2013-2014学年高中物理 12.4 波的衍射和干涉1精品练案(含解析) 新人教版选修3-4.doc

第十二章 机械波12.4波的衍射和干涉（一）【自主预习】1.波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫做波的_。2实验表明：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长_，或者比波长_时，才能观察到明显的衍射现象。3一切波_发生衍射。衍射是波_的现象。4.衍射现象的理解 衍射是波特有的现象，一切波都可以发生衍射。 凡能发生衍射现象的就是波。 波的衍射总是存在的，只有“明显”与“不明显”的差异。 波长较长的波容易产生明显的衍射现象。 波传到孔或障碍物时，孔或障碍物仿佛一个新波源，由它发出与原来同频率的渡在孔或障碍物后传播，就偏离了直线方向。因此，波的直线传播只是在衍射不明显时的近似。 【典型例题】【例1】下列关于波的衍射的说法正确的是 ( ) A衍射是一切波特有的现象B，对同一列波，缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多或比波长小时，衍射现象明显 C只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象 D声波容易发生衍射现象是由于声波波长较大 【例2】关于波的衍射下列说法正确的是 ( ) A衍射是一切波的特性 B波长跟孔的宽度差不多时，能发生明显的衍射现象 C波长比孔的宽度小得越多，衍射现象越不明显 D波长比孔的宽度大得越多，衍射现象越不明显 【例3】甲、乙两人分乘两只船在湖中钓鱼，两船相距24 m，有一列水波在湖面上传播，使每只船每分钟上下浮动 10次。当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有一个波峰，则此水波的波长为多少?波速为多少?若此波在传播过程中遇到一根竖立的电线杆，是否会发生明显的衍射现象?【例4】如图1242所示是观察水面波衍射现象的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹(图中曲线)之间的距离表示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下列描述中正确的是()A此时能明显观察到波的衍射现象B挡板前后波纹间距离相等C如果孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象D如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显的观察到衍射现象【例5】把M、N两块挡板中的空隙当做一个“小孔”做水波的衍射实验，出现了如图1243所示的图样，位置P处的水没有振动起来，现要使挡板左边的振动传到P处，在不改变挡板M的左右位置和P点位置的情况下，可以采用哪些办法？【课堂反馈】1以下关于波的衍射的说法中正确的是（ ）A波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象B当障碍物的尺寸比波长大得多时，衍射现象很明显C当孔的大小比波长小时，衍射现象很明显D只有当障碍物的尺寸与波长相差不多时，才会发生明显的衍射现象2 如图10.44所示，S是振源，MN是带孔的挡板，其中M固定，N可以上下移动，为了使原来不振动的A点振动起来，可采用的办法是（ ）A增大S的振动频率B减小S的振动频率CN上移DN下移【课后练习】1以下关于波的衍射说法正确的是 ( ) A波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象B当障碍物的尺寸比波长大得多时，衍射现象很明显C当孔的大小比波长小时，衍射现象很明显D只有当障碍物的尺寸与波长差不多时，才会发生明显的衍射现象2关于波的衍射现象，下列说法正确的是 ( ) A某些波在一定条件下才有衍射现象B某些波在任何情况下都有衍射现象C一切波在一定条件下都有衍射现象D一切波在任何情况下都有衍射现象3对于波长为100m的声波，下列说法正确的是( ) A在同一均匀介质中，此波比波长为20的声波传播得更快B不能被听见C当孔的大小比波长小时，衍射现象很明显D只有当障碍物的尺寸与波长差不多时，才会发生明显的衍射现象 4在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子振动的频率为5Hz，水波在水波槽中的传播速度为0.05m/s，为观察到显著的衍射现象，小孔直径应为 ( )A10cm B5mC大于1cm D小于1cm5“闻其声而不见其人”是因为一般障碍物的尺寸()A可以跟声波波长相比较，使声波发生明显衍射B比声波波长大得多，声波不能发生衍射C可以跟光波波长相比较，使光波也发生衍射D比光波波长大得多，光波不能发生明显衍射6关于波的衍射现象，下列说法中正确的是()A水波绕过障碍物而继续传播的现象，即为波的衍射现象B衍射现象是波特有的现象C一切波都能发生衍射，只不过明显与否而已D要发生明显的衍射，必须满足一定的条件7在下列四种情况中，能够使声波发生明显衍射的情况是()A声源频率为330 Hz，声速为340 m/s，障碍物尺寸为60 m60 mB声源频率为330 Hz，声速为1 500 m/s，障碍物尺寸为60 m60 mC声源频率为300 Hz，在空气中传播，障碍物尺寸为1 m1 mD声源频率为300 Hz，声速为1 500 m/s，障碍物尺寸为1 dm1 dm8关于波的衍射现象，下列说法正确的是()A当孔的尺寸比波长大时，一定不会发生衍射现象B只有孔的尺寸与波长相差不多，或者比波长还小时才会观察到明显的衍射现象C只有波才有衍射现象D以上说法均不正确9下列属于明显衍射现象的是()A隔墙有耳B池中假山前有水波，假山后无水波C河中芦苇后面没有留下无波的区域学&科&网D在大山前喊话，多次听到自己的声音10关于衍射，下列说法正确的是()A发生衍射就是波传到障碍物或孔的后面B发生衍射的同时把波源的能量传播到“衍射”区域C衍射只有波才能发生D只有孔才能发生衍射，一块挡板不可能发生波的衍射11水波通过小孔，发生了一定程度的衍射，为使衍射现象更明显，下列做法可取的是()A增大小孔尺寸 B. 减小小孔尺寸C增大水波频率 D减小水波频率12在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子振动的频率是5 Hz，水波在水波槽中的传播速度是0.05 m/s，为观察到显著的衍射现象，小孔直径d应为()A10 cm B5 mCd1 cm Dd1 cm13波长为60 m和17 m的两列声波在空气中传播时，下列叙述中正确的是()A波长60 m的声波比波长17 m的声波传播速度慢B波长60 m的声波比波长17 m的声波频率小C波长60 m的声波比波长17 m的声波易发生衍射D波长60 m的声波不能被反射14如下图所示是水波遇到小孔或障碍物后的图象，图中每两条实线间的距离约为一个波长，则其中可能出现的图象是()15如图1045所示是不同频率的水波通过相同的小孔所能到达区域的示意图， 情况中水波的频率最大； 情况中水波的频率最小例题答案：1. 答案 ：A、B、D 解析： 衍射是一切波特有的现象，所以选项A对c错；发生明显的衍射现象是有务件的，只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多或比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象，所以选项B是正确的；声波的波长在17 cm到17 m之问，一般常见的障碍物或孔的大小可与之相比，正是由于声波波长较大，声波容易发生衍射现象，所以选项D也是正确的。2. ABC3. 16m. 8/3m/s 会发生4【答案】A、B、C【解析】根据能有明显衍射现象的条件：障碍物或孔的尺寸比波长小或差不多。从图中可看出孔AB的尺寸小于一个波长，所以此时能明显地观察到波的衍射现象，A正确；因为穿过挡板小孔后的波速不变，频率相同，所以波长也相同，B正确；若将孔AB扩大，将可能不满足明显衍射现象的条件，就有可能观察不到明显的衍射现象，C正确；若将波源频率增大，由于波速不变，所以波长变小，将可能不满足明显衍射现象的条件，也有可能观察不到明显的衍射现象，D错误。5. 解析：波发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸与波长相差不多，或者比波长更小，所以要使P点振动起来，有两种方法：一是减小孔的尺寸；二是增大波的波长。N板向上移，可以减小孔的尺寸，由vf可知，水波的波速一定，减小波源的频率可以增大水波的波长。答案：N板上移，或减小波源振动的频率课后练习：5.解析：发生明显衍射现象的条件为障碍物或孔的尺寸比波长小，或与波长相差不多。由于声波波长大，能发生明显衍射现象，而光波波长太小，遇到常见物体或人，不能发生明显衍射现象，故答案为A、D。答案：A、D6. 解析：根据衍射的定义和产生明显衍射现象的条件可知，A、B、C、D都正确。答案：A、B、C、D7. 解析：由得：AC1.03 m，BD4.55 m，根据明显衍射的条件：障碍物的尺寸与波长相差不多，或比波长更小，可知，C、D正确。答案：C、D8BC当孔的尺寸比波长大时，会发生衍射现象，只不过不明显只有当孔、缝或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才会发生明显衍射现象，切不可把此条件用来判断波是否发生了衍射现象9AC10ABC波在发生衍射时，其衍射区域的质点振动，因此具有能量小孔或障碍物只要满足条件都能发生明显的衍射现象，D不正确11BD根据发生明显衍射的条件，可知本题中要使现象更明显，可采取：减小小孔直径或增大水波波长，或同时减小小孔直径、增大水波波长，所以选项B正确，A错误；改变频率表面看对现象好像没影响，但情景中是水波，介质已确定，由vf知：若f改变了，也会改变，就会影响衍射发生的明显程度，因此欲增大波长，必