[推荐学习]2017_2018学年高中物理课时跟踪检测七波的干涉和衍射多普勒效应及其应用鲁科版选修3

课时跟踪检测(七) 波的干涉和衍射 多普勒效应及其应用

(时间：30分钟 满分：50分)

一、选择题(共6小题，每小题5分，共30分，每小题只有一个选项正确。) 1．“闻其声而不见其人”是因为一般障碍物的尺寸( ) A．跟声波波长相差不多，声波发生明显衍射 B．比声波波长大得多，声波不能发生衍射 C．跟光波波长相差不多，光波也发生明显衍射 D．比光波波长大得多，光波不能发生衍射

2．利用水波发生仪得到的水面波形如图1中a、b所示，则( )

图1

A．图a、b均显示了波的干涉现象 B．图a、b均显示了波的衍射现象

C．图a显示了波的干涉现象，图b显示了波的衍射现象 D．图a显示了波的衍射现象，图b显示了波的干涉现象

3．有一障碍物的尺寸为10 m，下列哪些波在遇到它时衍射现象最明显( ) A．波长为4 m的机械波 B．波长为10 m的机械波 C．频率为40 Hz的声波

D．频率为5 000 MHz的电磁波(波速为3×10 m/s)

4．如图2所示，MN是足够长的水池边，S1和S2是池中水面上两个振动情况完全相同的波源，它们激起的水波的波长均为2 m，S1、S2连线垂直MN于O，O处与S1、S2分别相距8 m和5 m，则O处的振动情况是( )

8

图2

A．振动始终加强

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B．振动始终减弱 C．振动时强时弱 D．无法判断

5．如图3所示表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷，设两列波的振幅均为5 cm，且在图示的范围内振幅不变，波速和波长分别为1 m/s和0.5 m。

C点是BE连线的中点，下列说法错误的是( )

图3

A．C、E两点都保持静止不动

B．图示时刻A、B两点的竖直高度差为20 cm C．图示时刻C点正处在平衡位置且向上运动

D．从图示的时刻起经0.25 s后，B点通过的路程为20 cm

6.在同一地点有两个静止的声源，发出的声波1和声波2在同一空间的空气中沿同一方向传播，如图4所示为某时刻这两列波的图像，则下列说法中正确的是( )

图4

A．声波1的速度比声波2的速度大

B．相对于同一障碍物，声波1比声波2更容易发生衍射现象 C．在这两列波传播的方向上，会产生稳定的干涉现象

D．在这两列波传播方向上运动的观察者，听到这两列波的频率可以相同 二、非选择题(共2小题，共20分)

7．(8分)如图5所示，两列简谐横波均沿x轴传播，传播速度的大小相等。其中一列沿x轴正方向传播(如图中实线所示)，另一列沿x轴负方向传播(如图中虚线所示)。这两列波的频率相等，振动方向均沿y轴方向。则图中x＝1,2,3,4,5,6,7,8各点中振幅最大的是

x＝________处的点，振幅最小的是x＝________处的点。

图5

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8．(12分)如图6所示，S是水面波的波源，x、y是挡板，S1、S2是两个狭缝，且SS1

＝SS2，狭缝的尺寸比波长小得多，试回答以下问题：

图6

(1)若闭上S1，只打开S2会看到什么现象？ (2)若S1、S2都打开，会发生什么现象？

(3)若实线和虚线分别表示波峰和波谷，那么在A、B、C、D各点中，哪些点向上振动最强，哪些点向下振动最强，哪些点振动最弱？

答 案

1．解析：选A 发生明显衍射现象的条件为障碍物或孔的尺寸比波长小，或与波长相差不多，故C错误；任何波都能发生衍射，衍射是波特有的现象，与障碍物大小无关，故B、D错误。

2．解析：选D 由波的干涉和衍射概念知，图a是一列波的传播，显示了波的衍射现象，图b是两列波的传播，显示了波的干涉现象。

3．解析：选B 空气中声波波速大约为340 m/s，由λ＝v/f可算出声波的波长为8.5 m；频率为5 000 MHz的电磁波的波长为0.06 m。所以选项B中波长与障碍物尺寸接近，衍射现象最明显。

4．解析：选B O点距两个波源S1、S2的距离差Δr＝(8－5) m＝3 m，由于水波的波3

长为2 m，故Δr＝λ，由此可知O点是振动减弱点，且始终振动减弱，故选项B正确。

2

5.解析：选A 加强区是质点A、B、E的连线处，减弱区是过D、F的连线处和过P、Q的连线处，C、E为振动加强点，不可能静止不动。图示时刻，A在波峰，B在波谷，它们的振动是加强的，故振幅均为两列波

振幅之和，此时两点的高度差为20 cm。波是由E向A处传播的，在图示时刻，A、B、C、Eλ

等质点的波形图如图所示，由图可知，C点向上运动，波的周期T＝＝0.5 s，t＝0.25 s

v＝，B点通过的路程为s＝2A＝2×10 cm＝20 cm，故B、C、D正确。A错误。 2

6．解析：选B 不同频率的声波在同种介质中传播速率相同，A错；由于声波1的波长

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长，相对同一障碍物，声波1比声波2更容易发生衍射现象，B对；由f＝可知，声波 1 的

λ频率小，所以在这两列波的传播方向上，不会产生干涉现象，C错；由于两列波频率不同且沿同一方向传播，据多普勒效应可知沿波传播方向上运动的观察者，听到这两列波的频率不同，D错。

7．解析：由波的叠加原理可知，x轴上任一质点的位移等于两列波单独引起的位移的矢量和。

对于x＝4,8两点，两列波单独引起的两个分振动相差为0，故这两点振动加强。 对于x＝2,6两点，两列波单独引起的两个分振动相差为π，故这两点振动减弱。 答案：4,8 2,6

8．解析：(1)只打开S2时，波源S产生的波传播到狭缝S2时，由于狭缝的尺寸比波长小得多，于是水面波在狭缝S2处发生明显的衍射现象，水面波以狭缝S2为波源向挡板另一侧传播开来。

(2)由于SS1＝SS2，所以从波源发出的水面波传播到S1、S2处时，它们的振动情况完全相同，当S1、S2都打开时产生相干波，它们在空间相遇时产生干涉现象，一些地方振动加强，一些地方振动减弱，加强区与减弱区相互间隔开，发生明显的干涉现象。

(3)质点D是波峰与波峰相遇处，是振动最强点；质点B是波谷与波谷相遇处，也是振动最强点；质点A、C是波峰与波谷相遇的地方，这两点振动最弱。

答案：(1)水面波以狭缝S2处为波源向挡板另一侧传播开来。 (2)发生明显的干涉现象。 (3)见解析

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