《波的干涉、衍射》同步练习4

波的干涉 衍射波的干涉 衍射 同步练习同步练习 1 医院有一种先进的检测技术 彩超 这一技术是首先向病人体内 发射频率已精确掌握的超声波 超声波经血液反射后被专用仪器接 收 同时测出反射波的频率变化 最后就可知道血液的流速 这一技 术主要体现了下列哪一种物理现象 A 多普勒效应 B 波的衍射 C 波的干涉 D 共振 2 下列说法中正确的是 A 孔的尺寸比波长大得多时不会发生衍射现象 B 孔的尺寸比波长小才发生衍射现象 C 只有孔的尺寸跟波长相差不多或者比波长更小时 才能观察到明 显的衍射现象 D 只有波才有衍射现象 3 两个不等幅的脉冲波在均匀介质中均以1 0 m s的速率沿同一直线 相向传播 t 0时刻的波形如图所示 图中小方格的边长为0 1 m 则 在不同时刻 波形正确的是 4 2012 天水高二检测 利用发波水槽得到的水面波形如图甲 乙 所示 则 A 图甲 乙均显示了波的干涉现象 B 图甲 乙均显示了波的衍射现象 C 图甲显示了波的干涉现象 图乙显示了波的衍射现象 D 图甲显示了波的衍射现象 图乙显示了波的干涉现象 5 如图表示两个相干波源S1 S2产生的波在同一种均匀介质中相遇 图中实线表示波峰 虚线表示波谷 c和f分别为ae和bd的中点 则 1 在a b c d e f六点中 振动加强的点是 振动减 弱的点是 2 若两波源S1和S2振幅相同 此时刻a b c d e f六点中位移 为零的点是 3 画出此时刻ace连线上以a为原点的一列完整波形 标出e点 课后巩固课后巩固 6 2012 南安高二检测 对声波的各种现象 以下说法中正确的是 A 在空房子里讲话 声音特别响 这是声音的共鸣现象 B 以正在发音的音叉为圆心走一圈 可以听到忽强忽弱的声音 这 是多普勒效应 C 古代某和尚房里挂着的磬常自鸣自响 属于声波的共鸣现象 D 把耳朵贴在铁轨上可以听到远处的火车声 属于声波的衍射现象 7 国庆大阅兵时人民空军战机编队参加受阅 从天安门上空 呼啸 飞过 则下列说法正确的是 A 飞机飞来时 飞机发动机发出的声音频率变高 B 飞机飞来时 观众听到的声音频率变高 C 飞机飞走时 飞机发动机发出的声音频率变高 D 飞机飞走时 观众听到的声音频率变高 8 已知空气中的声速为340 m s 现有几种声波 1 周期为 1 s 20 2 频率为104Hz 3 波长为10 m 它们传播时若遇到宽度约为13 m 的障碍物 发生明显衍射现象的是 A 1 和 2 B 2 和 3 C 1 和 3 D 都可以 9 如图是两列频率相同的相干水波某时刻的叠加情况 图中的实线 和虚线分别表示波峰和波谷 此时 A a b连线中点速度为零 B a b连线中点振动加强 C 再经过周期 a b两点振动减弱 1 2 D 再经过周期 c d两点振动加强 1 2 10 振源O产生的横波向左右两侧沿同一直线传播 波速均为v A点位 于振源左侧 B点位于振源右侧 A B和振源位于同一条直线上 当 振源起振后经过时间t1 A点起振 又经过时间t2 B点起振 此后 A B两点的振动方向始终相反 则下列说法中正确的是 A A B两点的起振方向相反 B A B两点到振源的距离之差一定为半波长的奇数倍 C 这列横波的波长为 21 2v tt n0 1 2 2n 1 D 这个振源的周期的最大值为2t2 11 如图所示为声波干涉演示仪的原理图 两个U形管A和B套在一起 A管两侧各有一个小孔 声波从左侧小孔传入管内 被分成两列频率 的波 当声波分别通过A B传播到右侧小孔时 若两列波传播 的路程相差半个波长 则此处声波的振幅 若传播的路程相 差一个波长 则此处声波的振幅 12 1 如图所示 向左匀速运动的小车发出频率为f的声波 车左侧 A处的人感受到的声波的频率为f1 车右侧B处的人感受到的声波的 频率为f2 则f1 f2与f的关系为 2 如图a所示 横波1沿BP方向传播 B点的振动图像如图b甲所示 横波2沿CP方向传播 C点的振动图像如图b乙所示 P与B相距40 cm P与C相距50 cm 波速都为20 cm s 两横波在P处相遇 两横波 振动方向相同 P点振幅为 cm 答案解析答案解析 1 解析 选A 由于血液的流动 反射波频率发生变化 属于多普 勒效应 故A正确 2 解析 选C D 波绕过障碍物继续传播的现象称为波的衍射现象 发生明显衍射的条件是孔或障碍物尺寸跟波长差不多或者比波长更 小 孔径大并不是不发生衍射 只是更突出原波的传播 波面只有边 缘有变化 换句话说 波的衍射现象不明显 所以A B项错 C项正 确 衍射现象是波特有的现象 所以D项正确 3 解析 选A B D 由题知 s vt 0 3 m 所以左右脉冲波各 向前传播3个方格 并未发生叠加 故A正确 由题知 s vt 0 4 m 所以左右脉冲波各向前传播4个方格 并相遇 据波的叠加原理 故B正确 由题知 s vt 0 5 m 左右脉冲波各向前传播5个方格 并相遇 据波的叠加原理 两脉冲波叠加后的波形不对 故C错误 由题知 s vt 0 6 m 左右脉冲波各向前传播6个方格 据波的叠 加原理 两脉冲波相遇后互不影响 各自沿原来方向向前传播 振 幅 速率均不变 故D正确 4 解析 选D 图甲中可以看出只有一条狭缝 穿过水波发生明显 的衍射 图乙中有两个振源 有些区域振动加强 有些区域振动减 弱 是干涉现象 故D项正确 5 解析 1 a e两点分别是波谷与波谷 波峰与波峰相交的点 故此两点为振动加强点 c处在ae连线上 且从运动的角度分析a点 的振动形式恰沿该线传播 故c点是振动加强点 同理 bd是减弱点 f也是减弱点 2 因为S1 S2振幅相同 振动最强区的振幅为2A 最弱区的振幅为 零 位移为零的是b d f 3 图中对应时刻a处在两波谷的交点上 即此时刻a在波谷 同理e 在波峰 所对应的波形如图 答案 1 a c eb d f 2 b d f 3 见解析 图 总结提升 有关波的干涉中振动加强与振动减弱问题的解题策略 在解决两列波稳定干涉加强与减弱的相关问题时 应把握以下处理 技巧 1 正确理解波的干涉中振动加强与振动减弱现象 加强点 或区 是 两列波引起该点 或区 的振动情况完全相同 振幅为两列波的振幅 之和 位移随着时间做周期性变化 并不是一直处于波峰或波谷 减弱点 或区 是两列波引起该点 或区 的振动情况完全相反 振幅 为两列波的振幅之差 若振幅之差为零 则该点 或区 的位移始终 为零 若振幅之差不为零 则位移随着时间做周期性变化 2 根据已知条件 从现象法 条件法或振幅法中选择恰当的方法 判断某点为加强点还是减弱点 6 解析 选C 在空房子里讲话 声音特别响 这是声波的干涉现 象 而不是共鸣 故A错 以正在发音的音叉为圆心走一圈 可以听 到忽强忽弱的声音 这也是声波的干涉现象 而不是多普勒效应 故B错 和尚房里挂着的磬常自鸣自响 属于声波的共鸣现象 故C 正确 把耳朵贴在铁轨上可以听到远处的火车声 是因为固体能传 播声音 且声速较大 而不是衍射现象 故D错 7 解析 选B 无论飞机飞来还是飞走 飞机发动机发出的声音频 率不变 故A C错误 飞机飞来时 观众听到的声音频率变高 飞走 时观众听到的声音频率变低 故B正确 D错误 8 解析 选C 由可计算各种波的波长 三种声波的波长分xf T l l 别为 因为 1大 1 1 vT340 m 17 m 20 l 2 v 0 034 m f l 3 10 ml 于障碍物的宽度 所以能发生明显的衍射现象 2远小于障碍物的 宽度 因而不能发生明显的衍射现象 3与障碍物的宽度相差不多 也能发生明显的衍射现象 所以C正确 9 解析 选B a点是波谷与波谷相遇的点 b点是波峰与波峰相遇 的点 所以a b两点振动都加强 再过周期 振动仍加强 故C错 1 2 a b连线中点处在振动加强区域 振动加强 此时刻该质点的位移 为零 但速度最大 故A错 B对 c d两点是波峰与波谷的相遇点 振动减弱 再过周期 振动仍减弱 故D错 1 2 变式备选 在水面上有S1和S2两个频率相同的波源 开始起振时两 波源的振动方向相反 在两波源连线的中垂线上有a b c三点 经 过一段时间这三点都处于两列波的叠加区域内 如图所示 则下列说 法中正确的是 A a点是振动加强点 c点是振动减弱点 B a c点是振动加强点 b点是振动减弱点 C a c点此时刻振动加强 经过一段时间后变为振动减弱点 而b点 可能变为振动加强点 D a b c三点都是振动减弱点 解析 选D 由S1和S2两列频率相同的波源所发出的机械波 相遇后 满足相干条件 在它们的重叠区域将发生干涉 由于S1和S2两波源振 动方向相反 所以在S1S2的垂直平分线上 任一点由两列波所引起的 振动总是大小相同 方向相反 相互叠加 使振动减弱 所以 a b c三点都是振动减弱点 因此只有选项D是正确的 10 解析 选B D 波在向前传播的过程中 所有质点起振的方向 都与波源开始振动的方向相同 所以 所有质点起振的方向都相同 A错误 A B两点的振动方向始终相反 说明A B到波源的距离之差 为半波长的奇数倍 B正确 A B到波源的距离差为 x vt2 由题 意可得 这列横波的波长为 x 2n 1 n0 1 2 2 l C错误 由波速与波长 周期的关系得 2 2vt n01 2 2n 1 l 解得 当n 0时 v T l 2 2t T n01 2 2n 1 2 2t T n01 2 2n 1 周期最大 最大周期为Tmax 2t2 D正确 11 解析 由同一波源分成的两列波频率相同 这符合两列波干涉 的条件 当两波的路程差等于半波长的奇数倍时 振动减弱 当路程 差等于波长的整数倍时 振动加强 答案 相同减小增大 12 解题指南 解答本题需明确以下三点 1 根据波源与观察者的运动情况 判断观察者接收到的波的频率与 波源频率的关系 2 频率相同的两列波叠加时 若两波源的振动方向始终