训练15波的干涉多普勒效应-【勤径学升】2024-2025学年高中物理选择性必修第一册同步练测（人教版2019）

高中物理·选择性必修 第一册(人教版) 训练十五 波的干涉 多普勒效应 个波源。两波源发出的波在水面上相遇。 基础练/固应 在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样。 1.关于多普勒效应的说法正确的是 关于两列波重叠区域内水面上振动的质 A.若波源向观察者靠近,则波源发出的频 点,下列说法正确的是 (~_ ) 率变小 A.不同质点的振幅都相同 B.若波源向观察者靠近,则观察者接收到 B.不同质点振动的频率都相同 的频率变大 C. 不同质点振动的相位都相同 C.若观察者远离波源,则波源发出的频率 D.不同质点振动的周期都与振动片的周期 变小 相同 D.若波源向观察者靠近,则波源发出的频 5.在大型活动现场如果麦克 率变大 风的位置摆放不当,喇吼 2.两列波叠加时,关于介质中的任一质点的 ###)### 会发出刺耳的声音,这个 振动,下列说法正确的是 A.它的周期一定是两分振动周期之和 刺耳的声音叫作“啸叫”,或者叫作“反馈增 B.它的频率一定是两分振动频率之和 益”。这个过程是由于麦克风输入信号过 C.它的振幅一定是两分振动振幅之和 强,使放出去的声音失真导致的啸叫。如 D.它的位移一定是两分振动位移的矢量和 图所示,会场上有M、N两个振动情况完全 3.公路巡警车在高速公路上以100km/h的 相同的喇叭,播放麦克风输入的相同频率 恒定速度巡查,在同一车道上巡警车向前 的声音。空间有a、b、c、d、e五个位置,a、e 方的一辆轿车发出一个频率已知的电磁 在MN连线的中垂线上。试音时发现麦克 波,如果该电磁波被那牺轿车反射回来时 风放置在e点喇明会发出啸叫,判定在其 巡警车接收到的电磁波痛率比发出时低 余四个点中一定会发出啸叫的点为 _~ 说明那辆轿车的车速 A.a点 B.b点 A.高于100km/h B.低于100 km/h C.c点 D.d点 C.等于100km/h D.无法确定 6.在图中,a、是同一介质中两相干波源,其 4.(多选)水中,与水面接触的两根相同细 振幅均为A=5cm,频率均为/-100Hz. 杆固定在同一个振动片上。振动片做简谐 当a点为波峰时,6点恰好为波谷,波速 振动时,两根细杆周期性触动水面形成两 10 m/s,Pa |ab,请判断P点为振动加强 3 点还是振动减弱点。 从而实现降噪的效果。若用简谐横波模拟 -一 声波,下图是理想情况下的降噪过程,实线 对应环境噪声,虚线对应降噪系统产生的 等幅反相声波。则 _ ) 降孔 环* 降声波 A.降噪声波与环境噪声的频率不相等 B. 降噪过程可以消除通话时的所有背量 杂音 能力练/提 C.降噪过程实际上是声波发生了干涉 7.(多选)下面实际应用中利用了多普勤效应 D.P点经过一个周期传播的距离为一个 的是 波长 A.利用地球上接收到遥远天体发出的光 9.如图是一张蜻蜓点水的俯 波的频率来判断遥远天体相对于地球 视照片,该照片记录了蜻 的运动速度 蜓连续三次点水过程中激 B.交通警察向行进中的汽车发射一个已知 起的波纹,其形状如图所示。由图中可以 ( 得出 频率的电磁波,波被运动的汽车反射回 ~ ①蜻蜓的飞行方向向左 来,根据接收到的题率发生的变化,就 知道汽车的速度,以便于进行交通管理 ②蜻蜓的飞行方向向右 C.铁路工人将耳朵贴在铁轨上可判断火车 ③蜻蜓飞行速度比水波传播的速度大 的运动情况 ④蜻蜒飞行速度比水波传播的速度小 A.①③ B.①④ D.有经验的战士利用炮弹飞行的尖啸声判 C.②③ D.②④ 断炮弹是接近还是远去 10.(多选)如图甲所示,男同学站立不动吹口 8.某同学注意到手机摄像头附近有一个小 哨,一位女同学坐在秋千上来回摆动,据 孔,查阅手机说明后知道手机内部小孔位 图乙,下列关干女同学的感受的说法正确 的是 置处安装了降噪麦克风。进一步翻阅技术 ) ##(###)# 资料得知:降噪麦克风通过降噪系统产生 与外界噪声相位相反的声波,与噪声叠加 甲 # 35 高中物理·选择性必修 第一册(人教版) A.女同学从A向B运动过程中,她感觉 12.多普勒雷达,就是利用多普勒效应进行定 哨声音调变高 位、测速、测距等工作的雷达。所谓多普 B.女同学在从点C向左运动过程中,她感 勒效应就是,当声音、光和无线电波等振 觉哨声音调变低 动源与观测者有相对运动时,观测者所收 C.女同学在从点C向右运动过程中,她感 到的振动频率与振动源所发出的频率有 觉哨声音调不变 所不同。因为这一现象是奥地利科学家 D.女同学从E向D运动过程中,她感觉 多普勒最早发现的,所以称之为多普勒效 哨声音调变高 应。如图所示,声源S和观察者A都沿。 11.(多选)如图所示,在均匀 轴正方向运动,相对于地面的速率分别为 介质中,A、B是振动情况 vs和v。空气中声音传播的速率为v 完全相同的两个波源,其 设vv,<v,空气相对于地面没有 简谐运动表达式;x=0.1sin20xt(m).形 流动。 成的机械波的波速都是10m/s。介质中 P点与A、B两波源间的距离分别为4m (1)若声源相继发出两个声信号,时间间 和5m。则 ~_ 隔为△1,请根据发出的这两个声信号从声 A.波的周期为0.1s 源传播到观察者的过程。确定观察者接 B.波的波长为2m 收到这两个声信号的时间间隔A/。 C.P点一定是振动加强点 (2)请利用(1)的结果,推导此情形下观察 D.P点可能是振动减弱点 者接收到的声波频率与声源发出的声波 频率间的关系式。 36入射角为i,设折射角为r,根据题意， 由几何关系得：mm- snr-根据折射定律： 而z?=0.9u,解得：h=4108-81sim d×100-8sm答案 训练十五 波的干涉 多普勒效应 基础练巩固应用 1.B 若波源向观察者靠近，则波源发出的频率不变，观察 者接收到的频率会变大，故选项AD错误，B正确；若观 察者远离波源，波源发出的频率也不变，故选项C错误。 2.D 两列波叠加时，振动的周期和频率不等于两者之 和。例如，频率相同的两列波叠加，某点的振动频率可 能等于每列波的频率，也可能不振动。某点的振幅可能 等于两列波的振幅之和，也可能等于两列波的振幅之 差，但位移一定是两分振动位移的矢量和，故选D。 3.A 由多普勒效应知，巡警车接收到的频率变低了，即 观察者接收到的频率变低了，说明轿车和巡警车在相互 远离，而巡警车速度恒定，因此可以判定轿车的速度比 巡警车速度大，故 A选项正确。 4.BD 两列波叠加形成稳定的干涉现象的条件是两列波 的频率相同；任何质点都在按照相同的频率在振动，不 同区域的质点振幅和位移不一定相同，各质点振动的频 率与波源频率相同，波源振动频率又与振动片的振动频 率相同。 5.A M、N是两个振动情况完全相同的喇叭，a、e是MN 连线的中垂线上的两个点，a、e到M、N两个声源的距 离相等，路程差为零，a、e两点的振动加强，由题意可知 麦克风放置在e点喇叭会发出啸叫，所以麦克风放置在 a点喇叭也会发出啸叫，故 A符合题意，B、C、D不符合 题意。 6.解析 a到P与b到P的波程差为 △x= √152+202m-15 m=10 m。 a=?=100 m=0.1m这两列波的波长为 10 m恰好为0.1 m的整数倍，又因a、b步调相反，因此 P点为振动减弱点。 答案 振动减弱点 能力练素养提升 7.ABD 凡是波都具有多普勒效应，因此利用光波的多普 勒效应便可以测定遥远天体相对地球运动的速度，A正 确。被反射的电磁波，相当于一个运动的物体发出的电 磁波，其频率发生变化，由多普勒效应的知识可以求出 运动物体的速度，B正确。铁路工人是根据振动的强弱 而对列车的运动做出判断的，C错误。炮弹飞行时与空 气摩擦产生声波，人耳接收到的频率与炮弹的运动方向 有关，D正确。 8.C 由图看出，降噪声波与环境声波波长相等，又由于 机械波传播的速度由介质决定，可知降噪声波与环境噪 声的传播速度相等，则两列波频率相同，叠加时会产生 干涉，由于两列声波等幅反相，所以振动减弱，起到降噪 作用，A错误，C正确；降噪过程不能消除通话时的所有 背景杂音，只能消除与降噪声波频率相同的杂音，选项 B错误；P点并不随波移动，D错误。故选C。 9.C 根据题图，蜻蜓连续三次点水过程中激起的波纹， 圆圈越小，则时间越短，所以飞行方向为从大圆到小圆； 若蜻蜓飞行的速度和水波传播的速度相同，那么蜻蜓的 每一次点水的时候都会是在上一个水波的边线上，而第 二个水波和第一个水波都在以相同的速度运动，所以每 个圆都应该是内切的。而题图则说明蜻蜓飞行的速度 比水波传播的速度大，故C正确。 10.AB 女同学从 A向B运动过程中，她逐渐靠近声源， 根据多普勒效应可知，她感觉到哨声音调变高，故 A 正确；女同学在从C点向左运动过程中，她逐渐远离声 源，她感觉到音调变低，故 B正确；女同学在从C点向 右运动过程中，她逐渐靠近声源，根据多普勒效应可 知，她感觉到哨声音调变高，故C错误；女同学从 E向 D 运动过程中，她逐渐远离声源，她感觉到哨声音调变 低，故 D错误。 11.AC 设简谐波的波速为o,周期为T,由题意知T=2m =20ns=0.1s,A正确；根据v=会可得λ=oT= 1 m,B错误；根据题意可知，P点到A、B两个波源的 路程差△s=5m-4 m=1 m=λ,所以P点一定为振动 加强点，C正确，D错误。 12.解析(1)设t、t?为声源S发出两个信号的时刻，t?′ t?'为观察者接收到两个信号的时刻，则第一个信号经 过(t?′一t?)时间被观察者 A接收到，第二个信号经过 (t?-t?)时间被观察者A接收到，且t?-t?=△t,t?'一 t??=△t'。设声源发出第一个信号时，S、A两点间的距 离为L,两个声信号从声源传播到观察者的过程中，它 们运动的距离关系如图所示，可得 vp(t?′一t?)=L+ vA(t?'-t?),vp(t?′-t?)=L+vA(t?′-t?)—v?△t, t? t? S L v.(,t) p,G=) ? t t? L v?G?'-) -2)A 联立解得At′=0-At。 (2)设声源发出声波的振动周期为T,这样由以上结 T=0二T。论，观察者接收到的声波振动的周期 由此可得，观察者接收到的声波频率与声源发出声波 f=?r频率间的关系为 (1)?t(2)f=?答案 训练十六 光的折射 基础练巩固应用 1.A“挡在场馆外”一定是反射，只要是反射就一定遵循 光的反射定律。选项A正确。 2.BD 根据折射定律，光由一种介质进入另一种介质中， =常数，可知B正确；由光路的可递知n 且n>1,故in=1<1,D正确。 3.CD 由题图可知，介质I、Ⅱ相比较，n?>n?,介质Ⅱ、Ⅲ 相比较，n?<n?,据光的可逆性知，光从Ⅱ射向I或从Ⅱ 射向Ⅲ时，入射角相等，从折射角上可判断 ng>n,所以 有n?>n?>n?,根据v=n可知，光在介质Ⅱ中传播速度 最大。故CD正确。 28