人教版選修34 波的干涉和衍射 第1課時(shí) 作業(yè).docx

12.4 波的干涉和衍射 同步練習(xí)（人教版選修3-4）1利用發(fā)波水槽得到的水面波形如圖12411a、b所示，則()圖12411a圖a、b均顯示了波的干涉現(xiàn)象b圖a、b均顯示了波的衍射現(xiàn)象c圖a顯示了波的干涉現(xiàn)象，圖b顯示了波的衍射現(xiàn)象d圖a顯示了波的衍射現(xiàn)象，圖b顯示了波的干涉現(xiàn)象解析：選d.由波的干涉和衍射概念知，圖a是一列波的傳播，顯示了波的衍射現(xiàn)象，圖b是兩列波的傳播，顯示了波的干涉現(xiàn)象2關(guān)于波的干涉和衍射現(xiàn)象，下列說(shuō)法中正確的是()a一切種類(lèi)的波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象b波只要遇到障礙物就能夠發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象c在干涉現(xiàn)象中在振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域的質(zhì)點(diǎn)總是處于波峰或總是處于波谷d發(fā)生干涉現(xiàn)象的兩列波頻率必然相同答案：ad3.如圖12412所示是觀察水面波衍射的實(shí)驗(yàn)裝置，ac和bd是兩塊擋板，ab是一個(gè)孔，o是波源，圖中已畫(huà)出波源所在區(qū)域波的傳播情況，每?jī)蓷l相鄰波紋(圖中曲線(xiàn))之間距離表示一個(gè)波長(zhǎng)，則對(duì)于波經(jīng)過(guò)孔之后的傳播情況，下列描述中正確的是() 圖12412a此時(shí)能明顯觀察到波的衍射現(xiàn)象b擋板前后波紋間距離相等c如果將孔ab擴(kuò)大，有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象d如果孔的大小不變，使波源頻率增大，能更明顯地觀察到衍射現(xiàn)象 解析：選abc.從題圖可以看出，孔ab尺寸與波長(zhǎng)差不多，衍射現(xiàn)象的明顯程度與波長(zhǎng)及障礙物線(xiàn)度有關(guān)：當(dāng)兩者較接近或波長(zhǎng)大于障礙物線(xiàn)度時(shí)，衍射現(xiàn)象明顯，否則不明顯，故選項(xiàng)a、c正確由知，v不變，f增大，則減小，故選項(xiàng)d錯(cuò)既然衍射是指“波繞過(guò)障礙物而傳播的現(xiàn)象”，那么經(jīng)過(guò)孔后的波長(zhǎng)自然不變，故選項(xiàng)b是正確的4兩列波疊加時(shí)，關(guān)于介質(zhì)中的任一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()a它的周期一定是兩分振動(dòng)周期之和b它的頻率一定是兩分振動(dòng)頻率之和c它的振幅一定是兩分振動(dòng)振幅之和d它的位移一定是兩分振動(dòng)位移之和解析：選d.兩列波疊加時(shí)，振動(dòng)的周期和頻率不一定等于兩者之和例如頻率相同的兩列波疊加，某點(diǎn)的振動(dòng)頻率可能等于每列波的頻率，也可能不振動(dòng)，a、b不對(duì)某點(diǎn)的振幅可能等于兩列波的振幅之和，也可能等于兩列波的振幅之差但位移一定是兩分振動(dòng)的位移之和，d正確5.如圖12413所示，沿一條直線(xiàn)相向傳播的兩列波的振幅和波長(zhǎng)均相等，當(dāng)它們相遇時(shí)可能出現(xiàn)的波形是下圖中的圖12413圖12414解析：選bc.當(dāng)兩列波的前半個(gè)波(或后半個(gè)波)相遇時(shí)，根據(jù)波的疊加原理，在前半個(gè)波(或后半個(gè)波)重疊的區(qū)域內(nèi)所有的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的合位移為零，而兩列波的后半個(gè)波(或前半個(gè)波)的波形保持不變，所以選項(xiàng)b正確當(dāng)兩列波完全相遇時(shí)(即重疊在一起)，由波的疊加原理可知，所有質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的位移均等于每列波單獨(dú)傳播時(shí)引起的位移的矢量和，使得所有的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的位移加強(qiáng)，所以選項(xiàng)c也是正確的6兩列沿相反方向傳播的、振幅和波長(zhǎng)都相同的半波如圖12415甲所示，在相遇的某一時(shí)刻如圖乙所示，兩列波“消失”，此時(shí)圖中a、b質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向是() 圖12415aa向上，b向下ba、b都靜止ca向下，b向上 da、b都向上解析：選c.由波的疊加原理知，波在相遇后互不影響地相互通過(guò)，通過(guò)后各自保持原有的狀態(tài)繼續(xù)傳播在圖乙所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻，a的振動(dòng)是由左行波引起的，b的振動(dòng)是由右行波引起的，根據(jù)波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向之間的關(guān)系可以判定選項(xiàng)c是正確的7兩列波在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)發(fā)生了干涉現(xiàn)象，則()a在振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域，介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的位移總是比振動(dòng)減弱區(qū)域介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的位移大b振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域，介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振幅總比振動(dòng)減弱區(qū)域介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振幅大c振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域，介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間做周期性變化d振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域，介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振幅隨時(shí)間做周期性變化解析：選bc.振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域，各質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間做周期性變化，它的位移某時(shí)刻可能為零，也不一定比振動(dòng)減弱區(qū)域的質(zhì)點(diǎn)的位移大，故a錯(cuò)誤，c正確振幅是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的最大位移，故b正確，d錯(cuò)誤8.如圖12416所示，s1、s2是兩個(gè)相干波源，它們振動(dòng)同步且振幅相同實(shí)線(xiàn)和虛線(xiàn)分別表示在某一時(shí)刻它們所發(fā)出的波的波峰和波谷關(guān)于圖中所標(biāo)的a、b、c、d四點(diǎn)(d點(diǎn)與b點(diǎn)在同一條直線(xiàn)上)，下列說(shuō)法中正確的有() 圖12416a該時(shí)刻a質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)最弱，b、c質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)最強(qiáng)，d質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)既不是最強(qiáng)也不是最弱b該時(shí)刻a質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)最弱，b、c、d質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)最強(qiáng)ca質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)始終是最弱的，b、c、d質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)始終是最強(qiáng)的d再過(guò)后的時(shí)刻a、b、c三個(gè)質(zhì)點(diǎn)都將處于各自的平衡位置，因此振動(dòng)最弱解析：選bc.該時(shí)刻a質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)最弱，b、c質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)最強(qiáng)，這不難理解但是d既不是波峰和波峰疊加，又不是波谷和波谷疊加，如何判定其振動(dòng)強(qiáng)弱？這就要用到充要條件：“到兩波源的路程之差是波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)振動(dòng)最強(qiáng)”，從圖中可以看出，d是s1、s2連線(xiàn)的中垂線(xiàn)上的一點(diǎn)，到s1、s2的距離相等，所以必然為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)描述振動(dòng)強(qiáng)弱的物理量是振幅，而振幅不是位移每個(gè)質(zhì)點(diǎn)在振動(dòng)過(guò)程中的位移是在不斷改變的，但振幅是保持不變的，所以振動(dòng)最強(qiáng)的點(diǎn)無(wú)論處于波峰還是波谷，振動(dòng)始終是最強(qiáng)的本題應(yīng)選b、c.9如圖12417所示，在均勻介質(zhì)中s1和s2是同時(shí)起振(起振方向相同)、頻率相同的兩個(gè)機(jī)械波源，它們發(fā)出的簡(jiǎn)諧波相向傳播在介質(zhì)中s1和s2平衡位置的連線(xiàn)上有a、b、c三點(diǎn)，已知s1aabbccs2/2(為波長(zhǎng))，則下列說(shuō)法中正確的是() 圖12417ab點(diǎn)的振動(dòng)總是最強(qiáng)，a、c兩點(diǎn)的振動(dòng)總是最弱bb點(diǎn)的振動(dòng)總是最弱，a、c兩點(diǎn)的振動(dòng)總是最強(qiáng)ca、b、c三點(diǎn)的振動(dòng)都總是最強(qiáng)da、b、c三點(diǎn)的振動(dòng)都是有時(shí)最強(qiáng)有時(shí)最弱解析：選c.由于|as1as2|cs1cs2|，故a、c兩點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，|bs1bs2|0，b點(diǎn)也是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)相對(duì)于固定不動(dòng)的相干波源，a、b、c總是振動(dòng)加強(qiáng)的，故c項(xiàng)正確10.如圖12418所示，s為上下振動(dòng)的波源，頻率為100 hz，所產(chǎn)生的正弦波向左、右傳播，波速為80 m/s，已知sp17.4 m，sq16.2 m，則當(dāng)s通過(guò)平衡位置向上振動(dòng)時(shí)，則() 圖12418ap在波峰，q在波谷 b都在波峰cp在波谷，q在波峰 d均在平衡位置解析：選a.由得0.8 m，即依題意可得sp21，sq20，當(dāng)s在平衡位置向上振動(dòng)時(shí)，q、p都應(yīng)在最大位移處，畫(huà)出最簡(jiǎn)波形圖如圖所示故p在波峰，q在波谷，a正確，b、c、d錯(cuò)11兩列簡(jiǎn)諧波沿x軸相向而行，波速均為v0.4 m/s，兩波源分別是位于a、b處，t0時(shí)的波形如圖12419所示當(dāng)t2.5 s時(shí)，m點(diǎn)的位移為_(kāi)cm，n點(diǎn)的位移為_(kāi)cm.圖12419解析：由題圖可知，兩列波的波長(zhǎng)分別為a0.2 m，b0.4 m，波源的起振方向都沿y軸負(fù)方向，可知兩波的周期分別為ta0.5 s，tb1 s由于t0時(shí)m點(diǎn)距a波波前0.5 m，距b波波前0.3 m，故兩波傳播到m點(diǎn)時(shí)經(jīng)歷的時(shí)間分別為ta1.25 s，tb0.75 s當(dāng)t2.5 s 時(shí)，a波使m點(diǎn)已振動(dòng)的時(shí)間為tta1.25 sta，引起質(zhì)點(diǎn)m的位移xa0；b波使m點(diǎn)已振動(dòng)的時(shí)間為ttb1.75 s1tb，引起質(zhì)點(diǎn)m位移xb2.0 cm，由波的疊加可知此時(shí)質(zhì)點(diǎn)m的位移xxaxb2.0 cm.n點(diǎn)位移可用同樣方法判定答案：2.0012.波源s1和s2振動(dòng)方向相同，頻率均為4 hz，分別置于均勻介質(zhì)中x軸上的o、a兩點(diǎn)處，oa2 m，如圖12420所示兩波源產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸相向傳播，波速為4 m/s.已知兩波源振動(dòng)的初始相位相同求：圖12420(1)簡(jiǎn)諧橫波的波長(zhǎng)；(2)oa間合振動(dòng)振幅最小的點(diǎn)的位置解析：(1)設(shè)簡(jiǎn)諧橫波波長(zhǎng)為，頻率為f，則vf，代入已知數(shù)據(jù)，得1 m.(2)以o為坐標(biāo)原點(diǎn)