2019-2020学年物理教科版选修3-4课时作业：第二章第5节波的干涉、衍射 第6节多普勒效应 Word版含解析

第5节波的干涉、衍射 第6节多普勒效应

[课时作业]

一、单项选择题

1.内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都伴随有噪声，消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题．如图所示是干涉型消声器的结构及气流运行图．有一列波长为λ的声波沿水平管道自左向右传播，当入射波到达a处时分成两束相干波，它们分别通过r1和r2的路程，再在b处相遇，若Δr＝|r2－r1|，则Δr应该等于( )

A．波长λ的整数倍 C．波长λ的奇数倍

λ

B．半波长的奇数倍

2λ

D．半波长的偶数倍

2

λλ

解析：选B．要使两列波在b处相遇且振动减弱，则Δr＝|r2－r1|＝nλ＋＝(2n＋1)(n＝0、

22λ

1、2…)即半波长的奇数倍，故B对，A、C、D错．

2

2.在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v＝200 m/s，已知t＝0时波刚好传播到x＝40 m处，如图所示．在x＝400 m处有一接收器(图中未画出)，则下列说法正确的是( )

A．波源开始振动时方向沿y轴正方向

B．从t＝0开始经0.15 s，x＝40 m的质点运动的路程为0.6 m C．接收器在t＝2 s时才能接收到此波

D．若波源向x轴正方向运动，接收器收到的波的频率可能为9 Hz

解析：选B．由题图知，x＝40 m处的质点的起振方向向下，则波源的起振方向也向下(yλ3

轴负向)，A错；由图知λ＝20 m，A＝10 cm，T＝v＝0.1 s，而Δt1＝0.15 s＝T，所以x＝40 m

23

的质点0.15 s运动的路程为s＝×4A＝6A＝60 cm＝0.6 m，B对；波由x＝40 m处传到x＝400

2Δx360

m处所需时间Δt＝v＝ s＝1.8 s，C错．当波源向x轴正向运动时，波源将靠近接收器，

2001

由多普勒效应知，接收器收到的频率将大于波源频率，而波源频率为f＝＝10 Hz，D错．

T

3．水波通过小孔，发生一定程度的衍射，为使衍射现象更明显，可( )

A．增大小孔尺寸，同时增大水波的频率 B．增大小孔尺寸，同时减小水波的频率 C．缩小小孔尺寸，同时增大水波的频率 D．缩小小孔尺寸，同时减小水波的频率

解析：选D．根据观察到明显衍射的条件是缝、小孔或障碍物的尺寸可与波长相比拟，或小于波长，因此应缩小小孔的尺寸或增大波的波长，选项A、B错误；根据公式v＝λf且水波v

的波速由介质决定，即水波的波速不变，则有λ＝，可见减小频率可以使波长增大．故选项C

f错误，选项D正确．

4．两列简谐横波，波速大小均为20 m/s，图为某时刻两列波的波动图像，一列波沿着x轴向右传播(实线所示)，另一列沿着x轴向左传播(虚线所示)，下列说法不正确的是( )

A．两列波的频率均为2.5 Hz

B．两列波在b、d点处振动加强，在a、c点处振动减弱 C．此时刻b、d点处的质点速度为0，a、c点处质点速度最大 D．经过0.1 s，a处质点在波峰，c处质点在波谷

v20

解析：选B．由题图可知，两列波的波长均为λ＝8 m，所以两列波的频率f＝＝ Hz

λ8＝2.5 Hz，A正确．b、d两点为振动减弱点，速度为0，而a、c两点两列波引起的质点的振动方向相同，相互加强，振动的速度最大，因此，a、c为振动加强点，B错误，C正确；由T

于0.1 s＝，由题图所示a点振动方向向上，经0.1 s到波峰，而c点恰在波谷，D正确．

4

5.如图所示，在公路的十字路口东侧路边，甲以速度v1向东行走，在路口北侧，乙站在路边，一辆汽车以速度v2通过路口向东行驶并鸣笛，已知汽车笛声的频率为f0，车速v2＞v1.甲听到的笛声的频率为f1，乙听到的笛声的频率为f2，司机自己听到的笛声的频率为f3，则此三人听到笛声的频率由高至低顺序为( )

A．f1＞f3＞f2 C．f1＞f2＞f3

B．f2＞f3＞f1 D．f3＞f1＞f2

解析：选A．由于v2＞v1，所以汽车和甲的相对距离减小，甲听到的频率变大，即f1＞f0；由于乙静止不动，则汽车和乙的相对距离增大，乙听到的频率变低，即f2＜f0；由于司机和汽车相对静止，所以司机听到的频率不变，即f3＝f0.综上所述，三人听到笛声的频率由高至低顺序为f1＞f3＞f2.

6.一列简谐横波以1 m/s的速度沿绳子由A向B传播．质点A、B间的水平距离x＝3 m，π

如图所示．若t＝0时质点A刚从平衡位置开始向上振动，其振动方程为y＝2sint cm.则B点

2的振动图像为下图中的( )

2π

解析：选B．T＝＝4 s，λ＝vT＝4 m，从A传到B需3 s，且B点起振方向向上，B对．

ω7.一根水平的弹性细绳上，一上一下两个形状相同的正弦半波相向传播，某个时刻恰好完全叠合，如图所示．a、b、c是细绳上的三个质点，且b是此刻波的正中点，则( )

A．a、b、c三质点此刻均在它们各自的平衡位置且振动速度为零 B．a质点此刻合运动的速度方向向下 C．b质点此刻有最大的振动加速度 D．c质点此刻合运动的速度方向是向上偏右

解析：选B．当两个正弦半波完全叠合时，弹性细绳上各点的合位移均为零，所以此刻各点的加速度也均为零．由于此刻两列波在a点的振动方向均向下，所以a点的合运动方向也向下，同样对c点的合运动方向应向上．

二、多项选择题

8．如图所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，下列关于女同学的感受的说法正确的是( )

A．女同学从A向B运动过程中，她感觉哨声音调变高 B．女同学从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变高 C．女同学在C点向右运动时，她感觉哨声音调不变 D．女同学在C点向左运动时，她感觉哨声音调变低

解析：选AD．女同学荡秋千的过程中，只要她有向右的速度，她都有靠近声源的趋势，根据多普勒效应，她都感到哨声音调变高；反之女同学向左运动时，她感到音调变低．选项A、D正确，B、C错误．

9．如图所示，S1、S2是振幅均为A的两个水波波源，某时刻它们形成的波峰和波谷分别由实线和虚线表示．则下列说法中正确的是( )

A．两列波在相遇区域发生干涉 B．两列波在相遇区域内发生叠加

C．此时各点的位移是：xA＝0，xB＝－2A，xC＝2A D．A处振动始终减弱，B、C处振动始终加强

解析：选BC．两列波发生干涉的条件是：频率相同，相位差恒定．从图上可知λ1＝2λ2，则2f1＝f2，这两列波不是相干波，故不能产生干涉现象，A错．两列机械波在相遇区域发生叠加，这是波的基本现象之一．其结果是：任何一个质点的总位移，都等于这两列波引起的位移的矢量和．所以B、C选项对．由于频率不同，叠加情况会发生变化．如C处此时两波峰T

相遇，但经，S2在C处是波谷，S1则不是，故C处不能始终加强，D错．

2

10．两个不等幅的脉冲波在均匀介质中均以1.0 m/s的速率沿同一直线相向传播，t＝0时刻的波形如图所示，图中小方格的边长为0.1 m，则以下不同时刻，波形正确的是( )