3.5 波的干涉与衍射 3.6多普勒效应 同步练习 -2025-2026学年高二上学期物理教科版选择性必修第一册

5. 波的干涉与衍射　6. 多普勒效应 一、必备知识基础 题组一　波的叠加和干涉 1.如图甲所示,某一均匀介质中,两列沿相反方向传播的横波,形状上下对称,振幅和波长均相同,质点的振动方向沿竖直方向。它们在相遇的某一时刻会出现两列波“消失”的现象,如图乙所示。则此刻(　　) A.a、b均向上运动 B.a、b均静止不动 C.a向上运动、b向下运动 D.a向下运动、b向上运动 2.两波源S1、S2在水槽中形成的波形如图所示,其中实线表示波峰,虚线表示波谷,则(　　) A.在两波相遇的区域中会产生稳定干涉 B.在两波相遇的区域中不会产生稳定干涉 C.a点的振动始终加强 D.a点的振动始终减弱 3.(多选)水槽中步调相反的波源S1、S2发出两列波长相等的水波,设某一时刻P点恰好是两波谷相遇,则(　　) A.这两列波能发生干涉 B.P点始终在波谷 C.P点是振动加强点 D.P点的位移有时可为零 题组二　波的衍射 4.下列现象属于波的衍射的是(　　) A.敲响一音叉,另一个完全相同的音叉也响了起来 B.挂在同一水平绳上的几个单摆,当一个振动后,另外几个也跟着一起振动起来 C.打雷时听见空中雷声会轰鸣一段时间 D.水波向前传播时,遇到突出水面的小树枝不受影响地继续向前传播 5.小河中有一个实心桥墩P,A为靠近桥墩浮在水面上的一片树叶,俯视图如图所示,小河水面平静。现在S处以某一频率拍打水面,要使形成的水波能带动树叶A振动起来,可以采用的方法是(　　) A.提高拍打水面的频率 B.降低拍打水面的频率 C.无论怎样拍打,A都不会振动起来 D.不用拍打,A也会振动起来 6.(多选)如图所示,S为在水面上振动的波源,M、N为水面上的两块挡板,其中N板可以移动,两板中间有一狭缝,此时测得A处水没有振动。为使A处水也能发生振动,可采用的方法是(　　) A.使波源的频率增大 B.使波源的频率减小 C.移动N使狭缝的距离增大 D.移动N使狭缝的距离减小 题组三　多普勒效应 7.上课时老师将一蜂鸣器固定在直杆一端,然后使蜂鸣器迅速水平旋转,同学们听到蜂鸣器音调竟然忽高忽低变化,下列判断正确的是(　　) A.旋转时蜂鸣器发声的频率变化了 B.由于旋转,改变了同学们听到的声音频率 C.蜂鸣器音调变低时,一定是向学生的方向运动 D.音调的忽高忽低是由波的干涉造成的 8.(多选)如图所示,将上下振动的振针水平移动,移动过程中在水面上形成了如图所示的水波图形,下列说法正确的是(　　) A.振针在向右移动 B.振针在向左移动 C.在A处的观察者,接收到的水波频率变小 D.在A处的观察者,接收到的水波频率变大 二、关键能力提升 9.某地在进行飞行航模表演,下列说法正确的是(　　) A.当观众听到的声音频率变高时,可以判断飞机正在飞来 B.当观众听到的声音频率变高时,可以判断飞机正在飞离 C.当飞机向观众飞来时,飞机发动机发出的声音频率变高 D.当飞机飞离观众时,飞机发动机发出的声音频率变低 10.(多选)关于多普勒效应的叙述,下列说法正确的是(　　) A.多普勒效应说明波源的频率发生了变化 B.多普勒效应是由波的干涉引起的 C.多普勒效应是波共有的特征 D.科学家通过哈勃太空望远镜发现来自遥远的星系上的某种原子光谱,与地球上同种原子的光谱相比较,波长均变长,说明该星系正在远离地球而去 11.(多选)如图所示,S1、S2为两个振动情况完全一样的波源,两列波的波长都为λ,它们在介质中产生干涉现象,S1、S2在空间共形成6个振动减弱的区域(图中虚线处),P是振动减弱区域中的一点。从图中可看出(　　) A.P点到两波源的距离差等于1.5λ B.P点始终不振动 C.P点此时刻振动最弱,过半个周期后,振动变为最强 D.当一列波的波峰传到P点时,另一列波的波谷也一定传到P点 12.如图甲所示,两列横波沿同一水平面传播,两列横波的波源沿竖直方向振动。横波1的波源B点的振动图像如图乙所示;横波2的波源C点的振动图像如图丙所示。两列波的波速都为20 cm/s,两列波在P点相遇,P与B、C两点的距离均为40 cm,则P点振幅为(　　) A.70 cm B.-10 cm C.0 D.10 cm 三、核心素养拔高 13.如图所示,在直线PQ的垂线OM上有A、B两个声源,A、B分别距O点6 m和1 m,两个声源同时不断向外发出波长都为2 m的完全相同的声波,在直线PQ上从-∞到+∞的范围内听不到声音的区域共有多少个? 参考答案 1.D 解析 由图看出,两列波的波峰与波谷叠加,振动减弱,两波的振幅相等,所以题图乙所示的时刻两列波“消失”。根据波形平移法判断可知,向右传播的波单独引起a质点的振动方向向下,b质点的振动方向向上。向左传播的波单独引起a质点的振动方向向下,b质点的振动方向向上,根据波的叠加原理可知,此时a向下运动、b向上运动。故选D。 2.B 解析 由图可知,两列波的波长不相等,由v=λf,知f不相等,不满足波产生稳定干涉的条件,故B正确。 3.ACD 解析 由两波的波长相等、波速相等可知两波的频率相同,所以两列波能发生干涉,A正确;因某时刻P点是两波谷相遇,故P点是振动加强点,C正确;再过T,P点就是两平衡位置相遇,B错误,D正确。 4.D 解析 敲响一个音叉,另一个完全相同的音叉也响起来,这种现象是共振现象,故A错误;挂在同一水平绳上的几个单摆,当一个振动后,另外几个也跟着一起振动,这种现象是受迫振动,故B错误;打雷时,经常听到雷声轰鸣不绝,这是雷声经过多次反射造成的,故C错误;水波向前传播时,遇到突出水面的小树枝不受影响地继续向前传播,属于波的衍射现象,故D正确。 5.B 解析 使形成的水波能带动树叶A振动起来,必须使水面形成的水波波长足够长,衍射现象明显,可以采用的方法是降低拍打水面的频率,选项B正确。 6.BD 解析 要使A处水发生振动,应使波的衍射现象更明显,而波能发生明显衍射的条件是狭缝的宽度跟波长相差不多或者比波长更小。因此可将狭缝变小,或将波长变大,而减小波源的频率可以使波长变大,故B、D正确。 7.B 解析 旋转过程中,声源(蜂鸣器)与同学们的距离有时近,有时远,发生多普勒效应,故D错误;蜂鸣器发出声波的频率不变,只是同学们听到的声音频率变化了,故A错误,B正确;当蜂鸣器远离学生时,听到声音的频率变小,即音调变低,故C错误。 8.AC 解析 振针前进方向上的水波变得密集,在其移动反方向的水波变得稀疏,因此振针在向右移动;波源远离观察者时,观察者接收到的频率变小,故A、C正确。 9.A 解析 无论飞机是向观众飞来还是飞离观众,飞机发动机发出的声音频率不变,故C、D错误;飞机向观众飞来时,观众听到的声音频率变高,飞机飞离观众时,观众听到的声音频率变低,故A正确,B错误。 10.CD 解析 产生多普勒效应的原因是波源和观察者之间有相对运动,波源发出的波的个数与观察者接收到的波的个数不相同,波源本身的频率并没有变化,一切波都能产生多普勒效应,A、B错误,C正确;当某一个星系远离地球时,在地球上接收到的该星系发出的光波,会发生多普勒效应,接收到的频率变低,即波长变长,D正确。 11.ABD 解析 振动减弱点到两波源的距离差等于半波长的奇数倍,根据P点所处虚线的位置可知,P点到S1、S2的距离之差为1.5λ,A正确;P点为振动减弱点,且两波源振动情况相同,故P点振幅为零,B正确,C错误;在P点合位移为零,故其中一列波的波峰传播到P点时,另一列波的波谷也一定传播到P点,D正确。 12.D 解析 由题图知,两列波的周期都是T=1 s,由v=得,波长λ=vT=0.2×1 m=0.2 m。因PC=PB=40 cm,而t=0时刻两波的振动方向相反,则两列波的波峰和波谷同时传到P点,P点是振动减弱点,振幅等于两波振幅之差,即A=40 cm-30 cm=10 cm,故A、B、C错误,D正确。 13.答案 5 解析 经数学归纳,若某点到两波源的路程差为波长的整数倍,即Δx=nλ(n=0,1,2,…),则该点振动加强,若某点到两波源的路程差为半波长的奇数倍,即Δx=(2n+1)(n=0,1,2,…),则该点振动减弱。 直线PQ上的O点距两波源A、B的路程差最大,即AO-BO=(6-1) m=5 m=λ,故O点为振动减弱点。由O向-∞或由O向+∞,直线PQ上各点到两波源A、B的路程差逐渐减小,其中Δx=λ的点有两个,Δx=λ的点有两个,所以在直线PQ上从-∞到+∞的范围内听不到声音的区域共有5个。 学科网（北京）股份有限公司 $