2019年高考物理一輪總復習 第十一章 第3講 波的干涉和衍射 多普勒效應課時提能演練 新人教版.doc

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2019年高考物理一輪總復習 第十一章 第3講 波的干涉和衍射 多普勒效應課時提能演練 新人教版一、選擇題(本大題共5小題,每小題6分,共30分。每小題只有一個選項正確)1.(xx廈門模擬)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都相同,則它們相遇時互相疊加如圖所示。此時圖中的M、N、x、y等質(zhì)點的振動情況是()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】解答本題應明確以下兩點:(1)利用疊加原理和波形圖分析疊加區(qū)域質(zhì)點的位移。(2)據(jù)波的傳播方向判斷質(zhì)點的振動方向并結(jié)合疊加原理分析疊加區(qū)域質(zhì)點的速度方向?！窘馕觥窟xB。橡皮繩的甲、乙脈沖半波在傳播過程中波形保持不變,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刻M、x點位移為負,N、y點位移為正,因此M點振動方向向下,N點振動方向向上,x點速度方向向下,y點速度方向向上。但各質(zhì)點此時位移矢量和均為零,B對。2.(xx龍巖模擬)假如一輛汽車在靜止時喇叭發(fā)出聲音的頻率是300 Hz,在汽車向你駛來又擦身而過的過程中,下列說法正確的是()A.當汽車向你駛來時,聽到喇叭聲音的頻率等于300 HzB.當汽車向你駛來時,聽到喇叭聲音的頻率小于300 HzC.當汽車和你擦身而過后,聽到喇叭聲音的頻率大于300 HzD.當汽車和你擦身而過后,聽到喇叭聲音的頻率小于300 Hz【解析】選D。由多普勒效應可知,聲源與觀察者靠近過程中,觀察者接收到的波的頻率增大,A、B錯;相互遠離過程中,觀察者接收到的波的頻率減小,C錯D對?！究偨Y(jié)提升】多普勒效應問題的判斷(1)對于生產(chǎn)生活中所遇到的有關波的物理現(xiàn)象是否屬于多普勒效應問題,應從題中獲取相關信息,是否屬于由于波源與觀察者相對運動造成觀察者接收到的頻率變化問題,從而判斷是否屬于多普勒效應的應用。(2)多普勒效應中判斷波源或觀察者的運動方向及速度時,只需比較波源頻率f源和觀察者感受到的頻率f觀間的大小關系,當f源f觀時,二者間距在增大,f源f觀時,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,圖中的實線表示波峰,虛線表示波谷。設兩列波的振幅均為5cm,且圖示的范圍內(nèi)振幅不變,波速和波長分別為1m/s和0.5 m。C點是BE連線的中點,下列說法中不正確的是()A.C、E兩點都保持靜止不動B.圖示時刻A、B兩點的豎直高度差為20cmC.圖示時刻C點正處于平衡位置且向水面以上運動D.從圖示的時刻起經(jīng)0.25s,B點通過的路程為20cm【解題指南】穩(wěn)定的干涉圖樣是表示加強區(qū)和減弱區(qū)的相對穩(wěn)定,但加強區(qū)和減弱區(qū)的質(zhì)點仍然在振動,本題需明確,根據(jù)波峰及波谷可判斷波的傳播方向,進而判斷出振動加強區(qū)及減弱區(qū)。【解析】選A。由波的干涉知識可知題圖中的質(zhì)點A、B、E的連線處波峰和波峰或波谷和波谷疊加,是加強區(qū),過D、F的連線處和過P、Q的連線處波峰和波谷疊加,是減弱區(qū)。C、E兩點是振動的加強點,不可能靜止不動,所以A選項錯誤。在圖示時刻,A在波峰,B在波谷,它們的振動是加強的,振幅均為兩列波的振幅之和,均為10cm,此時的高度差為20 cm,所以B選項正確。A、B、C、E均在振動加強區(qū),且在同一條直線上,由題圖可知波是由E處向A處傳播,在圖示時刻的波形圖線如圖所示,由圖可知C點向水面以上運動,所以C選項正確。波的周期T=0.5s,經(jīng)過0.25s,即經(jīng)過半個周期,質(zhì)點通過的路程為振幅的2倍,所以振動加強點B通過的路程為20cm,D選項正確,故選A。4.沿x軸正方向傳播的一列簡諧橫波在某時刻的波形圖如圖所示,其波速為200m/s,下列說法中正確的是()A.圖示時刻質(zhì)點b的速度方向沿y軸正方向B.圖示時刻質(zhì)點a的加速度為零C.若此波遇到另一簡諧波并發(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,故圖示時刻質(zhì)點b向y軸負方向振動,A錯;圖示時刻質(zhì)點a的加速度最大,B錯;因該波的頻率f=Hz=50 Hz,故C對;因該波的波長為4 m,所以障礙物或孔的尺寸應小于4 m或接近4 m,故D錯。【變式備選】在同一地點有兩個靜止的聲源,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,如圖所示為某時刻這兩列波的圖像,則下列說法中正確的是()A.聲波1的速度比聲波2的速度大B.相對于同一障礙物,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,可能會產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象D.這兩列波傳播方向上運動的觀察者,聽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;由于聲波1的波長長,相對同一障礙物,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,不會產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象,C、D錯。5. (xx樂山模擬)如圖所示,S1、S2為水面上相距2m的兩個波源,振動頻率均為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的水面上的振動加強的點有()A.3個B.6個C.9個D.12個【解析】選C。由波速公式v=f得,水波波長=0.4m。過S1、S2的連線作垂直平分線,交MN于P0點,如圖所示,因路程差s=P0S1-P0S2=0,故P0為振動加強點。在P0的右側(cè)任意一點P,路程差s=PS1-PS2,因PS1-PS2S1S2,故0s2m=5,滿足s=n的點為振動加強點,故n=1、2、3、4,即P0點右側(cè)有4個振動加強點。由對稱性知P0點左側(cè)也有4個振動加強點,故靠近MN的水面上共有9個振動加強的點。二、非選擇題(本大題20分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位)6.(能力挑戰(zhàn)題)兩列簡諧波沿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時的波形如圖所示。當t=2.5s時,M點的位移為多少?N點的位移為多少?【解析】由題圖可知,兩列波的波長分別為A=0.2m,B=0.4m,(2分)波源的起振方向都沿y軸負方向,兩波的周期分別為TA=0.5s,TB=1s。(2分)由于t=0時M點距A波波前0.5m,距B波波前0.3m,故兩波傳播到M點時經(jīng)歷的時間分別為tA=1.25s,tB=0.75s。(3分)當t=2.5s時,A波使M點已振動的時間為t-tA=1.25s=TA,(3分)引起質(zhì)點M的位移xA=0;(2分)B波使M點已振動的時間為t-tB=1.75s=1TB,(3分)引起質(zhì)點M位移xB=2.0cm,由波的疊加可知此時質(zhì)點M的位移x=xA+xB=2.0cm。(3分)N點位移可用同樣方法可求得x=0(2分)答案:2cm0