高中物理 第12章 第4節(jié)波的衍射和干涉檢測(cè)試題 新人教版選修3-4

【成才之路】-學(xué)年高中物理第12章第4節(jié)波的衍射和干涉檢測(cè)試題新人教版選修3-4一、選擇題(1～3題為單選題，4、5題為多選題)1．下列現(xiàn)象或事實(shí)屬于衍射現(xiàn)象的是()A．風(fēng)從窗戶吹進(jìn)來(lái)B．雪堆積在背風(fēng)的屋后C．水波前進(jìn)方向上遇到凸出在水面上的小石塊，小石塊對(duì)波的傳播沒(méi)有影響D．晚上看到水中月亮的倒影答案：C解析：波在傳播過(guò)程中偏離直線傳播繞過(guò)障礙物的現(xiàn)象稱為波的衍射。C與衍射現(xiàn)象相符。2．利用發(fā)波水槽得到的水面波形如圖a、b所示，則()A．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)象答案：D解析：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。3．已知空氣中的聲速為340m/s?，F(xiàn)有幾種聲波：①周期為1/20s，②頻率為104Hz，③波長(zhǎng)為10m。它們傳播時(shí)若遇到寬約為13m的障礙物，能產(chǎn)生顯著的衍射現(xiàn)象的是()A．①和② D．②和③C．①和③ D．都可以答案：C解析：①、②、③三種聲波的波長(zhǎng)分別為λ1＝340×eq\f(1,20)m＝17m，λ2＝eq\f(340,104)m＝0.034m，λ3＝10m，根據(jù)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件可知，①、③兩聲波的波長(zhǎng)與障礙物的尺寸差不多，能產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象，故C正確。4．下列關(guān)于兩列波相遇時(shí)疊加的說(shuō)法正確的是()A．相遇后，振幅小的一列波將減弱，振幅大的一列波將加強(qiáng)B．相遇后，兩列波的振動(dòng)情況與相遇前完全相同C．在相遇區(qū)域，任一點(diǎn)的總位移等于兩列波分別引起的位移的矢量和D．幾個(gè)人在同一房間說(shuō)話，相互間聽(tīng)得清楚，這說(shuō)明聲波在相遇時(shí)互不干擾答案：BCD解析：兩列波相遇時(shí)，每一列引起的振動(dòng)情況都保持不變，而質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)則是兩列波共同作用的結(jié)果，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤，B、C選項(xiàng)正確。幾個(gè)人在同一房間說(shuō)話，聲帶振動(dòng)發(fā)出的聲波在空間中相互疊加后，不改變每列波的振幅、頻率，所以聲波到人的耳朵后，仍能分辨出不同的人所說(shuō)的話，故D正確。5．(河北衡水中學(xué)～學(xué)年高二下學(xué)期二調(diào))如圖所示，兩個(gè)完全相同的波源在介質(zhì)中形成的波相疊加而發(fā)生的干涉的示意圖，實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，則以下說(shuō)法正確的是()A．A點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)半個(gè)周期，這一點(diǎn)振動(dòng)減弱B．B點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)，經(jīng)過(guò)半個(gè)周期，這一點(diǎn)振動(dòng)仍減弱C．C點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)半個(gè)周期，這一點(diǎn)處于平衡位置D．D點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)，經(jīng)過(guò)半個(gè)周期，這一點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)答案：BC解析：A點(diǎn)是波峰和波峰疊加，為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，且始終振動(dòng)加強(qiáng)，故A錯(cuò)誤；B點(diǎn)是波峰與波谷疊加，為振動(dòng)減弱點(diǎn)，且始終振動(dòng)減弱，故B正確；C點(diǎn)處于振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)，振動(dòng)始終加強(qiáng)，但經(jīng)過(guò)半個(gè)周期，這一點(diǎn)處于平衡位置，故C正確；D點(diǎn)為波峰與波谷疊加，為振動(dòng)減弱點(diǎn)，且始終振動(dòng)減弱，故D錯(cuò)誤。故選B、C。二、非選擇題6．如圖所示，兩列簡(jiǎn)諧橫波均沿x軸傳播，傳播速度的大小相等。其中一列沿x軸正方向傳播(圖中實(shí)線)，另一列沿x軸負(fù)方向傳播(圖中虛線)。這兩列波的頻率相等，振動(dòng)方向均沿y軸方向。則圖中x＝1,2,3,4,5,6,7,8各點(diǎn)中振幅最大的是x＝________處的點(diǎn)，振幅最小的是x＝________處的點(diǎn)。答案：4,82,6解析：由波的疊加原理x軸上任一點(diǎn)的位移都等于兩列波單獨(dú)引起的位移的矢量和。對(duì)x＝4,8兩點(diǎn)兩列波引起的兩個(gè)分振動(dòng)相位差為0，這兩點(diǎn)加強(qiáng)，對(duì)x＝2,6兩點(diǎn)兩列波單獨(dú)引起的分振動(dòng)相位差為π，故這兩點(diǎn)減弱。7．如圖所示，相鄰實(shí)線間的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)，試大致畫(huà)出波通過(guò)孔A和B以及遇到障礙物C和D之后的傳播情況。答案：解析：由題圖可知，孔A和障礙物D跟波長(zhǎng)相差不多，因此，從孔A傳出的波和遇障礙物D之后的波均有明顯的衍射現(xiàn)象；孔B和障礙物C跟波長(zhǎng)相比相差較大，因此，從孔B傳出的波和遇障礙物C之后的波無(wú)明顯的衍射現(xiàn)象。在畫(huà)通過(guò)孔A的衍射波時(shí)要強(qiáng)調(diào)畫(huà)出的同心半圓都是以孔A為圓心的；遇障礙物D之后波的傳播并沒(méi)有受影響；而從孔B傳出的波和遇障礙物C之后的波只沿直線傳播。所以從孔A、B傳出的波和遇障礙物C、D之后的波如圖所示。能力提升一、選擇題(1～4題為單選題，5題為多選題)1．兩列沿相反方向傳播的振幅和波長(zhǎng)都相同的半波[如圖(甲)]，在相遇的某一時(shí)刻[如圖(乙)]兩列波“消失”，此時(shí)圖中a、b質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向是()A．a(chǎn)向上，b向下 D．a(chǎn)向下，b向上C．a(chǎn)、b都靜止 D．a(chǎn)、b都向上答案：B解析：由波的疊加原理知，波在相遇時(shí)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)B是正確的。2．(張店～學(xué)年高二下學(xué)期檢測(cè))如圖所示，正中O是水面上一波源，實(shí)、虛線分別表示該時(shí)刻的波峰、波谷，A是擋板，B是小孔，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，水面上的波形將分布于()A．整個(gè)區(qū)域 D．陰影Ⅰ以外區(qū)域C．陰影Ⅱ以外區(qū)域 D．陰影Ⅲ以外區(qū)域答案：B解析：由題圖中可直觀看出，半波長(zhǎng)為實(shí)虛兩圓半徑之差，且可看出擋板A的尺寸比波長(zhǎng)大得多，而小孔B與波長(zhǎng)長(zhǎng)度差不多。據(jù)波發(fā)生明顯衍射的條件知道，該波在擋板A處的衍射現(xiàn)象很不明顯，即可認(rèn)為波沿直線傳播，故Ⅰ區(qū)內(nèi)水面無(wú)波形，故A、C、D選項(xiàng)不正確；該波的波長(zhǎng)與小孔B差不多，能夠產(chǎn)生明顯的衍射，故在陰影區(qū)Ⅲ、Ⅱ之內(nèi)，明顯存在衍射波的波形，故B選項(xiàng)正確。3．在空曠的廣場(chǎng)上有一堵較高大的墻MN，墻的一側(cè)O點(diǎn)有一個(gè)正在播放男女聲合唱歌曲的聲源。某人從圖中A點(diǎn)走到墻后的B點(diǎn)，在此過(guò)程中，如果從聲波的衍射來(lái)考慮，則會(huì)聽(tīng)到()A．聲音變響，男聲比女聲更響B(tài)．聲音變響，女聲比男聲更響C．聲音變?nèi)?，男聲比女聲更弱D．聲音變?nèi)酰暠饶新暩醮鸢福篋解析：由于MN很高大，故衍射現(xiàn)象比較弱，由于女聲音調(diào)更高，波長(zhǎng)更小，所以衍射更不明顯。4．(綿陽(yáng)南山中學(xué)～學(xué)年高二下學(xué)期期中)如圖所示為兩列相干水波在t＝0時(shí)刻的疊加情況，其中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷。若兩列波的振幅均保持5cm不變，波速和波長(zhǎng)分別為1m/s和0.5m，C點(diǎn)是BD連線的中點(diǎn)．則下列說(shuō)法正確的是()A．A、D點(diǎn)振動(dòng)始終加強(qiáng)，B點(diǎn)振動(dòng)始終減弱B．C點(diǎn)始終保持靜止不動(dòng)C．t＝0時(shí)刻，A、B兩點(diǎn)的豎直高度差為10cmD．在t＝0至t＝0.25s的時(shí)間內(nèi)，B點(diǎn)通過(guò)的路程為20cm答案：D解析：A、D兩點(diǎn)為波峰與波峰疊加，B點(diǎn)為波谷與波谷疊加，都是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；AD的連線為振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)，則C點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，振幅較大，故B錯(cuò)誤；t＝0時(shí)刻，A、B兩點(diǎn)分別處于波峰和波谷，則兩者的高度差為4×5cm＝20cm，故C錯(cuò)誤；周期T＝eq\f(λ,v)＝0.5s，在t＝0至t＝0.25s的時(shí)間內(nèi)，B點(diǎn)經(jīng)歷了半個(gè)周期，通過(guò)的路程等于振幅的2倍，振幅為10cm，則路程為20cm，故D正確。5．一列水波通過(guò)某孔的實(shí)際情況如圖(1)所示，現(xiàn)把孔的尺寸變小，或者把水波的波長(zhǎng)變大，水波通過(guò)孔后的假想情況如圖(2)四幅圖所示，其假想錯(cuò)誤的圖示有()答案：BD解析：衍射現(xiàn)象是普遍存在的。波遇到障礙物時(shí)都有繞過(guò)障礙物的特性，即衍射現(xiàn)象，但只有當(dāng)障礙物或孔的尺寸比波長(zhǎng)小或差不多時(shí)才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象。二、非選擇題6．如圖所示，S是水面波的波源，x、y是擋板，S1、S2是兩個(gè)狹縫(SS1＝SS2，狹縫的尺寸比波長(zhǎng)小得多)，試回答以下問(wèn)題：(1)若閉上S1，只打開(kāi)S2會(huì)看到什么現(xiàn)象？(2)若S1、S2都打開(kāi)，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？(3)上圖中若實(shí)線和虛線分別表示波峰和波谷，那么在A、B、C、D各點(diǎn)中，哪些點(diǎn)向上振動(dòng)最強(qiáng)，哪些點(diǎn)向下振動(dòng)最強(qiáng)，哪些點(diǎn)振動(dòng)最弱？解析：(1)只打開(kāi)S2時(shí)，波源S產(chǎn)生的波傳播到狹縫S2時(shí)，由于狹縫的尺寸比波長(zhǎng)小，于是水面波在狹縫S2處發(fā)生衍射現(xiàn)象，水面波以狹縫S2處為波源向擋板另一側(cè)傳播開(kāi)來(lái)。(2)由于SS1＝SS2，從波源發(fā)出的水波傳播到S1、S2處時(shí)它們的振動(dòng)情況完全相同，當(dāng)S1、S2都打開(kāi)時(shí)產(chǎn)生相干波，它們?cè)诳臻g相遇時(shí)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，一些地方振動(dòng)加強(qiáng)，一些地方振動(dòng)減弱，加強(qiáng)區(qū)與減弱