学鲁科版选修34 2.3波的干涉和衍射 作业（3）.docx

2017-2018学年度鲁科版选修3-4 2.3波的干涉和衍射 作业（3）1波速均为v=2m/s的甲乙两列简谐横波，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1.0s，p质点沿x轴负方向通过的位移为2md.从图示的时刻开始，经过1.0s，m质点沿通过的路程为20cme.如果这两列波相遇不可能形成稳定的干涉图样2下列说法不正确的是 a. 由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是绿光.b. 光的双缝干涉实验中，在光屏上的某一位置会时而出现明条纹时而出现暗条纹c. 泊松亮斑支持了光的波动说d. 均匀变化的磁场产生均匀变化的电场向外传播就形成了电磁波e. 只有横波才能产生干涉现象.3一列简谐横波沿x轴传播，t0时的波形如图所示，质点a与质点b相距1m，a点速度沿y轴正方向；t0.02s时，质点a第一次到达正向最大位移处，由此可知_。a. 此波沿x轴负方向传播b. 此波的传播速度为25m/sc. 从t0时起，经过0.04s，质点a沿波传播方向迁移了1md. 在t0.04s时，质点b处在平衡位置，速度沿y轴正方向e. 能与该波发生干涉的横波的频率一定为25hz4如右图为一列简谐横波的波形图，其中虚线是t1=0.01s时的波形，实线是t2=0.02s时的波形，已知t2t1=t/4。关于这列波，下列说法中正确的是a. 该波的传播速度可能是600m/sb. 从t1时刻开始，经0.1s质点p通过的路程为0.8mc. 若该波波源从0点沿x轴正向运动，则在x=200m处的观测者接收到的波的频率将大于25hzd. 遇到宽约3m的障碍物时，该波能发生明显的衍射现象5如图所示，s为波源，m、n为两块挡板，其中m板固定，n板可上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得a点没有振动，为了使a点能发生振动，可采用的方法是()a. 增大波源的频率b. 减小波源的频率c. 移动n使狭缝的距离减小d. 移动n使狭缝的距离增大6某简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0时刻恰好传播到x=2m处的b点，t=0.3s，x=0.5m的质点a恰好第二次位于平衡位置，质点p位于x=5m处，下列说法正确的是（ ）a. 该波的波速为v=2.5m/sb. t=1.2s时质点p的路程是0.12mc. 与该波发生干涉的另一简谐波的频率是2.5hzd. 质点p第三次到达波峰的时间是1.5s7如图是观察水面波衍射的实验装置，ab和cd是两块挡板，bc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. 挡板前后波纹间距相等c. 如果将孔bc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，能更明显观察到衍射现象8关于波的衍射，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. 孔越大，则衍射现象越明显d. 当障碍物的尺寸与波长差不多时，会发生明显的衍射现象9“隔墙有耳”说明声波可以绕过障碍物，这是声波在传播过程中发生了（ ）a. 反射 b. 折射 c. 干涉 d. 衍射10关于波的叠加和干涉，下列说法中正确的是()a. 两列频率不相同的波相遇时，因为没有稳定的干涉图样，所以波没有叠加b. 两列频率相同的波相遇时，振动加强的点只是波峰与波峰相遇的点c. 两列频率相同的波相遇时，如果介质中的某点振动是加强的，某时刻该质点的位移可能是零d. 两列频率相同的波相遇时，振动加强的质点的位移总是比振动减弱的质点的位移大11有频率相同、振动方向相同的两个声源s1和s2，如图所示一人站在声源北方的a点，此人此时听到的声音很响，这个人向东慢慢移动，声音逐渐减弱，到b点时几乎听不到声音，测得a、b间距离为1.5m则：s1、s2声波的波长为多少？若此人由b点再向正南方向移动，声音逐渐变响，那么，此人沿正南方向至少走多远，声音又变得很响？12一列简谐横波，某时刻的波形图象如图甲所示，从该时刻开始计时，波上a质点的振动图象如图乙所示，求：(1)若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则该波所遇到的波的频率为多少？(2)若该波能发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物尺寸有什么要求？(3)从该时刻起，再经过t=0. 4s，p质点的位移、通过的路程和波传播的距离分别为多少？(4)若t=0时振动刚刚传到a点，从该时刻起再经多长时间坐标为45m的质点（未画出）第二次位于波峰？13物理选修3-4（1）如图甲所示，在水平面内，有三个质点a、b、c分别位于直角三角形的三个顶点上，已知ab6 m，ac8 m在t10时刻a、b同时开始振动，振动图象均如图乙所示，所形成的机械波在水平面内传播，在t24 s时c点开始振动，则_ac点的振动频率先是与a点相同，两列波相遇后c点的振动频率增大b该机械波的传播速度大小为2 m/sc该列波的波长是2 md两列波相遇后，c点振动加强e两列波相遇后，c点振动先加强后减弱（2）一湖面上有一伸向水面的混凝土观景台，如图所示是截面图，观景台下表面恰好和水面相平，a为观景台右侧面在湖底的投影，水深h=4m在距观景台右侧面x=4m处有一可沿竖直方向移动的单色点光源s，现该光源从距水面高3m处向下移动到接近水面的过程中，观景台水下被照亮的最远距离为ac，最近距离为ab，若ab=3m，求：（）水的折射率n_； （）光能照亮的最远距离ac（计算结果可以保留根号）_14如图所示，在某一均匀介质中，a、b是振动情况完全相同的两个波源，其简谐运动表达式均为x=0.1sin（20t）m介质中p点与a、b两波源间的距离分别为4m和5m，两波源形成的简谐横波分别沿ap、bp方向传播，波速都是10m/s。（1）简谐横波的波长为_。（2）p点的振动_（填“加强”或“减弱”）。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1ade【解析】据图象可知两列波的波长分别为：4m和8m,据波速公式v=t得：两列波的周期分别为2s和4s.ab、由于从最大位移到平衡位置需要t/4，所以甲波p处的质点先回到平衡位置，故a正确，b错误；c. p质点只在平衡位置上下振动，并不沿x轴负方向运动，故c错误；d甲波经过1s，即半个周期，m点通过的路程为2倍振幅，等于20cm，故d正确；e由于两列波的周期不同，据产生稳定干涉的条件可知，两波的频率不同，所以这两列波相遇不可能出现稳定的干涉图样，故e正确。故选：ade.2bde【解析】红光的折射率小于绿光的折射率，根据临界角公式sinc=1n分析得知，红光全反射的临界角比绿光的大，不断增大入射角时水面上首先消失的是绿光，故a正确光的双缝实验中，在光屏上明条纹和暗条纹的位置是确定不变的故b错误泊松亮斑支持了光的波动说，选项c正确；根据麦克斯韦理论可知，均匀变化的电场产生稳定的磁场，不能再产生电场，不能形成电磁波故d错误横波和纵波都能产生干涉现象，选项e错误；此题选择不正确的选项，故选bde.3abd【解析】质点a点速度沿y轴正方向，结合平移法可知波沿x轴负方向传播故a正确由题结合图可知，=2m，经过0.02s=14t质点a到达波峰，所以t=0.08s，则波速v=t25m/s故b正确简谐横波沿x轴传播，质点a沿波传播方向并不迁移故c错误t=0时刻质点b在平衡位置向下振动，则在t0.04s=12t时，质点b处在平衡位置，速度沿y轴正方向，选项d正确；该波的周期为0.08s，所以频率：f=1t10.0812.5hz，所以能与该波发生干涉的横波的频率一定为12.5hz故e错误；故选abd.视频4cd【解析】由图读出这列波的波长为=8m，周期t=（0.02-0.01）4=0.04s，所以波速为：v=t=80.04=200m/s，故a错误；由图读出这列波的振幅a=10cm，t=0.1s=2.5t，所以p通过的路程为：s=4a2.5=1m，故b错误；该波的频率为f=1t=25hz若该波波源从0点沿x轴正向运动，则在x=200m处接收到的波的频率将增大，即频率大于25hz故c正确该波的波长为8m，若该波传播中遇到宽约3m的障碍物能发生明显的衍射现象故d正确故选cd5bc【解析】要使a点发生振动，即在狭缝处要产生明显的衍射，因此可增大波长或减小狭缝宽度，由vf得可减小波源频率，故bc正确，ad错误；故选bc6bc【解析】根据t=0.3s时质点a恰好第二次位于平衡位置知，34t=0.3s，得t=0.4s，则该波的波速为v=t=5m/s，频率f=1t=2.5hz，根据发生干涉的条件知，与该波发生干涉的另一简谐波的频率一定是2.5hz，a错误，c正确；经过t=5m2mv=0.6s，质点p开始振动，因此t=1.2s时质点p振动了0.6s即1.5t，其路程为s=1.54a=12cm=0.12m，b正确；质点p第一次到达波峰的时间是t=5m0.5mv=0.9s，则第3次到达波峰的时间是1.7s，d错误；故选bc.7abc【解析】a、当孔、缝的宽度与波长差不多或者比波长还小时，就能够发生明显的衍射现象，故a正确；b、由于同一列波的频率不变，而衍射前后波速相同，故衍射前后波长相同，故b正确；c、如果将孔bc扩大，有可能造成孔的宽度大于波的波长，而只有当孔、缝的宽度与波长差不多或者比波长还小时，才能够发生明显的衍射现象，故c正确；d、由于介质不变，故孔扩大前后水波的波速相同，而波的频率增大后，则波的波长变短，而孔缝的宽度不变时，波长越小，衍射越不明显，故d错误。点睛：当孔、缝的宽度与波长差不多或者比波长还小时，就能够发生明显的衍射现象，这是发生明显衍射的条件，所以孔缝的宽度不变时，波长越小，衍射越不明显；由于同一列波的频率不变，而衍射前后波速相同，故衍射前后波长相同。8d【解析】波发生明显衍射的条件是：孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或者比波长更小；如果孔、缝的宽度或障碍物的尺寸，比波长大得多时，就不能发生明显的衍射现象，故d正确，abc错误故选d点睛：考查明显的衍射现象条件：必须是波长比阻碍物尺寸大得多或相差不大因此只有真正理解了各种物理现象的实质才能顺利解决各类题目9d【解析】隔墙有耳说明声波可以绕过障碍物传播，即它可以发生衍射，故d正确10c【解析】根据波的叠加原理，只要两列波相遇就会叠加，所以选项a错误两列频率相同的波相遇时，振动加强的点是波峰与波峰、波谷与波谷相遇，所以b选项错振动加强的点仅是振幅加大，但仍在平衡位置附近振动，也一定有位移为零的时刻，所以选项c正确，d错误故选c.112 m；2.75 m 【解析】依题意，a在s1s2的中垂线上，s1a=s2a，此点为声波叠加振动加强处，走到b点几乎听不到声音，b点是声波叠加振动减弱处，则s1b-s2b= 由几何关系s1b=5m，=2m设人沿bs2走到c点，振动又一次加强s1c-s2c=2m，s2c2=（s2c+2）2-s1s22得s2c=1.25m，bc=bs2-s2c=（4-1.25）m=2.75m12(1)f= 1.25hz (2)当障碍物的尺寸小于或等于20m时能够发生明显的衍射现象 (3)位移为0,路程为4m，距离为10m (4)t=1.8s【解析】（1）由振动图象可以看出，此波的周期为t=0.8s，所以频率为=1.25hz因为发生稳定干涉的条件是两列波的频率相等，所以另一列波的频率为1.25hz ； （2）由波动图象可以看出，此波的波长为20m，当障碍物的尺寸小于或等于20m时能够发生明显的衍射现象； （3）因为t=0.4s=，故经0.4sp质点回到平衡位置，位移为0，质点p通过的路程为2a=4m； 在时间内波传播的距离为=10m （4）由a点t=0时刻向上振动知，波沿x轴正方向传播 波速v=m/s =25m/s x=45m处的质点第一次到达波峰的时间 此质点第二次位于波峰的时间t=t1+t=1s+0.8s=1.8s 13 bcd n=x32+x2abab2+h2=43 1277【解析】（）a、由于两列波在同种介质中传播，且波长相同，所以两列波的频率相同，所以产生干涉现象，两列波相遇后c点的振动频率不变，a错误； b、由于两列波的波速相同，则a处振动先到达c点，所以波速为v=act=84m/s=2m/s，b正确；c、由图知：波长为=2m，c正确；d、e、 c点到ab两点的路程差为:s=ac-ab=2m=，c点振动加强,、d正确，e错误；故选bcd。（）（i）点光源s在距水面高3m处发出的光在观景台右侧面与水面交接处折射到水里时，被照亮的距离为最近距离ab，则：由于 n=sinisin 所以：水的折射率n=x33+x2abab2+h2=43