巩固练习波的干涉和衍射(提高).pdf

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1、高中物理 高中物理【巩固练习】一、选择题 1、利用发波水槽得到的水面波形如a,b 所示，则（）A.图a、b 均显示了波的干涉现象 B.图a、b 均显示了波的衍射现象 C.图a显示了波的干涉现象，图 b 显示了波的衍射现象 D.图a显示了波的衍射现象，图 b 显示了波的干涉现象 2、（2016 上海虹口三模）如图是观察水波衍射的实验装置。AB 和 CD 是两块挡板，BC 是两块挡板之间的空隙，O 为水波的波源，图中已画出波源附近区域的传播情况，实线波纹表示波峰。关于水波经过 BC 空隙之后的传播情况，下列说法中正确的是（）A.观察不到明显的衍射现象 B.水波经过空隙 BC 后波纹间距变小 C.若

2、保持波源的频率不变，而增大空隙 BC 的宽度，有可能观察不到明显的衍射现象 D.若保持空隙 BC 的宽度不变，而增大波源的频率，可以观察到更加明显的衍射现象 3、两波源12SS、在水槽中形成的波形如图所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，则（）A.在两波相遇的区域中会产生干涉 B.在两波相遇的区域中不会产生干涉 C.a点的振动始终加强 D.a点的振动始终减弱 4、如图所示，S1和 S2是两个相干波源，由它们发出的波相互叠加，实线表示波峰，虚线表示波谷，对于a、b、c 三个介质质点的振动情况，下列判断正确的是（）高中物理 高中物理 Ab 处振动永远互相减弱 Ba处永远是波峰与波峰相遇 Cb 处在

3、这时刻是波谷与波谷相遇 Dc 处的振动永远互相减弱 5、频率一定的声源在空气中向着静止的接收器匀速运动，以u表示声源的速度，V表示声波的速度（uV）,v表示接收器接收到的频率。若u增大，则（）A.v增大，V增大 B.v增大，V不变 C.v不变，V增大 D.v减小，V不变 6、（2016 北京东城一模）物理学和计算机技术的发展推动了医学影像技术的进步。彩色超声波检测仪，简称彩超，工作时向人体发射频率已知的超声波，当超声波遇到流向远离探头的血流时探头接收的回波信号频率会降低，当超声波遇到流向靠近探头的血流时接收的回波信号频率会升高。利用计算机技术给这些信号加上色彩，显示在屏幕上，可以帮助医生判定血

4、流的方向、流速的大小和性质。计算机辅助 X 射线断层摄影，简称 CT。工作时 X 射线束对人体的某一部分按一定的厚度的层面进行扫描，部分射线穿透人体被检测器接收。由于人体各种组织的疏密程度不同，检测器接收到的射线就有了差异，从而可以帮助医生诊断病变。根据以上信息，可以判断下列说法中正确的是（）A.彩超工作时利用了多普勒效应 B.CT 工作时利用了波的衍射现象 C.彩超和 CT 工作时向人体发射的波都是纵波 D.彩超和 CT 工作时向人体发射的波都是电磁波 7、如图表示产生机械波的波源 O 做匀速运动的情况,图中圆表示波峰,已知波源的频率为 f0,则下列说法正确的是()A.该图表示波源正在向 B

5、 点移动 B.观察者在图中 A 点接收波的频率是定值,但大于 f0 C.观察者在图中 B 点接收波的频率是定值,但大于 f0 高中物理 高中物理 D.观察者在图中 C 点或 D 点接收波的频率是定值,但大于 f0 8、一频率为 600 Hz 的声源以 20 rad/s 的角速度沿一半径为 0.80 m 的圆周做匀速圆周运动，一观察者站在离圆心很远的 P 点且相对于圆心静止，如图所示，下列判断正确的是（）A.观察者接收到汽笛在 A 点发出声音的频率大于 600 Hz B.观察者接收到汽笛在 B 点发出声音的频率等于 600 Hz C.观察者接收到汽笛在 C 点发出声音的频率等于 600 Hz D

6、.观察者接收到汽笛在 D 点发出声音的频率小于 600 Hz 9、如图所示，水面上有 A、B 两个振动情况完全相同的振源，在 AB 连线的中垂线上有a、b、c 三个点，已知某时刻，a点是两列波的波峰的相遇点，c 点是与a点相邻的两列波的波谷相遇点，b 为a、c 的中点，则以下说法正确的是（）A.a点是振动加强点，c 点是振动减弱点 B.a点与 c 点都是振动加强点，b 点是振动减弱点 C.a点与 c 点此时刻是振动加强点，经过一段时间后变成振动减弱点，而 b 点可能变成振动加强点 D.a、b、c 都是振动加强点 10、两个不等幅的脉冲波在均匀介质中均以 1.0 m/s 的速率沿同一直线相向传播

7、，t=0 时刻的图形如图所示，下图中小方格的边长为 0.1 m，则以下不同时刻，波形正确的是（）高中物理 高中物理 二、填空题 1、如图中 A、B、C 是水波通过一个相同的孔传播的照片，则由照片可知，_情况中水波的频率最大；_情况中水波的频率最小。2、如图所示，实线表示两个相干波源1S、2S发出的波的波峰位置，则图中的_点为振动加强点的位置。图中的_点为振动减弱点的位置。3、A、B 两波相向而行，在某时刻的波形与位置如图所示，已知波的传播速度为v，图中标尺每格长度为l，在图中画出又经过7ltv时的波形。三、计算题 1、如图甲所示，在某介质中波源A、B相距d20m，t0 时二者开始上下振动，A只

8、振动了半个周期，B连续振动，所形成的波的传播速度均为v1.0m/s，开始阶段两波源的振动图像如图乙所示求：(1)距 A 点 1m 处的质点在 t0 到 t22s 内所经过的路程；(2)在 t0 到 t16s 时间内从 A 发出的半个波在前进的过程中所遇到的波峰的个数 高中物理 高中物理 2、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 b 连线上振动最强位置共有几处？3、波源 S1和 S2振动方向相同，频率均为 4Hz，分别置于均匀介质中，x轴上的OA、两点处，2OAm，如

9、图所示。两波源产生的简谐横波沿x轴相向传播，波速为4/m s，己知两波源振动的初始相位相同，求：（i）简谐波的波长；（ii）OA 间合振动振幅最小的点的位置。【答案与解析】一、选择题 1、D 解析：观察两图可知图a显示了波的衍射现象，图 b 显示了波的干涉现象，只有 D 正确。2、【答案】C【解析】因为波长与孔的尺寸差不多，所以能够观察到明显的衍射现象，A 错；波通过孔后，波速、频率波长不变，则挡板前后波纹间的距离相等，B 错；如果将孔 BC 扩大，孔的尺寸大于波的波长，可能观察不到明显的衍射现象，C 正确；如果孔的大小不变，使波源频率增大，因为波速不变，根据=vf可知，波长减小，可能观察不到

10、明显的衍射现象，D错。高中物理 高中物理 故选 C。3、B 解析：仔细观察图形可以发现，两波的波长不相等，21，因此在两波相遇的区域中不会产生干涉，但满足波的叠加原理。4、CD 解析：此时a是波峰与波峰相遇，a处的质点振动始终是加强的，但不是永远在波峰，B 错；b 处在这时刻是波谷与波谷相遇，振动也是始终是加强的，C 对 A 错；C 处是波峰与波谷相遇，振动始终是减弱的，D 对。故选 CD。5、B 解析：当声源与观察者的相对位置发生变化时，观察到频率改变的现象叫多普勒效应，当声源的速度变大时,声源与接收器的相对位置发生改变,故接收器接收到的频率变大,声波的速度由介质决定,其速度不会发生变化。6

11、、【答案】A【解析】根据题目描述可知，彩超工作时利用的是超声波的多普勒效应，A 正确；CT工作时利用的是 X 射线穿透不同组织后强度不同，与衍射无关，B 错；彩超发射的是超声波，超声波是机械波，CT 发射的是 X 射线，X 射线是电磁波，电磁波是横波，CD 错。故选 A。7、AC 解析：观察者未动，右边的波变密，所以波源正在向 B 点移动，A 对。由于波源做匀速运动，波源远离观察者，相当于波长变长，故在图中 A 点接收波的频率变小，但是一个定值，小于 f0,B 错。观察者在图中 B 点接收波的频率变大是定值，但大于 f0，C 对。波源相对于观察者在图中 C 点或 D 点不是匀速运动，远离观察者

12、，接收到的频率不是定值，但频率变小，D 错。故选 AC。8、AB 解析：做出 A、B、C、D 四点的速度方向，A 速度方向有靠近 P 点的趋势，观察者接收到的频率变大；C 点有远离的趋势，观察者接收到的频率变小；B、D 两点速度方向与 PB、PD 连线垂直，观察者接收到的频率不变。故选 AB。9、D 解析：a点是两列波的波峰的相遇点，c 点是与a点相邻的两列波的波谷相遇点，根据干涉加强的条件，ac 点两点的振动始终加强；又 b 为a、c 的中点，在振动加强区，所以 b 也是振动加强点，只有 D 选项正确。高中物理 高中物理 10、ABD 解析：根据波的叠加原理可知，叠加后任一点位移为两列波分别

13、引起位移的矢量和，经0.3 s、0.4 s、0.5 s、0.6 s 后，每列波形往前平移的距离分别为 0.3 m、0.4 m、0.5 m、0.6 m，由叠加原理可知，A、B、D 正确。二、填空题 1、C；A 解析：由图看出 A 的波长最大，其频率最小；C 的波长最小，其频率最大。2、b；a 解析：由图看出 b 是两波的波谷相遇点，处于振动加强区，b 始终是振动加强点。a处在2S的波峰、1S的波谷，是振动减弱的点。3、见解析图 解析：经过时间7ltv时两波的图形可由下图甲所示，相遇叠加后的图形如下图乙所示。三、计算题 1、【答案】(1)128 cm(2)6 个【解析】(1)距 A 点 1m 处的

14、质点随 A 点振动经过的路程 s124cm8cm 从 B 发出的波在 22 s 内传播的距离 xvt22m 故从 B 发出的波可以传播到距 A 点 1m 处的质点，且该质点又振动了 1.5 个周期，故此质点又振动的路程为 s2620cm120cm 总路程 ss1s2128cm.(2)16s 内两列波相对运动的长度 llAlBd2vtd12 m 从 A 发出的波的宽度 0.2m22AATav 从 B 发出的波的波长 BvTB2m 高中物理 高中物理 6Bln 即从 A 发出的波经过了 6 个波峰 2、5 处 解析：两列简谐波的波长为：1025vmmf，满足xn 的各点为振动加强点 由几何关系有6

15、xabm，则6xnm，当 n0 时，0 x，a b 中点为振动加强点 当 n1 时，2xm；当 n2 时，24xm 由于对称性，在 a b 连线上振动加强点共有五处，五点位置分布如图所示：3、0.25xm、0.75m、1.25m、1.75m。解析：（i）设波长为，频率为v，则v，代入已知数据，得1m。（ii）以 O 为坐标原点，设 P 为 OA 间的任意一点，其坐标为x，则两波源到 P 点的路程差为(2)lxx，02x。其中x、l以 m 为单位。合振动振幅最小的点的位置满足1()2lk，k 为整数 解得0k 时，1.25xm；1k 时，1.75xm；根据对称关系另外两点为：0.25xm；0.75xm。