《波的衍射和干涉》同步练习1

波的衍射和干涉波的衍射和干涉 同步练习同步练习 课前预习练 1 波可以 障碍物继续传播 这种现象叫做波的衍射 衍射是波 的现 象 都能发生衍射现象 只是有的明显 有的不明显而己 波的直线传播只 是在衍射不明显时的近似 2 只有当缝 孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长 或者 时 才能观察到明显的衍射现象 3 几列波相遇时能够保持各自的 继续传播 即各自的波长 频率 等 几列波相遇时 在它们重叠的区域里 介质的质点同时参与这几列 波引起的振动 质点的位移等于几列波单独传播时引起的位移的 这就是波 的叠加 4 频率相同的两列波叠加时 某些区域的 某些区域的 这种现象叫做波的干涉 产生干涉的两个必要条件 两列波的频率 必须 两个波源的相位差必须 一切波都能发生干涉 干涉 也是波所 的现象 5 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 某些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 6 下列现象属于波的衍射现象的是 A 在空旷的山谷里喊叫 可以听到回声 B 空山不见人 但闻人语响 C 余音绕梁 三日而不绝 D 夏日的雷声有时轰鸣不绝 7 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 课堂探究练 概念规律练 知识点一 对波的衍射的理解 1 1 既然衍射是波的特有现象 也就是说一切波都会发生衍射现象 为什么一般情况 下我们都观察不到衍射现象 2 一般情况下 什么样的波容易产生显著的衍射现象 3 孔 缝的宽度或障碍物的尺寸与波长的关系是决定衍射能否发生的条件吗 2 下列关于波的衍射的说法正确的是 A 衍射是机械波特有的现象 B 对同一列波 缝 孔或障碍物越小衍射现象越明显 C 只有横波才能发生衍射现象 纵波不能发生衍射现象 D 声波容易发生明显衍射现象是由于声波波长较长 知识点二 波产生干涉的条件 3 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 不管是横波还是纵波 只要叠加的两列波的频率相等 振动情况相同 就能产生稳 定的干涉现象 D 干涉是机械波特有的现象 4 两列波相叠加得到了干涉图样 则以下说法正确的是 A 两列波的频率一定相同 B 两波源振动一定同步 C 振动加强区与振动减弱区交替变化 D 振动加强区与振动减弱区互相间隔 方法技巧练 一 发生明显衍射条件的应用技巧 5 如图 1 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 之间的距 离表示一个波长 则关于波经过孔之后的传播情况 下列描述中正确的是 图 1 A 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 6 已知空气中的声速为 340 m s 现有几种声波 1 周期为 1 20 s 2 频率为 30 Hz 3 波长为 10 m 它们传播时若遇到宽度均为 9 5 m 的障碍物 能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 二 对干涉图样的理解技巧 7 图 2 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 图中实线表示某 时刻的波峰 虚线表示的是波谷 下列说法正确的是 图 2 A a c 两点的振动加强 b d 两点的振动减弱 B e f 两点的振动介于加强点和减弱点之间 C 经适当的时间后 加强点和减弱点的位置互换 D 经半个周期后 原来位于波峰的点将位于波谷 原来位于波谷的点将位于波峰 8 当两列同频率的水波发生干涉现象时 若两列波的波峰在 P 点相遇 则 质点 P 的振动始终加强 质点 P 的频率最大 质点 P 的位移始终最大 质点 P 的位移有时可能为零 A B C D 课后巩固练 1 关于波的衍射现象 下列说法正确的是 A 当孔的尺寸比波长大时 一定不会发生衍射现象 B 只有孔的尺寸与波长相差不多 或者比波长还小时才会观察到明显的衍射现象 C 只有波才有衍射现象 D 以上说法均不正确 2 下列属于明显衍射现象的是 A 隔墙有耳 B 池中假山前有水波 假山后无水波 C 河中芦苇后面没有留下无波的区域 D 在大山前喊话 多次听到自己的声音 3 关于衍射 下列说法正确的是 A 发生衍射就是波传到障碍物或孔的后面 B 发生衍射的同时把波源的能量传播到 衍射 区域 C 衍射只有波才能发生 D 只有孔才能发生衍射 一块挡板不可能发生波的衍射 4 水波通过小孔 发生了一定程度的衍射 为使衍射现象更明显 下列做法可取的是 A 增大小孔尺寸 B 减小小孔尺寸 C 增大水波频率 D 减小水波频率 5 在水波槽的衍射实验中 若打击水面的振子振动的频率是 5 Hz 水波在水波槽中的 传播速度是 0 05 m s 为观察到显著的衍射现象 小孔直径 d 应为 A 10 cm B 5 m C d 1 cm D d 1 cm 6 波长为 60 m 和 17 m 的两列声波在空气中传播时 下列叙述中正确的是 A 波长 60 m 的声波比波长 17 m 的声波传播速度慢 B 波长 60 m 的声波比波长 17 m 的声波频率小 C 波长 60 m 的声波比波长 17 m 的声波易发生衍射 D 波长 60 m 的声波不能被反射 7 如下图所示是水波遇到小孔或障碍物后的图象 图中每两条实线间的距离约为一个 波 长 则其中可能出现的图象是 8 如图 3 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 图 3 A 整个区域 B 阴影 以外区域 C 阴影 以外区域 D 上述答案均不对 9 下列关于两列波相遇时叠加的说法中正确的是 A 相遇之后 振幅小的一列波将减弱 振幅大的一列波将加强 B 相遇之后 两列波的振动情况与相遇前完全相同 C 在相遇区域 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 这说明声波在相遇时互不干扰 图 4 10 波源在绳的左端发出半个波 频率为 f1 振幅为 A1 同时另一波源在绳右端发 出 半个波 频率为 f2 f2 f1 振幅为 A2 P 为绳的中点 如图 4 所示 下列说法错误 的 是 A 两列波同时到达 P 点 B 两列波相遇时 P 点波峰值可达到 A1 A2 C 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 11 两列波在同一种介质中传播时发生了干涉现象 则 A 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 12 水槽中步调相反的波源 S1 S2发出两列波长相等的水波 设某一时刻 P 点恰好是 两 波谷相遇 则 A 这两列波能干涉 B P 点始终就在波谷 C P 是振动加强点 D P 的位移有时可为零 13 如图 5 所示 图 5 实线和虚线分别表示振幅 频率均相同的两列波的波峰和波谷 此刻 M 是波峰与波 峰 相遇点 下列说法中正确的是 A 该时刻质点 O 正处在平衡位置 B P N 两质点始终处在平衡位置 C 随着时间的推移 质点 M 向 O 点处移动 D 从该时刻起 经过四分之一周期 质点 M 到达平衡位置 题号1234567 答案 题号8910111213 答案 14 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立的电线杆 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 第第 4 节节 波的衍射和干涉波的衍射和干涉 课前预习练 1 绕过 特有 一切波 2 相差不多 比波长更小 3 运动特征 保持不变 矢量和 4 振幅加大 振幅减小 相同 保持不变 特有 5 D 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 6 B 7 C 两列波相遇时一定叠加 没有条件 A 错 振动加强是指振幅增大 而不只是 波峰与波峰相遇 B 错 加强点的振幅增大 仍然在自己的平衡位置两侧振动 故某时刻位 移 x 可以是振幅范围内的任何值 C 正确 D 错误 课堂探究练 1 见解析 解析 1 一切波都能发生衍射现象 但很多情况下因波长与障碍物或孔 缝的宽度相 比较小 衍射现象极不明显 所以看不清或看不到衍射现象 2 波长较长的波容易产生显著的衍射现象 3 不是 波发生衍射现象没有条件 孔 缝的宽度或障碍物的尺寸与波长的关系只是 决定波能否发生明显衍射的条件 点评 波在任何情况下都有衍射现象 有明显和不明显的区别 孔 缝的宽度或障碍物 的尺寸跟波长相差不多或比波长更小 是发生明显衍射的条件 2 BD 衍射是一切波特有的现象 所以选项 A C 错 发生明显的衍射现象是有条 件的 只有缝 孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多或比波长更小时 才能观察到明显的 衍射现象 所以选项 B 是正确的 声波的波长在 1 7 cm 到 17 m 之间 一般常见的障碍物或 孔的大小可与之相比 由于声波波长较长 所以声波容易发生明显衍射现象 所以选项 D 也是正确的 点评 知道衍射是一切波特有的现象 及发生明显衍射的条件 3 C 干涉是波的特有现象 只要波的频率相同 两个波源的相位差保持不变 就会 产生干涉现象 点评 产生干涉的两个条件 频率相等 波源的相位差保持不变 4 AD 干涉产生的必要条件是波的频率相等 波源的相位差恒定 两波源的振动不 一定同步 故 A 正确 B 错误 产生干涉现象时 振动加强区与振动减弱区互相间隔且不会 变化 故 C 错误 D 正确 点评 产生干涉现象时 振动加强区与振动减弱区互相间隔 且加强区总是加强 减弱 区总是减弱 不会发生变化 5 ABC 本题主要考查发生明显衍射的条件 观察图可知道孔的尺寸与波长差不多 能明显观察到波的衍射现象 故选项 A 对 因波的传播速度不变 频率不变 故波长不变 即挡板前后波纹间距应相等 故选项 B 对 若 f 增大 由 知 变小 衍射现象变得 v f 不明显了 故选项 D 错 若将孔 AB 扩大 且孔的尺寸远大于波长 则可能观察不到衍射 现象 故选项 C 对 方法总结 本题考查的是一个演示实验 要求对波发生明显衍射现象的条件 以及波长 频率 波速之间的关系有正确的认识 因此对重要的演示实验的实验原理和实验方法 都必 须有深入的理解 在观察水波衍射现象的实验中 若打击水面的振子使振动频率增大 观察到的衍射现象 有什么变化 提示 v f f 增大 减小 则衍射现象变得不明显 6 D 1 T s 由 v 得 vt 则 1 17 m 2 2 11 3 m 3 3 10 m 1 20 T v f2 而障碍物宽度 d 9 5 m 比三种波的波长都小 所以 D 正确 方法总结 判断能否发生明显衍射的方法是比较波长与障碍物的尺寸的大小关系 7 AD 波的干涉示意图所示的仅是某一时刻两列相干波叠加的情况 形成干涉图样 的所有介质质点都在不停地振动着 其位移的大小和方向都在不停地变化着 但要注意 对 稳定的干涉 振动加强和减弱的区域的空间位置是不变的 a 点是波谷和波谷相遇的点 c 是波峰和波峰相遇的点 都是振动加强的点 而 b d 两 点都是波峰和波谷相遇的点 是振动减弱的点 A 正确 e 位于加强点的连线上 仍为加强 点 f 位于减弱点的连线上 仍为减弱点 B 错误 相干波源叠加产生的干涉是稳定的 不 会随时间变化 C 错误 因形成干涉图样的介质质点不停地做周期性振动 经半个周期步调 相反 D 正确 8 D 由于两列波的波峰在 P 点相遇 P 点是振动加强点 且振动始终加强 正确 两列波发生干涉 它们的周期和频率不会发生改变 各个点频率仍然是相同的 错误 振 动加强并不意味着其位移始终是最大 振动加强点的振幅最大 但位移总在变化 有时可能 为零 错误 正确 故选项 D 正确 方法总结 两个频率相同的同种波源形成的干涉图样 以两波源为中心向外辐射延伸 形成振动加强线和减弱线 即加