【金版教程】2021年高中物理 12-4 波的衍射和干涉课时精练 新人教版选修3-4.doc
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1、【金版教程】2015年高中物理 12-4 波的衍射和干涉课时精练 新人教版选修3-41. 关于波的衍射和叠加,下列说法正确的是()A衍射和干涉是机械波特有的现象B对同一列波,缝或孔、障碍物尺寸越小衍射现象越明显C两列波相遇时能够保持各自的状态互不干扰D由于这两列波相遇时叠加,当它们分开时波的频率、振幅都会发生变化E如果这两列波叠加以后使某些区域振动加强,某些区域振动减弱,那么这两列波发生明显干涉F两列波重叠的区域里,任何一点的总位移都等于两列波分别引起的位移的矢量和解析:衍射和干涉是所有波特有的现象,A错;由波的叠加的独立性可知D错;形成稳定干涉的条件是:波的频率相同,振动相位差恒定,E错。答
2、案:BCF2. 在水波槽的衍射实验中,若打击水面的振子其振动图象如图所示,水波在水槽中的传播速度为0.05 m/s,为观察到明显的衍射现象,小孔直径d应为()A10 cm B7 cmC5 cm D小于或等于1 cm解析:水波槽中激发的水波波长为vT0.050.2 m0.01 m1 cm。要发生明显衍射现象,应使孔的尺寸比波长短或者跟波长差不多。答案:D3. 如图所示,S1、S2为两个振动情况完全一样的波源,两列波的波长都为,它们在介质中产生干涉现象,S1、S2在空间共形成6个振动减弱的区域(图中虚线处),P是振动减弱区域中的一点,从图中可看出()AP点到两波源的距离差等于1.5BP点始终不振动
3、CP点此时刻振动最弱,过半个周期后,振动变为最强D当一列波的波峰传到P点时,另一列波的波谷也一定传到P点解析:振动减弱点到两波源距离差等于半波长的奇数倍,根据P点所处虚线的位置可知,P点到S1、S2的距离之差为1.5,A对;两波源振动情况相同,故P点振幅为零,B对、C错;在P点合位移为零,故其中一列波的波峰传播到P点时,另一列波的波谷传播到P点,D对。答案:ABD4. 消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题。内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都产生噪声,干涉型消声器可用来减弱高速气流产生的噪声。干涉型消声器结构及气流运行如图所示,产生波长为的声波沿水平管道自左向右传播。当声波到达a处
4、时,分成两束波,它们分别通过r1和r2的路程,再在b处相遇,即可达到减弱噪声的目的。若rr2r1,则r等于()A波长的整数倍B波长的奇数倍C半波长的奇数倍D半波长/2的偶数倍解析:距波源距离差为半波长的奇数倍的地方,初始振动方向相同的波在此相互减弱。答案:C5. 两列沿相反方向传播的振幅和波长都相同的半波如图甲所示,在相遇的某一时刻如图乙所示两列波“消失”,此时图中a、b质点的振动方向是()Aa向上,b向下 Ba向下,b向上Ca、b都静止 Da、b都向上解析:由波的叠加原理知,波在相遇时互不影响地相互通过,通过后各自保持原有的状态继续传播。在图乙所对应的时刻,a的振动是由左行波引起的,b的振动
5、是由右行波引起的,根据波的传播方向和质点的振动方向之间的关系可以判定B选项正确。答案:B6. 把M、N两块挡板中间的空隙当做一个“小孔”做水波的衍射实验,出现了如图所示的图样,位置P处的水没有振动起来,现要使挡板左边的振动传到P处,在不改变挡板M的左右位置和P点位置的情况下,可以采用哪些办法?解析:波发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸与波长相差不多,或者比波长更小,所以要使P点振动起来,有两种方法:一是减小孔的尺寸,二是增大波的波长。N板向上移,可以减小孔的尺寸;由vf可知,水波的波速一定,减小波源的频率可以增大水波的波长。故使挡板左边的振动传到P处可以采用的方法是N板上移,或减小波源振
6、动的频率。答案:N板上移或减小波源振动的频率7. 两列简谐波沿x轴相向而行,波速均为v0.4 m/s,两波源分别位于A、B处,t0时的波形如图所示。当t2.5 s时,M点的位移为_cm,N点的位移为_cm。解析:由图可知,两列波的波长分别为A0.2 m,B0.4 m,波源的起振方向都沿y轴负方向,可知两波的周期分别为TA0.5 s,TB1 s。由于t0时M点距A波波前0.5 m,距B波波前0.3 m,故两波传播到M点时经历的时间分别为tA1.25 s,tB0.75 s。当t2.5 s时,A波使M点已振动的时间为ttA1.25 sTA,引起质点M的位移xA0;B波使M点已振动的时间为ttB1.7
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