高中物理第2章机械波5波的干涉、衍射6多普勒效应学业分层测评教科版选修3-4.pdf
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1、精品教案可编辑5 波的干涉、衍射 6 多普勒效应(建议用时:45 分钟)学业达标 1关于波的衍射现象,下列说法正确的是()A当孔的尺寸比波长大时,一定不会发生衍射现象B只有孔的尺寸与波长相差不多时,或者比波长还小时才会观察到明显的衍射现象C只有波才有衍射现象D衍射是波特有的现象E以上说法均不正确【解析】当孔的尺寸比波长大时,会发生衍射现象,只不过不明显只有当孔、缝或障碍物的尺寸跟波长相差不多,或者比波长更小时,才会发生明显的衍射现象,切不可把此条件用来判断波是否发生了衍射现象【答案】BCD2如图 2-4-15所示,表示两列同频率相干水波在t0 时刻的叠加情况,图中实线表示波峰,虚线表示波谷已知
2、两列波的振幅均为2 cm,波速均为2 m/s,波长均为0.4 m,E点为B、D连线和A、C连线的交点,下列说法正确的是()图 2-4-15AA,C两点是振动减弱点BA,C,E点是振动加强点CB,D两点在该时刻的竖直高度差为8 cmDt0.05 s 时,E点离平衡位置的位移大小为4 cmEt0.05 s 时,D点离平衡位置的位移大小为4 cm精品教案可编辑【解析】图中B,D均为振动加强点,E位于B,D的中线上,故E也是振动加强点,而A,C两点为波峰与波谷相遇,故是振动减弱点 图中所示时刻,B点偏离平衡位置4 cm,而D点偏离平衡位置4 cm,故二者竖直高度差为8 cm,再过 0.05 s,两列波
3、的波峰恰在E点相遇,故E点偏离平衡位置的距离将达到4 cm,而D在平衡位置故正确答案为A、C、D.【答案】ACD3关于波的叠加和干涉,下列说法中正确的是()A两列频率不相同的波相遇时,因为没有稳定的干涉图样,所以波没有叠加B任何两列波相遇都会叠加C两列频率相同的波相遇时,振动加强的点只是波峰与波峰相遇的点D两列频率相同的波相遇时,如果介质中的某点振动是加强的,某时刻该质点的位移可能是零E两列频率相同的波相遇时,振动加强的质点的位移可能比振动减弱的质点的位移小【解析】根据波的叠加和干涉的概念可知,只要两列波相遇就会叠加,但如果两列波的频率不同,在叠加区域就没有稳定的干涉图样,所以A 错误,B 正
4、确;发生干涉时振动加强的点还有波谷和波谷相遇的点,所以C 错误;因为某质点振动加强仅是振幅加大,但只要仍在振动就一定有位移为零的时刻,所以D、E正确【答案】BDE4有一障碍物的尺寸为10 m,下列哪些波在遇到它时能产生明显衍射现象()A波长为1 m 的机械波B波长为10 m 的机械波C波长为20 m 的机械波D频率为40 Hz 的声波E频率为5 000 MHz的电磁波(波速为 3 108 m/s)【解析】空气中声波波速大约为340 m/s,由vf可算出频率为40 Hz 的声波的波精品教案可编辑长为 8.5 m;同理可算出频率为5 000 MHz的电磁波的波长为0.06 m 选项 B、C、D 中
5、波长接近或大于障碍物尺寸【答案】BCD5一列波在传播过程中通过一个障碍物,发生了一定程度的衍射,以下哪种情况可以使衍射现象更明显()【导学号:18640020】A增大障碍物的尺寸B减小波的频率C缩小障碍物的尺寸D增大波的频率E缩小障碍物的尺寸,同时减小波的频率【解析】波在介质中传播时波速是由介质决定的,与波的频率无关,所以改变波的频率不会改变波速,但由vf可知,当波速一定时,减小频率则波长增大而发生明显衍射的条件是障碍物或孔、缝的尺寸比波长小或相差不多,要使衍射现象变得明显,可以通过缩小障碍物的尺寸,同时增大波长即减小波的频率来实现,BCE 选项正确【答案】BCE6当两列水波发生干涉时,如果两
6、列波的波峰在P点相遇,下列说法正确的是()A质点P的振动有时是减弱的B质点P的振动始终是加强的C质点P的振幅最大D质点P的位移始终最大E某时刻质点P的位移可能为零【解析】P点是两列波的波峰的相遇点,故其振动始终是加强的,A 错误,B 正确;质点P处于振动加强区,振幅最大,C 正确;对于某一个振动的质点,位移是会随时间变化的,D 错误;质点振动到平衡位置时,位移为零,E正确【答案】BCE精品教案可编辑7如图 2-4-16所示是水波干涉的示意图,S1、S2是两波源,A、D、B三点在一条直线上,两波源的频率相同,振幅相等,则下列说法正确的是()图 2-4-16AA点一会儿在波峰,一会儿在波谷BB点一
7、会儿在波峰,一会儿在波谷CC点一会儿在波峰,一会儿在波谷DD点一会儿在波峰,一会儿在波谷EA点与B点一直在波峰【解析】在波的干涉中,振动加强区域里的质点总在自己的平衡位置两侧做简谐振动,只是质点的振幅较大,为A1A2.本题中由于A1A2,故振动减弱区的质点并不振动,而此时A点是波峰与波峰相遇,B点是波谷与波谷相遇,都是加强点,又A、D、B三点在一条振动加强线上,这条线上任一点的振动都是加强的,故此三点都为加强点,且都是一会儿在波峰,一会儿在波谷而C点是波峰与波谷相遇点,是减弱点,不振动【答案】ABD8关于多普勒效应,以下说法正确的有()A只有机械波才能产生多普勒效应B当波源和观察者有相对运动时
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