课堂小练（15） 波的干涉 多普勒效应(教用Word)-【赢在微点·轻松课堂】2024-2025学年高中物理选择性必修第一册（人教版2019）

课堂小练(十五)　波的干涉　多普勒效应 　 基本素养练 1.如图所示是产生机械波的波源O做匀速运动的情况,图中的圆表示波峰。下列说法错误的是 (　　) A.该图表示的是多普勒现象 B.此时波源正在向甲观测者靠近 C.丙、丁两位观测者此时接收到的频率和波源发出的频率相等 D.乙观测者此时接收到的频率小于波源发出的频率 解析　该图表示由波源移动而引起的多普勒效应,A项正确;由题图可知,观测者甲在单位时间内接收到的完全波的个数最多,说明波源向甲观测者靠近,B项正确;波源与丙、丁观测者间的距离不断增大,故接收到的频率小于波源发出的频率,C项错误;波源与观测者乙的距离不断增大,故观测者接收到的频率小于波源发出的频率,D项正确。综上所述,故选C。 答案　C 2.在同一地点有两个静止的声源,发出的声波1和声波2在同一空间的空气中沿同一方向传播,如图所示为某时刻这两列波的图像,则下列说法正确的是 (　　) A.声波1的速度比声波2的速度大 B.相对于同一障碍物,声波1比声波2更容易发生衍射现象 C.在这两列波传播的方向上,会产生稳定的干涉现象 D.在这两列波传播方向上运动的观察者,听到这两列波的频率可以相同 解析　不同频率的声波在同种介质中传播速率相同,A项错误;由于声波1的波长长,相对同一障碍物,声波1比声波2更容易发生衍射现象,B项正确;由f=可知,声波1的频率小,所以在这两列波的传播方向上,不会产生干涉现象,C项错误;由于两列波频率不同且沿同一方向传播,据多普勒效应可知沿波传播方向上运动的观察者,听到这两列波的频率不同,D项错误。 答案　B 3.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 B.半波长的奇数倍 C.波长λ的奇数倍 D.半波长的偶数倍 解析　要使两列波在b处相遇且振动减弱,则Δr=|r2-r1|=nλ+=(2n+1)(n=0、1、2…),即半波长的奇数倍,故B项正确,A、C、D三项错误。 答案　B 4.如图所示,S1、S2是振动情况完全相同的两个机械波源,振幅为A。a、b、c三点分别位于S1、S2连线的中垂线上,且ab=bc,某时刻a是两列波的波峰相遇点,c是两列波的波谷相遇点,则 (　　) A.a处质点的位移始终为2A B.c处质点的位移始终为-2A C.b处质点始终在平衡位置不动 D.c处质点的振幅为2A 解析　a、b、c三点到波源的路程差都为零,两波源振动完全相同,则三点都为振动加强点,即振幅都为2A,不能始终处于最大位移或平衡位置,而是以2A为振幅在平衡位置做简谐振动,D项正确。 答案　D 5.如图中的B超成像的基本原理是探头向人体发射一列超声波,遇到人体组织会产生不同程度的反射,探头接收到的超声波信号由计算机处理,从而形成B超图像。下列说法正确的是 (　　) A.超声波属于纵波 B.超声波在血液中传播速度小于在空气中传播速度 C.超声波在血液中的波长等于其在空气中的波长 D.入射的超声波与被血液反射的超声波相遇时会发生干涉现象 解析　超声波属于声波,声波是纵波,所以超声波也是纵波,A项正确;机械波的速度由介质决定,超声波在液体中传播速度大于空气中的传播速度,B项错误;根据波长、波速与频率的关系λ=可知,超声波在血液中传播速度大,但是频率是不变的,所以超声波在血液中波长变长,超声波在血液中的波长大于在空气中的波长,C项错误;被血液反射的超声波由于多普勒效应与原入射的超声波频率不同,不会发生干涉现象,D项错误。 答案　A 6.无人驾驶技术已逐渐成熟,某巡航控制系统可以控制无人车在前车减速时自动减速、前车加速时自动加速。汽车使用的传感器会发射和接收调制过的无线电波,通过多普勒效应造成的频率变化来测量目标的相对距离和相对速度。若该传感器发射的无线电波的频率为f,接收到的回波的频率为f',则 (　　) A.当f'=f时,表明前车一定做匀速直线运动 B.当f'=f时,表明前车一定处于静止状态 C.当f'>f时,表明无人车需要相对前车减速行驶 D.当f'<f时,表明无人车需要相对前车减速行驶 解析　由多普勒效应可知,当f'=f时,表明前车与无人车的距离保持不变,即前车与无人车保持相对静止,可能匀速,可能静止,也可能是变速,A、B两项错误;当f'>f时,接收到的频率增大,两车距离减小,无人车需要相对前车减速行驶,C项正确;当f'<f时,接收到的频率减小,两车距离增大,无人车需要相对前车加速行驶,D项错误。 答案　C 7.两列简谐横波,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 解析　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=2.5 Hz,A项正确;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项错误,C项正确;由于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项正确。 答案　B 能力提升练 8.波源固定的一列自右向左传播的简谐横波,在t=0时刻的波形图如图所示。已知在t1=0.3 s 时刻,P质点首次位于波峰,Q点的坐标是(-3,0),则以下说法正确的是 (　　) A.这列波的传播速度为0.2 m/s B.在t=0时刻,质点P向上运动 C.站在x=-10 m处的人,接收到此横波的频率大于2.5 Hz D.在t2=0.5 s时刻,质点Q首次位于波峰 解析　t=0时刻质点P距其右侧第一个波峰3 cm,因此0.3 s内该机械波向左传播3 cm,波速v==0.1 m/s,A项错误;由“上下坡”法知,质点P向下运动,B项错误;波的频率f==2.5 Hz,周期T==0.4 s,站在x=-10 m处的人,与波没有相对运动,接收到此横波的频率为2.5 Hz,C项错误;由同侧法可知波刚传播到某一质点时,质点向上振动,波传到质点Q所需时间0.4 s,再经过0.1 s即,质点Q首次位于波峰,D项正确。 答案　D 9.(多选)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,关于女同学的感受,下列说法正确的是 (　　) 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　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。A、D两项正确,B、C两项错误。 答案　AD 10.利用发波水槽得到的水面波形如图甲、乙所示,则图甲显示了波的　　　　现象,图乙显示了波的　　　　现象。  甲　乙 解析　由波的干涉和衍射概念知,图甲是一列波的传播,显示了波的衍射现象,图乙是两列波的传播,显示了波的干涉现象。 答案　衍射　干涉 11.如图所示,A、B是同一介质中两相干波源,其振幅均为A=5 cm,频率均为f=100 Hz,当A点为波峰时,B点恰好为波谷,波速v=10 m/s,判断P点为振动加强点还是振动减弱点? 解析　A到P与B到P的波程差为Δx=25 m-15 m=10 m。这两列波的波长为λ== m=0.1 m。10 m恰好为0.1 m的整数倍,又因A、B步调相反,因此P点为减弱点。 答案　减弱点 学科网（北京）股份有限公司 $$