2019年高中物理 第十二章 機械波 波的衍射和干涉雙基限時練 新人教版選修3-4.doc
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2019年高中物理 第十二章 機械波 波的衍射和干涉雙基限時練 新人教版選修3-4 1．下列現(xiàn)象或事實屬于衍射現(xiàn)象的是( ) A．風從窗戶吹進來 B．雪堆積在背風的屋后 C．水波前進方向上遇到凸出在水面上的小石塊，小石塊對波的傳播沒有影響 D．晚上看到水中月亮的倒影 解析 波在傳播過程中偏離直線傳播繞過障礙物的現(xiàn)象稱為波的衍射．C項與衍射現(xiàn)象相符． 答案 C 2．已知空氣中的聲速為340 m/s.現(xiàn)有幾種聲波： ①周期為 s，②頻率為104Hz，③波長為10 m．它們傳播時若遇到寬約為13 m的障礙物，能產生顯著的衍射現(xiàn)象的是( ) A．①和② B．②和③ C．①和③ D．①②③ 解析?、?、②、③三種聲波的波長分別為λ1＝340× m＝17 m，λ2＝ m＝0.034 m，λ3＝10 m，根據(jù)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件可知，①、③兩聲波的波長與障礙物的尺寸差不多，能產生明顯的衍射現(xiàn)象，故C項正確． 答案 C 3．兩列波相疊加發(fā)生了穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，那么( ) A．兩列波的頻率不一定相同 B．振動加強區(qū)域的各質點都在波峰上 C．振動加強的區(qū)域始終加強，振動減弱的區(qū)域始終減弱 D．振動加強的區(qū)域和振動減弱的區(qū)域不斷周期性地交換位置 解析 兩列波發(fā)生穩(wěn)定的干涉的條件必須是兩列波的頻率相同且相位差恒定，故A錯；且振動加強區(qū)始終加強，振動減弱區(qū)始終減弱，形成穩(wěn)定的干涉圖樣，C對、D錯；振動加強區(qū)域的各質點只是振幅最大，它們也在自己的平衡位置附近振動，并不是只在波峰上，B錯． 答案 C 4．利用發(fā)波水槽得到的水面波形如圖①、②所示，則( ) ① ② A．圖①、②均顯示了波的干涉現(xiàn)象 B．圖①、②均顯示了波的衍射現(xiàn)象 C．圖①顯示了波的干涉現(xiàn)象，圖②顯示了波的衍射現(xiàn)象 D．圖①顯示了波的衍射現(xiàn)象，圖②顯示了波的干涉現(xiàn)象 解析 由波的干涉和衍射概念知，題圖①是一列波的傳播，顯示了波的衍射現(xiàn)象，題圖②是兩列波的傳播，顯示了波的干涉現(xiàn)象． 答案 D 5．S1和S2是相干波源，它們發(fā)出的兩列波在空間相遇發(fā)生干涉，如圖所示．實線表示波峰，虛線表示波谷，則( ) A．振動加強的點有a、b、c、d四點 B. a、b、c、d均為振動減弱的點 C. b、c為振動加強的點 D. a、d為振動加強的點 解析 在兩列波發(fā)生干涉后波峰和波峰疊加的區(qū)域、波谷和波谷疊加的區(qū)域，為振動加強的區(qū)域，圖中a、d為加強的點，波峰和波谷疊加的區(qū)域為振動減弱的點，圖中c、b為減弱的點． 答案 D 6．(多選題)關于干涉和衍射現(xiàn)象的正確說法是( ) A．兩列波在介質中疊加一定產生干涉現(xiàn)象 B．因衍射是波特有的特征，所以波遇到障礙物時一定能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象 C．疊加規(guī)律運用于一切波 D．只有頻率相同的兩列波疊加才能產生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象 解析 頻率相同是產生干涉的必要條件，故A選項錯誤，D選項正確；一切波在任何條件下都會發(fā)生衍射現(xiàn)象，但只有障礙物的尺寸與波長相差不多，或比波長小，衍射現(xiàn)象才能明顯，故B選項錯誤；波的疊加，沒有條件限制，故C選項正確． 答案 CD 7．(多選題)一列水波通過某孔的實際情況如圖所示，現(xiàn)把孔的尺寸變小，或者把水波的波長變大，對水波通過孔后的假想情況的四幅圖中，其假想錯誤的圖示有( ) A．孔變小 B．孔變小 C．波長變大 D．波長變大 解析 把孔的尺寸變小，或者把水波的波長變大，這樣當水波到達孔后就能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故A、C選項假想正確． 答案 BD 8．在空曠的廣場上有一堵較高的墻MN，墻的一側O點有一個正在播放男女聲合唱歌曲的聲源，某人從圖中的A點走到墻后的B點．在此過程中，若從聲波的衍射來考慮，則會聽到( ) A．聲音變響亮，男聲比女聲更響 B．聲音變響亮，女聲比男聲更響 C．聲音變弱，男聲比女聲更弱 D．聲音變弱，女聲比男聲更弱 解析 男聲頻率較低，在空氣中的聲波波長較長，女聲頻率較高，在空氣中的聲波波長較短，所以男聲比女聲更容易發(fā)生衍射，故D選項正確． 答案 D 9．(多選題)如圖所示，S1、S2是振動情況完全相同的兩個機械波源，振幅為A.a、b、c三點分別位于S1、S2連線的中垂線上，且ab＝bc，某時刻a是兩列波的波峰相遇點，c是兩列波的波谷相遇點，則( ) A．a處質點的位移始終為2A B．c處質點的位移始終為－2A C．b處質點的振幅為2A D．c處質點的振幅為2A 解析 兩振源S1、S2振動情況相同，a、b、c是兩振源連線中垂線上的點，則波源到達a、b、c三點的波程差為零，即a、b、c三點都處于振動加強的點，振動加強的點的位移也在不斷的變化，只是振幅等于兩列波的振幅之和，故C、D選項正確． 答案 CD 10．(多選題)如圖所示是水波干涉示意圖，S1、S2是兩波源，A、D、B三點在一條直線上，兩波源頻率相同，振幅相等，下列說法正確的是( ) A．質點A一會兒在波峰，一會兒在波谷 B．質點B一會兒在波峰，一會兒在波谷 C．質點C一會兒在波峰，一會兒在波谷 D．質點D一會兒在波峰，一會兒在波谷 解析 由題意可知，A、B、D是振動加強的點，C為振動減弱的點，故C選項錯誤． 答案 ABD 11．如圖所示為聲波干涉演示儀的原理圖．兩個U形管A和B套在一起，A管兩側各有一個小孔．聲波從左側小孔傳入管內，被分成兩列頻率________的波．當聲波分別通過A、B傳播到右側小孔時，若兩列波傳播的路程相差半個波長，則此處聲波的振幅________；若傳播的路程相差一個波長，則此處聲波的振幅________. 解析 由同一波源分成的兩列波頻率相同，這符合兩列機械波干涉的條件，當兩波的路程差等于半波長的奇數(shù)倍時，振動減弱，當路程差等于波長的整數(shù)倍時，振動加強． 答案 相同 減小 增大 12．兩列簡諧波沿x軸相向而行，波速均為v＝0.4 m/s，兩波源分別位于A、B處，t＝0時的波形如圖所示．當t＝2.5 s，M點的位移為________cm，N點的位移為________cm. 解析 本題考查波的形成與傳播、波的疊加．由圖可看出波源A的波長為λA＝0.2 m，波源B的波長為λB＝0.4 m，在0～2.5 s時間內兩列波分別向左和向右傳播的距離均為Δx＝vΔt＝1 m．如圖所示，將兩列波向左和向右分別平移Δx＝1 m的距離，得到t＝2.5 s時刻的兩列波形圖，顯然此時波A使M質點處于平衡位置向上振動，而波B使M質點處于波谷位置，故M質點的位移疊加后為2 cm.波A使N質點處于平衡位置向上振動，而波B使N質點處于平衡位置向上振動，故N質點的位移疊加后為0 cm. 答案 2 0 13．波源S1和S2振動方向相同，頻率均為4 Hz，分別置于均勻介質中x軸上的O、A兩點處，OA＝2 m，如圖所示．兩波源產生的簡諧橫波沿x軸相向傳播，波速為4 m/s.已知兩波源振動的初始相位相同．求： (1)簡諧橫波的波長； (2)OA間合振動振幅最小的點的位置． 解析 (1)設簡諧橫波波長為λ，頻率為f， 則v＝λf，代入已知數(shù)據(jù)，得λ＝1 m (2)以O點為坐標原點， 設P為OA間的任意一點，其坐標為x， 則兩波源到P點的波程差Δl＝x－(2－x)，0≤x≤2. 其中x、Δl以m為單位． 合振動振幅最小的點的位置滿足Δl＝λ，k為整數(shù)，所以x＝k＋， 可得－≤k≤，故k＝－2、－1、0、1. 解得：x＝0.25 m,0.75 m,1.25 m,1.75 m 答案 (1) 1 m (2) x＝0.25 m 0.75 m 1.25 m 1.75 m 14．如圖所示，兩個完全相同的聲源S1、S2發(fā)出兩列頻率、振幅、相位完全相同的聲波，波長為2 m，S1在原點，S2在x軸上x＝4 m處，一人沿y軸正方向行駛，在y>0的區(qū)域內能聽到幾次強音？ 解析 在y>0上一點P，要振動加強應滿足－y＝kλ(k＝0,1,2,3…)，由幾何關系可知0
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