2019_2020学年高中物理第十二章4波的衍射和干涉练习（含解析）新人教版.docx

4.波的衍射和干涉基础巩固1下列现象或事实属于衍射现象的是()A.风从窗户吹进来B.雪堆积在背风的屋后C.听到墙外人的说话声D.晚上看到水中月亮的倒影答案：C2下列关于波的衍射的说法正确的是()A.衍射是一切波特有的现象B.对同一列波,缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多或比波长小时,衍射现象明显C.只有横波才能发生衍射现象,纵波不能发生衍射现象D.声波容易发生衍射现象是由于声波波长较大解析：衍射是一切波特有的现象,所以选项A正确,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,所以选项B正确;声波的波长在1.717m之间,一般常见的障碍物或孔的大小可与之相比,正是由于声波波长较大,声波容易发生衍射现象,所以选项D也是正确的。答案：ABD3“闻其声而不见其人”是因为一般障碍物的尺寸()A.可以跟声波波长相比,使声波发生明显衍射B.比声波波长长得多,声波不能发生衍射C.可以跟光波波长相比,使光波发生明显衍射D.比光波波长长得多,光波不能发生明显衍射解析：发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多,或者比波长更短。由于声波波长长,能发生明显的衍射现象,而光波波长短,不能发生明显的衍射现象,故A、D项正确。答案：AD4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解析：由波的干涉和衍射概念知,题图甲是一列波的传播,显示了波的衍射现象,题图乙是两列波的传播,显示了波的干涉现象。答案：D5下列关于两列波相遇时叠加的说法不正确的是()A.相遇后振幅小的一列波将减弱,振幅大的一列波将加强B.相遇后,两列波各自的波形和传播方向与相遇前完全相同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,相互都听得清楚,说明波在相遇时互不干扰解析：波的叠加原理是,两列波相遇时,互相穿过,互不干扰,相遇区域的位移等于两列波分别引起的位移的矢量和。由此判断选项A是错误的。答案：A6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.无须拍打,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如图所示,水波干涉示意图,S1、S2是两波源,A、D、B三点在一条直线上,两波源频率相同、振幅相等,下列说法正确的是()A.质点A一会儿在波峰,一会儿在波谷B.质点B一会儿在波峰,一会儿在波谷C.质点C一会儿在波峰,一会儿在波谷D.质点D一会儿在波峰,一会儿在波谷解析：在波的干涉中,振动加强区域里的质点总在自己的平衡位置两侧做简谐运动,只是质点的振幅较大,为A1+A2。本题中由于A1=A2,故振动减弱区的质点并不振动,即质点C不振动,而此时A点是波峰与波峰相遇,是加强点,B点是波谷与波谷相遇,是加强点。又A、D、B三点在同一条振动加强线上,这条线上任一点的振动都是加强的,故此三点都为加强点,这样,此三点都是一会儿在波峰,一会儿在波谷。答案：ABD8关于两列波的稳定干涉现象,下列说法正确的是()A.任意两列波都能产生稳定干涉现象B.发生稳定干涉现象的两列波,它们的频率一定相同C.在振动减弱的区域,各质点都处于波谷D.在振动加强的区域,有时质点的位移等于零解析：两列波叠加产生稳定干涉现象是有条件的,不是任意两列波都能产生稳定的干涉现象。一个必要条件是两列波的频率相同,所以选项A是错误的,而选项B是正确的。在振动减弱的区域里,两列波引起质点的振动是减弱的,质点振动的振幅等于两列波的振幅之差。如果两列波的振幅相同,质点振动的振幅就等于零,不可能各质点都处于波谷,所以选项C是错误的。在振动加强的区域里,两列波引起质点的振动始终是加强的,质点振动得最剧烈,振动的振幅等于两列波的振幅之和。但这些点始终是振动着的,因而有时质点的位移等于零,所以选项D是正确的。答案：BD9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。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,故区内水面无波形,故A、C、D选项不正确;该波的波长与小孔B差不多,能够发生明显的衍射,故在阴影区、之内明显存在衍射波的波形,故B选项正确。答案：B能力提升1已知空气中的声速为340 m/s。现有几种声波:周期为 120 s,频率为104 Hz,波长为10 m,它们传播时若遇到宽约为13 m的障碍物,能产生显著的衍射现象的是 ()A.和B.和C.和D.都可以解析：三种声波的波长分别为1=340120m=17m,2=340104m=0.034m, 3=10m,根据发生明显衍射现象的条件可知,两声波的波长与障碍物的尺寸差不多,能产生明显的衍射现象,故C项正确。答案：C2声波能绕过某一建筑物传播而光波却不能绕过该建筑物,这是因为()A.声波是纵波,光波是横波B.声波振幅大,光波振幅小C.声波波长较长,光波波长很短D.声波波速较小,光波波速很大解析：建筑物尺寸比较大,声波的波长与它相比,相差不大,能发生明显的衍射现象,而光波波长要短得多,不能发生明显的衍射,故C项正确。答案：C3如图所示,S1、S2是振动情况完全相同的两列机械波波源,振幅为A,B、C、D三点分别位于S1、S2连线的中垂线上,且BC=CD。某时刻B是两列波的波峰相遇点,D是两列波的波谷相遇点,则()A.B处质点的位移始终为2AB.D处质点的位移始终为-2AC.C处质点的振幅为2AD.D处质点的振幅为2A解析：振动加强的点的振动总是加强,但并不是始终处于波峰或波谷,它们都在平衡位置附近振动,也有的时刻位移为零。只是振幅为两列波振幅之和,显得振动剧烈。答案：CD4在学校运动场上50 m直跑道的两端,分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器。两个扬声器连续发出波长为5 m的声波。一同学从该跑道的中点出发,向某一端点缓慢行进10 m。在此过程中,他听到扬声器声音由强变弱的次数为()A.2B.4C.6D.8解析：设该同学向某一端点运动距离x(m)(x10),他所在的位置与两个端点的距离差x=(25+x)-(25-x)=2x,当距离差等于波长的整数倍时,为声音最强处,从声音最强处继续行进,声音开始由强变弱。所以有5n2x,即n4,n的取值为0,1,2,3。答案：B5两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇。下列说法正确的是()A.波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1-A2|B.波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1+A2C.波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移D.波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅解析：根据简谐波叠加规律可知波峰与波谷相遇处的振幅为|A1-A2|,质点离开平衡位置的位移在0|A1-A2|之间不断变化,A项正确;波峰与波峰相遇处的振幅为A1+A2,质点离开平衡位置的位移在0(A1+A2)之间变化,B、C两项错误,D项正确。答案：AD6如图甲所示,在xy平面内有两个沿z方向做简谐运动的点波源S1(0,4)和S2(0,-2)。两波源的振动图线分别如图乙和图丙所示。两列波的波速均为1.00 m/s。两列波从波源传播到点A(8,-2)的路程差为 m,两列波引起点B(4,1)处质点的振动相互(填“加强”或“减弱”),点C(0,0.5)处质点的振动相互(填“加强”或“减弱”)。甲乙丙答案：2减弱加强7两列简谐横波均沿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(如图中实线所示),另一列沿x轴负方向传播(如图中虚线所示)。这两列波的频率相等,振动方向均沿y轴方向。则图中x=1 m,2 m,3 m,4 m,5 m,6 m,7 m,8 m处各点中振幅最大的是x=m处的点,振幅最小的是x=m处的点。解析：在题图所示时刻,两列波引起各质点振动的位移和都为零,但其中一些点是振动过程中恰好经过平衡位置,而另外一些点是振动减弱。对x=4m处的质点,实、虚两列波均使质点从平衡位置向上运动,是同向叠加的,即振幅为两列波分别引起的振幅之和。同理对x=8m处的质点,两列波都使该质点向下振动,也是同向叠加,即是振动加强的点。而x=2m与x=6m处的质点则均为反向叠加,即均为振幅最小的点。答案：4、82、68波源S1和S2振动方向相同,频率均为4 Hz,分别置于均匀介质中x轴上的O、A两点处,OA=2 m,如图所示。两波源产生的简谐横波沿x轴相向传播,波速为4 m/s。已知两波源振动的初始相位相同。求:(1)简谐横波的波长;(2)OA间合振动振幅最小的点的位置。解