《波的干涉、衍射》同步练习1

波的干涉、衍射同步练习知识点一波的干涉1两列波在某区域相遇，下列说法中正确的是()A两列波相遇前后能够保持各自的状态而不互相干扰B由于一切波都能发生干涉，故这两列波相遇一定能产生干涉图样C若这两列波叠加后，出现某些区域振动加强，某些区域振动减弱，这两列波发生了干涉D在两列波重叠区域里，任何一个质点的位移都是由这两列波引起的位移的矢量和解析根据波的独立传播原理，选项A正确；一切波都能发生叠加，但是要产生干涉图样则两列波必须具备频率相同、相位差固定的条件，选项B错；若两列波叠加，出现某些区域振动加强、某些区域振动减弱的现象，这就是波的干涉，选项C正确；根据波的叠加原理，选项D正确答案ACD2如图2-5、6-9所示，沿一条直线相向传播的两列波的振幅和波长均相等，当它们相遇时可能出现的波形是下图中的()图2-5、6-9解析当两列波的前半个波(或后半个波)相遇时，根据波的叠加原理，在前半个波(或后半个波)重叠的区域内所有的质点振动的合位移为零，而两列波的后半个波(或前半个波)的波形保持不变，所以选项B正确当两列波完全相遇时(即重叠在一起)，由波的叠加原理可知，所有质点振动的位移均等于每列波单独传播时引起的位移的矢量和，使得所有的质点振动的位移加倍，所以选项C也是正确的答案BC3如图2-5、6-10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_图2-5、6-10解析声波从左侧小孔传入管内，被分成两列频率相同的波且相位差固定若波程相差为半波长的偶数倍，则干涉相长；若波程相差为半波长的奇数倍，则干涉相消所以若两列波传播的路程相差半个波长，则此处声波的振幅减小；若传播的路程相差一个波长，则此处声波的振幅增大答案相同减小增大知识点二波的衍射4如图2-5、6-11所示，圆形实线是波源O在水槽里产生的水波的波峰，下列说法正确的是()图2-5、6-11A水波只要进入CAE和DBF区域就叫波的衍射B水波只要进入CAA和DBB区域就叫波的衍射C水波必须充满CAE和DBF区域才叫波的衍射D水波必须充满CAA和DBB区域才叫波的衍射解析衍射现象是相对直线传播而言的，由于波源在O点，如果没有波的衍射现象而沿直线传播的话，它能传播到CABD所围的范围，所以选项A、C错；衍射现象主要体现一个“绕”字，所以只要进入CAA和DBB区域就叫波的衍射，不一定非得绕到障碍物后面的每一点，所以选项B对、D错答案B5关于波的衍射，下列说法正确的是()A衍射是机械波特有的现象B对同一列波，缝、孔或障碍物越大衍射现象越明显C只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象D声波容易发生明显的衍射现象是由于声波的波长较长解析衍射是一切波特有的现象，选项A、C错误；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，选项B错误；声波的波长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，由于声波的波长较长，所以声波容易发生明显的衍射现象，选项D正确答案D6下列事实属于明显的衍射现象的是()A池塘里的水波，遇到突出水面的小石块，小石块对波的传播没有影响B水波前进方向上有一障碍物，其后面没有水波传播过去C水波前进方向上有一带孔的屏，水波通过小孔传播到屏后的区域D板胡的声音比弦声更响解析波绕过障碍物(或小孔)的现象叫衍射现象，故A、C正确；又因为水波没有绕过障碍物，所以B错；声音的响亮与否不是衍射现象所决定的，故D错答案AC知识点三多普勒效应7关于多普勒效应，下列说法正确的是()A只要波源在运动，就一定能观测到多普勒效应B只要观测者在运动，就一定能观测到多普勒效应C只要波源与观测者之间有相对运动，就一定能观测到多普勒效应D当发生多普勒效应时，观测者感觉到的频率可能在增大，也可能在减小解析若波源与观测者一起同方向、同速度运动，则观测者观察不到多普勒效应答案CD8图2-5、6-12中，在原点处做简谐运动的波源产生的机械波沿x轴正方向传播，波速v400 m/s.为了接收信号，在x400 m处设有一接收器A(图中未标出)已知t0时，波已经传播到x40 m，则下列说法中不正确的是()图2-5、6-12A波源振动的周期为0.05 sBx40 m处的质点在t0.5 s时位移最大C接收器在t1.0 s时才能接收到此波D若波源向x轴负方向移动，则接收器接收到的波的频率将小于20 Hz解析波源振动的周期T s0.05 s，A正确；x40 m处的质点在t0.5 s时仍在平衡位置，B错误；接收器接收到此波的时间t s0.9 s，C错误；由多普勒效应的知识，可知D正确答案BC9关于多普勒效应，以下说法正确的有()A只有机械波才能产生多普勒效应B当波源和观测者都运动时就产生多普勒效应C产生多普勒效应的原因是波源的频率发生了变化D产生多普勒效应的原因是观测者接收到的频率发生了变化解析多普勒效应是波动过程共有的特征，无论是机械波、电磁波还是光波都会发生多普勒效应产生多普勒效应的原因是波源和观测者有相对运动，导致观测者接收到波的频率发生了变化，而波源的频率不变，故选项D正确，A、B、C错误答案D10火车上有一个声源发出一定的乐音当火车静止、观测者也静止时，观测者听到并记住了这个乐音的音调以下情况中，观测者听到这个乐音的音调比原来降低的是()A观测者静止，火车向他驶来B观测者静止，火车离他驶去C火车静止，观测者乘汽车向着火车运动D火车静止，观测者乘汽车远离火车运动解析观测者与声源相向运动时，观测者接收到的声波的频率变大，听到的乐音音调比原来要高；观测者与声源背离运动时，观测者接收到的声波的频率变小，听到的乐音音调比原来要低，故选项B、D正确答案BD11波源振动的频率为f0，波源在介质中运动时，波源的前方介质振动的频率为f1，波源后方介质振动的频率为f2，则三者的关系为()Af1f2f0 Bf1f2f0Cf1f2f0 Df2f0f1解析f0由波源每秒钟所振动的次数决定，介质振动的频率由波源频率及波源相对介质是否移动来决定波源运动时，在波源的正前方介质振动的频率高于波源振动的频率答案D12两相干声源A、B相距35 m，发出振动情况完全相同的声波，声波的波长为10 m，分析在A、B连线之间有几处听不到声音？解析在AB连线上任取一点P，设P到A、B的距离之差为s，由几何关系可知：35 ms35 m若P点听不到声音则满足：s(2k1)(k为整数)由以上两式可解得：4k3，即k可取3、2、1、0、1、2，可见在AB连线之间共有6处听不到声音答案6处13如图2-5、6-13所示，在同一均匀介质中有S1和S2两个波源，这两个波源的频率、振动方向均相同，且振动的步调完全一致，S1与S2之间相距为4 m，若S1、S2振动频率均为5 Hz，两列波的波速均为10 m/s，B点为S1和S2连线的中点，今以B点为圆心，以RBS1为半径画圆图2-5、6-13(1)该波的波长为多少？(2)在S1、S2连线上振动加强的点有几个，它们距S1的距离为多少？(3)在该圆周上(S1和S2两波源除外)共有几个振动加强的点？解析(1)由公式，得2 m.(2)S1、S2之间恰好有2个波长，由对称性可直接判断B点为加强点，A、B、C三点分别为S1、S2连线的等分点，由图形可知，AS2AS1，CS1CS2，故A与C两点也为加强点，故在S1、S2连线上有3个加强点分别为：AS11 m，BS12 m，CS13 m.(3)A、B、C三点为振动加强的点，过A、B、C三点作三条加强线(表示三个加强区域)交于圆周上A1、A2、B1、B2、C1、C2六个点，显然这六个点也为加强点，故圆周上共有六个加强点答案(1)2 m(2)3个1 m2 m3m(3)6个14如图2-5、6-14所示为某一报告厅主席台的平面图，AB是讲台，S1、S2是与讲台上话筒等高的喇叭，它们之间的相互位置和尺寸如图所示报告者的声音放大后经喇叭传回话筒再次放大时可能会产生啸叫为了避免啸叫，话筒最好摆放在讲台上适当的位置，在这些位置上两个喇叭传来的声音因干涉而相消已知空气中声速为340 m/s，若报告人声音的频率为136 Hz，问讲台上这样的位置有多少个？图2-5、6-14解析相应于声频f136 Hz的声波的波长是2.5 m式中v340 m/s是空气中的声速在下图中，O是AB的中点，P是OB上任一点将表示为k式中k为实数，当k0，2，4，时，从两个喇叭来的声波因干涉而加强；当k1，3，5，时，从两个喇叭来的声波因干涉而相消由此可知，O是干涉加强点；对于B点，20 m15 m4所以，B点也是干涉加强点因而O、B之间有两个干涉相消点，由对称性可知，AB上有4个干涉相消点答案4个对波的干涉现象的理解1消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都发出噪声，干涉型消声器可以用来消弱高速气流产生的噪声干涉型消声器的结构及气流运行如图2-5、6-5所示，产生波长为的声波沿水平管道自左向右传播当声波到达a处时，分成两束相干波，它们分别通过r1和r2的路程，再在b处相遇，即可达到消弱噪声的目的若rr2 r1， 则r等于()图2-5、6-5A波长的整数倍 B波长的奇数倍C半波长的奇数倍 D半波长的偶数倍解析根据波的干涉，两列波的路程差等于半波长奇数倍时，叠加后减弱，从而达到消弱噪音的目的，C正确答案C2在开展研究性学习活动中，某校同学进行了如下实验：如图2-5、6-6所示，从入口S处送入某一频率的声音，通过左右两条管道SAT和SBT传到了出口T处，并可以从T处监听声音，左侧B管可以拉出或推入以改变B管的长度，开始时左右两侧管道关于S、T对称，从S处送入某一频率的声音后，将B管逐渐拉出，当拉出的长度为l时，第一次听到最小的声音，设声速为v，则该声音的频率为()图2-5、6-6A. B.C. D.解析当第1次听到最小的声音，说明SBT和SAT的路程差是这一频率声波的半个波，从而相互消弱，则2l，而，故f，C选项正确答案C对波的衍射现象的理解3如图