3.5 波的干涉与衍射 3.6 多普勒效应 分层同步练习 -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、基础巩固 1.(多选)两个不等幅的脉冲波在均匀介质中均以1.0 m/s的速率沿同一直线相向传播,t=0时刻的波形如图所示,图中小方格的边长为0.1 m。则不同时刻的波形正确的是(　　) 2.如图所示,P为桥墩,A为靠近桥墩漂浮的叶片,波源S连续振动,形成水波,此时叶片A静止不动。为使水波能带动叶片振动,可用的方法是(　　) A.提高波源频率 B.提高波源周期 C.减小波源距桥墩的距离 D.增加波源距桥墩的距离 3.下图是t=0时刻简谐横波a与b的波形图,其中a沿x轴正方向传播,b沿x轴负方向传播,波速都是10 m/s,振动方向都平行于y轴。下列选项画出的是平衡位置在x=2 m处的质点从t=0开始在一个周期内的振动图像,其中正确的是(　　) 4.表示两列同频率相干水波在t=0时刻的叠加情况如图所示,图中实线表示波峰,虚线表示波谷,已知两列波的振幅均为2 cm,波速为2 m/s,波长为0.4 m,E点是BD连线和AC连线的交点,下列说法正确的是(　　) A.A、E、C三点均是振动减弱点 B.D、E、B三点均是振动加强点 C.B、D两点在该时刻的竖直高度差为4 cm D.t=0.05 s,E点离开平衡位置2 cm 5.医院通过彩超对人体进行体检时,彩超机向人体内发射频率已精确掌握的超声波,超声波经血液反射后被专用仪器接收,然后通过反射波频率变化就可知血液的流速,这一技术主要体现了哪一种物理现象(　　) A.共振 B.波的衍射 C.多普勒效应 D.波的干涉 6.平直公路上,汽车正在匀速远离,用多普勒测速仪向其发出频率为f0的超声波,被汽车反射回来的超声波的频率随汽车运动位移变化的图像,正确的是(　　) 二、能力提升 7.如图(a)所示,两列振幅和波长都相同而传播方向相反的波,在如图(b)所示的某一时刻,两列波“消失”,此时介质中x、y两质点的运动方向是(　　) (a) (b) A.x向下,y向上 B.x向上,y向下 C.x、y都向上 D.x、y都静止 8.下图是利用水波槽观察到的水波衍射图像,从图像可知(　　) A.B侧水波是衍射波 B.A侧波速与B侧波速相等 C.减小挡板间距离,衍射波的波长将减小 D.增大挡板间距离,衍射现象将更明显 9.(多选)两列频率相同、振幅均为A的简谐横波P、Q分别沿x轴正方向和x轴负方向在同一介质中传播,两列波的振动方向均沿y轴。某时刻两波的波面如图所示,实线表示P波的波峰、Q波的波谷;虚线表示P波的波谷、Q波的波峰。a、b、c为三个等距的质点,d为b、c中间的质点。下列判断正确的是(　　) A.质点a的振幅为2A B.质点b始终静止不动 C.图示时刻质点c的位移为0 D.图示时刻质点d的振动方向沿y轴负方向 10.(多选)假如一辆汽车在静止时喇叭发出声音的频率是300 Hz,在汽车向你驶来又擦身而过的过程中,下列说法正确的是(　　) A.当汽车向你驶来时,听到喇叭声音的频率大于300 Hz B.当汽车向你驶来时,听到喇叭声音的频率小于300 Hz C.当汽车和你擦身而过后,听到喇叭声音的频率大于300 Hz D.当汽车和你擦身而过后,听到喇叭声音的频率小于300 Hz 11.分析下列物理现象:①“闻其声而不见其人”;②学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音;③当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时,我们听到汽笛声的音调变高。这些物理现象分别属于波的(　　) A.折射、干涉、多普勒效应 B.衍射、多普勒效应、干涉 C.折射、衍射、多普勒效应 D.衍射、干涉、多普勒效应 12.正在报警的警钟每隔0.5 s响一声。一个人正坐在以60 km/h的速度向着警钟行驶的车中。已知声音在空气中的速度为330 m/s,则这个人在每分钟内能听到几声警钟? 13.下图是某阶梯教室主席台的平面图,AB是讲台,S1、S2是与讲台上话筒等高的相同的喇叭,它们相互之间的位置和尺寸如图所示。讲师的声音放大后经喇叭传回话筒再次放大时可能会产生啸叫。为了避免啸叫,话筒最好摆放在讲台上适当的位置,在这些位置上两个喇叭传来的声音因干涉而相消。已知空气中声速v=340 m/s,讲师声音的频率f=136 Hz,忽略讲台的宽度。 (1)求讲师声音的波长λ。 (2)图中B点是振动“加强”点还是振动“减弱”点,试通过计算说明判断依据。 (3)讲台上能够避免啸叫的适当位置有多少个? 参考答案 一、基础巩固 1.答案：ABD 解析：脉冲波在介质中传播,x=vt,当t=0.3 s时,两脉冲波各沿波的传播方向传播0.3 m,恰好相遇,故A正确。当t=0.4 s、0.5 s、0.6 s时,两脉冲波各沿波的传播方向传播0.4 m、0.5 m、0.6 m,由波的叠加原理可知B、D正确,C错误。 2.答案：B 解析：波源S连续振动,形成水波,水波中的质点上下振动,形成的波向前传播,提高拍打水面的频率,则质点振动的频率增加,波的频率与振动的频率相等,根据λ=,波速不变,频率增大,波长减小,衍射现象不明显,反之提高波源周期,降低频率,波长增大,衍射现象更明显;衍射现象与传播距离无关,增加或减小波源距桥墩的距离,不会影响衍射现象的发生,故A、C、D错误,B正确。 3.答案：B 解析：由题可知,两列波的波速相等,波长相等,则频率相等,能发生干涉。过周期后,两列波的波峰同时到达x=2 m处的质点,则此质点振动总是加强,振幅为两列波振幅之和,即为3 cm。t=0时刻该质点开始从平衡位置沿y轴正方向振动,所以B正确。 4.答案：B 解析：点A和点C均为波峰与波谷叠加,为振动减弱点。B点是波峰与波峰叠加点,D点是波谷与波谷叠加点,即为振动加强点,则E点在振动加强点连线上,也是振动加强点,故A错误,B正确;D点在该时刻波峰与波峰叠加,振动加强,偏离平衡位置的位移为4 cm,B点在该时刻波谷与波谷叠加,振动加强,偏离平衡位置的位移为-4 cm,则D、B两点在该时刻的竖直高度差为8 cm,故C错误;波传播的周期T= s=0.2 s,再经过t=0.05 s时,即为个周期,E点是波峰与波峰相遇,所以离开平衡位置的位移大小为4 cm,故D错误。 5.答案：C 解析：由题意可知,该仪器是测量反射波的频率变化,而波的干涉、波的衍射及共振都不会产生频率的变化。多普勒效应中由于波源的移动而使接收到的频率变化,故该技术体现的是多普勒效应。 6.答案：D 解析：汽车正在匀速远离,速度恒定,接收到的反射波的频率也是恒定的。由于是远离,汽车反射波的频率应该小于发出波的频率,所以选项D正确。 二、能力提升 7.答案：A 解析：由题图看出,两列波的波峰与波谷叠加,振动减弱,两波的振幅相等,所以如题图(b)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x的振动方向向下,y的振动方向向上,向左传播的波单独引起x的振动方向向下,y的振动方向向上,根据叠加原理可知,此时x质点的振动方向是向下,y质点的振动方向是向上,故A正确,B、C、D错误。 8.答案：B 解析：B侧水波在传播过程中遇到带有窄缝的挡板后发生衍射,A侧水波是衍射波,选项A错误;同种机械波在相同介质中的传播速度相同,选项B正确;减小挡板间距离,衍射现象会更明显,但是衍射波的波速不变,频率不变,故波长不变,选项C错误;因为只有当挡板间距离跟波长差不多,或者比波长更小时,衍射现象才明显,所以当增大挡板间距离时,衍射现象不会更明显,选项D错误。 9.答案：CD 解析：由题图可知,a、c两点为减弱点,b为加强点,所以a、c两点始终静止不动,故A、B错误,C正确;此时d点处P波向下运动,Q波向下运动,所以质点d沿y轴负方向振动,D正确。 10.答案：AD 解析：当汽车向你驶来时,两者距离减小,你接收到的声波个数增多,频率升高,大于300 Hz,故选项A正确,B错误;当汽车和你擦身而过后,两者距离变大,你接收到的声波个数减少,频率降低,小于300 Hz,故选项D正确,C错误。 11.答案：D 解析：“闻其声而不见其人”是波的衍射现象;学生围绕振动的音叉转一圈,由于两个叉股发出的声波在空间叠加,使得某些区域声波加强,某些区域声波减弱,学生会听到忽强忽弱的声音,这属于波的干涉现象;正在鸣笛的火车向着我们急驶而来,波源和观测者靠近,我们听到汽笛声的音调变高,是多普勒效应,选项D正确。 12.答案：126 解析：先设空气中声速为v0。在时间T内传播的距离s0=v0T(T为周期),而声波在时间t内走的距离为s1=v0t,因而人不动时听到钟声次数为n0=;如果人以v的速度向声源运动,则声波在时间t内距离为s2=(v0+v)t,此时人听到的钟声次数为n==126。 13.答案：(1)2.5 m (2)见解析 (3)4个 解析：(1)讲师声波的波长是λ==2.5 m。 (2)B点为振动加强点;B点与两个声源的路程差ΔxB=S1B-S2B=5 m=2λ 即波源到B点的距离差为波长的整数倍,所以B点为振动加强点。 (3)设P是AB上任意的一个消音点,则该点与两个声源的路程差应该满足 ΔxP==±(2k+1)(k=0,1,2,3,…) 由于P是在AB间的点,即有|ΔxP|<2λ 因此k只能取0和1,因此AB上共有4个消音点。 8 学科网（北京）股份有限公司 $