学鲁科版选修34 2.3波的干涉和衍射 作业（1）.docx

2017-2018学年度鲁科版选修3-4 2.3波的干涉和衍射 作业（1）1如图所示是两个完全相同的波源在介质中形成的波相叠加而发生的干涉的示意图，实线表示波峰，虚线表示波谷，则下列说法正确的是( )a. a点为振动加强点，经过半个周期，这一点振动仍加强b. b点为振动减弱点，经过半个周期，这一点振动加强c. c点为振动加强点，经过半个周期，这一点振动仍加强d. d点为振动减弱点，经过半个周期，这一点振动加强2在同一地点有两个静止的声源，发出声波1和声波2.在同一空间的空气中沿同一方向传播，如图所示为某时刻这两列波的图像，则下列说法中正确的是()a. 这两列波的频率相同b. 波1速度比波2速度大c. 在这两列波传播方向上，不会产生稳定的干涉现象d. 相对于同一障碍物，波1比波2发生衍射现象更明显3如图所示为水波的衍射现象，s为波源，d为挡板上的小孔宽度，相邻弧线间距为一个波长，其中符合事实的是()a. b. c. d. 4如图所示表示两列同频率相干水波在时刻的叠加情况，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，已知两列波的振幅均为1cm，波速为2m/s，波长为0.2m，下列说法正确的是a. b、d两点是振动加强点，且位移始终处于最大b. a、c点是振动减弱点c. b、d两点在该时刻的竖直高度差为2cmd. t=0.025s时刻a点距平衡位置2cm5如图所示，是水平面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，图中实线为波峰，虚线为波谷已知两列波的振幅均为2cm，波速均为2m/s，波长均为8cm,e点是b、d和a、c连线的交点，下列说法中正确的有（_）aa、c两处两质点是振动加强的点bb、d两处两质点是振动加强的点cb、d两处两质点的振幅都是2cmde点处质点是震动加强的点e经0.02s，b处质点通过的路程是8cm6一列简谐横波沿x轴传播，在t=0时刻的波形如图所示，质点m与质点n相距2m；此时m点速度沿，轴负方向，在t=0.3s时，质点m第一次到达正向最大位移处。关于该列简谐波，下列说法正确的是_。a.此波沿x轴负方传播b.此波的传播速度为5m/sc.此列波不能和频率为5hz的简谐横波发生干涉现象d.在t=0.4s时，质点n处在平衡位置，速度沿y 轴正方向e.从t=0时起，经过0.4s质点m沿波传播方向移动了4m7如图所示，某均匀介质中有两列简谐横波a和b同时沿x轴正方向传播足够长的时间，在t0时刻两列波的波峰正好在x0处重合，则下列说法中正确的是_at0时刻x0处质点的振动位移为20 cmb两列波的频率之比为fafb53ct0时刻一定存在振动位移为30 cm的质点dt0时刻x轴正半轴上到原点最近的另一波峰重合处的横坐标为x7.5 met0时刻x轴正半轴上到原点最近的波谷重合处的横坐标为x7.5 m8如图所示为一沿x轴传播的筒谐横波在t=0时刻的波形图，图中p质点从此时刻开始的振动方程为y=5cos5t+23cm，则下列说法正确的是_a这列筒谐横波沿x轴负方向传播b这列简谐横波的传播速度为10m/sc再过0.05s，质点p到达波谷d再过0.05s，质点p沿x轴传播了1me该波遇到宽度为10cm的狭缝时，可以发生明显的衍射现象9甲、乙两列简谐横波波速均为v = 2 m/s，甲沿x轴负方向传播，乙沿x轴正方向传播，某时刻波的图象分别如图甲、乙所示，其中p、q处的质点均处于波峰，关于这两列波，下列说法正确的是_。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个 得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分） a甲波中的m处质点比p处质点先回到平衡位置b从图示的时刻开始，p处质点与q处质点同时回到平衡位置c从图示的时刻开始，经过1.0 s，p质点沿x轴负方向通过的位移为2 md从图示的时刻开始，经过1.0 s，m质点通过的路程为20 cme如果这两列波相遇不可能形成稳定的干涉图样10如图所示，实线表示两个相干波源s1、s2发出的波峰位置，设波的周期为t，波长为，波的传播速度为v，下列说法正确的是_（选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分，没选错一个扣3分，最低得分为0）a图中的a点为振动减弱点的位置 b图中的b点为振动加强点的位置 c从图中时刻开始，波源sl的波峰传播到a、b位置的最短时间均为t/2dv=te波源s1的波经过干涉之后波的性质完全改变11如图甲所示，在某介质中建立坐标系，波源a、b坐标为(0，0)和(20m，0)，t=0时两者开始上下振动，a只振动了半个周期，b连续振动，所形成的波传播速度都为v=1.0m/s，开始阶段两波源的振动图象如图乙所示(取向上为正方向)，求：(1)在坐标为(1m，0)的c质点，在t=0到t=22s内所经过的路程；(2)在坐标为(10.7m，0)的d质点在t=10.8s时相对于平衡位置的位移。12a、b两列简谐横波分别沿x轴正、负方向传播，t=0时，波恰好传到4m、6m处。t1=0.5s时，波a驱动x=0m的质点运动到波谷。已知两列波的周期相同，且介于0.3s与0.5s之间，求：(i)波a的传播速度；(ii)波a与b相遇后，x=5m处质点的振幅和t2=2.0s时的位移。13如图(a)平静的水面有两个波源s1和s2，软木塞静止在液面上的p点，与两波源的水平距离分别为x1=0.475m和x2=0.375m。s1和s2均在r=0时刻开始振动，它们做简谐运动的图象分别如图(b)、(c)所示，设竖直向上为正方向，两列波在水面传播速度大小相等，当t=0.75s时软木塞开f始振动。求 (i)波速v和波长(ii)t=5s时软木塞的位移。(保留三位有效数字)试卷第3页，总4页本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。参考答案1ac【解析】a、c连线所在区域为振动加强区域，经过任意时间，该区域仍然是振动加强区域，选项a、c正确；b、d连线所在区域为振动减弱区域，经过任意时间，该区域仍然是振动减弱区域，选项b、d错误。故选ac2cd【解析】由图读出声波1和声波2波长之比1：2=2：1，由v=f得到两波频率之比f1：f2=1：2，故a错误；两列声波在同一空间的空气中沿同一方向传播，波速相同，故b正确；由于两列波的频率不同，不会产生稳定的干涉现象，故c正确；声波1的波长较长，相对于同一障碍物，波1比波2发生衍射现象更明显，故d正确。所以cd正确，ab错误。3bc【解析】水波发生衍射现象，由于频率不变，则周期也不变，因绕过阻碍物继续向前传播的现象叫波的衍射，由于波速不变，则波长也不变，因振动能量的减弱，导致振幅减小，故bc正确，ad错误。4b【解析】b点是波峰与波峰，d点是波谷与波谷叠加点，都为振动加强点，振幅最大，但位移时大时小。故a错误。点a和点c均为波峰与波谷叠加，为振动减弱点，故b正确；d点在该时刻波峰与波峰叠加，振动加强，偏离平衡位置的位移为2cm，b点在该时刻波谷与波谷叠加，振动加强，偏离平衡位置的位移为-2cm，则d、b两点在该时刻的竖直高度差为4cm；故c错误。波传播的周期t=v=0.22s=0.1s，再经过t=0.025s时，即为1/4个周期，a点是波峰与波谷相遇，所以离开平衡位置的位移大小为0故d错误。故选b。的：波的叠加满足矢量法则，当振动情况相同则相加，振动情况相反时则相减，且两列波互不干扰例如当该波的波峰与波峰相遇时，此处相对平衡位置的位移为振幅的二倍；当波峰与波谷相遇时此处的位移为零5bde【解析】a、b项：若某质点是两波峰或两波谷相遇，则振动为加强，且振幅是两列波各自引起的振幅之和(a 1 +a 2 )；若为一波的波峰与另一波的波谷相遇，则振动减弱，且振幅为|a 1 -a 2 |。对照图示，a、c振动减弱，b、d振动加强，故a错误，b正确；c项：b、d振动加强，振幅为两列波各自引起的振幅之和(a 1 +a 2 )=4cm，故c错误；d项：对e处情况的判断可用波形图法。画d、b间的波形如图所示再经过t4后，两列波波峰同时到该处，故e点亦为振动加强的点，故d正确；e项：由v=f，得f=v=25hz，此为单列波的频率，也是b的振动频率，故质点b在0.02 s内通过的路程s b =0.022544 cm=8 cm。故e正确。6acd【解析】因t=0时刻质点m的速度沿y轴负方向，根据“上下坡法”可知波沿x轴负方向传播，选项a正确；由题意知=4m，t=0.4s，则波速v=t=40.4m/s=10m/s，选项b错误；此波的频率为f=1/t=2.5hz，则此列波的不能和频率为5hz的简谐横波发生干涉现象，选项c正确；在t=0.4s=t时，质点n仍处在平衡位置，速度沿y轴正方向，选项d正确；简谐横波沿x轴负方向传播，质点m在平衡位置附近振动，并不迁移，选项e错误；故选acd. 点睛：本题考查机械波的波长、周期和波速的计算，以及质点的振动情况，注意质点只在自己的平衡位置附近振动，不会随波迁移7bce【解析】两列波叠加，t=0时刻x=0处质点的振动位移为两列波振幅之和，为40cm，a错误；根据波形图，a波的波长为3m，b波的波长为5m，两列波在同一介质中传播，波速相同，由=vf可知两列波的频率之比为fa:fb=b:a=5:3，b正确；由于质点的振动位移等于同一时刻同一质点分别在两列波中振动位移的和，所以t=0时刻一定存在振动位移为30cm的质点，c正确；两列波波长最简整数比为35，3和5的最小公倍数是15，所以t=0时刻x轴正半轴到原点最近的另一波峰重合处的横坐标为x=5a=15m，d错误；t=0时刻x轴正半轴到原点最近的波谷重合处的横坐标为x=7.5m，e正确8abe【解析】a、由表达式y=5cos(5t+23)cm，可知t=0时刻质点p沿y轴负方向运动，故结合波形平移可得波的波形向左平移，即该波的传播方向沿x轴负方向，故a正确； b、由图读出波长为=4m，由y=5cos(5t+23)cm可知=5rad/s，则周期为：t=2=0.4s，则波速为：v=t=40.4m/s=10m/s，故b正确；c、再过0.05s，y=5cos(50.05+23)cm=5cos1112，质点p没到达波谷，故c错误；d、质点在平衡位置附近做简谐运动，不随波迁移，故d错误；e、发生明显衍射的条件是波长与障碍物尺寸相差不大，或者比障碍物尺寸大，该波波长为4m，该波在传播的过程中，由于波长比障碍物尺寸大，故能够发生明显的衍射，故e正确；故选abe。9ade【解析】甲沿x轴负方向传播，则甲波中的m处质点沿y轴负方向振动，比p处质点先回到平衡位置，选项a正确；因甲乙两波的波长不同，虽然传播速度相同，但是周期不同，则从图示的时刻开始，p处质点与q处质点回到平衡位置的时间不同，选项b错误；甲简谐横波沿x轴负方向传播，介质中质点只在各自平衡位置附近上下振动，不沿x轴负方向移动，故c错误。甲波的周期t甲=甲v=42s=2s，则t=1.0s=0.5t，则从图示的时刻开始，经过1.0 s，m质点通过的路程为2a=20 cm，选项d正确；，乙波的周期t乙=乙v=82s=4s，周期不同，两波频率不同，不能产生稳定的干涉，选项e正确；故选ade. 点睛：波的基本特点是波传播的是振动形式和能量，而质点不随波迁移，只在各自的平衡位置附近振动要熟练进行质点振动方向和波的传播方向关系的判断10abc【解析】a、由图可以知道，a质点是波峰与波谷相遇，为振动减弱点的位置，故a正确；b、b点到两波源的距离相等，是波峰与波峰相遇处、波谷与波谷相遇处，为振动加强点的位置，故b正确；c、波在同一均匀介质中是匀速传播的，从图中时刻，波源s1的波峰到a、b平衡位置的距离都是半个波长，所以波源s1的波峰传播到a、b位置的最短时间均为t/2，故c正确；d、波速公式为v=t，故d错误；e、源s1的波经过干涉之后波的性质不变，故e错误；故选abc。11（1）128cm （2）24cm【解析】（1）a波经过质点c时振动的路程为s1=24cm=8cm b波传播到c的时间为t=xv=191=19s 所以b波在c点的振动路程为s2=620cm=120cm 所以 s=s1+s2=128cm （2）a波传播到d点用时为ta=xdv=10.71=10.7s 在经过0.1s到达质点到达波峰b波传播到d点用时为tb=xbdv=9.31=9.3s 再经过10.89.3=1.5s 质点d也到达波峰的位置，故d点的位移为24cm点睛：在波的叠加问题中，可以先单独计算波在某一点传播引起的振动，然后把两列波各自引起的振动叠加即可12(i)10m/s(ii)2cm；-2cm【解析】（i）波a使得x=0m的质点运动到波谷，运动时间：t1=(n+14)t由于0.3st0.5s，故n=1，此时t=0.4s，v=t=10m/s（ii）波a与b相遇后发生干涉，x=5m处质点振动减弱，其振幅为a：a=abaa=2cm波从4m处传到5m处的时间为t：t=xv=0.1st2t时间内5m处质点振动时间为t：t=t2t=(4+34)t设5m处质点的位移为x：x=aaab=2cm13(1)