高中物理人教版4本冊總復習 學業(yè)分層測評9

學業(yè)分層測評(九)(建議用時：45分鐘)[學業(yè)達標]1．關(guān)于波的衍射現(xiàn)象，下列說法正確的是()A．當孔的尺寸比波長大時，一定不會發(fā)生衍射現(xiàn)象B．只有孔的尺寸與波長相差不多時，或者比波長還小時才會觀察到明顯的衍射現(xiàn)象C．只有波才有衍射現(xiàn)象D．衍射是波特有的現(xiàn)象E．以上說法均不正確【解析】當孔的尺寸比波長大時，會發(fā)生衍射現(xiàn)象，只不過不明顯．只有當孔、縫或障礙物的尺寸跟波長相差不多，或者比波長更小時，才會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，切不可把此條件用來判斷波是否發(fā)生了衍射現(xiàn)象．【答案】BCD2．如圖12-4-6所示，表示兩列同頻率相干水波在t＝0時刻的疊加情況，圖中實線表示波峰，虛線表示波谷．已知兩列波的振幅均為2cm，波速均為2m/s，波長均為m，E點為B、D連線和A、C連線的交點，下列說法正確的是()【導學號：23570064】圖12-4-6A．A，C兩點是振動減弱點B．A，C，E點是振動加強點C．B，D兩點在該時刻的豎直高度差為8cmD．t＝s時，E點離平衡位置的位移大小為4cmE．t＝s時，D點離平衡位置的位移大小為4cm【解析】圖中B，D均為振動加強點，E位于B，D的中線上，故E也是振動加強點，而A，C兩點為波峰與波谷相遇，故是振動減弱點．圖中所示時刻，B點偏離平衡位置－4cm，而D點偏離平衡位置4cm，故二者豎直高度差為8cm，再過s，兩列波的波峰恰在E點相遇，故E點偏離平衡位置的距離將達到4cm，而D在平衡位置．故正確答案為A、C、D.【答案】ACD3．關(guān)于波的疊加和干涉，下列說法中正確的是()A．兩列頻率不相同的波相遇時，因為沒有穩(wěn)定的干涉圖樣，所以波沒有疊加B．任何兩列波相遇都會疊加C．兩列頻率相同的波相遇時，振動加強的點只是波峰與波峰相遇的點D．兩列頻率相同的波相遇時，如果介質(zhì)中的某點振動是加強的，某時刻該質(zhì)點的位移可能是零E．兩列頻率相同的波相遇時，振動加強的質(zhì)點的位移可能比振動減弱的質(zhì)點的位移小【解析】根據(jù)波的疊加和干涉的概念可知，只要兩列波相遇就會疊加，但如果兩列波的頻率不同，在疊加區(qū)域就沒有穩(wěn)定的干涉圖樣，所以A錯誤，B正確；發(fā)生干涉時振動加強的點還有波谷和波谷相遇的點，所以C錯誤；因為某質(zhì)點振動加強僅是振幅加大，但只要仍在振動就一定有位移為零的時刻，所以D、E正確．【答案】BDE4．有一障礙物的尺寸為10m，下列哪些波在遇到它時能產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象()A．波長為1m的機械波B．波長為10m的機械波C．波長為20m的的機械波D．頻率為40Hz的聲波E．頻率為5000MHz的電磁波(波速為3×108m/s)【解析】空氣中聲波波速大約為340m/s，由λ＝eq\f(v,f)可算出頻率為40Hz的聲波的波長為m；同理可算出頻率為5000MHz的電磁波的波長為m．選項C、D中波長等于大于障礙物尺寸．【答案】BCD5．利用發(fā)波水槽得到的水面波形如圖12-4-7甲、乙所示，則【導學號：23570065】甲乙圖12-4-7圖甲顯示了波的________現(xiàn)象，圖乙顯示了波的________現(xiàn)象．【解析】由波的干涉和衍射概念知，圖甲是一列波的傳播，顯示了波的衍射現(xiàn)象，圖乙是兩列波的傳播，顯示了波的干涉現(xiàn)象．【答案】衍射干涉6．在水波槽的衍射實驗中，若打擊水面的振子振動頻率是5Hz，水波在水槽中的傳播速度為m/s，為觀察到顯著的衍射現(xiàn)象，小孔直徑d應(yīng)為多少？【解析】在水槽中激發(fā)的水波波長為λ＝eq\f(v,f)＝eq\f,5)m＝m＝1cm.要求在小孔后產(chǎn)生顯著的衍射現(xiàn)象，應(yīng)取小孔的尺寸小于波長．【答案】小于1cm7．簡諧橫波a沿x軸正方向傳播，簡諧橫波b沿x軸負方向傳播，波速都是10m/s，振動方向都平行于y軸，t＝0時刻，這兩列波的波形如圖12-4-8所示．畫出平衡位置在x＝2m處的質(zhì)點從t＝0時刻開始在一個周期內(nèi)的振動圖象．圖12-4-8【解析】該題考查波的疊加和干涉．兩列頻率相同的波其振動圖象是穩(wěn)定的，t＝0時刻，兩列波引起x＝2m處質(zhì)點的振動方向都向上，經(jīng)過eq\f(1,4)T，兩列波的波峰都傳到x＝2m處，故振幅A＝A1＋A2＝3cm.【答案】[能力提升]8.如圖12-4-9所示，一小型漁港的防波堤兩端MN相距約60m，在防波堤后A，B兩處有兩個小船進港躲避風浪．某次海嘯引起的波浪沿垂直于防波堤的方向向防波堤傳播，下列說法中正確的有()【導學號：23570066】圖12-4-9A．假設(shè)波浪的波長約為10m，則A、B兩處小船基本上不受波浪影響B(tài)．假設(shè)波浪的波長約為10m，則A、B兩處小船明顯受到波浪影響C．假設(shè)波浪的波長約為50m，則A、B兩處小船基本上不受波浪影響D．假設(shè)波浪的波長約為50m，則A、B兩處小船明顯受到波浪影響E．波浪的波長越長，則A、B兩處的小船受到波浪的影響越明顯【解析】A、B兩處小船明顯受到影響是因為水波發(fā)生明顯的衍射，波浪能傳播到A、B處的結(jié)果，當障礙物或縫隙的尺寸比波長小或跟波長差不多的時候，會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象．【答案】ADE9.在圖12-4-10中，A、B是同一介質(zhì)中兩相干波源，其振幅均為A＝5cm，頻率均為f＝100Hz，當A點為波峰時，B點恰好為波谷，波速v＝10m/s，判斷P點為振動加強點還是振動減弱點？圖12-4-10【解析】A到P與B到P的波程差為Δx＝25m－15m＝10m．這兩列波的波長為λ＝eq\f(v,f)＝eq\f(10,100)m＝m．10m恰好為m的整數(shù)倍，又因A、B步調(diào)相反，因此P點為減弱點．【答案】減弱點10．兩列平面簡諧橫波在空中疊加，其中簡諧橫波a(圖中虛線)沿x軸正方向傳播，簡諧橫波b(圖中實線)沿x軸負方向傳播，波速都是20m/s，t＝0時，這兩列波的波動圖象如圖12-4-11所示，那么位于x＝45m處的質(zhì)點P第一次到達波峰的時間和第一次處于平衡位置的時間分別是多少？【導學號：23570067】圖12-4-11【解析】從題圖上可知兩波波長均為λ＝40m，故T＝eq\f(λ,v)＝2s．a(chǎn)、b兩波的波峰第一次傳到P點，均需要t＝eq\f(5m,20m/s)，＝s，而平衡位置傳到P點，均需要t′＝eq\f(15m,20m/s)＝s.【答案】ss11.波源S1和S2的振動方向相同，頻率均為4Hz，分別置于均勻介質(zhì)中x軸上的O、A兩點處，OA＝2m，如圖12-4-12所示．兩波源產(chǎn)生的簡諧橫波沿x軸相向傳播，波速為4m/s.已知兩波源振動的初始相位相同．求：圖12-4-12(1)簡諧橫波的波長；(2)OA間合振動振幅最小的點的位置．【解析】(1)設(shè)簡諧橫波波長為λ，頻率為f，則v＝λf，代入已知數(shù)據(jù)，得λ＝1m.(2)以O(shè)為坐標原點，設(shè)P為OA間的任意一點，其坐標為x，則兩波源到P點的波程差Δl＝x－(2－x)，0≤x≤2.其中x、Δl以