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3-4VIP免费

【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0.05m/s，为观察到明显的衍射现象，小孔直径d应为()A．10cmB．7cmC．5cmD．小于或等于1cm解析：水波槽中激发的水波波长为λ＝vT＝0.05×0.2m＝0.01m＝1cm。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λ，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()A．P点到两波源的距离差等于1.5λB．P点始终不振动C．P点此时刻振动最弱，过半个周期后，振动变为最强1D．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1.5λ，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λ的声波沿水平管道自左向右传播。当声波到达a处时，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Δr＝r2－r1，则Δr等于()A．波长λ的整数倍B．波长λ的奇数倍C．半波长的奇数倍D．半波长λ/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()A．a向上，b向下B．a向下，b向上C．a、b都静止D．a、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？2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v＝λf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v＝0.4m/s，两波源分别位于A、B处，t＝0时的波形如图所示。当t＝2.5s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λA＝0.2m，λB＝0.4m，波源的起振方向都沿y轴负方向，可知两波的周期分别为TA＝＝0.5s，TB＝＝1s。由于t＝0时M点距A波波前0.5m，距B波波前0.3m，故两波传播到M点时经历的时间分别为ΔtA＝1.25s，ΔtB＝0.75s。当t＝2.5s时，A波使M点已振动的时间为t－ΔtA＝1.25s...