新教材鲁科版选择性必修第一册-3.3-3.4-波的干涉和衍射-多普勒效应及其应用-作业.doc

波的干涉和衍射多普勒效应及其应用

(25分钟·70分)
一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)
1.(多选)关于两列波的干涉现象,下列说法中正确的是 ()
A.任意两列波都能产生干涉现象
B.只有波峰和波峰或波谷和波谷相遇才是加强点
C.产生稳定干涉现象的两列波,它们的频率一定相同
D.平衡位置与平衡位置相遇既可能是加强点也可能是减弱点
【解题指南】解答本题时应理解以下两点:
(1)只有频率和振动方向相同的波相遇时才能产生干涉现象。
(2)振动加强区域即为振动方向始终相同的区域,不一定只是波峰和波峰或波谷和波谷相遇才是加强点。
【解析】选C、D。频率相同的两列波才能产生干涉现象,A错误,C正确;两列波发生干涉现象时,振动加强区域即为振动方向始终相同的区域,所以不一定只是波峰和波峰或波谷和波谷相遇才是加强点,B错误;平衡位置与平衡位置相遇既可能是加强点也可能是减弱点,D正确。
【补偿训练】
(多选)下列属于明显衍射现象的是 ()
A.隔墙有耳
B.池中假山前有水波,假山后无水波
C.河中芦苇后面没有留下无波的区域
D.在大山前喊话,多次听到自己的声音
【解析】选A、C。当波的波长远远大于障碍物的尺寸时,会发生明显的衍射现象,A、C均正确;选项B中假山后无水波说明衍射现象不明显;选项D中的现象不是衍射现象,是波遇到障碍物发生的反射现象。
2.(多选)关于多普勒效应,下列说法中正确的是 ()
A.当波源与观察者有相对运动时,才会发生多普勒效应
B.当波源与观察者运动的速度相同时,不会发生多普勒效应
C.只有机械波才能发生多普勒效应
D.只要波源运动,就一定会发生多普勒效应
【解析】选A、B。当波源与观察者有相对运动时,他们之间的距离必然发生变化,其距离增大或减小,则观察者接收到的频率就相应地减小或增大,可知必发生多普勒效应,即选项A正确;而当波源与观察者运动的速度完全相同时,无相对运动,相当于二者都静止的情况,不会发生多普勒效应,故选项B正确,选项D错误;多普勒效应是波动过程共有的特征,这里的波动包括一切波的传播过程,故选项C错误。
3.一条弹性绳子处于水平状态,M为绳子中点,两端P、Q同时开始上下振动,一小段时间t后产生的波形如图所示,对于其后绳上各点的振动情况,以下判断正确的是 ()

A.波源P和Q开始振动的方向均是向上的
B.波源Q产生的波将先到达中点M
C.中点M的振动虽始终是加强的,但其位移大小在某时刻可能为零
D.这两列波能形成稳定的干涉图样
【解析】选A。由图及波传播方向与质点振动方向关系的判断方法可得:t时刻波源PQ所形成的两列横波在波刚到达的两质点均向上振动,而传播波的质点开始振动的方向与其波源开始振动方向相同,故A符合题意;由于波速是由介质决定的,故两列波的波速相同,故两列波同时到达M点,故B不符合题意;由图可得:波源P产生的波长大于波源Q产生的波长,由v=λf可得:波源P所形成波的频率小于波源Q所形成波的频率,不能形成稳定的干涉图样,即M点的振动不是始终加强的,故C、D不符合题意。
【补偿训练】
(多选)如图所示,S1、S2是振动情况完全相同的两个机械波波源,振幅为A,B、C、D三点分别位于S1、S2连线的中垂线上,且BC=CD。某时刻B是两列波的波峰相遇点,D是两列波的波谷相遇点,则 ()

A.B处质点的位移始终为2A
B.D处质点的位移始终为-2A
C.C处质点的振幅为2A
D.D处质点的振幅为2A
【解析】选C、D。振动加强的点的振动总是加强,但并不是始终处于波峰或波谷,它们都在平衡位置附近振动,也有的时刻位移为零,只是振幅为两列波振幅之和,振动剧烈。
4.(多选)以下关于波的衍射的说法,正确的是 ()
A.波遇到障碍物时,一定会发生明显的衍射现象
B.当障碍物的尺寸比波长大得多时,会发生明显的衍射现象
C.当孔的大小比波长小时,会发生明显的衍射现象
D.通常讲话产生的声波,经过尺寸为1m左右的障碍物时会发生明显的衍射现象
【解析】选C、D。波发生明显衍射的条件是:孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或者比波长更小,当障碍物的尺寸比波长大得多时,就不能发生明显的衍射现象,故A、B错误,C正确;人耳能识别的频率范围是20Hz～20kHz,人通常讲话产生的声波频率范围在200kHz～700kHz左右,按空气中声波的波速v=340m/s计算,通常讲话产生的声波波长在0.49m～1.7m之间,所以经过尺寸为1m左右的障碍物时会发生明显的衍射现象,这也是“隔墙有耳”的原因,故D正确。
5.(多选)某两列波相叠加形成了稳定的干涉图样,则 ()
A.两列波的频率一定相同,但它们的相位差不恒定
B.振动加强区域的各质点都在波峰上,振动减弱区域的各质点都在波谷上
C.振动加强的区域始终加