2019年高考物理一輪總復(fù)習(xí) 第十一章 第3講 波的干涉和衍射 多普勒效應(yīng)課時(shí)提能演練 新人教版.doc

2019年高考物理一輪總復(fù)習(xí) 第十一章 第3講 波的干涉和衍射 多普勒效應(yīng)課時(shí)提能演練 新人教版一、選擇題(本大題共5小題,每小題6分,共30分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確)1.(xx廈門(mén)模擬)如圖所示,橡皮繩上甲波峰向右傳播,乙波谷向左傳播,若它們的振幅和波長(zhǎng)都相同,則它們相遇時(shí)互相疊加如圖所示。此時(shí)圖中的M、N、x、y等質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況是()A.M向上、N向下B.M向下、N向上C.M向右、N向左D.x、y均靜止【解題指南】解答本題應(yīng)明確以下兩點(diǎn):(1)利用疊加原理和波形圖分析疊加區(qū)域質(zhì)點(diǎn)的位移。(2)據(jù)波的傳播方向判斷質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向并結(jié)合疊加原理分析疊加區(qū)域質(zhì)點(diǎn)的速度方向?！窘馕觥窟xB。橡皮繩的甲、乙脈沖半波在傳播過(guò)程中波形保持不變,一直向前平移。在相遇處互相疊加,據(jù)波的疊加原理可判斷出下一時(shí)刻M、x點(diǎn)位移為負(fù),N、y點(diǎn)位移為正,因此M點(diǎn)振動(dòng)方向向下,N點(diǎn)振動(dòng)方向向上,x點(diǎn)速度方向向下,y點(diǎn)速度方向向上。但各質(zhì)點(diǎn)此時(shí)位移矢量和均為零,B對(duì)。2.(xx龍巖模擬)假如一輛汽車(chē)在靜止時(shí)喇叭發(fā)出聲音的頻率是300 Hz,在汽車(chē)向你駛來(lái)又擦身而過(guò)的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是()A.當(dāng)汽車(chē)向你駛來(lái)時(shí),聽(tīng)到喇叭聲音的頻率等于300 HzB.當(dāng)汽車(chē)向你駛來(lái)時(shí),聽(tīng)到喇叭聲音的頻率小于300 HzC.當(dāng)汽車(chē)和你擦身而過(guò)后,聽(tīng)到喇叭聲音的頻率大于300 HzD.當(dāng)汽車(chē)和你擦身而過(guò)后,聽(tīng)到喇叭聲音的頻率小于300 Hz【解析】選D。由多普勒效應(yīng)可知,聲源與觀察者靠近過(guò)程中,觀察者接收到的波的頻率增大,A、B錯(cuò);相互遠(yuǎn)離過(guò)程中,觀察者接收到的波的頻率減小,C錯(cuò)D對(duì)?！究偨Y(jié)提升】多普勒效應(yīng)問(wèn)題的判斷(1)對(duì)于生產(chǎn)生活中所遇到的有關(guān)波的物理現(xiàn)象是否屬于多普勒效應(yīng)問(wèn)題,應(yīng)從題中獲取相關(guān)信息,是否屬于由于波源與觀察者相對(duì)運(yùn)動(dòng)造成觀察者接收到的頻率變化問(wèn)題,從而判斷是否屬于多普勒效應(yīng)的應(yīng)用。(2)多普勒效應(yīng)中判斷波源或觀察者的運(yùn)動(dòng)方向及速度時(shí),只需比較波源頻率f源和觀察者感受到的頻率f觀間的大小關(guān)系,當(dāng)f源>f觀時(shí),二者間距在增大,f源<f觀時(shí),二者間距在減小。3.如圖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5cm,且圖示的范圍內(nèi)振幅不變,波速和波長(zhǎng)分別為1m/s和0.5 m。C點(diǎn)是BE連線的中點(diǎn),下列說(shuō)法中不正確的是()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20cmC.圖示時(shí)刻C點(diǎn)正處于平衡位置且向水面以上運(yùn)動(dòng)D.從圖示的時(shí)刻起經(jīng)0.25s,B點(diǎn)通過(guò)的路程為20cm【解題指南】穩(wěn)定的干涉圖樣是表示加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)的相對(duì)穩(wěn)定,但加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)的質(zhì)點(diǎn)仍然在振動(dòng),本題需明確,根據(jù)波峰及波谷可判斷波的傳播方向,進(jìn)而判斷出振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)及減弱區(qū)?！窘馕觥窟xA。由波的干涉知識(shí)可知題圖中的質(zhì)點(diǎn)A、B、E的連線處波峰和波峰或波谷和波谷疊加,是加強(qiáng)區(qū),過(guò)D、F的連線處和過(guò)P、Q的連線處波峰和波谷疊加,是減弱區(qū)。C、E兩點(diǎn)是振動(dòng)的加強(qiáng)點(diǎn),不可能靜止不動(dòng),所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤。在圖示時(shí)刻,A在波峰,B在波谷,它們的振動(dòng)是加強(qiáng)的,振幅均為兩列波的振幅之和,均為10cm,此時(shí)的高度差為20 cm,所以B選項(xiàng)正確。A、B、C、E均在振動(dòng)加強(qiáng)區(qū),且在同一條直線上,由題圖可知波是由E處向A處傳播,在圖示時(shí)刻的波形圖線如圖所示,由圖可知C點(diǎn)向水面以上運(yùn)動(dòng),所以C選項(xiàng)正確。波的周期T=0.5s,經(jīng)過(guò)0.25s,即經(jīng)過(guò)半個(gè)周期,質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程為振幅的2倍,所以振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)B通過(guò)的路程為20cm,D選項(xiàng)正確,故選A。4.沿x軸正方向傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波在某時(shí)刻的波形圖如圖所示,其波速為200m/s,下列說(shuō)法中正確的是()A.圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)b的速度方向沿y軸正方向B.圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a的加速度為零C.若此波遇到另一簡(jiǎn)諧波并發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象,則該波所遇到的波的頻率為50HzD.若該波發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,該波所遇到的障礙物或孔的尺寸一定比4m大得多【解析】選C。因波向x軸正方向傳播,故圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)b向y軸負(fù)方向振動(dòng),A錯(cuò);圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a的加速度最大,B錯(cuò);因該波的頻率f=Hz=50 Hz,故C對(duì);因該波的波長(zhǎng)為4 m,所以障礙物或孔的尺寸應(yīng)小于4 m或接近4 m,故D錯(cuò)。【變式備選】在同一地點(diǎn)有兩個(gè)靜止的聲源,發(fā)出聲波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()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.這兩列波傳播的方向上,可能會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象D.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【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正確;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)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象,C、D錯(cuò)。5. (xx樂(lè)山模擬)如圖所示,S1、S2為水面上相距2m的兩個(gè)波源,振動(dòng)頻率均為f=5Hz,并且相位總是相同,水波的速度v=2m/s,S1、S2的連線與河岸MN平行。則靠近MN的水面上的振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)有()A.3個(gè)B.6個(gè)C.9個(gè)D.12個(gè)【解析】選C。由波速公式v=f得,水波波長(zhǎng)=0.4m。過(guò)S1、S2的連線作垂直平分線,交MN于P0點(diǎn),如圖所示,因路程差s=P0S1-P0S2=0,故P0為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)。在P0的右側(cè)任意一點(diǎn)P,路程差s=PS1-PS2,因PS1-PS2<S1S2,故0<s<2m=5,滿足s=n的點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn),故n=1、2、3、4,即P0點(diǎn)右側(cè)有4個(gè)振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)。由對(duì)稱性知P0點(diǎn)左側(cè)也有4個(gè)振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn),故靠近MN的水面上共有9個(gè)振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)。二、非選擇題(本大題20分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)6.(能力挑戰(zhàn)題)兩列簡(jiǎn)諧波沿x軸相向而行,波速均為v=0.4 m/s,兩波源分別位于A、B處,t=0時(shí)的波形如圖所示。當(dāng)t=2.5s時(shí),M點(diǎn)的位移為多少?N點(diǎn)的位移為多少?【解析】由題圖可知,兩列波的波長(zhǎng)分別為A=0.2m,B=0.4m,(2分)波源的起振方向都沿y軸負(fù)方向,兩波的周期分別為T(mén)A=0.5s,TB=1s。(2分)由于t=0時(shí)M點(diǎn)距A波波前0.5m,距B波波前0.3m,故兩波傳播到M點(diǎn)時(shí)經(jīng)歷的時(shí)間分別為tA=1.25s,tB=0.75s。(3分)當(dāng)t=2.5s時(shí),A波使M點(diǎn)已振動(dòng)的時(shí)間為t-tA=1.25s=TA,(3分)引起質(zhì)點(diǎn)M的位移xA=0;(2分)B波使M點(diǎn)已振動(dòng)的時(shí)間為t-tB=1.75s=1TB,(3分)引起質(zhì)點(diǎn)M位移xB=2.0cm,由波的疊加可知此時(shí)質(zhì)點(diǎn)M的位移x=xA+xB=2.0cm。(3分)N點(diǎn)位移可用同樣方法可求得x=0(2分)答案:2cm0