高考物理复习特训考点七机械振动和机械波第58练波特有的现象——波的干涉、衍射和多普勒效应含解析

第58练　波特有的现象——波的干涉、衍射和多普勒效应　

（时间　20分钟）

选择题

1．[2022·浙江模拟]下列选项说法正确的是(　　)

A．电磁波和机械波均可发生多普勒效应

B．天然放射现象说明原子内部是有结构的

C．裂变物质的体积不会影响链式反应的发生

D．原子核的结合能是由于核子结合成原子核而具有的能量

2．(多选)[2022·义乌市模拟]2021年4月18日22时11分在台湾花莲县(北纬23.92度，东经121.53度)发生6.1级地震，震源深度7千米，绣湖小区几幢高楼里的居民反映“震感明显”，而义乌中学的高三学生却普遍反映“没有感觉”．针对这一事件，下列同学的认识中科学合理的是(　　)

A．地震波到达义乌时，我市地面建筑发生了受迫振动

B．绣湖小区那几幢高楼的固有频率与当时地震波的频率更加接近

C．地震波在义乌发生叠加，绣湖小区处在振动加强带上，义乌中学恰好处在振动减弱带上

D．应对绣湖小区那几幢高楼采取物理措施改变它们的固有频率以防止地震危害．

3．[2022·浙江模拟]A处有一质点做简谐振动并形成向AB方向传播的简谐波，在B处遇到障碍物反向传播，反射波与原入射波在相遇区域发生了干涉，A、C两点相距为2 m，用频闪相机对A、B间区域连续拍摄，依次获得1、2、3三个波形图，其中1、3处在最大位移处，2处于平衡位置．已知频闪的时间间隔为0.2 s，由拍摄图像可知(　　)

A．波源的振动周期是0.4 s

B．该波波速为2.5 m/s

C．M点是加强点，C点为减弱点

D. 绳上所有点的振幅相等

4．(多选)如图为某一种声波消音器的原理示意图．噪声由D1管道输入，经过空气腔室S，由D2管道输出．当某一频率为f的声波从声源传到空气腔室左侧的S1面时，恰好与右侧S2面反射回来的同频率的声波相消时，消音的效果最好．已知声波在空气腔室中传播的速度为v，下列说法正确的是(　　)

A．该消音器是根据波的干涉原理设计的

B．该消音器是根据波的多普勒效应设计的

C．空气腔室长度l与声音频率f的关系满足l＝(n＝1，2，3……)时，消音效果最好

D.空气腔室长度l与声音频率f的关系满足l＝(n＝1，2，3……)时，消音效果最好

5．(多选)[2022·浙江模拟]如图所示，某均匀介质中有两列简谐横波A和B同时沿x轴正方向传播，在t＝0时刻两列波的波谷正好在x＝0处重合，则下列说法正确的是(　　)

A．A、B的周期之比为5∶3

B．两列波的传播速度相同

C．x＝0处质点的振动始终加强

D．t＝0时刻x＝0处质点的振动位移为－40 cm

6．(多选)[2022·山东模拟]如图所示，在一条直线上两个振动源A、B相距6 m，振动频率相等．T0＝0时刻A、B开始振动，且都只振动一个周期，振幅相等，A的振动图像为甲图，B为乙图．若A向右传播的波与B向左传播的波在t1＝0.3 s时相遇，则(　　)

A.在0.3 s至0.5 s这段时间内，中点C静止

B.在两列波相遇过程中，中点C为振动加强点

C．两列波的波长都是2 m，速度大小均为10 m/s

D．t2＝0.7 s时刻B点恰通过平衡位置且向下运动

第58练　波特有的现象——波的干涉、衍射和多普勒效应

1．答案：A

解析：电磁波和机械波都是波，故都能发生多普勒效应，故A正确；天然放射现象的射线来自原子核，说明原子核的内部是有结构的，故B错误；要发生链式反应，裂变物质的体积必须达到其临界体积，故C错误；原子核结合能是将原子核拆开成自由核子需要的能量或者是自由核子结合成一个原子核所释放的能量，故D错误．

2．答案：AB

解析：地震波到达义乌时，地面建筑物受到周期性驱动力作用，发生了受迫振动，故A正确；驱动力频率与物体的固有频率相近时，物体振动的振幅最大，绣湖小区几幢高楼里的居民反映“震感明显”，则绣湖小区那几幢高楼的固有频率与当时地震波的频率更加接近，不是地震波叠加的原因，故B正确，C错误；地震波的频率是可变的，对绣湖小区那几幢高楼采取物理措施改变它们的固有频率以防止地震危害，不是太现实，故D错误．

3．答案：C

解析：从波形1到波形3经历的时间为，则＝2×0.2 s＝0.4 s，可得波源的振动周期为T＝0.8 s，故A错误；

这两列波在AB之间的区域内发生了干涉现象，根据干涉图像的特点可知，AB之间的距离等于一个波长，即λ＝4 m，所以该波波速为v＝，代入数据解得v＝5 m/s，故B错误；

由题意知M点位于最大位移处，C点处于平衡位置，因此M点是加强点，C点为减弱点，故C正确；

干涉时根据所在点距离两个波源（A、B）的距离不同而造成的相位差会使得观测点的振幅发生变化，故D错误．

4．答案：AC

解析：当两列波的频率相同时，在相遇区内，某些点始终加强，某些点始终减弱，达到减弱噪声的目的，此消音器正是利用波的干涉原理，故A正确；

多普勒效应是指物体辐射的波长因为光源和观测者的相对运动而产生变化，在运动的波源前面，波被压缩，波长变得较短，频率变得较高，故B错误；

当两波相遇时，波传播的路程差Δx＝nλ＋λ（n＝0，1，2…），为减弱区，

时间差：Δt＝＋nT＝T＝（n＝0，1，2…），

则左右往返的总距离2l＝vΔt＝v＝（0，1，2…），解得l＝v（n＝0，1，2…），故C正确，D错误．

5．答案：BD

解析：在同一均匀介质中传播时两列波的波速相等，A、B的波长分别为3 m和5 m，由波速公式v＝得：A、B的周期之比为＝＝，故A错误，B正确；

由于两列波的周期不等，所以两列波相遇时不能形成稳定的干涉，则x＝0处质点的振动不会始终加强，故C错误；

t＝0时刻x＝0处质点的振动位移为y＝yA＋yB＝－20 cm－20 cm＝－40 cm，故D正确．

6．答案：ACD

解析：设AB间距离为S，两列波的速度为v，

由题有S＝2vt1

得v＝＝10 m/s

由振动图像读出周期为T＝0.2 s，则波长为λ＝vT＝2 m，故C正确．

由振动图像知道A起振方向向上，B起振方向向下，在两列波相遇过程中，中点C是两列波的波峰和波谷相遇的点，振动减弱，由于两列波的振幅相等，则C点的振幅为零，则C点总是静止不动，故A正确，B错误．

t2＝0.7 s时刻只有A引起的波传到B点，由甲图读出此刻B经过平衡位置且振动方向向下，故D正确．