2019_2020学年高中物理第十二章机械波第4节波的衍射和干涉练习含解析新人教版选修3.doc

波的衍射和干涉A组素养达标1关于波的衍射现象，下列说法中正确的是()A某些波在一定条件下才有衍射现象B不是所有的波在任何情况下都有衍射现象C一切波在一定条件下才有衍射现象D一切波在任何情况下都有衍射现象解析：衍射现象是波在传播过程中所特有的特征，没有条件，故一切波在任何情况下都有衍射现象，只是有的明显，有的不明显，故D正确答案：D2关于波的干涉，下列说法正确的是()A只有横波才能发生干涉，纵波不能发生干涉B只要是两列以上的波，在相遇的区域内都能产生稳定的干涉C能产生稳定的干涉现象的波频率一定相同D干涉是机械波特有的现象解析：干涉是波特有的性质，任何波只要满足相干条件都能产生干涉现象答案：C3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，介质中振动加强的质点在某时刻的位移可能是零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解析：两列波相遇时一定叠加，没有条件，A错误；振动加强是指振幅增大，而不只是波峰与波峰相遇，B错误；加强点(减弱点)的振幅增大(减小)，质点仍然在自己的平衡位置两侧振动，故某时刻的位移可以是振幅范围内的任何值，C正确，D错误答案：C4两列沿相反方向传播的、振幅和波长都相同的半波(如图甲)，在相遇的某一时刻(如图乙)两列波“消失”，此时图中a、b质点的振动方向是()Aa向上，b向下Ba向下，b向上Ca、b都静止 Da、b都向上 解析：a、b质点的振动方向是两列波振动的叠加，根据波的传播方向和波形图，可判知质点的振动方向，选项B正确答案：B5(多选)当两列水波发生干涉时，如果两列波的波峰在P点相遇，下列说法正确的是()A质点P的振动有时是减弱的B质点P的振动始终是加强的C质点P的振幅最大D质点P的位移始终最大解析：P点是两列波的波峰的相遇点，故其振动始终是加强的，A错误，B正确；质点P处于振动加强区，振幅最大，C正确；对于某一个振动的质点，位移是会随时间变化的，D错误答案：BC6小河中有一个实心桥墩P，A为靠近桥墩浮在水面上的一片树叶，俯视图如图所示，小河水面平静现在S处以某一频率拍打水面，要使形成的水波能带动树叶A振动起来，可以采用的方法是()A提高拍打水面的频率B降低拍打水面的频率C无论怎样拍打，A都不会振动起来D无需拍打，A也会振动起来解析：使形成的水波能带动树叶A振动起来，必须使水面形成的水波波长足够长，衍射现象明显，可以采用的方法是降低拍打水面的频率，选项B正确答案：B7(多选)波长为60 m和17 m的两列声波在空气中传播时，下列叙述正确的是()A波长为60 m的声波比17 m的声波传播速度慢B波长为60 m的声波比17 m的声波频率小C波长为60 m的声波比17 m的声波易发生明显衍射D波长为17 m的声波不能发生衍射解析：不管波长为多少，声波在空气中的传播速度都约为340 m/s，由波长、波速、频率关系vf可知，波长越长，频率越小，所以A错，B对由发生明显衍射的条件可知，波长越长，越容易发生明显衍射，C对任何波都可以发生衍射，D错答案：BC8如图所示，正中O是水面上一波源，实、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷，A是挡板，B是小孔，经过一段时间，水面上的波形将分布于()A整个区域B阴影以外区域C阴影以外区域D阴影以外区域解析：由题图中可以直观看出，半波长为实虚两圆半径之差，且可看出挡板A的尺寸比波长大得多，而小孔B与波长长度差不多根据波发生明显衍射的条件知，该波在挡板A处的衍射现象很不明显，即可认为波沿直线传播，故阴影区域内水面无波形；该波的波长与小孔B差不多，能够产生明显的衍射，故在阴影、区域内存在明显的衍射波形，故B选项正确答案：B9在图中，A、B是同一介质中两相干波源，其振幅均为A5 cm，频率均为f100 Hz，当A点为波峰时，B点恰好为波谷，波速v10 m/s，判断P点为振动加强点还是振动减弱点？解析：A到P与B到P的波程差为x25 m15 m10 m这两列波的波长为 m0.1 m10 m恰好为0.1 m的整数倍，又因A、B步调相反，因此P点为减弱点答案：减弱点B组素养提升10如图所示，甲、乙两平面波是振幅相同的相干波，甲波沿x轴正方向传播，乙波沿y轴正方向传播，图中实线表示某一时刻的波峰位置，实线相交点为A、B、C、D，虚线表示波谷位置，对图中正方形中央的a、b、c、d四点的振动情况，正确的判断是()Aa、b点振动加强，c、d点振动减弱Ba、c点振动加强，b、d点振动减弱Ca、d点振动加强，b、c点振动减弱Da、b、c、d点振动都加强解析：当两列波出现干涉现象时，要产生干涉图样，形成一条加强线、一条减弱线即加强线、减弱线彼此相间隔的稳定的干涉图样，图中实线相交点A、B、C、D，即波峰与波峰相遇，都是振动加强点，可知B、D决定的直线为加强线，过A、C平行于BD直线的两条直线也应是加强线，a、c两点在BD直线上，故a、c点是振动加强点，分别过b、d点且平行于BD直线的两条直线均在两加强线之间，应为减弱线，故b、d两点的振动减弱答案：B11(多选)如图所示，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()AP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：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，P点始终为振动减弱点，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，另一列波的波谷也一定传播到P点，选项D正确答案：ABD12甲、乙两人分乘两只小船在湖中钓鱼，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20次，当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有5个波峰(1)此水波的波长为多少？波速为多少？(2)若此波在传播过程中遇到一根竖直的电线杆，是否会发生明显的衍射现象？(3)若该波经过一跨度为30 m的桥洞，桥墩直径为3 m，桥墩处能否看到明显衍射？(4)若该桥为一3 m宽的涵洞，洞后能否发生明显衍射？解析：(1)由题意知：周期T s3 s.设波长为，则524 m， m.由v得，v m/s m/s.(2)由于 m，大于竖直电线杆的直径，所以此波通过竖直的电线杆时会发生明显的衍射现象(3)(4)由于 m3 m，所以此波无论是通过直径为3 m的桥墩，还是通过宽为3 m的涵洞，都能发生明显衍射现象答案：(1) m m/s(2)会(3)能(4)能C组学霸冲刺13甲、乙两列完全相同的横波分别从波源A、B两点沿x轴相向传播，t0时的波形图象如图所示，如果两列波的波速都是10 m/s，求：(1)甲、乙两列波的频率各是多少？(2)第几秒末两列波相遇？相遇时C、D两点间有哪些位移最大？解析：(1)由图知4 m，又因v10 m/s所以由f得f Hz2.5 Hz