2019年高中物理 第十二章 機(jī)械波 波的衍射和干涉雙基限時(shí)練 新人教版選修3-4.doc
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2019年高中物理 第十二章 機(jī)械波 波的衍射和干涉雙基限時(shí)練 新人教版選修3-4 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(hù)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 解析 波在傳播過(guò)程中偏離直線(xiàn)傳播繞過(guò)障礙物的現(xiàn)象稱(chēng)為波的衍射．C項(xiàng)與衍射現(xiàn)象相符． 答案 C 2．已知空氣中的聲速為340 m/s.現(xiàn)有幾種聲波： ①周期為 s，②頻率為104Hz，③波長(zhǎng)為10 m．它們傳播時(shí)若遇到寬約為13 m的障礙物，能產(chǎn)生顯著的衍射現(xiàn)象的是( ) A．①和② B．②和③ C．①和③ D．①②③ 解析?、?、②、③三種聲波的波長(zhǎng)分別為λ1＝340× m＝17 m，λ2＝ m＝0.034 m，λ3＝10 m，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項(xiàng)正確． 答案 C 3．兩列波相疊加發(fā)生了穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，那么( ) A．兩列波的頻率不一定相同 B．振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域的各質(zhì)點(diǎn)都在波峰上 C．振動(dòng)加強(qiáng)的區(qū)域始終加強(qiáng)，振動(dòng)減弱的區(qū)域始終減弱 D．振動(dòng)加強(qiáng)的區(qū)域和振動(dòng)減弱的區(qū)域不斷周期性地交換位置 解析 兩列波發(fā)生穩(wěn)定的干涉的條件必須是兩列波的頻率相同且相位差恒定，故A錯(cuò)；且振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)始終加強(qiáng)，振動(dòng)減弱區(qū)始終減弱，形成穩(wěn)定的干涉圖樣，C對(duì)、D錯(cuò)；振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域的各質(zhì)點(diǎn)只是振幅最大，它們也在自己的平衡位置附近振動(dòng)，并不是只在波峰上，B錯(cuò)． 答案 C 4．利用發(fā)波水槽得到的水面波形如圖①、②所示，則( ) ① ② A．圖①、②均顯示了波的干涉現(xiàn)象 B．圖①、②均顯示了波的衍射現(xiàn)象 C．圖①顯示了波的干涉現(xiàn)象，圖②顯示了波的衍射現(xiàn)象 D．圖①顯示了波的衍射現(xiàn)象，圖②顯示了波的干涉現(xiàn)象 解析 由波的干涉和衍射概念知，題圖①是一列波的傳播，顯示了波的衍射現(xiàn)象，題圖②是兩列波的傳播，顯示了波的干涉現(xiàn)象． 答案 D 5．S1和S2是相干波源，它們發(fā)出的兩列波在空間相遇發(fā)生干涉，如圖所示．實(shí)線(xiàn)表示波峰，虛線(xiàn)表示波谷，則( ) A．振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)有a、b、c、d四點(diǎn) B. a、b、c、d均為振動(dòng)減弱的點(diǎn) C. b、c為振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn) D. a、d為振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn) 解析 在兩列波發(fā)生干涉后波峰和波峰疊加的區(qū)域、波谷和波谷疊加的區(qū)域，為振動(dòng)加強(qiáng)的區(qū)域，圖中a、d為加強(qiáng)的點(diǎn)，波峰和波谷疊加的區(qū)域?yàn)檎駝?dòng)減弱的點(diǎn)，圖中c、b為減弱的點(diǎn)． 答案 D 6．(多選題)關(guān)于干涉和衍射現(xiàn)象的正確說(shuō)法是( ) A．兩列波在介質(zhì)中疊加一定產(chǎn)生干涉現(xiàn)象 B．因衍射是波特有的特征，所以波遇到障礙物時(shí)一定能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象 C．疊加規(guī)律運(yùn)用于一切波 D．只有頻率相同的兩列波疊加才能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象 解析 頻率相同是產(chǎn)生干涉的必要條件，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正確；一切波在任何條件下都會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象，但只有障礙物的尺寸與波長(zhǎng)相差不多，或比波長(zhǎng)小，衍射現(xiàn)象才能明顯，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤；波的疊加，沒(méi)有條件限制，故C選項(xiàng)正確． 答案 CD 7．(多選題)一列水波通過(guò)某孔的實(shí)際情況如圖所示，現(xiàn)把孔的尺寸變小，或者把水波的波長(zhǎng)變大，對(duì)水波通過(guò)孔后的假想情況的四幅圖中，其假想錯(cuò)誤的圖示有( ) A．孔變小 B．孔變小 C．波長(zhǎng)變大 D．波長(zhǎng)變大 解析 把孔的尺寸變小，或者把水波的波長(zhǎng)變大，這樣當(dāng)水波到達(dá)孔后就能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故A、C選項(xiàng)假想正確． 答案 BD 8．在空曠的廣場(chǎng)上有一堵較高的墻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，某人從圖中的A點(diǎn)走到墻后的B點(diǎn)．在此過(guò)程中，若從聲波的衍射來(lái)考慮，則會(huì)聽(tīng)到( ) A．聲音變響亮，男聲比女聲更響 B．聲音變響亮，女聲比男聲更響 C．聲音變?nèi)?，男聲比女聲更? D．聲音變?nèi)酰暠饶新暩? 解析 男聲頻率較低，在空氣中的聲波波長(zhǎng)較長(zhǎng)，女聲頻率較高，在空氣中的聲波波長(zhǎng)較短，所以男聲比女聲更容易發(fā)生衍射，故D選項(xiàng)正確． 答案 D 9．(多選題)如圖所示，S1、S2是振動(dòng)情況完全相同的兩個(gè)機(jī)械波源，振幅為A.a、b、c三點(diǎn)分別位于S1、S2連線(xiàn)的中垂線(xiàn)上，且ab＝bc，某時(shí)刻a是兩列波的波峰相遇點(diǎn)，c是兩列波的波谷相遇點(diǎn)，則( ) A．a(chǎn)處質(zhì)點(diǎn)的位移始終為2A B．c處質(zhì)點(diǎn)的位移始終為－2A C．b處質(zhì)點(diǎn)的振幅為2A D．c處質(zhì)點(diǎn)的振幅為2A 解析 兩振源S1、S2振動(dòng)情況相同，a、b、c是兩振源連線(xiàn)中垂線(xiàn)上的點(diǎn)，則波源到達(dá)a、b、c三點(diǎn)的波程差為零，即a、b、c三點(diǎn)都處于振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)，振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)的位移也在不斷的變化，只是振幅等于兩列波的振幅之和，故C、D選項(xiàng)正確． 答案 CD 10．(多選題)如圖所示是水波干涉示意圖，S1、S2是兩波源，A、D、B三點(diǎn)在一條直線(xiàn)上，兩波源頻率相同，振幅相等，下列說(shuō)法正確的是( ) A．質(zhì)點(diǎn)A一會(huì)兒在波峰，一會(huì)兒在波谷 B．質(zhì)點(diǎn)B一會(huì)兒在波峰，一會(huì)兒在波谷 C．質(zhì)點(diǎn)C一會(huì)兒在波峰，一會(huì)兒在波谷 D．質(zhì)點(diǎn)D一會(huì)兒在波峰，一會(huì)兒在波谷 解析 由題意可知，A、B、D是振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)，C為振動(dòng)減弱的點(diǎn)，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤． 答案 ABD 11．如圖所示為聲波干涉演示儀的原理圖．兩個(gè)U形管A和B套在一起，A管兩側(cè)各有一個(gè)小孔．聲波從左側(cè)小孔傳入管內(nèi)，被分成兩列頻率________的波．當(dāng)聲波分別通過(guò)A、B傳播到右側(cè)小孔時(shí)，若兩列波傳播的路程相差半個(gè)波長(zhǎng)，則此處聲波的振幅________；若傳播的路程相差一個(gè)波長(zhǎng)，則此處聲波的振幅________. 解析 由同一波源分成的兩列波頻率相同，這符合兩列機(jī)械波干涉的條件，當(dāng)兩波的路程差等于半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，振動(dòng)減弱，當(dāng)路程差等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，振動(dòng)加強(qiáng)． 答案 相同 減小 增大 12．兩列簡(jiǎn)諧波沿x軸相向而行，波速均為v＝0.4 m/s，兩波源分別位于A(yíng)、B處，t＝0時(shí)的波形如圖所示．當(dāng)t＝2.5 s，M點(diǎn)的位移為_(kāi)_______cm，N點(diǎn)的位移為_(kāi)_______cm. 解析 本題考查波的形成與傳播、波的疊加．由圖可看出波源A的波長(zhǎng)為λA＝0.2 m，波源B的波長(zhǎng)為λB＝0.4 m，在0～2.5 s時(shí)間內(nèi)兩列波分別向左和向右傳播的距離均為Δx＝vΔt＝1 m．如圖所示，將兩列波向左和向右分別平移Δx＝1 m的距離，得到t＝2.5 s時(shí)刻的兩列波形圖，顯然此時(shí)波A使M質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置向上振動(dòng)，而波B使M質(zhì)點(diǎn)處于波谷位置，故M質(zhì)點(diǎn)的位移疊加后為2 cm.波A使N質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置向上振動(dòng)，而波B使N質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置向上振動(dòng)，故N質(zhì)點(diǎn)的位移疊加后為0 cm. 答案 2 0 13．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，OA＝2 m，如圖所示．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： (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λ，頻率為f， 則v＝λf，代入已知數(shù)據(jù)，得λ＝1 m (2)以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)， 設(shè)P為OA間的任意一點(diǎn)，其坐標(biāo)為x， 則兩波源到P點(diǎn)的波程差Δl＝x－(2－x)，0≤x≤2. 其中x、Δl以m為單位． 合振動(dòng)振幅最小的點(diǎn)的位置滿(mǎn)足Δl＝λ，k為整數(shù)，所以x＝k＋， 可得－≤k≤，故k＝－2、－1、0、1. 解得：x＝0.25 m,0.75 m,1.25 m,1.75 m 答案 (1) 1 m (2) x＝0.25 m 0.75 m 1.25 m 1.75 m 14．如圖所示，兩個(gè)完全相同的聲源S1、S2發(fā)出兩列頻率、振幅、相位完全相同的聲波，波長(zhǎng)為2 m，S1在原點(diǎn)，S2在x軸上x(chóng)＝4 m處，一人沿y軸正方向行駛，在y>0的區(qū)域內(nèi)能聽(tīng)到幾次強(qiáng)音？ 解析 在y>0上一點(diǎn)P，要振動(dòng)加強(qiáng)應(yīng)滿(mǎn)足－y＝kλ(k＝0,1,2,3…)，由幾何關(guān)系可知0下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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