2019-2020年高中物理 第2章 機械波 第3節(jié) 波的干涉和衍射自我小測 魯科版選修3-4.doc

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2019-2020年高中物理 第2章 機械波 第3節(jié) 波的干涉和衍射自我小測 魯科版選修3-4 1．關于波的衍射現(xiàn)象，下列說法正確的是（　?。? A．水波繞過障礙物而繼續(xù)傳播的現(xiàn)象，即為波的衍射現(xiàn)象 B．衍射現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象 C．一切波都能發(fā)生衍射，只不過明顯與否而已 D．要發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，必須滿足一定的條件 2．兩列波相疊加產(chǎn)生了穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，得到了干涉圖樣，以下關于干涉的說法中正確的是（　?。? A．兩列波的頻率一定相等 B．振動加強區(qū)與振動減弱區(qū)總是相互間隔的 C．振動加強區(qū)與振動減弱區(qū)交替變化 D．振動加強區(qū)在空間的位置一直不變 3．在同一介質(zhì)中兩列頻率相同、振動步調(diào)一致的橫波互相疊加，則（　?。? A．波峰與波谷疊加的點振動一定是減弱的 B．振動最強的點經(jīng)過T后恰好回到平衡位置，因而該點的振動是先加強，后減弱 C．振動加強區(qū)和減弱區(qū)相間隔分布，且加強區(qū)和減弱區(qū)不隨時間變化 D．加強區(qū)的質(zhì)點某時刻位移可能是零 4．如圖所示是水波干涉示意圖，S1、S2是兩波源，A、D、B三點在一條直線上，兩列波的頻率相同，振幅相等，下列說法正確的是（　?。? A．質(zhì)點A一會兒在波峰，一會兒在波谷 B．質(zhì)點B一會兒在波峰，一會兒在波谷 C．質(zhì)點C一會兒在波峰，一會兒在波谷 D．質(zhì)點D一會兒在波峰，一會兒在波谷 5．在水面上有S1和S2兩個振幅和頻率相同的波源，開始起振時兩波源的振動方向相反。在兩波源連線的中垂線上有a、b、c三點，經(jīng)過一段時間這三點都處于兩列波的疊加區(qū)域內(nèi)。如圖所示，則下列說法中正確的是（　?。? A．a(chǎn)點是振動加強點，c點是振動減弱點 B．a(chǎn)、c點是振動加強點，b點是振動減弱點 C．a(chǎn)、c點此時刻振動加強，經(jīng)過一段時間后變?yōu)檎駝訙p弱點，而b點可能變?yōu)檎駝蛹訌婞c D．a(chǎn)、b、c三點都是振動減弱點 6．如圖所示表示兩列相干水波的疊加情況，圖中的實線表示波峰，虛線表示波谷，設兩列波的振幅均為5 cm，且在圖示的范圍內(nèi)振幅不變，波速和波長分別為1 m/s和0.5 m。C點是BE連線的中點，下列說法正確的是（　?。? A．C、E兩點都保持靜止不動 B．圖示時刻A、B兩點的豎直高度差為20 cm C．圖示時刻C點正處在平衡位置且向上運動 D．從圖示的時刻起經(jīng)0.25 s后，B點通過的路程為20 cm 7．在做水波通過小孔衍射的演示實驗時，激發(fā)水波的振動頻率為5 Hz，水波在水槽中傳播速度為0.05 m/s，為使實驗效果明顯，使用小孔直徑d不能超過______ m。 8．如圖所示，兩列簡諧橫波均沿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（如圖中實線所示），另一列沿x軸負方向傳播（如圖中虛線所示）。這兩列波的頻率相等，振動方向均沿y軸方向。則圖中x＝1,2,3,4,5,6,7,8各點中振幅最大的是x＝________處的點，振幅最小的是x＝________處的點。 9．如圖所示，S是水面波的波源，x、y是擋板，S1、S2是兩個狹縫（SS1＝SS2，狹縫的尺寸比波長小得多），試回答以下問題。 （1）若閉上S1，只打開S2，會看到什么現(xiàn)象？ （2）若S1、S2都打開，會發(fā)生什么現(xiàn)象？ （3）若實線和虛線分別表示波峰和波谷，那么在A、B、C、D各點中，哪些點振動最強，哪些點振動最弱？ 參考答案 1．解析：水波繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象，是波的衍射現(xiàn)象，衍射現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象，一切波都能發(fā)生衍射，但發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象需滿足一定的條件，故A、B、C、D都對。 答案：ABCD 2．解析：干涉現(xiàn)象中加強區(qū)和減弱區(qū)是相互間隔的，但加強區(qū)和減弱區(qū)在空間的位置是確定的，不隨時間變化而變化。 答案：ABD 3．解析：當頻率相同，步調(diào)一致的兩列波疊加時，若波峰與波谷疊加必為減弱點，A正確；振動加強點并不是指其位移始終最大，有時可能為零，且加強區(qū)與減弱區(qū)相互間隔，不隨時間變化，所以B錯，C、D正確。 答案：ACD 4．解析：在波的干涉中，振動加強區(qū)域里的質(zhì)點總在自己的平衡位置兩側做簡諧運動，只是質(zhì)點的振幅較大，為A1＋A2，本題中由于A1＝A2，故振動減弱區(qū)的質(zhì)點并不振動，故C錯；而此時A點是波峰與波峰相遇，是加強點，B點是波谷與波谷相遇，是加強點。又A、D、B三點在一條振動加強線上，這條線上任一點的振動都是加強的，故此三點都為加強點，這樣，此三點都是一會兒在波峰，一會兒在波谷。 答案：ABD 5．解析：由S1和S2兩列頻率相同的波源所發(fā)出的機械波，相遇后滿足相干條件，在它們重疊區(qū)域?qū)l(fā)生干涉。 由于S1和S2兩波源振動方向相反，所以在S1S2的垂直平分線上，任一點由兩列波所引起的振動點總是大小相同、方向相反，相互疊加，使振動減弱。所以a、b、c三點都是振動減弱點，因此只有選項D是正確的。 答案：D 6．解析：加強區(qū)是質(zhì)點A、B、E的連線處，減弱區(qū)是過D、F的連線處和過P、Q的連線處，C、E為振動加強點，不可能靜止不動。圖示時刻，A在波峰，B在波谷，它們的振動是加強的，故振幅均為兩列波振幅之和，此時兩點的高度差為20 cm。波是由E向A處傳播的，在圖示時刻，A、B、C、E等質(zhì)點的波形圖如圖所示，由圖可知，C點向上運動，波的周期T＝＝0.5 s，t＝0.25 s＝，B點通過的路程為s＝2A＝210 cm＝20 cm，故B、C、D正確。 答案：BCD 7．解析：由v＝λf知，λ＝＝ m＝0.01 m。 要發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，應使d≤λ，所以d≤0.01 m。 答案：0.01 8．解析：由波的疊加原理可知，x軸上任一質(zhì)點的位移等于兩列波單獨引起的位移的矢量和。 對于x＝4,8兩點，兩列波單獨引起的兩個分振動相差為0，故這兩點振動加強。 對于x＝2,6兩點，兩列波單獨引起的兩個分振動相差為π，故這兩點振動減弱。 答案：4,8　2,6 9．解析：（1）閉上S1，打開S2，由波的衍射條件可知，這時會發(fā)生衍射現(xiàn)象。 （2）S1、S2都打開，由波的干涉條件可知，這時會發(fā)生干涉現(xiàn)象。 （3）在題圖中，波源S形成的波，通過S1、S2形成新波源，這兩個新波源發(fā)出的波相遇時會發(fā)生干涉現(xiàn)象，波峰與波峰、波谷與波谷相遇的點振幅最大，波峰與波谷相遇的點，振幅最小，則B、D是振動最強的點，A、C是振動最弱的點。 答案：（1）衍射?。?）干涉?。?）B、D　A、C