波源的振動頻率。選項為AB。 5．選D　由題圖可知，波源上邊的波長變大，下邊的波長變小，而波速不變，說明上邊接收到的頻率變小，下邊接收到的頻率變大，所以在D點接收到的頻率最高，故選D。 6．選B　本題考查波的干涉現象，意在考查考生對干涉現象加強與減弱的判斷方法。該同學在中點時，由于該點到兩波源的距離差Δx＝0，則該點為加強點，向某一端移動10 m時，Δx2＝35 m－15 m＝20 m＝4 λ，則該點仍為加強點。因此在此過程中揚聲器聲音由強變弱的次數為4次。 7．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，經周期后，a點在波峰，b點在波谷，c點仍在平衡位置。 (2)經過周期，a點在平衡位置，將向波谷振動；b點在平衡位置，將向波峰振動；c點為a、b的中點，所以此刻c點在波峰位置。 答案：(1)a在波峰，b在波谷，c在平衡位置 (2)a在平衡位置，b在平衡位置，c在波峰 8．解析：(1)設簡諧橫波波長為λ，頻率為f，則v＝λf，代入已知數據，得λ＝1 m (2)以O為坐標原點，設P為OA間的任意一點，其坐標為x，則兩波源到P點的波程差Δl＝x－(2－x)，0≤x≤2。其中x、Δl以m為單位。 合振動振幅最小的點的位置滿足Δl＝(k＋)λ，k為整數，所以x＝k＋， 可得－≤k≤，故k＝－2、－1、0、1。 解得：x＝0.25 m,0.75 m,1.25 m,1.75 m 答案：(1)1 m (2)x＝0.25 m,0.75 m,1.25 m,1.75 m