(练习)课时分层作业10 波的干涉和衍射 多普勒效应及其应用-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册(鲁科版2019)

课时分层作业(十)　波的干涉和衍射　多普勒效应及其应用

◎题组一　波的叠加与干涉

1．(多选)蝉的家族中的高音歌手是一种被称作“双鼓手”的蝉，它的身体两侧有大大的环形发声器官，身体的中部是可以内外开合的圆盘．圆盘开合的速度很快，抖动的蝉鸣就是由此发出的．某同学围绕蝉歇息的树干走了一圈，听到忽高忽低的蝉鸣声，下列说法正确的是(　　)

A．这种现象属于声波的衍射现象

B．这种现象属于声波的干涉现象

C．蝉的身体两侧的大大的环形发声器官可以看作相干波源

D．蝉发出的两列声波的传播速度一定相同

BCD　[“听到忽高忽低的蝉鸣声”说明这是声波的干涉现象，A错误，B正确；蝉的身体两侧的发声器官可以看作相干波源，C正确；因为波速是由介质决定的，D正确．]

2．当两列水波发生干涉时，如果两列波的波峰在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的振幅最大

C．质点P的位移始终最大

D．质点P的位移一定不为零

B　[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；质点P处于振动加强区，振幅最大，B正确；对于某一个振动的质点，位移是会随时间变化的，C错误；质点振动到平衡位置时，位移为零，D错误．]

3．(多选)如图所示，沿一条直线相向传播的两列波的振幅和波长均相等，当它们相遇时可能出现的波形是图中的(　　)

A　　　B　　　C　　　　D

BC　[当这两列波的前半个波(或后半个波)相遇时，根据波的叠加原理，在前半个波(或后半个波)重叠的区域内所有的质点振动的合位移为零，而两列波的后半个波(或前半个波)的波形保持不变，所以B正确；当两列波完全相遇时(即重叠在一起)，由波的叠加原理可知，所有质点振动的位移均等于每列波单独传播时引起的位移的矢量和，使得所有的质点振动的位移加倍，所以C正确．]

4．如图所示，S1、S2为水波槽中的两个波源，它们分别激起两列水波，图中实线表示波峰，虚线表示波谷．已知两列波的波长分别为λ1和λ2且λ1＜λ2，该时刻在P点两列波的波峰与波峰相遇，则以下叙述正确的是(　　)

A．P点有时在波峰，有时在波谷，振动始终加强

B．P点始终在波峰

C．P点的振动不遵循波的叠加原理，也不始终加强

D．P点的振动遵循波的叠加原理，但并不始终加强

D　[任何波的叠加都遵循波的叠加原理，但只有两列波发生干涉时，才能形成稳定的干涉图样，即S1、S2两列波只有频率相同、相位差恒定时，才可在P点始终加强．故D正确．]

◎题组二　波的衍射

5．如图所示是利用水波槽观察到的水波衍射图样，从图样可知(　　)

A．B侧波是衍射波

B．A侧波速与B侧波速相等

C．减小挡板间距离，衍射波的波长将减小

D．增大挡板间距离，衍射现象将更明显

B　[观察可知，A侧波是衍射波，A错误；波速决定于介质，介质不变，波速不变，B正确；衍射波的波速不变，周期不变，则波长也不变，C错误；增大挡板间距离，衍射现象将变弱，D错误．]

6．(多选)下列为水波的衍射现象，S为波源，d为挡板上的小孔宽度，相邻弧线间距为一个波长，其中符合事实的是(　　)

A　　　　B　　　　C　　　D

BC　[A、B中小孔宽度远大于波长，衍射现象不明显，故A错，B对；C、D中小孔宽度远小于波长，衍射现象明显，但穿过小孔后，波速和频率不变，波长应不变，故C对，D错．]

7．在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子振动频率是5 Hz，水波在水槽中的传播速度为0.05 m/s，为观察到显著的衍射现象，小孔直径d应为(　　)

A．10 cm　　　　　　 B．5 cm

C．d＞1 cm D．d＜1 cm

D　[在水槽中激发的水波波长为λ＝＝ m＝0.01 m＝1 cm．要求在小孔后产生显著的衍射现象，应取小孔的尺寸小于波长．]

◎题组三　多普勒效应

8．(多选)火车上有一个声源发出频率一定的乐音．当火车静止、观察者也静止时，观察者听到并记住了这个乐音的音调．以下情况中，观察者听到这个乐音的音调比原来降低的是(　　)

A．观察者静止，火车向他驶来

B．观察者静止，火车离他驶去

C．火车静止，观察者乘汽车向着火车运动