《2020版新教材高中物理 課時分層作業(yè)13 波的干涉(含解析)新人教版必修第一冊》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《2020版新教材高中物理 課時分層作業(yè)13 波的干涉(含解析)新人教版必修第一冊(4頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、課時分層作業(yè)(十三)
(建議用時:45分鐘)
[基礎達標練]
1.如圖所示是兩個完全相同的波源在介質(zhì)中形成的波相疊加而發(fā)生干涉的示意圖,實線表示波峰,虛線表示波谷,則以下說法正確的是( )
A.A點為振動加強點,經(jīng)過半個周期,這一點振動減弱
B.B點為振動減弱點,經(jīng)過半個周期,這一點振動減弱
C.C點為振動加強點,經(jīng)過半個周期,這一點振動仍加強
D.D點為振動減弱點,經(jīng)過半個周期,這一點振動加強
E.若這兩列波遇到尺寸為該波波長的障礙物,這兩列波都能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象
解析:AC連線所在區(qū)域為振動加強區(qū)域,經(jīng)過任意時間,該區(qū)域振幅總是兩振幅之和,總為振動加強區(qū)域,故選項
2、A錯誤,C正確;BD連線所在區(qū)域為振動減弱區(qū)域,經(jīng)過任意時間,該區(qū)域仍然是減弱區(qū)域,選項B正確,D錯誤;由于發(fā)生明顯衍射的條件是障礙物的尺寸比波長小或相差不多,選項E正確.
答案:BCE
2.如圖所示,表示兩列同頻率相干水波在t=0時刻的疊加情況,圖中實線表示波峰,虛線表示波谷.已知兩列波的振幅均為2 cm,波速均為2 m/s,波長均為0.4 m,E點為B、D連線和A、C連線的交點,下列說法正確的是( )
A.A,C兩點是振動減弱點
B.A,C,E點是振動加強點
C.B,D兩點在該時刻的豎直高度差為8 cm
D.t=0.05 s時,E點離平衡位置的位移大小為4 cm
E.t
3、=0.05 s時,D點離平衡位置的位移大小為4 cm
解析:圖中B,D均為振動加強點,E位于B,D的中線上,故E也是振動加強點,而A,C兩點為波峰與波谷相遇,故是振動減弱點.圖中所示時刻,B點偏離平衡位置-4 cm,而D點偏離平衡位置4 cm,故二者豎直高度差為8 cm,再過0.05 s,兩列波的波峰恰在E點相遇,故E點偏離平衡位置的距離將達到4 cm,而D在平衡位置.故正確答案為A、C、D.
答案:ACD
3.關于波的疊加和干涉,下列說法中正確的是( )
A.兩列頻率不相同的波相遇時,因為沒有穩(wěn)定的干涉圖樣,所以波沒有疊加
B.任何兩列波相遇都會疊加
C.兩列頻率相同的波相遇時
4、,振動加強的點只是波峰與波峰相遇的點
D.兩列頻率相同的波相遇時,如果介質(zhì)中的某點振動是加強的,某時刻該質(zhì)點的位移可能是零
E.兩列頻率相同的波相遇時,振動加強的質(zhì)點的位移可能比振動減弱的質(zhì)點的位移小
解析:根據(jù)波的疊加和干涉的概念可知,只要兩列波相遇就會疊加,但如果兩列波的頻率不同,在疊加區(qū)域就沒有穩(wěn)定的干涉圖樣,所以A錯誤,B正確;發(fā)生干涉時振動加強的點還有波谷和波谷相遇的點,所以C錯誤;因為某質(zhì)點振動加強僅是振幅加大,但只要仍在振動就一定有位移為零的時刻,所以D、E正確.
答案:BDE
4.利用發(fā)波水槽得到的水面波形如圖甲、乙所示,則
甲 乙
圖
5、甲顯示了波的________現(xiàn)象,圖乙顯示了波的________現(xiàn)象.
解析:由波的干涉和衍射概念知,圖甲是一列波的傳播,顯示了波的衍射現(xiàn)象,圖乙是兩列波的傳播,顯示了波的干涉現(xiàn)象.
答案:衍射 干涉
5.簡諧橫波a沿x軸正方向傳播,簡諧橫波b沿x軸負方向傳播,波速都是10 m/s,振動方向都平行于y軸,t=0時刻,這兩列波的波形如圖所示.畫出平衡位置在x=2 m處的質(zhì)點從t=0時刻開始在一個周期內(nèi)的振動圖象.
解析:該題考查波的疊加和干涉.兩列頻率相同的波其振動圖象是穩(wěn)定的,t=0時刻,兩列波引起x=2 m處質(zhì)點的振動方向都向上,經(jīng)過T,兩列波的波峰都傳到x=2 m處,故振幅A=
6、A1+A2=3 cm.
答案:
[能力提升練]
6.如圖所示,A、B是同一介質(zhì)中兩相干波源,其振幅均為A=5 cm,頻率均為f=100 Hz,當A點為波峰時,B點恰好為波谷,波速v=10 m/s,判斷P點為振動加強點還是振動減弱點?
解析:A到P與B到P的波程差為Δx=25 m-15 m=10 m.這兩列波的波長為λ== m=0.1 m.10 m恰好為0.1 m的整數(shù)倍,又因A、B步調(diào)相反,因此P點為減弱點.
答案:減弱點
7.兩列平面簡諧橫波在空中疊加,其中簡諧橫波a(圖中虛線)沿x軸正方向傳播,簡諧橫波b(圖中實線)沿x軸負方向傳播,波速都是20 m/s,t=0時,這兩
7、列波的波動圖象如圖所示,那么位于x=45 m處的質(zhì)點P第一次到達波峰的時間和第一次處于平衡位置的時間分別是多少?
解析:從題圖上可知兩波波長均為λ=40 m,故T==2 s.a(chǎn)、b兩波的波峰第一次傳到P點,均需要t==0.25 s,而平衡位置傳到P點,均需要t′==0.75 s.
答案:0.25 s 0.75 s
8.波源S1和S2的振動方向相同,頻率均為4 Hz,分別置于均勻介質(zhì)中x軸上的O、A兩點處,OA=2 m,如圖所示.兩波源產(chǎn)生的簡諧橫波沿x軸相向傳播,波速為4 m/s.已知兩波源振動的初始相位相同.求:
(1)簡諧橫波的波長;
(2)OA間合振動振幅最小的點的位置.
解析:(1)設簡諧橫波波長為λ,頻率為f,則v=λf,代入已知數(shù)據(jù),得λ=1 m.
(2)以O為坐標原點,設P為OA間的任意一點,其坐標為x,則兩波源到P點的波程差Δl=x-(2-x),0≤x≤2.其中x、Δl以m為單位.
合振動振幅最小的點的位置滿足Δl=(k+)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
- 4 -