2019-2020年高中物理課時(shí)跟蹤檢測(cè)八波的干涉衍射多普勒效應(yīng)教科版.doc

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2019-2020年高中物理課時(shí)跟蹤檢測(cè)八波的干涉衍射多普勒效應(yīng)教科版 1．在觀察水波的衍射實(shí)驗(yàn)中，若打擊水面的振子振動(dòng)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(xiàn)象，小孔直徑d應(yīng)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(xiàn)象，那么(　　) A．兩列波的頻率不一定相同 B．振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域的各質(zhì)點(diǎn)都在波峰上 C．振動(dòng)加強(qiáng)的區(qū)域始終加強(qiáng)，振動(dòng)減弱的區(qū)域始終減弱 D．振動(dòng)加強(qiáng)的區(qū)域和振動(dòng)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(dòng)方向、振幅、頻率等完全相同。M、N、Q為疊加區(qū)域的三個(gè)頂點(diǎn)，Q為兩個(gè)波谷相遇，M為兩個(gè)波峰相遇，M、P、Q三點(diǎn)在一條直線(xiàn)上，N點(diǎn)為波峰和波谷相遇，則下列說(shuō)法正確的是 (　　) 圖1 A．P點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn) B．N點(diǎn)始終靜止不動(dòng) C．經(jīng)周期，質(zhì)點(diǎn)Q傳播到N點(diǎn) D．M點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，過(guò)，此點(diǎn)振動(dòng)減弱 4．在某一均勻介質(zhì)中由波源O發(fā)出的簡(jiǎn)諧橫波在x軸上傳播，某時(shí)刻的波形如圖2，其波速為5 m/s，則下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖2 A．此時(shí)P(－2 m,0 cm)、Q(2 m,0 cm)兩點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向相同 B．再經(jīng)過(guò)0.5 s質(zhì)點(diǎn)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(dòng)頻率無(wú)關(guān) 5.如圖3所示，表示的是產(chǎn)生機(jī)械波的波源O正在做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的情況，圖中的若干個(gè)圓環(huán)表示同一時(shí)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(yīng)該把傳感器放在(　　) 圖3 A．A點(diǎn)　　　　　 　B．B點(diǎn) C．C點(diǎn) D. D點(diǎn) 6．(大綱版全國(guó)卷)在學(xué)校運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上50 m直跑道的兩端，分別安裝了由同一信號(hào)發(fā)生器帶動(dòng)的兩個(gè)相同的揚(yáng)聲器。兩個(gè)揚(yáng)聲器連續(xù)發(fā)出波長(zhǎng)為5 m的聲波。一同學(xué)從該跑道的中點(diǎn)出發(fā)，向某一端點(diǎn)緩慢行進(jìn)10 m。在此過(guò)程中，他聽(tīng)到的揚(yáng)聲器聲音由強(qiáng)變?nèi)醯拇螖?shù)為(　　) A．2 B．4 C．6 D. 8 7.圖4是兩個(gè)波源振動(dòng)頻率相同、振動(dòng)方向相同的兩列波在空間傳播的情景，實(shí)線(xiàn)表示波峰，虛線(xiàn)表示波谷。a為虛線(xiàn)交點(diǎn)，b為實(shí)線(xiàn)交點(diǎn)，c為a與b連線(xiàn)的中點(diǎn)。 圖4 (1)從圖示時(shí)刻開(kāi)始，經(jīng)過(guò)周期，a、b、c各點(diǎn)分別處于什么位置？ (2)從圖示時(shí)刻開(kāi)始，經(jīng)過(guò)周期，a、b、c各點(diǎn)又分別處于什么位置？ 8.波源S1和S2振動(dòng)方向相同，頻率均為4 Hz，分別置于均勻介質(zhì)中x軸上的O、A兩點(diǎn)處，OA＝2 m，如圖5所示。兩波源產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸相向傳播，波速為4 m/s。已知兩波源振動(dòng)的初始相位相同。求： 圖5 (1)簡(jiǎn)諧橫波的波長(zhǎng)； (2)OA間合振動(dòng)振幅最小的點(diǎn)的位置。 答 案 1．選D　當(dāng)d＜λ時(shí)肯定發(fā)生明顯的衍射。由題意知水波的波長(zhǎng)λ＝＝ m＝0.01 m。即孔的直徑d應(yīng)與1 cm相當(dāng)或比它還小。故選項(xiàng)D對(duì)。 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(cuò)；且振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)始終加強(qiáng)，振動(dòng)減弱區(qū)始終減弱，形成穩(wěn)定的干涉圖樣，C對(duì)D錯(cuò)；振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域的各質(zhì)點(diǎn)只是振幅最大，它們也在自己的平衡位置附近振動(dòng)，并不是只在波峰上，B錯(cuò)。 3．選AB　在波峰和波峰或波谷和波谷相遇的地方，振動(dòng)加強(qiáng)；波峰和波谷相遇的地方振動(dòng)減弱，則M、Q點(diǎn)均為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，N點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)。MQ連線(xiàn)為振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)，所以P點(diǎn)也是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)。振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)的振幅等于兩列波的振幅之和，振動(dòng)減弱點(diǎn)的振幅等于兩列波的振幅之差的絕對(duì)值。由于兩列波的振幅相同，故N點(diǎn)振幅為零，即N點(diǎn)靜止不動(dòng)，A、B正確。在波的傳播過(guò)程中，質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移，C錯(cuò)誤。M點(diǎn)振動(dòng)始終加強(qiáng)，D錯(cuò)誤。 4．選AB　此時(shí)P點(diǎn)和Q點(diǎn)都向下振動(dòng)。再經(jīng)過(guò)0.5 s，波向前傳播的距離為2.5 m，此時(shí)N點(diǎn)正好在波峰位置，即坐標(biāo)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(dòng)頻率。選項(xiàng)為AB。 5．選D　由題圖可知，波源上邊的波長(zhǎng)變大，下邊的波長(zhǎng)變小，而波速不變，說(shuō)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(diǎn)接收到的頻率最高，故選D。 6．選B　本題考查波的干涉現(xiàn)象，意在考查考生對(duì)干涉現(xiàn)象加強(qiáng)與減弱的判斷方法。該同學(xué)在中點(diǎn)時(shí)，由于該點(diǎn)到兩波源的距離差Δx＝0，則該點(diǎn)為加強(qiáng)點(diǎn)，向某一端移動(dòng)10 m時(shí)，Δx2＝35 m－15 m＝20 m＝4 λ，則該點(diǎn)仍為加強(qiáng)點(diǎn)。因此在此過(guò)程中揚(yáng)聲器聲音由強(qiáng)變?nèi)醯拇螖?shù)為4次。 7．解析：(1)由題圖可知，此刻a、b點(diǎn)分別是兩列波的波谷相遇點(diǎn)和波峰相遇點(diǎn)，都是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)；而c點(diǎn)處于加強(qiáng)區(qū)域，所以c點(diǎn)也是加強(qiáng)點(diǎn)，a、b、c三點(diǎn)的振幅為兩列波的振幅之和。此刻a點(diǎn)在波谷，b點(diǎn)在波峰，c點(diǎn)在平衡位置，經(jīng)周期后，a點(diǎn)在波峰，b點(diǎn)在波谷，c點(diǎn)仍在平衡位置。 (2)經(jīng)過(guò)周期，a點(diǎn)在平衡位置，將向波谷振動(dòng)；b點(diǎn)在平衡位置，將向波峰振動(dòng)；c點(diǎn)為a、b的中點(diǎn)，所以此刻c點(diǎn)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(shè)簡(jiǎn)諧橫波波長(zhǎng)為λ，頻率為f，則v＝λf，代入已知數(shù)據(jù)，得λ＝1 m (2)以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)，設(shè)P為OA間的任意一點(diǎn)，其坐標(biāo)為x，則兩波源到P點(diǎn)的波程差Δl＝x－(2－x)，0≤x≤2。其中x、Δl以m為單位。 合振動(dòng)振幅最小的點(diǎn)的位置滿(mǎn)足Δl＝(k＋)λ，k為整數(shù)，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