資源簡介

課時分層作業(十)　波的干涉和衍射　多普勒效應及其應用
說明：單選題每小題4分，雙選題每小題6分，本試卷總分60分
?題組一　波的疊加與干涉
1．(雙選)蟬的家族中的高音歌手是一種被稱作“雙鼓手”的蟬，它的身體兩側有大大的環形發聲器官，身體的中部是可以內外開合的圓盤。圓盤開合的速度很快，抖動的蟬鳴就是由此發出的。某同學圍繞蟬歇息的樹干走了一圈，聽到忽高忽低的蟬鳴聲，下列說法正確的是(　　)
A．這種現象屬于聲波的衍射現象
B．這種現象屬于聲波的干涉現象
C．蟬的身體兩側的大大的環形發聲器官可以看作相干波源
D．蟬發出的兩列聲波的傳播速度不一定相同
2．主動降噪耳機能收集周圍環境中的噪聲信號，并產生相應的抵消聲波，某一噪聲信號傳到耳膜的振動圖像如圖所示，取得最好降噪效果的抵消聲波(聲音在空氣中的傳播速度為340 m/s)(　　)
A．振幅為2A
B．頻率為100 Hz
C．波長應為1.7 m的奇數倍
D．在耳膜中產生的振動與圖中所示的振動同相
3．(雙選)如圖所示，沿一條直線相向傳播的兩列波的振幅和波長均相等，當它們相遇時可能出現的波形是圖中的(　　)
A　　　B　　　　C　　　D
?題組二　波的衍射
4．(雙選)下列為水波的衍射現象，S為波源，d為擋板上的小孔寬度，相鄰弧線間距為一個波長，其中符合事實的是(　　)
A　　　　B　　　　C　　 　D
5．在水波槽的衍射實驗中，若打擊水面的振子振動頻率是 5 Hz，水波在水槽中的傳播速度為0.05 m/s，為觀察到顯著的衍射現象，小孔直徑d應為(　　)
A．10 cm　　　　　　　　 B．5 cm
C．d＞1 cm D．d＜1 cm
?題組三　多普勒效應
6．(雙選)火車上有一個聲源發出頻率一定的樂音。當火車靜止、觀察者也靜止時，觀察者聽到并記住了這個樂音的音調。以下情況中，觀察者聽到這個樂音的音調比原來降低的是(　　)
A．觀察者靜止，火車向他駛來
B．觀察者靜止，火車離他駛去
C．火車靜止，觀察者乘汽車向著火車運動
D．火車靜止，觀察者乘汽車遠離火車運動
7．醫院有一種先進的檢測技術——彩超，就是向病人體內發射頻率已精確掌握的超聲波，超聲波經血液反射后被專用儀器接收，測出反射波的頻率變化，就可知道血液的流速。這一技術主要利用了 (　　)
A．波的干涉 B．多普勒效應
C．波的疊加 D．波的衍射
8．圖中S為在水面上振動的波源，M、N是水面上的兩塊擋板，其中N板可以上下移動，兩板中間有一狹縫，此時測得A處水面沒有明顯振動，為使A處水面也能發生明顯振動，可采用的方法是(　　)
A．使波源的頻率增大
B．使波源的頻率減小
C．移動N使狹縫的間距增大
D．在不移動M板的情況下，不能使A處發生明顯振動
9．(雙選)如圖所示，圖中表示兩列相干水波的疊加情況，實線表示波峰，虛線表示波谷，設這兩列波的振幅均為 5 cm。兩列波傳播中在圖示范圍內振幅各自不變，波速和波長均分別為 1 m/s 和0.5 m。C點是BE連線的中點，下列說法正確的是(　　)
A．圖中C、D兩點都保持靜止不動
B．圖示時刻A、B兩質點豎直高度差是20 cm
C．圖示時刻C點正處在平衡位置且向下運動
D．從此時刻起經0.25 s，B質點通過的路程為20 cm
10．(14分)甲、乙兩人分乘兩只小船在湖中釣魚，兩船相距24 m。有一列水波在湖面上傳播，使每只船每分鐘上下浮動20次，當甲船位于波峰時，乙船位于波谷，這時兩船之間還有5個波峰。
(1)此水波的波長為多少？波速大小為多少？
(2)若此波在傳播過程中遇到一根豎立的電線桿，是否會發生明顯的衍射現象？
(3)若該波經過一跨度為30 m的橋洞，橋墩直徑為3 m，橋墩處能否發生明顯衍射現象？
(4)若該橋有一3 m寬的涵洞，洞后能否發生明顯的衍射現象？
4 / 4課時分層作業(十)
1．BC　[“聽到忽高忽低的蟬鳴聲”說明這是聲波的干涉現象，A錯誤，B正確；蟬的身體兩側的發聲器官可以看作相干波源，C正確；波速是由介質決定的，D錯誤。]
2．B　[主動降噪耳機是根據波的干涉條件抵消聲波，與噪聲的振幅、頻率相同，相位相反，疊加后才能相互抵消來實現降噪的，所以抵消聲波的振幅為A，A錯誤；抵消聲波的頻率為f＝＝100 Hz，B正確；抵消聲波與噪聲的波速、頻率相同，則波長也相同，為λ＝vT＝340×0.01 m＝3.4 m，C錯誤；抵消聲波在耳膜中產生的振動與題圖中所示的振動反相，D錯誤。故選B。]
3．BC　[當這兩列波的前半個波(或后半個波)相遇時，根據波的疊加原理，在前半個波(或后半個波)重疊的區域內所有的質點振動的合位移為零，而兩列波的后半個波(或前半個波)的波形保持不變，所以B正確；當兩列波完全相遇時(即重疊在一起)，由波的疊加原理可知，所有質點振動的位移均等于每列波單獨傳播時引起的位移的矢量和，使得所有的質點振動的位移加倍，所以C正確。]
4．BC　[A、B中小孔寬度遠大于波長，衍射現象不明顯，故A錯，B對；C、D中小孔寬度遠小于波長，衍射現象明顯，但穿過小孔后，波速和頻率不變，波長應不變，故C對，D錯。]
5．D　[在水槽中激發的水波波長為λ＝＝ m＝0.01 m＝1 cm。要求在小孔后產生顯著的衍射現象，應取小孔的尺寸小于波長，故D正確。]
6．BD　[當觀察者與聲源相向運動時，觀察者單位時間內接收到的聲波的個數增多，所以觀察者接收到的頻率升高，聽到樂音的音調比原來要高；當觀察者與聲源背向運動時，觀察者單位時間內接收到的聲波的個數減少，所以觀察者接收到的頻率降低，聽到樂音的音調比原來降低，綜上所述，正確選項為B、D。]
7．B　[由題意可知，該儀器是測量反射波的頻率變化，而波的干涉、波的衍射及波的疊加都不會產生頻率的變化，而多普勒效應中由于波源和接收者之間的相對移動可使接收到的頻率發生變化，故該技術體現的是多普勒效應。故選B。]
8．B　[由題意可知，當減小波源的頻率，波長增大，故A錯誤，B正確；而波的明顯的衍射條件為障礙物或狹縫的尺寸跟波長相差不大，或比波長更小，故移動N使狹縫的距離減小也可以使衍射現象更加明顯，故C、D錯誤。]
9．BD　[根據兩列相干水波的疊加情況，可知D點是振動減弱點，但C點是振動加強點，故A錯誤；加強點會得到加強，在A點波峰與波峰相遇，A點高度為10 cm，在B點波谷與波谷相遇，B點深度為10 cm，A、B兩點的豎直高度差為20 cm，故B正確；圖示時刻C點正處在平衡位置且向上運動，故C錯誤；從圖示時刻起經 0.25 s 即半個周期后，B點通過的路程為 20 cm，故D正確。]
10．解析：(1)由題意知：周期T＝ s＝3 s
設波長為λ，則5λ＋＝24 m，λ＝ m
由v＝得，v＝ m/s＝ m/s。
(2)由于λ＝ m，大于豎立電線桿的直徑，所以此波通過豎立的電線桿時會發生明顯的衍射現象。
(3)、(4)由于λ＝ m＞3 m，所以此波無論是通過直徑為3 m的橋墩，還是通過寬為3 m的涵洞，都能發生明顯的衍射現象。
答案：(1) m　 m/s　(2)會　(3)能　(4)能
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