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2019-2020年高中物理 2.5波的干涉與衍射自我小測(cè) 滬科版選修3-4 1關(guān)于干涉和衍射現(xiàn)象的正確說法是(　　) 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)生明顯的衍射現(xiàn)象 C．疊加規(guī)律適用于一切波 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 2已知空氣中的聲速為340 m/s?，F(xiàn)有幾種聲波：①周期為1/20 s，②頻率為104 Hz，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．都可以 3如圖所示，甲、乙兩平面波是振幅相同的相干波，甲波沿x軸正方向傳播，乙波沿y軸正方向傳播，圖中實(shí)線表示某一時(shí)刻的波峰位置，虛線表示波谷位置，對(duì)圖中正方形中央的a、b、c、d四點(diǎn)的振動(dòng)情況，正確的判斷是(　　) A．a(chǎn)、b點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)，c、d點(diǎn)振動(dòng)減弱 B．a(chǎn)、c點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)，b、d點(diǎn)振動(dòng)減弱 C．a(chǎn)、d點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)，b、c點(diǎn)振動(dòng)減弱 D．a(chǎn)、b、c、d點(diǎn)的振動(dòng)都加強(qiáng) 4波長(zhǎng)分別為60 m和17 m的兩列聲波在空氣中傳播時(shí)，下列敘述正確的是(　　) A．波長(zhǎng)為60 m的聲波比波長(zhǎng)為17 m的聲波傳播速度慢 B．波長(zhǎng)為60 m的聲波比波長(zhǎng)為17 m的聲波頻率小 C．波長(zhǎng)為60 m的聲波比波長(zhǎng)為17 m的聲波易發(fā)生衍射 D．波長(zhǎng)為60 m的聲波不能被反射 5將一音叉敲響后，實(shí)驗(yàn)者繞著音叉走一圈，將會(huì)聽到忽強(qiáng)忽弱的聲音，這是由于(　　) A．兩叉股發(fā)出的兩列聲波強(qiáng)弱不同造成的 B．兩叉股所發(fā)出的兩列聲波互相干涉造成的 C．在音叉周圍不同位置處，空氣振動(dòng)的振幅不同形成的 D．在音叉周圍不同位置處，空氣振動(dòng)的頻率不同形成的 6兩列頻率相同、振幅也相同的波發(fā)生干涉，下列說法正確的是(　　) A．波峰與波峰相遇時(shí)，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)；波谷與波谷相遇時(shí)，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)減弱 B．波峰與波峰相遇處，質(zhì)點(diǎn)總是位于波峰 C．波峰與波峰相遇處，質(zhì)點(diǎn)在以后時(shí)刻的位移也能出現(xiàn)零 D．波谷與波峰相遇的質(zhì)點(diǎn)的位移總是零 7如圖所示，正中O是水面上一波源，實(shí)、虛線分別表示該時(shí)刻的波峰、波谷，A是擋板，B是小孔，經(jīng)過一段時(shí)間，水面上的波形將分布于(　　) A．整個(gè)區(qū)域 B．陰影Ⅰ以外區(qū)域 C．陰影Ⅱ以外區(qū)域 D．上述答案均不對(duì) 8兩個(gè)不等幅的脈沖波在均勻介質(zhì)中均以1.0 m/s的速度沿同一直線相向傳播，t＝0時(shí)刻的圖形如圖所示，圖中小方格的邊長(zhǎng)為0.1 m，則以下不同時(shí)刻，波形正確的是(　　) 9在空曠的廣場(chǎng)上有一堵較高大的墻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A點(diǎn)走到墻后的B點(diǎn)，在此過程中，如果從聲波的衍射來考慮，則會(huì)聽到(　　) A．聲音變響，男聲比女聲更響 B．聲音變響，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? 10兩列簡(jiǎn)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(shí)線所示)，另一列沿x軸負(fù)方向傳播(如圖中虛線所示)。這兩列波的頻率相等，振動(dòng)方向均沿y軸方向。則圖中x＝1,2,3,4,5,6,7,8各點(diǎn)中振幅最大的是x＝__________處的點(diǎn)，振幅最小的是x＝__________處的點(diǎn)。 11甲、乙兩人分乘兩只船在湖中釣魚，兩船相距24 m，有一列水波在湖面上傳播，使每只船每分鐘上下浮動(dòng)10次。當(dāng)甲船位于波峰時(shí)，乙船位于波谷，這時(shí)兩船之間還有一個(gè)波峰，則此水波的波長(zhǎng)為多少？波速為多少？若此波在傳播過程中遇到一根豎立的電線桿，是否會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象？ 12如圖所示，湖面上有一個(gè)半徑為45 m的圓周，AB是它的直徑，在圓心O和圓周上的A點(diǎn)分別裝有同樣的振動(dòng)源，其波在湖面上傳播的波長(zhǎng)是10 m。若一只小船在B點(diǎn)恰好感覺不到振動(dòng)，它沿圓周慢慢向A點(diǎn)劃行，在到達(dá)A點(diǎn)之前的過程中還有幾次感覺不到振動(dòng)？ 答案 1解析：頻率相同是干涉的必要條件，A錯(cuò)，D對(duì)；一切波在任何條件下都能發(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)小時(shí)，衍射才最明顯，B錯(cuò)；波的疊加沒有條件限制，C對(duì)。 答案：CD 2解析：①、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正確。 答案：C 3解析：當(dāng)兩列波出現(xiàn)干涉現(xiàn)象時(shí)，要產(chǎn)生干涉圖樣，形成一條加強(qiáng)線，一條減弱線……加強(qiáng)線、減弱線彼此相間的穩(wěn)定的干涉圖樣，在圖中設(shè)定A、B、C、D四點(diǎn)，實(shí)線相交點(diǎn)，即波峰與波峰相遇，都是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，可知BD決定的直線為加強(qiáng)線，過A、C的平行于BD直線的兩條直線也應(yīng)是加強(qiáng)線，a、c兩點(diǎn)在BD直線上，故a、c兩點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，分別過b、d點(diǎn)且平行于BD直線的兩條直線均在兩加強(qiáng)線之間，應(yīng)為減弱線，故b、d兩點(diǎn)的振動(dòng)是減弱點(diǎn)。 答案：B 4解析：不管波長(zhǎng)為多少，聲波在空氣中的傳播速度都為340 m/s，由波長(zhǎng)、聲速、頻率關(guān)系可知f＝，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，頻率越小，所以A錯(cuò)誤，B正確；由發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件可知，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，越容易發(fā)生衍射，C正確；任何波都可以發(fā)生反射，D錯(cuò)誤。 答案：BC 5解析：音叉兩叉股完全相同，發(fā)出相同頻率的兩列聲波，從而發(fā)生了干涉現(xiàn)象。 答案：BC 6解析：波峰與波峰相遇時(shí)和波谷與波谷相遇時(shí)，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)都加強(qiáng)，A錯(cuò)誤；波峰與波峰相遇處的質(zhì)點(diǎn)此刻位于波峰，而該質(zhì)點(diǎn)仍在不停地振動(dòng)，并不是始終停在波峰處，B錯(cuò)誤，C正確；因兩列波頻率相同、振幅也相同，所以波谷與波峰相遇處的質(zhì)點(diǎn)在此處的振動(dòng)方向始終相反，而且位移大小相等，所以此后該質(zhì)點(diǎn)的位移總是零，D正確。 答案：CD 7解析：從圖中可以看出擋板A比波長(zhǎng)大得多，因此波不會(huì)繞過擋板A，而小孔B的大小與波長(zhǎng)差不多，能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故B正確。 答案：B 8解析：根據(jù)波的疊加原理可知，疊加后任一點(diǎn)位移為兩列波分別引起位移的矢量和，經(jīng)0.3 s、0.4 s、0.5 s、0.6 s后，每列波形往前平移的距離分別為0.3 m、0.4 m、0.5 m、0.6 m，由疊加原理可知A、B、D正確。 答案：ABD 9解析：由于MN很高大，故衍射現(xiàn)象比較弱，由于女聲音調(diào)更高，波長(zhǎng)更小，衍射更不明顯。 答案：D 10解析：在圖示時(shí)刻，兩列波引起各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的位移和都為零，但其中一些點(diǎn)是振動(dòng)過程中恰好經(jīng)過平衡位置，而另外一些點(diǎn)是振動(dòng)減弱，確實(shí)不振動(dòng)，對(duì)x＝4處的質(zhì)點(diǎn)，實(shí)、虛兩列波均使質(zhì)點(diǎn)從平衡位置向上運(yùn)動(dòng)，是同向疊加的，即振幅為兩列波分別引起的振幅之和。同理對(duì)x＝8處的質(zhì)點(diǎn)，兩列波都使該質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，也是同向疊加，即是振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)；而x＝2與x＝6處的質(zhì)點(diǎn)則均為反向疊加，即均為振幅最小的點(diǎn)。 答案：4、8　2、6 11解析：本題主要考查了兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)：一是如何根據(jù)物理情景，求出描述波的物理量；二是發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件。 由題意知：周期T＝ s＝6 s。設(shè)波長(zhǎng)為λ，則24 m＝λ＋，即λ＝16 m，所以v＝＝ m/s＝ m/s。由于λ＝16 m大于豎立電線桿的直徑，所以當(dāng)此波通過豎立的電線桿時(shí)會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象 答案：波長(zhǎng)為16 m；波速為 m/s；會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象 12解析：小船在某點(diǎn)感覺不到振動(dòng)，是由于此處為振動(dòng)減弱點(diǎn)，由條件Δx＝(2n＋1)(n＝0，1，2…)知，此處到兩波源的距離差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍。 如題圖設(shè)C點(diǎn)到A、O距離相等，則小船從B向C移動(dòng)過程中，它到A、O點(diǎn)的距離差從45 m減小到零，此過程中有四次距離差為半波長(zhǎng)5 m的奇數(shù)倍，它們分別是5 m、15 m、25 m、35 m，故有4次感覺不到振動(dòng)。小船由C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的過程中，船到A、O兩點(diǎn)的距離差由零增到45 m，同理，此過程也有4處感覺不到振動(dòng)，故小船從B到A整個(gè)過程不算A、B兩位置共有8次感覺不到振動(dòng)。 答案：8次