高中物理课时跟踪检测九波的衍射和干涉新人教版选修3_4

课时跟踪检测（九） 波的衍射和干涉1利用发波水槽得到的水面波形如图1(a)、(b)所示，则()图1A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，图(a)是一列波的传播，显示了波的衍射现象，图(b)是两列波的传播，显示了波的干涉现象。2蝉是利用了a发出声音，某同学围绕蝉歇息的树干走了一圈，听到忽高忽低的蝉鸣声，这是由于声波的b现象，a、b组合正确的是()A蝉的嘴干涉B蝉的腹鼓干涉C蝉的翅膀共振 D蝉的嘴共振解析：选B蝉发出声音是蝉的腹鼓振动发出的，某同学围绕蝉歇息的树干走了一圈，听到忽高忽低的蝉鸣声，是声波的干涉现象，故B正确。3(多选)如图2所示，S1、S2是振动情况完全相同的两个机械波波源，a、b、c三点位于S1、S2连线的中垂线上，且abbc。某时刻a是两列波波峰的相遇点，c是两列波波谷的相遇点，则()图2Aa处质点始终处于波峰 Bc处质点始终处于波谷Cb处质点为振动加强点 Dc处质点为振动加强点解析：选CD由于a是两列波波峰的相遇点，c是两列波波谷的相遇点，所以a点和c点均为振动加强点。但是，只要a、c点有振动，位移就有变化，不能说a、c点始终在波峰或波谷，A、B错误；S1、S2传到b点的振动同步，所以b点也是振动加强点，实际上在S1、S2连线的中垂线上的任何点都是振动加强点，C、D正确。4(多选)如图3所示，S1、S2为两个振动情况完全一样的波源，两列波的波长都为，它们在介质中产生干涉现象，S1、S2在空间共形成6个振动减弱的区域(图中虚线处)，P是振动减弱区域中的一点，从图中可看出()图3AP点到两波源的距离差等于1.5BP点始终不振动CP点此时刻振动最弱，过半个周期后，振动变为最强D当一列波的波峰传到P点时，另一列波的波谷也一定传到P点解析：选ABD振动减弱点到两波源距离差等于半波长的奇数倍，根据P点所处虚线的位置可知，P点到S1、S2的距离之差为1.5，选项A正确；两波源振动情况相同，故P点振幅为零，选项B正确，选项C错误；在P点合位移为零，故其中一列波的波峰传播到P点时，另一列波的波谷一定传播到P点，选项D正确。5.波源甲、乙分别在一根水平放置的绳的左右两端，两波源发出的波在绳中的传播速度均是1 m/s，在t0时刻绳上的波形如图4中(a)所示，则根据波的叠加原理，以下叙述中正确的是()图4A当t2 s时，波形如图所示，当t4 s时，波形如图所示B当t2 s时，波形如图所示，当t4 s时，波形如图所示C当t2 s时，波形如图所示，当t4 s时，波形如图所示D当t2 s时，波形如图所示，当t4 s时，波形如图所示解析：选D由题知v1 m/s，t2 s时，两列波正好重叠，叠加各质点后位移为0，图错，图对；t4 s时，两列波已相互错开，互不影响，图正确。6用2106 Hz的超声波检查胆结石，该超声波在结石和胆汁中的波速分别为2 250 m/s和1 500 m/s，则该超声波在结石中的波长是胆汁中的_倍。用超声波检查胆结石是因为超声波的波长较短，遇到结石时_(选填“容易”或“不容易”)发生衍射。解析：由vf知，超声波在结石中的波长1，在胆汁中的波长2，则波长之比：1.5。超声波遇到结石时，其波长远小于结石的线度，则超声波遇到结石时不容易发生衍射现象。答案：1.5不容易7.图5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。图5(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在波峰，b在波谷，c在平衡位置(2)a在平衡位置，b在平衡位置，c在波峰8(1)(多选)在空气中的同一区域内，两列声波波源的振动情况如图6所示，可以肯定的是()图6Aa波源的频率为b波源频率的2倍Ba波的波长为b波波长的2倍Ca、b两列波叠加能产生稳定的干涉D通过同一狭缝，a波的衍射效果比b波明显(2)如图7所示，S是水面波的波源，x、y是挡板，S1、S2是两个狭缝(SS1SS2，狭缝的尺寸比波长小得多)，试回答以下问题：图7若闭上S1，只打开S2会看到什么现象？若S1、S2都打开，会发生什么现象？若实线和虚线分别表示波峰和波谷，那么在A、B、C、D各点中，哪些点向上振动最强，哪些点向下振动最强，哪些点振动最弱？解析：(1)由波的图像可以看出，a波的周期是b波的2倍，因为波速相等(同一介质)，由波速公式vf可知a波的波长等于b波的2倍，故A错而B正确；两列波产生稳定的干涉条件是频率必须相等，可知a、b两列波叠加不会产生稳定的干涉，C错误；波长越长，衍射现象越明显，故D选项正确。(2)只打开S2时，波源S产生的波传播到狭缝S2时，由于狭缝的尺寸比波长小，于是水面波在狭缝S2处发生衍射现象，水面波以狭缝S2处为波源向挡板另一侧传播开来。由于SS1SS2，从波源发出的水波传播到S1、S2处时它们的振动情况完全相同，当S1、S2都打开时产生相干波，它们在空间相遇时产生干涉现象，一些地方振动加强，一些地方振动减弱，加强区与减弱区相互隔开，发生明显的干涉。质点D是波峰与波峰相遇处，是该时刻向上振动最强点，质点B是波谷与波谷相遇处，是该时刻向下振动最强点，质点A、C是波峰与波谷相遇的地方，这两点振动最弱。加强和减弱是指质点振动的剧烈程度，或者说是振幅大小的差异，加强点的振幅大，减弱点的振幅小，但它们