人教版选修34 波的干涉和衍射 第1课时 作业.docx

12.4 波的干涉和衍射 同步练习（人教版选修3-4）1下列关于波的叠加的说法中，正确的是()a两列波相遇后，振幅小的波振动减弱，振幅大的波振动得以加强b两列波相遇后，两列波的振动情况与相遇前完全相同c在两列波相遇区域，任一点的总位移等于两列波分别引起的位移的矢量和d几个人在同一房间说话，相互间听得清楚，这说明声波相遇时互不干扰解析：波是一种特殊的运动形式，波的传播具有独立性，不会受外来干扰而改变自己的运动状态两列波相遇以后，仍像相遇前一样，各自保持原有的波形，继续向前传播，只有在两列波重叠的区域里，介质中任一质点的实际位移等于两列波分别引起位移的矢量和答案：bcd2波源在绳的左端发出半个波，频率f1，振幅a1；同时另一波源在绳右端发出半个波，频率f2(f2f1)，振幅a2，p为两个波源的中点，如图1所示，下列说法错误的是()图1a两列波同时到达p点b两列波相遇时p点波峰值可达到a1a2c两列波相遇再分开后，各自保持原波形传播d因频率不同，这两列波相遇不能叠加解析：在同一绳上的两个半波，传播速度相同，由于p为两个波源的中点，则两列波同时到达p点，即a选项正确由于波长不同，两个波峰到p点的距离不同，不可能同时到达p点，即p点的波峰值不可能达到a1a2，故b选项错误只要相遇一定会叠加，所以d选项错误答案：bd3如图2所示，s1，s2是振动情况完全相同的两个机械波波源，振幅为a.a，b，c三点分别位于s1，s2连线的中垂线上，且abbc，某时刻a是两列波的波峰相遇点，c是两列波的波谷相遇点，则()图2aa处质点的位移始终为2abc处质点的位移始终为2acb处质点的振幅为2adc处质点的振幅为2a解析：因为a，b，c三点在s1，s2连线的中垂线上，而中垂线上各点到s1，s2的波程差为0，故均为振动加强点答案：cd4.在坐标原点的波源s产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v40 m/s，已知t0时，波刚好传播到x40 m处，如图3所示在x800 m处有一接收器(图中未画出)，则下列说法正确的是()图3a波源s开始振动时方向沿y轴正方向b该波的波长为20 m，周期为0.5 scx400 m处的质点在t9.375 s处于波峰位置d若波源s向x轴负方向运动，则接收器接收到的波的频率将小于2 hz解析：由上下坡法可知，波源s开始振动时的方向沿y轴负方向，波长为20 m，波速v40 m/s，周期为0.5 s，经过t9.375 s，波到达x375 m40 m415 m处，x400 m处的质点此时处于波谷波源远离接收器，接收到的频率变小答案：bd5.由两个完全相同的波源s1与s2发出的两列波在某时刻的情况如图4所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，下列说法正确的是()图4a处于波谷与波谷相遇处质点振动一定最弱b处于波峰与波峰相遇处的质点振动一定最强c振动最强质点的位移始终最大，大小为每一列波振幅的2倍d振动最弱的质点除了该时刻处于波峰与波谷的交点外，没有其他质点解析：波谷与波谷相遇，波峰与波峰相遇质点振动一定最强，振动最强的质点仍然在振动，位移也会为零；其他振动减弱的点可能处于它振动的波峰也可能处于它振动的波谷答案：b6两个振动情况完全一样的波源s1、s2相距6 m，它们在空间产生的干涉图样如图5所示，图中实线表示振动加强的区域，虚线表示振动减弱的区域，下列说法正确的是()图5a两波源的振动频率一定不相同b虚线一定是波谷与波谷相遇处c两列波的波长都为2 md两列波的波长都为1 m解析：只有两列频率相同的波相遇，才能产生干涉现象，a错；波谷与波谷相遇点为加强点，而图中虚线为振动减弱区域，b错；如图5所示的该时刻相邻两实线间为，由此可知36 m，即2 m，c正确，d错误答案：c7.如图6所示，在一条直线上两个振源a、b相距6 m，振动频率相等t00时刻a、b开始振动，且都只振动一个周期，振幅相等，振动图象a为图7(甲)，b为图7(乙)若a向右传播的波与b向左传播的波在t10.3 s时相遇，则()图6图7a两列波在a、b间的传播速度大小均为10 m/sb两列波的波长都是4 mc在两列波相遇过程中，中点c为振动加强点dt20.7 s时刻b点经过平衡位置且振动方向向下解析：同一介质中传播速度相同，经0.3 s传播3 m，波速为10 m/s，周期为0.2 s，波长为2 m，c到a、b的路程差为零，为振动加强点，经0.7 s a处的波传播7 m，b点正好经过平衡位置且振动方向向下答案：acd8如图8所示，一小型渔港的防波堤两端mn相距约60 m，在防波堤后a、b两处有两个小船进港躲避风浪某次海啸引起的波浪沿垂直于防波堤的方向向防波堤传播，下列说法中正确的有()图8a假设波浪的波长约为10 m，则a、b两处小船基本上不受波浪影响b假设波浪的波长约为10 m，则a、b两处小船明显受到波浪影响c假设波浪的波长约为50 m，则a、b两处小船基本上不受波浪影响d假设波浪的波长约为50 m，则a、b两处小船明显受到波浪影响解析：a、b处小船发生明显的影响是因为水波发生明显的衍射，波浪能传播到a、b处的结果，由于当障碍物或缝隙的尺寸比波长小或跟波长差不多的时候，会发生明显的衍射现象答案：ad9如图9所示，两列简谐波均沿x轴传播，传播速度的大小相等，其中一列沿x轴正方向传播(图中实线所示)，一列沿x轴负方向传播(图中虚线所示)这两列波的频率相同，振动方向均沿y轴，则图中x1,2,3,4,5,6,7,8各点中振幅最大的是x_的点，振幅最小的是x_的点图9解析：由题可知，这两列波的频率相同，振动方向均沿y轴，故为相干波，在同一种均匀的介质中相遇时必产生干涉设p，q分别为两列波的波源，在图示时刻均沿y轴正向向上振动，则1,2,3,4,5,6,7,8到两个相干波源p，q的路程差分别为(设波长为)：点1或点7：s1s7点2或点6：s2s6点3或点5：s3s5点4：s40点8：s8根据两列相干波干涉时加强和减弱的条件知：点4和点8位置的合振动振幅最大，点2和点6位置的合振动振幅最小答案：4,82,610如图10所示，两个完全相同的声源相距l，一个声音接收器从它们连线的正中央开始，逐渐向其中一个声源移动，当移动距离等于d时，接收器第一次收不到声响，则这两个声源所发声波的波长为_图10解析：在正中央a点，由于距两个声源距离相等，即路程差等于0，两列波在此点的步调总是相同的，所以，这点的振动是加强的当移动距离d时，接收器第一次收不到声响，必然是该点到两个声源的路程差等于，两列波在此点的步调总是相反的，质点振动的振幅等于0，所以接收不到声响如图10所示：s1bs2b2d，4d.答案：4d11如图11所示，在半径为45 m的圆形跑道的p点和圆心q点各有一个相同的扬声器，发出波长是10 m的完全相同的声波一个人从直径ph的h点出发，沿逆时针方向绕圆周走一圈，则他离开h点后，到达p点前共听到几次最弱的声音？图11解析：根据波的叠加原理，两个相干波源到空间某点的路程差sn时，该点振动加强；s时，该点振动减弱，由此可确定圆周上声音强弱的点数如图12所示，当路程差spaqa(n0，1，2，)时，声振动最弱，即pa45.因为0pa90，所以5n4，故n0，1，2，3，4.图12答案：9次13.关于波的干涉和衍射现象，下列说法中正确的是()a一切种类的波都能产生干涉和衍射现象b波只要遇到障碍物就能够发生明显的衍射现象c在干涉现象中在振动加强区域的质点总是处于波峰或总是处于波谷d发生干涉现象的两列波频率必然相同答案：ad14.如图12412所示是观察水面波衍射的实验装置，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)之间距离表示一个波长，则对于波经过孔之后的传播情况，下列描述中正确的是() 图12412a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如果将孔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，能更明显地观察到衍射现象 解析：选abc.从题图可以看出，孔ab尺寸与波长差不多，衍射现象的明显程度与波长及障碍物线度有关：当两者较接近或波长大于障碍物线度时，衍射现象明显，否则不明显，故选项a、c正确由知，v不变，f增大，则减小，故选项d错既然衍射是指“波绕过障碍物而传播的现象”，那么经过孔后的波长自然不变，故选项b是正确的15两列波叠加时，关于介质中的任一质点的振动，下列说法正确的是()a它的周期一定是两分振动周期之和b它的频率一定是两分振动频率之和c它的振幅一定是两分振动振幅之和d它的位移一定是两分振动位移之和解析：选d.两列波叠加时，振动的周期和频率不一定等于两者之和例如频率相同的两列波叠加，某点的振动频率可能等于每列波的频率，也可能不振动，a、b不对某点的振幅可能等于两列波的振幅之和，也可能等于两列波的振幅之差但位移一定是两分振动的位移之和，d正确16两列沿相反方向传播的、振幅和波长都相同的半波如图12415甲所示，在相遇的某一时刻如图乙所示，两列波“消失”，此时图中a、b质点的振动方向是() 图12415aa向上，b向下ba、b都静止ca向下，b向上 da、b都向上解析：选c.由波的叠加原理知，波在相遇后互不影响地相互通过，通过后各自保持原有的状态继续传播在图乙所对应的时刻，a的振动是由左行波引起的，b的振动是由右行波引起的，根据波的传播方向和质点的振动方向之间的关系可以判定选项c是正确的17两列波在同一种介质中传播时发生了干涉现象，则()a在振动加强区域，介质质点的位移总是比振动减弱区域介质质点的位移大b振动加强区域，介质质点的振幅总比振动减弱区域介质质点的振幅大c振动加强区域，介质质点的位移随时间做周期性变化d振动加强区域，介质质点的振幅随时间做周期性变化解析：选bc.振动加强区域，各质点的位移随时间做周期性变化，它的位移某时刻可能为零，也不一定比振动减弱区域的质点的位移大，故a错误，c正确振幅是质点振动的最大位移，故b正确，d错误18.如图12416所示，s1、s2是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷关于图中所标的a、b、c、d四点(d点与b点在同一条直线上)，下列说法中正确的有() 图12416a该时刻a质点振动最弱，b、c质点振动最强，d质点振动既不是最强也不是最弱b该时刻a质点振动最弱，b、c、d质点振动最强ca质点振动始终是最弱的，b、c、d质点的振动始终是最强的d再过后的时刻a、b、c三个质点都将处于各自的平衡位置，因此振动最弱解析：选bc.该时刻a质点振动最弱，b、c质点振动最强，这不难理解但是d既不是波峰和波峰叠加，又不是波谷和波谷叠加，如何判定其振动强弱？这就要用到充要条件：“到两波源的路程之差是波长的整数倍时振动最强”，从图中可以看出，d是s1、s2连线的中垂线上的一点，到s1、s2的距离相等，所以必然为振动加强点描述振动强弱的物理量是振幅，而振幅不是位移每个质点在振动过程中的位移是在不断改变的，但振幅是保持不变的，所以振动最强的点无论处于波峰还是波谷，振动始终是最强的本题应选b、c.19如图12417所示，在均匀介质中s1和s2是同时起振(起振方向相同)、频率相同的两个机械波源，它们发出的简谐波相向传播在介质中s1和s2平衡位置的连线上有a、b、c三点，已知s1aabbccs2/2(为波长)，则下列说法中正确的是() 图12417ab点的振动总是最强，a、c两点的振动总是最弱bb点的振动总是最弱，a、c两点的振动总是最强ca、b、c三点的振动都总是最强da、b、c三点的振动都是有时最强有时最弱解析：选c.由于|as1as2|cs1cs2|，故a、c两点为振动加强点，|bs1bs2|0，b点也是振动