2018学年科教版高二物理选修3-4第二章《机械波》波的衍射干涉（提高篇）

波的衍射、干涉(提高篇)一、选择题1．一列波在传播过程中遇到一个障碍物，发生了衍射，以下情况能使衍射现象更明显的是（）．A．缩小障碍物尺寸，同时减小波的频率B．缩小障碍物尺寸，同时增大波的频率C．增大障碍物尺寸，同时减小波的频率D．增大障碍物尺寸，同时增大波的频率2．在空旷的广场上有一堵较高大的墙MN，墙的一侧O点有一个正在播放男女声合唱歌曲的声源．某人从图中A点走到墙后的B点，在此过程中，如果从声波的衍射来考虑，则会听到（）．A．声音变响，男声比女声更响B．声音变响，女声比男声更响C．声音变弱，男声比女声更弱D．声音变弱，女声比男声更弱3．如图所示，S是振源，MN是带孔挡板，其中M固定，N可上下移动，为了使原来不振动的A点振动起来，可采用（）．A．增大S的频率B．减小S的频率C．N上移D．N下移4．波长为60m和17m的两列声波在空气中传播时，下列叙述中正确的是（）．A．波长60m的声波比波长17m的声波传播速度小B．波长60m的声波比波长17m的声波频率小C．波长60m的声波比波长17m的声波易发生衍射D．波长60m的声波不能被反射5．已知空气中的声速为340m／s，下列波遇到宽度约为12m的障碍物能发生明显衍射现象的是（）．A．周期为0.05s的声波B．波长为13m的声波C．频率为104Hz的声波D．频率为6×1014Hz的电磁波6．两列平面简谐横波在空中叠加，其中简谐横波a（图中虚线所示）沿x轴正方向传播，简谐横波b（图中实线所示）沿x轴负方向传播，波速都是20m／s．t=0时，这两列波的波动图像如图12512所示，那么位于x=45m处的质点P第一次到达波峰的时间和第一次处于平衡位置的时间分别是（）．A．1.50s，0.25sB．0.25s，0.75sC．0.50s，0.75sD．0.75s，0.25s7．如图所示，波源S1在绳的左端发出频率为f1，振幅为A1的半个波形a，同时另一个波源S2在绳的右端发出频率为f2，振幅为A2的半个波形b，且f1＜f2，P为两个波源连线的中点．已知机械波在介质中传播的速度只由介质本身的性质决定．下列说法正确的是（）．A．两列波比较，a波将先到达P点B．两列波在P点叠加时，P点的位移最大可达A1+A2C．b的波峰到达P时，a的波峰还没有到达PD．两列波相遇时，绳上位移可达A1+A2的点只有一个，此点在P点的左侧8．如图表示两列频率相同的相干水波在t=0时刻的叠加情况，图中实线表示图示时刻的波峰位置，虚线表示同一时刻的波谷位置，已知两列波的振幅均为2cm，且在图中所示范围内振幅不变，波速为2m／s，波长为0.4m，E点是BD连线和AC连线的交点。下列说法中正确的是（）．A．B、D两点在t=0时刻的竖直高度差为4cmB．B、D两点在t=0.1s时刻的竖直高度差为4cmC．E点的振幅为2cmD．在t=0.05s时刻，A、B、C、D四点对平衡位置的位移均为零9．两个振动情况完全一样的波源S1、S2相距6m，它们在空间产生的干涉图样如图所示，图中实线表示振动加强的区域，虚线表示振动减弱的区域，下列说法正确的是（）．A．两波源的振动频率一定不相同B．虚线一定是波谷与波谷相遇处C．两列波的波长都为2mD．两列波的波长都为1m10．如图所示，S1、S2是振动情况完全相同的两个机械波波源，振幅为A．a、b、c三点分别位于S1、S2连线的中垂线上，且ab=bc．某时刻a是两列波的波峰相遇点，c是两列波的波谷相遇点．则（）．A．a处质点的位移始终为2AB．c处质点的位移始终为－2AC．b处质点的振幅为2AD．c处质点的振幅为2A11．如图所示，a、b两质点是两列相向传播的简谐横波的振源，它们的间距为6m。若a、b振动频率均为5Hz，位移大小方向始终相同，两列波的波速均为10m／s，则（）．A．a、b连线的中点为振幅最大点B．a、b连线上离a1.5m处无振动C．a、b连线上振动最弱位置共三处D．a、b连线上振动最强位置共五处12．甲、乙两列完全相同的横波，分别从波源A、B两点沿直线Ox相向传播，t=0时的图像如图所示．若两列波的波速均为1m／s，则C、E、F、G、D5个质点中（）．A．t=0.2s时，只有F点的位移最大B．t=0.2s时，E、G两点的位移最大C．t=0.5s时，只有F点的位移最大D．t=0.5s时，C、F、D三点的位移最大二、填空题13．如图所示，波长相同的水波通过宽度不同的孔，在图（a）中发生了明显的________现象，这是因为________的缘故；在（b）图中，孔后面的水波是在连接波源和孔边的两条直线所限制的区域里传播，这是因为________的缘故．三、解答题15．如图所示，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4m，若S1、S2振动频率均为5Hz，两列波的波速均为10m／s，B点为S1和S2连线的中点，今以B点为圆心，以R=BS1为半径画圆．（1）该波的波长为多少？（2）在S1、S2连线上振动加强的点（S1和S2除外）有几个？（3）在该圆周上（S1和S2两波源除外）共有几个振动加强的点？【答案与解析】一、选择题1．【答案】A【解析】波长越长，障碍物尺寸越小，越容易发生明显的衍射现象．在波速不变的情况下，频率越小，波长越大，因此A项正确．2．【答案】D【解析】由于MN很高大，故衍射现象比较弱，由于女声音调高，波长便小，衍射便不明显．3．【答案】B、C【解析】要使A点振动起来，则需要发生明显的衍射现象．可以增大波长（减小频率），也可以减小孔的宽度，所以B、C两项正确．4．【答案】B、C【解析】由v=f可知：A越大，f越小，B项正确．波长越长，越容易发生明显的衍射现象，C项正确．5．【答案】A、B6．【答案】B7．【答案】C、D8．【答案】D【解析】由v=2m／s，=0.4m得T=0.2s，所以在t=0.05s时，即经过时，A、B、C、D四点均处于平衡位置．9．【答案】C10．【答案】C、D【解析】因为a、b、c三点均在S1、S2连线的中垂线上，则各点到S1S2的距离相等，则S1与S2到各点的波程差为零，S1与S2振动情况相同，在a、b、c各点振动加强，振动加强并不是位移不变始终为2A，而是振幅为2A。则选项C、D正确．11．【答案】A、B、Da、b连线上离a点1.5m处设为P点．则ΔAs=Pb－Pa=4.5m－1.5m=3.0m．所以P点是振动减弱点，其振幅最小．因两列波波源完全相同，所以P点处的合振动的振幅为零，即P点不振动，所以选项B是正确的．由题意可知满足Δs=n（n=0，1，2，…）的各点为振动加强点，ΔA＜ab=6m．则Δs=n＜6m．当n=0时，Δs=0，a、b连线的中点为振动加强点；当n=1时，Δs==2m；当n=2时，Δs=2=4m．由于对称性，在a、b连线上振动加强点共有五处，所以选项D是正确的．12．【答案】B、D二、填空题13．【答案】衍射孔的尺寸比波长小孔的尺寸比波长大得多三、解答题14．【答案】见解析【解析】如图所示．15．【答案】见解析（2）设P为S1、S2连线上的加强点，则Δx=PS1－PS2=n=2n