2020高中物理 12

2020高中物理 12

‎12.4 波的衍射和干涉 每课一练（人教版选修3-4） ‎ ‎1．关于波的衍射现象，下列说法正确的是(　　)‎ A．当孔的尺寸比波长大时，一定不会发生衍射现象 B．只有孔的尺寸与波长相差不多，或者比波长还小时才会观察到明显的衍射现象 C．只有波才有衍射现象 D．以上说法均不正确 ‎2．下列属于明显衍射现象的是(　　)‎ A．隔墙有耳 B．池中假山前有水波，假山后无水波 C．河中芦苇后面没有留下无波的区域 D．在大山前喊话，多次听到自己的声音 ‎3．关于衍射，下列说法正确的是(　　)‎ A．发生衍射就是波传到障碍物或孔的后面 B．发生衍射的同时把波源的能量传播到“衍射”区域 C．衍射只有波才能发生 D．只有孔才能发生衍射，一块挡板不可能发生波的衍射 ‎4．水波通过小孔，发生了一定程度的衍射，为使衍射现象更明显，下列做法可取的是 ‎(　　)‎ A．增大小孔尺寸 B. 减小小孔尺寸 C．增大水波频率 D．减小水波频率 ‎5．在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子振动的频率是5 Hz，水波在水波槽中的 传播速度是‎0.05 m/s，为观察到显著的衍射现象，小孔直径d应为(　　)‎ A．‎10 cm B．‎‎5 m C．d>‎1 cm D．d<‎‎1 cm ‎6．波长为‎60 m和‎17 m的两列声波在空气中传播时，下列叙述中正确的是(　　)‎ A．波长‎60 m的声波比波长‎17 m的声波传播速度慢 B．波长‎60 m的声波比波长‎17 m的声波频率小 C．波长‎60 m的声波比波长‎17 m的声波易发生衍射 D．波长‎60 m的声波不能被反射 ‎7．如下图所示是水波遇到小孔或障碍物后的图象，图中每两条实线间的距离约为一个波 长，则其中可能出现的图象是(　　)‎ ‎8．如图3所示，正中O是水面上一波源，实、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷，A 是挡板，B是小孔，经过一段时间，水面上的波形将分布于(　　)‎ 图3‎ A．整个区域 B．阴影Ⅰ以外区域 C．阴影Ⅱ以外区域 D．上述答案均不对 ‎9．下列关于两列波相遇时叠加的说法中正确的是(　　)‎ A．相遇之后，振幅小的一列波将减弱，振幅大的一列波将加强 B．相遇之后，两列波的振动情况与相遇前完全相同 C．在相遇区域，任一点的总位移等于两列波分别引起的位移的矢量和 D．几个人在同一房间说话，相互间听得清楚，这说明声波在相遇时互不干扰 图4‎ ‎10．波源在绳的左端发出半个波①，频率为f1，振幅为A1；同时另一波源在绳右端发出 半个波②，频率为f2(f2＞f1)，振幅为A2，P为绳的中点，如图4所示，下列说法错误的 是(　　)‎ A．两列波同时到达P点 B．两列波相遇时P点波峰值可达到A1＋A2‎ C．两列波相遇再分开后，各自保持原波形传播 D．因频率不同，这两列波相遇不能叠加 ‎11．两列波在同一种介质中传播时发生了干涉现象，则(　　)‎ A．振动加强区域，介质质点的位移总是比振动减弱区域介质质点的位移大 B．振动加强区域，介质质点的振幅总比振动减弱区域介质质点的振幅大 C．振动加强区域，介质质点的位移随时间做周期性变化 D．振动加强区域，介质质点的振幅随时间做周期性变化 ‎12．水槽中步调相反的波源S1、S2发出两列波长相等的水波，设某一时刻P点恰好是两 波谷相遇，则(　　)‎ A．这两列波能干涉 B．P点始终就在波谷 C．P是振动加强点 D．P的位移有时可为零 ‎13．如图5所示，‎ 图5‎ 实线和虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷．此刻，M是波峰与波峰 相遇点，下列说法中正确的是(　　)‎ A．该时刻质点O正处在平衡位置 B．P、N两质点始终处在平衡位置 C．随着时间的推移，质点M向O点处移动 D．从该时刻起，经过四分之一周期，质点M到达平衡位置 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ 答案 题号 ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ ‎13‎ 答案 ‎14.甲、乙两人分乘两只小船在湖中钓鱼，两船相距‎24 m．有一列水波在湖面上传播，使 每只船每分钟上下浮动20次，当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有5‎ 个波峰．‎ ‎(1)此水波的波长为多少？波速为多少？‎ ‎(2)若此波在传播过程中遇到一根竖立的电线杆，是否会发生明显的衍射现象？‎ ‎(3)若该波经过一跨度为‎30 m的桥洞，桥墩直径为‎3 m，桥墩处能否看到明显衍射？‎ ‎(4)若该桥为一‎3 m宽的涵洞，洞后能否发生明显衍射？‎ 参考答案 ‎1．BC　[当孔的尺寸比波长大时，会发生衍射现象，只不过不明显．只有当孔、缝或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才会发生明显衍射现象，切不可把此条件用来判断波是否发生了衍射现象．]‎ ‎2．AC ‎3．ABC　[波在发生衍射时，其衍射区域的质点振动，因此具有能量．小孔或障碍物只要满足条件都能发生明显的衍射现象，D不正确．]‎ ‎4．BD　[根据发生明显衍射的条件，可知本题中要使现象更明显，可采取：减小小孔直径或增大水波波长，或同时减小小孔直径、增大水波波长，所以选项B正确，A错误；改变频率表面看对现象好像没影响，但情景中是水波，介质已确定，由v＝λf知：若f改变了，λ也会改变，就会影响衍射发生的明显程度，因此欲增大波长，必减小水波频率，故C错，D正确．]‎ ‎5．D　[本题考查波发生明显衍射的条件，一般直接比较孔的直径d与水波波长λ的关系即可，当d<λ时肯定发生明显的衍射，由题知水波的波长λ＝＝ m＝‎0.01 m＝‎1 cm.即孔径d应与‎1 cm相当或比它还小．]‎ ‎6．BC　[两列声波在同种介质中波速相同，选项A错误；由v＝λf得f＝，波长越大，频率越小，选项B正确；波长越大越容易发生衍射，选项C正确；一切波都能发生反射，选项D错误．]‎ ‎7．AB ‎6．B　[从题图中可以看出挡板A比波长大的多，因此波不会绕过挡板A，而小孔B的大小与波长差不多，能发生明显的衍射现象，故B正确．]‎ ‎9．BCD　[两列波相遇时，每一列波引起的振动情况都保持不变，而质点的振动则是两列波共同作用的结果，故选项A错误，选项B、C正确；几个人在同一房间说话，声音振动发出的声波在空间中相互叠加后，并不改变每列波的振幅、频率，所以声波传到人的耳朵后，仍能分辨出不同的人所说的话，故选项D正确．]‎ ‎10．BD　[因两波源同时起振，形成的都是绳波，波速相同，因此两列波同时到达P点，选项A正确；因f2＞f1，有λ2＜λ1，当①的波峰传至P点时，②的波峰已过了P点，即两波峰在P点不会相遇，根据波的叠加原理，P点的波峰值不可达到A1＋A2，选项B错误，选项C正确；因波的叠加没有条件，故选项D错误．]‎ ‎11．BC　[振动加强区域，各质点的位移随时间做周期性变化，它的位移某时刻可能为零，也不一定比振动减弱区域的位移大，故A错误，C正确；振幅是质点振动的最大位移，故B正确，D错误．]‎ ‎12．ACD　[步调相反容易理解成振动方向不同，这是两个截然不同的概念，振动方向相同包括步调相同、步调相反等情况．另由两波波长相等可知两波频率相同，所以两列波能发生干涉，选项A正确．因某时刻P点是两波谷相遇，故P点是振动加强点，选项C正确，再过T，P点就是两平衡位置相遇，选项B错误，D正确．]‎ ‎13．BD　[本题考查对干涉图样的认识．由图可知，图中O、M为振动加强点，此时刻O处于波谷，M处于波峰，因此A错误；N、P为减弱点，又因两列波振幅相同，因此，N、P两点振幅为零，即两质点始终处于平衡位置，B正确；质点不会随波向前推移，C不正确；从该时刻经周期，两列波在M点分别引起的振动都位于平衡位置，故M点位于平衡位置，D正确．]‎ ‎14．(1) m　 m/s　(2)会　(3)能　(4)能 解析　(1)由题意知：周期T＝ s＝3 s.‎ 设波长为λ，则5λ＋＝‎24 m，λ＝ m.‎ 由v＝得，v＝ m/s＝ m/s.‎ ‎(2)由于λ＝ m，大于竖立电线杆的直径，所以此波通过竖立的电线杆时会发生明显的衍射现象．‎ ‎(3)、(4)由于λ＝ m>‎3 m，所以此波无论是通过直径为‎3 m的桥墩，还是通过宽为‎3 m的涵洞，都能发生明显的衍射现象．‎