3.课时测评10　波的干涉和衍射　多普勒效应及其应用-【正禾一本通】2025-2026学年高二物理选择性必修第一册同步课堂高效讲义配套练习（鲁科版）

课时测评10　波的干涉和衍射　多普勒效应及其应用 (时间：30分钟　满分：50分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－5题，每题4分，6－11题，每题5分，共50分) 1.关于波的干涉和衍射现象，下列说法中正确的是(　　) A.一切种类的波只要满足一定条件都能产生干涉和明显的衍射现象 B.波只要遇到障碍物就能够发生明显的衍射现象 C.只要是两列波叠加，都能产生稳定的干涉图样 D.对于发生干涉现象的两列波，它们的振幅一定相同 答案：A 解析：干涉和衍射是波特有的现象，一切种类的波只要满足一定条件都能产生干涉和明显的衍射现象，故A正确；明显的衍射现象必须是波的波长比障碍物尺寸大得多或相差不大，故B错误；要产生干涉现象的必要条件之一，就是两列波的频率相等，故C错误；产生干涉的条件是两列波的频率相同，与振幅无关，故D错误。 2.近年来我国的航空事业迅速发展，战机的超音速飞行已十分普遍。当战机在上空返航时，地面上的人经常会听到一声雷鸣般的巨响，引起房屋门窗的剧烈颤动。这是因为战机返航加速过程中，当战机速度接近声速时会使发动机发出的声波波面在战机的前方堆积形成音障，当战机加速冲破音障时而发出的巨大响声，称为音爆。关于音障的形成与下列哪种现象的形成原理最为相近 (　　) A.音叉周围有些区域声音较强，有些区域声音较弱 B.敲响一只音叉，不远处的另一只音叉也发出声音 C.火车进站时鸣笛的音调会变高，出站时会变低 D.在屋外看不见屋内的人，却能听见屋内人说话 答案：C 解析：音叉周围有些区域声音较强，有些区域声音较弱，这是声音的干涉现象，故A错误；敲响一只音叉，不远处的另一只音叉也发出声音，这是声音的共振现象，故B错误；火车进站时鸣笛的音调会变高，出站时会变低，音调会变低表示远离，音调会变高表示靠近，这是多普勒效应，该现象与音障的形成类似，故C正确；在屋外看不见屋内的人，却能听见屋内人说话，这是声音的衍射现象，故D错误。 3.如图所示的是两个相干波源S1、S2产生的波在同一种均匀介质中相遇时产生的干涉图样。图中实线表示某时刻的波峰，虚线表示波谷。下列说法正确的是(　　) A.a、c两点的振动减弱，b、d两点的振动加强 B.e、f两点的振动介于加强点和减弱点之间 C.经适当的时间后，加强点和减弱点的位置互换 D.经半个周期后，原来位于波峰的点将位于波谷，原来位于波谷的点将位于波峰 答案：D 解析：波的干涉示意图所示的仅是某一时刻两列相干波叠加的情况，形成干涉图样的所有介质质点都在不停地振动着，其位移的大小和方向都在不停地变化着。但要注意，对稳定的干涉，振动加强和减弱的区域的空间位置是不变的，a点是波谷和波谷相遇的点，c是波峰和波峰相遇的点，都是振动加强的点；而b、d两点都是波峰和波谷相遇的点，是振动减弱的点，A错误；e位于加强点的连线上，仍为加强点，f位于减弱点的连线上，仍为减弱点，B错误；相干波源叠加产生的干涉是稳定的，不会随时间变化，C错误；因形成干涉图样的介质质点也是不停地做周期性振动，经半个周期步调相反，D正确。 4.(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(　　) 答案：BC 解析：半个波形(或前半个波形)相遇时，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，使得所有质点的振动的位移加倍，C正确。 5.(多选)如图所示的是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹(图中曲线)之间距离表示一个波长，则对于波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是(　　) A.此时能明显观察到波的衍射现象 B.挡板前后波纹间距离相等 C.如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象 D.如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显地观察到衍射现象 答案：ABC 解析：从题图中可以看出，孔的大小与波长相差不多，故能够发生明显的衍射现象，A正确；由于在同一均匀介质中，波的传播速度没有变化，所以波的频率是一定的，又根据λ＝可得波长λ没有变化，B正确；当将孔扩大后，孔的宽度和波长有可能不满足发生明显衍射的条件，C正确；如果孔的大小不变，使波源频率增大，则波长减小，孔的宽度将比波长大，孔的宽度和波长有可能不满足发生明显衍射现象的条件，D错误。 6.物理学原理在现代科技中有许多重要应用，例如，利用波的干涉，可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航，如图所示，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧，它们类似于杨氏干涉实验中的双缝，两天线同时都发出波长为λ1和λ2的无线电波，飞机降落过程中，当接收到λ1和λ2的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道。下列说法正确的是(　　) A.天线发出的两种无线电波必须一样强 B.导航利用了λ1与λ2两种无线电波之间的干涉 C.两种无线电波在空间的强弱分布稳定 D.两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合 答案：C 解析：两种无线电波强度不一定相同，A错误；两列波长为λ1的无线电波干涉时，在两波源连线的中垂面上，各点都是振动加强点，在这条线上收到的信号始终最强；同理，两列波长为λ2的无线电波干涉时，在两波源连线的中垂面上，各点也都是振动加强点。在机场其他区域，不能满足在一条线上两种频率的波各自干涉后所有的点同时都是加强点的条件，故当接收到λ1和λ2的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道，导航利用了λ1与λ1、λ2与λ2两种无线电波之间的干涉，而不是利用了λ1与λ2两种无线电波之间的干涉，B错误；两种无线电波分别干涉后，在空间的强弱分布稳定，C正确；由于两种无线电波波长不同，各自在空间的强弱分布不完全重合，D错误。 7.(多选)有两个静止的声源，分别发出声波1和声波2，在同一空间的空气中传播。如图为某时刻这两列波的波动图像。则下列说法正确的是(　　) A.声波1的波速比声波2的波速大 B.相对于同一障碍物，波1比波2的衍射现象更明显 C.这两列波相遇时，不会产生干涉现象 D.远离两个声源运动的观察者，听到这两列波的频率均比从声源发出的频率大 答案：BC 解析：两列声波在同一空间的空气中传播，波速大小相同，故A错误。由题图可知，声波1和声波2波长之比为λ1∶λ2＝2∶1，波长越长，相对于同一障碍物衍射现象越明显，故B正确。由v＝λf得到两列波的频率之比为f1∶f2＝1∶2；因两列波发生干涉的必要条件之一是频率相同，所以这两列波相遇时，不会产生干涉现象，故C正确。观察者远离波源时，听到的声波频率比从声源发出的频率低，故D错误。故选BC。 8.如图所示，S1和S2是同一均匀介质中同时起振、起振方向相同、频率相同的两个波源，它们发出的简谐波相向传播。在介质中S1和S2平衡位置的连线上有a、b、c三点，已知S1a＝ab＝bc＝cS2＝(λ为波长)。下列说法正确的是 (　　) A.b点为振动加强点，a、c两点为振动减弱点 B.b点为振动减弱点，a、c两点为振动加强点 C.a、b、c三点都是振动加强点 D.a、b、c三点都是振动减弱点 答案：C 解析：两列频率相同的简谐波叠加时，若点到两波源的波程差是波长的整数倍，则该点振动加强，若点到两波源的波程差是半波长的奇数倍，则该点振动减弱。已知S1a＝ab＝bc＝cS2＝(λ为波长)，则两波源到b点的路程相等，该点是振动加强点，两波源到a点、c点的波程差都为一个波长，因此这两点都是振动加强点，故a、b、c三点都是振动加强点，C正确。 9.(多选)将上下振动的振针水平移动，移动过程中在水面形成了如图所示的水波图形，下列说法正确的是(　　) A.振针向右移动 B.振针向左移动 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 答案：AC 解析：振针(波源)移动方向上的水波变得密集，在其移动方向的反方向水波变得稀疏，因此振针向右移动；由于波源远离在A处的观察者，观察者接收到的水波波长变长，频率变小，故A、C正确，B、D错误。 10.(多选)如图所示的是两个完全相同的波源在介质中形成的波相叠加而发生干涉的示意图，实线表示波峰，虚线表示波谷，则以下说法正确的是(　　) A.A点为振动加强点，经过半个周期，这一点振动减弱 B.B点为振动减弱点，经过半个周期，这一点振动减弱 C.C点为振动加强点，经过半个周期，这一点振动仍加强 D.D点为振动减弱点，经过半个周期，这一点振动加强 答案：BC 解析：A、C连线所在区域为振动加强区域，无论经过多长时间，该区域内波的振幅都是两列波的振幅之和，总为振动加强区域，故A错误，C正确；B、D连线所在区域为振动减弱区域，无论经过多长时间，该区域都是振动减弱区域，B正确，D错误。 11.(多选)如图所示，某种介质水平面上有A、B、C、D四个点，A、B、C三点共线且BD垂直于AC，四点间的距离关系为LAB＝LBC＝8 m，LBD＝6 m。在A、B两点装有可上下振动的振动发生器，振动发生器振动可在介质面上激起机械波。t＝0时刻，A、B点的两个振动发生器开始振动，其振动方程均为x＝2sin (4πt) cm，观察发现D比C早振动了0.5 s，忽略波传播过程中振幅的变化，下列说法正确的是(　　) A.两振动发生器激起的机械波的波长为4 m B.该波的传播速度大小为4 m/s C.两波叠加后C点为振动加强点，D点为减弱点 D.在0～5 s时间内D处质点运动的路程为96 cm 答案：BD 解析：由几何关系可知，LAD＝LDC＝10 m。C、D两点距B近，B的振动传播到C、D两点的时间差为0.5 s，可知传播速度v＝＝4 m/s，由波源振动方程可知，周期为T＝0.5 s，由v＝得波长为λ＝2 m，LAD－LBD＝4 m＝2λ，LAC－LBC＝8 m＝4λ，C、D两点到两波源的路程差均为波长整数倍，故两点均为加强点；B点振动传播到D点用时t1＝＝1.5 s，A点振动传播到D点用时t2＝＝2.5 s，所以5 s时间内D点以振幅为A1＝2 cm振动了1 s，即2个周期，然后以振幅为A2＝4 cm振动了2.5 s，即5个周期，所以D处质点运动的路程为s＝2×4A1＋5×4A2＝96 cm。故选BD。 学科网（北京）股份有限公司 $