内容正文:
“四翼”检测评价(十五) 波的干涉与衍射 多普勒效应
A组—重基础·体现综合
1.两列振幅和波长都相同而传播方向相反的波(如图甲所示),在相遇的某一时刻两列波“消失”(如图乙所示)。此时介质中x、y两质点的运动方向是( )
A.x向下,y向上 B.x向上,y向下
C.x、y都向上 D.x、y都向下
解析:选A 题图乙所示的时刻两列波波峰与波谷叠加,振动减弱,两列波的振幅相等,两波“消失”。根据波形平移法判断可知,在题图乙所示的时刻,向右传播的波单独引起x的运动方向向下,y的运动方向向上,向左传播的波单独引起x的运动方向向下,y的运动方向向上,根据叠加原理可知,此时x质点的运动方向向下,y质点的运动方向向上。故选A。
2.一架低空飞行的飞机,从远处水平匀速地飞至某同学头顶上空,若飞机发声的频率始终不变,从听到声音至飞机飞到该同学头顶上空时刻前,他听到的飞机声音的音调( )
A.不变,且一直与飞机实际发出的声音音调相同
B.不变,且一直比飞机实际发出的声音音调低
C.不变,且一直比飞机实际发出的声音音调高
D.一直比飞机实际发出的声音音调高,但音调逐渐变低,越来越接近实际发出的
解析:选D 根据多普勒效应,当飞机从远处朝某同学飞来时,音调听起来比实际高,随着飞机飞至同学头顶上空,两者相对位置变化越来越慢,故听到的音调越来越贴近实际,所以D正确。
3.如图,P为桥墩,A为靠近桥墩浮在水面的叶片,波源S连续振动,形成水波,此时叶片A静止不动。为使水波能带动叶片振动,可用的方法是( )
A.提高波源频率
B.降低波源频率
C.增加波源距桥墩的距离
D.减小波源距桥墩的距离
解析:选B 叶片A静止不动,是因为水波不能绕过桥墩传过来,即水波衍射现象不明显,而发生明显衍射的条件是障碍物的尺寸比波长小或差不多,所以要让叶片A动起来只能减小桥墩的尺寸或增大水波的波长,水波的速度一定,降低波源频率会增大波长,提高波源频率会减小波长,故A错误,B正确;改变波源与桥墩的距离不会让衍射现象更明显,故C、D错误。
4.蝙蝠在洞穴中飞来飞去时,它利用超声脉冲导航非常有效。这种超声脉冲是持续1 ms或不到1 ms的短促发射,且每秒重复发射几次。假定蝙蝠的超声脉冲发射频率为39 000 Hz,在一次正朝着表面平直的墙壁飞扑的期间,下列判断正确的是( )
A.墙壁接收到的超声脉冲频率等于39 000 Hz
B.蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于墙壁接收的频率
C.蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于墙壁接收的频率
D.蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于 39 000 Hz
解析:选C 蝙蝠(波源)相对墙壁(观察者)的距离减小,所以墙壁接收到的超声脉冲频率增大,A错误;超声波被反射后频率不变,但传播方向和蝙蝠的运动方向相反,蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声波时,频率会更大,故C正确,B、D错误。
5.(多选)两列完全相同的机械波在某时刻的叠加情况如图所示,图中的实线和虚线分别表示波峰和波谷,此时( )
A.a、b连线中点振动加强
B.a、b连线中点速度为0
C.a、b、c、d四点速度均为0
D.再经过周期c、d两点振动仍然减弱
解析:选ACD a点是波谷与波谷相遇点,b点是波峰与波峰相遇点,c、d两点是波峰与波谷相遇点,则a、b两点是振动加强的,且a、b连线上也是振动加强的,a、b两点连线中点未达到波峰或波谷,故速度不为0,故A、C正确,B错误;c、d两点处于波谷与波峰相遇处,再经过周期c、d两点振动仍然减弱,故D正确。
6.(2022·浙江1月选考)(多选)两列振幅相等、波长均为λ、周期均为T的简谐横波沿同一绳子相向传播,若两列波均由一次全振动产生,t=0时刻的波形如图1所示,此时两列波相距λ,则( )
A.t=时,波形如图2甲所示
B.t=时,波形如图2乙所示
C.t=时,波形如图2丙所示
D.t=T时,波形如图2丁所示
解析:选BD 根据波长和波速的关系式v=,可知t=时,两列波各自向前传播的距离为x1=vt=,故两列波还未相遇,A错误;t=时,两列波各自向前传播的距离为x2=vt=,故两列波的波前刚好相遇,B正确;t=时,两列波各自向前传播的距离为x3=vt=,两列波的波谷相遇,振动加强,波谷质点的位移为2A,C错误;t=T时,两列波各自向前传播的距离为x4=vt=λ,两列波的波峰与波谷叠加,波形为直线,D正确。
7.两个振动情况完全一样的波源S1和S2相距6 m,它们发出的两列波在空间相遇时产生干涉,图中实线表示振动加强的区域,虚线表示振动减弱的区域。已知S1、S2间的距离等于两列波波长的整数倍,则下列说法正确的是( )
A.两波源的振动频率一定相同
B.虚线一定是波谷与波谷相遇处
C.两列波的波长都是3 m