第一部分 假期必刷17 波的干涉、衍射及多普勒效应-【快乐假期】2025-2026学年高二物理寒假作业必刷题

飞曼快乐假糊 (3)从实线时刻算起，质点M的振动方程为 y=Asin7=5sn哥(em. 当质点M第1次到达y=2.5cm时，解得t1=0.5s,则质 点M第11次到达y=2.5cm时，t=t1十5T, 解得t=30.5s. 答案：见解析 高考冲浪 D由题意知A,B的平待位置之间的距离x他=21=6m 解得A=4m,A错误：流源的振动频牵为了一品=1H 则波速U=入∫=4m/s,B错误；质点的振动周期T=1s, 0.25s=于，故B点在6十0.25s时刻运动至平衡位量，位 移为0，速度最大，C错误：0,50。=2，A点在t,十0.50s时 刻运动至波峰，位移最大，速度为0，D正确 假期必吊刷17 技能提升台技能提升 1.ADA、B处小船受到波浪影响是因为水波发生明显的衍 射，波浪能传播到A、B处，当障碍物或缝隙的尺寸比波长小 或跟波长相差不多的时候，会发生明显的衍射现象，假设波 浪的波长约为10m,则不能发生明显的衍射现象，而当波浪 的波长约为50m时，则能发生明显的衍射现象. 2.B小孔B的宽度与水面波波长差不多，区域Ⅱ会因为衍射 而弥漫水面波，而挡板A的长度比水面波波长大得多，不能 发生明显衍射现象，故经过一段时间，水面上的波形将分布 于除阴影I以外的区域. 3.CD根据多普勒效应可知，若波源和观察者间距离变小，观 察者接收到的频率一定比波源频率高：若波源和观察者间距 离变大，观察者接收到的频率一定比波源频率低.观察者听 到这个音乐的音调比原来降低，即接收到的声波频率降低， 说明观察者和火车之间的距离在变大，A、B错误，C、D 正确。 4.AC振针（波源）前进方向上的水波变得密集，在其反方向 上的水波变得稀疏，因此振针向右移动：由于波源远离观察 者，观察者接收到的频率比振针的振动频率小，故A、C 正确. 5.D为使水波能带动叶片振动，则要使得水波发生明显衍射 现象，根据发生明显衍射现象的条件可知，增大或减小波源 距桥墩的距离，都不可行，选项A、B错误；S振动时，水波中 的质点上下振动，形成的波向前传播，提高波源的振动频率， 根据入=子知，波速不变，频率增大时，波长减小，衍射现象 不明显，反之，频率减小，波长增大，衍射现象更明显，故C 错误，D正确. 6.Ct=0.2s时，波传播的距离x=vt=0.2m,两列波都传 到F点，此时两列波单独引起F点的振动方向均向下，但位 移为0，E、G两，点位移也未达到最大，故A、B错误；t=0.5s 时，波传播的距离x=vt=0.5m,两列波的波峰同时传到F 点，F点的位移最大，故C正确，D错误 7.AC两列波同时开始传播，由波 形可知，S,开始振动方向向下，S,SDXB大C3, 开始振动方向向上，所以根据叠 加原理可知，D、B、C三点都是振动减弱，点，振幅都为零，故 A正确，B错误：画出再经过T后，两列波单独传撸时的波 形，如图所示，可知D、C间振动叠加后的位移都是零，叠加 后D、C间的波形是一直线，故C正确，D错误. 8.B由题图知Q,点是波谷和波谷相遇点，为振动加强，点，A 错误.P、N两，点是波谷和波峰相遇，点，位移始终为零，不振 动，B正确.由题图可知M,点为波峰与波峰相遇点，是振动 加强，点，但位移随时间变化，并不是始终为2A,半个周期后 M点处于波谷，位移为一2A,C、D错误. ·8 000-□ 9.ABD根据题意，甲波向右传播，起振方向向下，乙波向左 传播，起振方向向上，故选项A正确：根据题图可知甲波波 长为4m,甲波周期为T,-=2s,频率f,=合Hz,乙波 波长为6m,周期为T。=入二=3s,频率为f2=号H2,则 ∫p:∫2=3：2，故选项B正确；再经过3s,甲波波谷到达x =7处，乙波周期为T之=3s,波形与题图所示波形相同， 所以叠加后该质点应该向上振动，选项C错误；再经过3s, 甲波向右传播6m,乙波向左传播6m,根据波的叠加知，x =6m处质点的位移为零，故选项D正确. 10.CDO,点和a点处有两个振动情况完全相同的波源，b点 到两波源路程差△=9m一4.5m=4.5m=号·合，不满 9 足路程差是半个波长的奇数倍，故不是振动减弱，点，振幅不 为零，故A错误.c、d到两波源的距离相等，路程差为零，为 振动加强点，振幅为2A,但位移周期性变化，不是始终最 大，故B错误.根据题意，两列相千波的波长均为入=2m, 而两波源相距4.5m,由于某点到两波源的路程差是波长 的整数倍时为振动加强，点，则当△s=n入时为加强，点，又 4.5m≤△s4.5m,且n为整数，则-2≤n≤2，由于上下 对称，故加强点共有10个，故C正确.当某，点到两波源的路 程差为半波长的奇数倍时为振动减弱点，则当△s=(2n十 1)分时，为减弱点，又-4.5m≤△≤4.5m,且n为整数， 则一2≤n≤1，由于上下对称，故减弱点为8个，故D正确. 11.解析：(1)由题图图像可得，波长为 λ=0.4m 周期为T=合=1sw-祭=2mmd/s 平衡位置在x=0处质点的振动方程为 x=2sin2πt(cm) (2)由图像可得，两列波同时到达M点，有 f=pw=0.75s t=1s时，有 -=}T 则t=1s时质，点M的位移为一4cm; (3)右侧波传到N点的时间 =Zx =0.5 s 左侧波传到N点的时间 6==1.0s 1.0s后，V,点始终处于振动减弱状态，静止不动，所以V 点实际振动时间为0.5s,即半个周期，则V点运动的路 程为 s=2A=4 cm. 答案：(1)x=2sin2πt(cm)(2)-4cm(3)4cm 12.解析：设汽车在接收到P1、P2两个信号时距测速仪的距离 分别为5152，则 s,三1m..70.2△t0.20公f=68m, ,4.4-3.5△t=0.15uM=51m: =20·3.5-0.54 汽车在接收到P,、P,两个信号之间的时间内前进的距离 为s=s1-s2=17m, 已知测速仪匀速扫描，由题图乙记录的数据可求出汽车前 进这段距离所用时间为 3.5十4.40.5+1.7 2 2 t= 3.5-0.5 -△t=0.95s. 汽车造动的造度==0m/s17.9m/ 17 答案：1717.9 三0022 高考冲浪 BCAB.波的周期和振幅与波源相同，故可知波的周期为T =0.2s,振幅为A=0.2m,故A错误，B正确；C.P开始振 动时，波源第2次到达波谷，故可知此时经过的时间为= 3T+T=0.35s, 4 故可得波速为v= t=污m/s=10m/s.故C正确；D.波 x=3.5 从P传到Q点需要的时间为1-巴=0.1s=T,故可知 质点P处于平衡位置，故D错误. 假期必刷18 技能提升台技能提升 1.BD由于反射角等于入射角，入射光线、反射光线关于法线 对称，所以αO、Ob应是入射光线或反射光线，PQ是法线.又 因为反射光线、折射光线都不与入射光线位于法线同侧，所 以aO是入射光线，Ob是反射光线，Oc是折射光线，故B、D 正确， 2.CAC.手指未按压指纹识别时，光线在镜片上表面能发生 全反射，当手指按压时，因为>n1,故接触部分不能发生 全反射，故A错误，C正确；B.手指未按压时，入射角越大， 则折射角越大，故光线在镜片的上表面越容易发生全发射， 故B错误；D.当光线垂直入射镜片下表面时，入射角0°，反 射角也为0°，则无法识别指纹，故D错误 且，C根据折射率的定义式n一n知，如果光以同一入射角 从真空射入不同介质中，则折射率越大的介质折射角越小， 表示这种介质对光的偏折作用越大，C正确 4.A作出光路图如图所示，由几何关系得 nm∠o-器是司 12 =0.8 B D Ax mr=n∠CA0答-6，成m-0言故A正克 5.D光从光密介质射入光疏介质，才可能发生全反射，故n1 >2;光在内芯传播的路程s= 而)光在内芯的传播速度0 L 三二，所以光通过光缆的时间t三文=m>上，故D n1 正确. 6.B由题意，将玻璃砖缓慢转过日角时，恰好没有光线从αb 面射出，说明光线发生了全反射，此时在αb面的入射角恰好 等于临界角，即有i=C,而入射角i=日，则临界角C=日.由临 界角公式snC=得n一Cm故B选项正境. 1 7.A画出激光束从透明砖射出时恰好发生全反射的入射角 如图所示 激光束 中透明砖 会反村的条件sn日=是由几何关系知，sn0=哥，联立好 得n=1.2,故A正确，B、C、D错误. ·8 二物理 8.C光路图如图所示.设O、P之间的 距离为x,当0=60°时，折射角为r,分 析可知，光从玻璃砖圆形表面射出时 与玻璃砖的界面交点为Q,结合出射 光线与入射光线平行知，过P,点的法 线与过Q点的法线平行，则玻璃砖的 折射率n=sin9_sin日VR+ sin r 又沿P点垂直入射的光恰好发生全反射， 则sinC=1=x nR 解得x=5Rm=5 3 sinC=、1 3>2,则临界角C>30 先在玻病砖中的传指速度。=号-写c,故C正确，A,BD n 错误. 9,A根据折射定律得：n=sin1801272=:=1.6,则 sin30° 光在该有机玻璃中的传撸速度为0=二=3×10 1.6m/s= 1.875X10m/s,故A正确，B错误；根据sinC=得，simC n =。=0.625<sm53,所以光在孩有机玻璃中发生全反射 的临界角不是53°，故C错误；当光与光导纤雏平行时，传播 的时间最短，则传播的最短时间t=上=L=1.6×3X10 c 3×10* s=1.6X10-3s,故D错误. 10.解析：（1)光路图如图所示，由 A 几何关系可得，光在AB面上 的折射角为45°， 30° 根据折射定律 130 出设将品 15ò n= =√2 30 sin30° (2)由n=得u==E。 n c. B 答案：1w反(2 11.解析：如图所示，光线射到斜边时，i =60°， 设全反射的临界角为C,因为sinC =日-怎n-9,子得m> siC,即i>C,故光射到斜边上时发生全反射.由几何关系 知，光反射到另一直角边时的入射角'=30° 设光从另一直角边射出时的折射角为”，则由折射率的定 义有品-得=0， 所以从棱镜第一次射出的光线与原入射方向的偏转角度为 a=90°-60°=30°. 答案：30 12.解析：(1)设入射角、反射角、折射角分别 为《、日和B,如图所示，由几何关系知： c0sa=业-号，解得a=30 B 由反射定律可知0=a=30°，则B=90° 8=60°. 由折射定律可知n=sin=5 sin a (2)设，点光源S射向水面的光线发生全反射的临界角为C, 则nC-9别amC-号， 2快乐假期 00-= 假期必刷17波的干涉、衍射及多普勒效应 学而不思则罔，思而不学则殆。 完成日期： 月 日 《(思维整合室 思维导图 「反射和折射 衍射：波可以 继续传播的现象.只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波 长 ,或者比波长 的情况下，才能观察到明显的衍射现象 叠加原理：几列波相遇时保持各自的振动状态，各质点的位移等于这几列波单 波的一些现象 独传播时引起的位移的 干涉： 相同、 恒定、 相同的两列波叠加，使某些区域 的振动 ,某些区域的振动 的现象 多普勒效应：是由波源与观察者 (距离变化)产生的，一切波都能发 生多普勒效应 自测自查 绕过障碍物相差不多更小矢量和频率相位差振动方向加强减弱相对运动 情境思辨 A.假设波浪的波长约为10m,则A、B两处 小船基本上不受波浪影响 上课时老师将一蜂鸣器固定在教鞭一端， B.假设波浪的波长约为10m,则A、B两处 然后使蜂鸣器迅速水平旋转，同学们听到蜂鸣 小船明显受到波浪影响 器音调竟然忽高忽低变化 C.假设波浪的波长约为50m,则A、B两处 (1)旋转时蜂鸣器发声的频率变化了.( 小船基本上不受波浪影响 (2)由于旋转，改变了同学们听到的声音频率. D.假设波浪的波长约为50m,则A、B两处 () 小船明显受到波浪影响 (3)蜂鸣器音调变低时，一定是向学生的方向 2.如图所示，正中心O点是水面 运动. 上一波源，实、虚线分别表示 (4)音调的忽高忽低是由波的干涉造成的. 0@ 该时刻的波峰、波谷，A是挡 ( 板，B是小孔.不考虑波的反 (5)多普勒效应是由于波的干涉引起的.( 射，经过一段时间后，水面上的波形将分 答案：(1)×(2)/(3)×(4)× (5)× 布于 ( 《技能提升台 A.整个区域 技能提升 B.阴影I以外的区域 一、选择题 C.阴影Ⅱ以外的区域 1.(多选)如图所示，一小型渔港 D.阴影I和Ⅱ以外的区域 的防波堤两端MV相距约60 3.(多选)火车上有一个声源发出频率一定的 B m,在防波堤后A、B两处有两 音乐.当火车静止，火车外的观察者也静止 个小船进港躲避风浪.某次海 时，观察者听到并记住了这个音乐的音调. 啸引起的波浪沿垂直于防波堤的方向向防 以下情况中，观察者听到这个音乐的音调比 波堤传播，下列说法正确的有 原来降低的是 ( ·56 三0022 二物理恐) A.观察者静止，火车向他驶来 A.D、B、C三点都是振动减弱点 B.火车静止，观察者乘汽车向着火车运动 B.D、C是振动减弱点，B是振动加强点，其 C.观察者静止，火车离他远去 振幅为2A D.火车静止，观察者乘汽车远离火车运动 C再经过子，D.C间的波形是一条直线 4.（多选)将上下振动的振 针水平移动，移动过程中 D再经过于，D.C间的波形仍为图示波形 在水面上形成了如图所 8.(2025·中山一中月考)如 示的水波图形，下列说法 图所示，实线和虚线分别 正确的是 ( 表示振幅和频率均相同的 A.振针向右移动 两列简谐横波的波峰和波 B.振针向左移动 谷，此时M点是波峰与波 C.在A处的观察者，接收到的水波频率比 峰的相遇点.设两列波的振幅均为A,则 振针的振动频率小 ( D.在A处的观察者，接收到的水波频率比 A.再过四分之一周期，Q点为振动减弱点 振针的振动频率大 B.图中位于P、N两处的质点一直处于平 5.(2025·佛山一中期中)如图所 衡位置 示，P为桥墩，A为靠近桥墩浮在 C.M点为振动加强点，位移始终为2A 水面的叶片，波源S连续振动， D.从此刻起，经过半个周期，M点的位移 形成水波，此时叶片A静止不 为零 动.为使水波能带动叶片振动，可用的方 9.(多选)(2025·三明二中月考)甲、乙两列横 法是 ( 波在同一介质中分别从波源M、N两点沿x A.增大波源距桥墩的距离 轴相向传播，波速为2m/s,振幅相同，某时 B.减小波源距桥墩的距离 刻的图像如图所示，则 ( C.增大波源的振动频率 D.减小波源的振动频率 6.甲、乙两列完全相同的横波，分别从波源A、 M B两点沿x轴相向传播，t=0时的图像如图 23456789八1011/12x/m 所示，若两列波的波速均为1m/s,则 甲 甲一 A.甲、乙两波起振方向相反 A CEFGD B B.甲、乙两波的频率之比为3：2 00.10.370.5 0.9/1.1 x/m C.再经过3s,平衡位置在x=7m处的质 A.t=0.2s时，F点的位移最大 点振动方向向下 B.t=0.2s时，E、F、G三点的位移最大 D.再经过3s,x=6m处质点的位移为零 C.t=0.5s时，F点位移最大 10.(（多选)(2025·济南一中 期中)如图所示，水面上 D.t=0.5s时，F点位移最小 有一个半径为4.5m的 7.(多选)如图所示，S1、S2 圆，圆心O与圆周上的a 是虚线两端的两个波SD 点各放一个波源，两波源 源，它们的振动周期都 的振动情况完全相同，产生波长为2m的 为T,振幅为A.某时刻S,发出的波恰好 水波，c、d为Oa连线的中垂线与圆周的交 传到C,同一时刻S2发出的波恰好传到D, 点，则 ( ) 且S,C=SD,图中只画出了此时刻两列波 A.圆周上b点的振幅为零 在D、C之间部分的叠加波形，S,、D间和 B.c、d两点的位移始终最大 S2、C间波形没有画出，下列说法正确的是 C.圆周上振动加强的点共有10个 D.圆周上振动减弱的点共有8个 ·57· 飞空快乐假期 000-已 二、非选择题 高考冲浪 11.(2025·响水中学高二期中)两列简谐横波 (多选)(2024·新课标卷)位于坐标原点O的 分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源 分别位于x轴一0.2m和1.2m处，两波 波源在t=0时开始振动，振动图像如图所示， 的波速均为0.4m/s,波源的振幅均为2 所形成的简谐横波沿x轴正方向传播.平衡位 cm.如图为t=0时刻两列波的图像，此刻 置在x=3.5m处的质点P开始振动时，波源 平衡位置在x轴0.2m和0.8m的P、Q 恰好第2次处于波谷位置，则 ) 两质点开始振动.质点M、V的平衡位置 y/m 分别处于x轴0.5m和0.6m处.求： 0.2 0.1 0.2ts MN -0.2 -0.2-0.10八0.1W20.30.40.50.60.70.80.9.01.11.2x/m A.波的周期是0.1s (1)平衡位置在x=0处质点的振动方程； B.波的振幅是0.2m (2)t=1s时，质点M的位移； C.波的传播速度是10m/s (3)0~3s内质点V运动的路程. D.平衡位置在x=4.5m处的质点Q开始 振动时，质点P处于波峰位置 《益智欢乐谷 宇宙学中的多普勒效应 20世纪20年代， 美国天文学家斯莱弗 在研究远处的旋涡星 云发出的光谱时，首先 发现了光谱的红移，认识到了旋涡星云正快速 12.(2025·黄冈中学月考)如图甲是在高速公 远离地球而去.1929年哈勃根据光谱红移总 路上用超声波测速仪测量车速的示意图， 结出著名的哈勃定律：星系的远离速度与距 测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据 地球的距离r成正比，即v=Hr,H。为哈勃 发出和接收的信号间的时间差，测出被测 常数.根据哈勃定律和后来更多天体光谱红移 车辆的速度.图乙中P,、P。是测速仪发出 的测定，人们相信宇宙在长时间内一直在膨 的超声波信号，n1、n2分别是P1、P2由汽 胀，宇宙的密度一直在变小.反推可以想象，宇 车反射回来的信号.设测速仪匀速扫描， P1、P,之间的时间间隔△t=1.0s,超声波 宙在很久以前并没有现在这么大，最初它可能 在空气中传播的速度是v=340m/s,若汽 很小.因此，伽莫夫(G.Gamow)和他的同事们 车是匀速行驶的，则根据图乙可知，汽车在 提出了大爆炸宇宙模型，认为是一个极点大爆 接收到P、P2两个信号的时间间隔内前 炸后，经长期地膨胀和演化而形成今天的宇 进的距离是 m,汽车的速度 宙.20世纪60年代以来，大爆炸宇宙模型逐 是 m/s. 渐被人们接受. 具有波动性的光也会出现多普勒效应，这 百N 被称为多普勒一斐索效应，它使人们对距地球 甲 任意远的天体的运动的研究成为可能，这只要 luwlluuluuluulwuluulu 分析一下接收到的光的频谱就行了.1868年， 0 2 英国天文学家W·哈金斯用这种办法测量了 天狼星的视向速度（即物体远离我们而去的速 度)，得出了46km/s的速度值. .58·