人教版 (2019)选择性必修 第一册5 多普勒效应同步训练题

课时跟踪训练（十七）  波的干涉  多普勒效应

A级—双基达标

1．利用发波水槽得到的水面波形如图(a)、(b)所示，则(　　)

A．图(a)、(b)均显示了波的干涉现象

B．图(a)、(b)均显示了波的衍射现象

C．图(a)显示了波的干涉现象，图(b)显示了波的衍射现象

D．图(a)显示了波的衍射现象，图(b)显示了波的干涉现象

解析：选D　由波的干涉和衍射概念知，题图(a)是一列波的传播，显示了波的衍射现象，题图(b)是两列波的传播，显示了波的干涉现象。

2．关于波的干涉和衍射，下列说法中正确的是(　　)

A．只有横波才能产生干涉，纵波不能产生干涉

B．任何两列波相遇，都能产生稳定干涉

C．不管是横波还是纵波，只要叠加的两列波的频率相等，振动情况相同、相位差恒定就能产生稳定的干涉

D．波长很小的波可以产生衍射，不能产生干涉

解析：选C　干涉是波的特有现象，只要满足两列波的频率相等、振动情况相同、相位差恒定就能产生稳定的干涉，选项A、B、D错误，C正确。

3．两列机械波在介质中产生干涉现象，它们的振幅分别为A1和A2，某一时刻介质中质点P的位移大小为A1＋A2，则(　　)

A．质点P的振幅一直为A1＋A2

B．质点P的振幅再过半个周期为|A1－A2|

C．质点P的位移大小一直为A1＋A2

D．质点P的位移大小再过半个周期为0

解析：选A　相干波的叠加是稳定的，即质点P的振幅一直为A1＋A2，故A正确，B错误；质点的位移是随时间变化的，故C错误；此刻，P在波峰，半个周期后P点将运动到波谷，位移大小为A1＋A2，故D错误。

4．蝙蝠在洞穴中飞来飞去时，它利用超声脉冲导航非常有效，这种超声脉冲是持续1 ms或不到1 ms的短促发射，且每秒重复发射几次。假定蝙蝠的超声脉冲的发射频率为39 000 Hz，在一次正朝着表面平直的墙壁飞行的期间，则下列判断正确的是(　　)

A．墙壁接收到的超声脉冲频率等于39 000 Hz

B．蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于墙壁接收的频率

C．蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于墙壁接收的频率

D．蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于39 000 Hz

解析：选C　由于蝙蝠向墙壁靠近，所以墙壁接收的频率大于39 000 Hz，蝙蝠接收到墙壁反射的频率也大于墙壁接收的频率，所以C正确。

5．汽车无人驾驶技术已逐渐成熟，最常用的是ACC自适应巡航控制，它可以控制无人车在前车减速时自动减速、前车加速时自动跟上去。其使用的传感器主要有毫米波雷达，该雷达会发射和接收调制过的无线电波，再通过因波的时间差和多普勒效应造成的频率变化来测量目标的相对距离和相对速度。若该雷达发射的无线电波的频率为f，接收到的返回波的频率为f′，则(　　)

A．当f＝f′时，表明前车与无人车速度相同

B．当f＝f′时，表明前车一定处于静止状态

C．当f′>f时，表明前车在加速行驶

D．当f′<f时，表明前车在减速行驶

解析：选A　当声源和观察者之间的距离不变化时，观察者接收到的频率和声源发出的频率相等，故当f＝f′时，说明二者之间的距离不变，表明前车与无人车速度相同，但不一定静止，故A正确，B错误；当f′>f时，说明接收到的频率增大，说明两车距离减小，表明前车在减速行驶，故C错误；当f′<f时，说明接收到的频率减小，表明两车距离增大，表明前车在加速行驶，故D错误。

6.[多选]两列完全相同的机械波在某时刻的叠加情况如图所示，图中的实线和虚线分别表示波峰和波谷，此时(　　)

A．a、b连线中点振动加强

B．a、b连线中点速度为0

C．a、b、c、d四点速度均为0

D．再经过周期c、d两点振动仍然减弱

解析：选ACD　a点是波谷与波谷相遇点，b点是波峰与波峰相遇点，c、d两点是波峰与波谷相遇点，则a、b两点是振动加强的，且a、b连线上也是振动加强的，c、d两点是振动减弱的，故A正确，B错误；a、b、c、d四点要么处于波谷，要么处于波峰，因此它们的速度均为0，故C正确；c、d两点处于波谷与波峰相遇处，再经过周期c、d两点振动仍然减弱，故D正确。

7．[多选]某同学注意到手机摄像头附近有一个小孔，查阅手机说明后知道手机内部小孔位置处安装了降噪麦克风。进一步翻阅技术资料得知：降噪麦克风通过降噪系统产生与外界噪音相位相反的声波，与噪音叠加从而实现降噪的效果。如图是理想情况下的降噪过程，实线对应环境噪声，虚线对应降噪系统产生的等幅反相声波，则(　　)

A．降噪过程实际上是声波发生了干涉

B．降噪过程可以消除通话时的所有背景杂音

C．降噪声波与环境噪声的传播速度相等

D．P点经过一个周期传播的距离为一个波长

解析：选AC　分析题意可知，降噪过程实际上是声波发生了干涉，降噪声波与环境声波波长相等、波速相等、频率相同，由于两列声波等幅反相，使噪声振动减弱，A选项正确，降噪过程不能消除通话时的所有背景杂音，只能消除与降噪声波频率相同的杂音，B选项错误；机械波传播的速度由介质决定，则知降噪声波与环境噪声的传播速度相等，C选项正确；机械波在传播过程中，介质中的质点不会随波移动，D选项错误。

8．[多选]如图所示，在x轴上有两个沿竖直方向振动的波源S1、S2(图中未画出)，在两波源之间有a、b两个点，二者间距为2 m。已知a点振动始终减弱且振幅为2 cm，b点振动始终加强且振幅为8 cm，观察发现b点连续出现两次波峰间隔时间为2 s，假设a、b之间没有振动加强点和减弱点。则下列判断正确的是(　　)

A．两波源S1、S2振动周期一定相同，且周期为2 s

B．两波源S1、S2在介质中产生的机械波的波长为4 m

C．波源S1振幅可能是5 cm

D．两波源S1、S2在介质中产生的机械波的波速为4 m/s

解析：选ACD　两列波发生干涉，它们的频率、周期一定是相等的，b点连续出现两次波峰间隔时间为2 s，可知两波源的周期都是2 s，故A正确；由题假设a、b之间没有振动加强点和减弱点，a点振动始终减弱，b点振动始终加强，设a到左右两个波源的距离分别为xa1和xa2，

则：|xa1－xa2|＝λ；

设b到左右两个波源的距离分别为xb1和xb2，则：

|xb1－xb2|＝nλ

a、b之间的距离：L＝xa1－xb1＝xb2－xa2＝2 m

联立可得λ＝8 m，故B错误；

由于a点振动始终减弱且振幅为2 cm，b点振动始终加强且振幅为8 cm；设A的振幅为A1，B的振幅为A2，则：A1＋A2＝8 cm；|A1－A2|＝2 cm

可得A1＝3 cm或A1＝5 cm，故C正确；

两列波的波速：v＝＝ m/s＝4 m/s，故D正确。

9.如图是两个波源振动频率相同、振动方向相同的两列波在空间传播的情景，实线表示波峰，虚线表示波谷。a为虚线交点，b为实线交点，c为a与b连线的中点。

(1)从图示时刻开始，经过周期，a、b、c各点分别处于什么位置？

(2)从图示时刻开始，经过周期，a、b、c各点又分别处于什么位置？

解析：(1)由题图可知，此刻a、b点分别是两列波的波谷相遇点和波峰相遇点，都是振动加强点；而c点处于加强区域，所以c点也是加强点，a、b、c三点的振幅为两列波的振幅之和。此刻a点在波谷，b点在波峰，c点在平衡位置，经周期后，a点在波峰，b点在波谷，c点仍在平衡位置。

(2)经过周期，a点在平衡位置，将向波谷振动；b点在平衡位置，将向波峰振动；c点为a、b的中点，所以此刻c点在波峰位置。

答案：(1)a点在波峰，b点在波谷，c点在平衡位置

(2)a点在平衡位置，b点在平衡位置，c点在波峰

B级—选考提能

10.[多选]甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中相向传播并相遇，在t＝0时刻两列波的位置如图所示。若两列波的周期分别为T甲和T乙，则(　　)

A．这两列波相遇时能产生干涉现象

B．这两列波将同时到达坐标原点

C．在t＝T乙时刻，x＝0.1 m处质点受到的回复力为0

D．在t＝2T甲时刻，x＝0.1 m处质点的位移为0

解析：选BD　两列简谐横波在同一均匀介质内传播，可知波速相等，由题图可知两列波的波长不相等，由v＝λf可知，频率不相等，不能产生干涉，故A错误；两列简谐横波在同一均匀介质内传播，可知波速相等，此时两列波到原点的距离相等，根据t＝可知这两列波将同时到达坐标原点，故B正确；在t＝T乙时刻，乙波刚好传播到原点处，此时x＝0.1 m处质点位于波峰，受到的回复力不为0，故C错误；根据题图可知T甲＝，T乙＝，即T乙＝2T甲，在t＝2T甲时刻，甲波刚好传播到x＝0.1 m处，乙波波形中点平衡位置传到x＝0.1 m处，此时x＝0.1 m处质点的位移为0，故D正确。

11．[多选]如图甲所示，在水平面内的三个质点分别位于直角三角形ABC的顶点上，已知AB＝6 m，AC＝8 m。t0＝0时刻A、B开始振动，波动图像均如图乙所示，所形成的机械波在水平面内传播，在t＝4 s时C点开始振动，则(　　)

A．该机械波的传播速度大小为4 m/s

B．两列波相遇后，C点振动加强

C．两列波相遇后，C点振动减弱

D．两列波的波长均为2 m

解析：选BD　分析题图乙可知，波长为2 m，选项D正确；介质决定波速，两波源在同一介质中传播，故两列波的波速相同，根据几何关系可知，A处振动先到达C点，波速v＝＝2 m/s，选项A错误；两波源振动情况相同，两波源到介质中某质点的波程差为整数个波长时，该质点为振动加强点，C点到A、B两点的路程差为Δs＝AC－AB＝λ，故C点为振动加强点，选项B正确，C错误。

12.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？

解析：由波的干涉，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。

答案：5个