【物理】2020届一轮复习人教版 波的干涉、衍射 课时作业

【物理】2020届一轮复习人教版 波的干涉、衍射 课时作业

‎2020届一轮复习人教版 波的干涉、衍射 课时作业 ‎ ‎ 1、如图所示为两相干波源产生的波相遇后的示意图，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，则下列说法正确的是（　　）‎ A．B点为振动加强点，经过半个周期B点振动减弱 B．B点为振动减弱点，经过半个周期B点振动加强 C．C点为振动加强点，经过半个周期C点振动仍加强 D．C点为振动减弱点，经过半个周期C点振动加强 2、如图为一列简谐横波在t=0时的波形，正以4 m/s的波速沿x轴正方向传播．下列关于这列波的说法中正确的是( )‎ A．图中质点a的振动周期为0.5 s B．t=0.25 s时刻，质点a的振动方向沿y轴负方向 C．若该波传播中遇到宽约3 m的障碍物，则不能发生明显的衍射现象 D．若在x=20 m处放一接收器，接到的波的频率小于1 Hz ‎3、关于波的衍射，正确的是（ ）‎ A. 波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象 B. 当障碍物的尺寸比波长大得多时，衍射现象很明显 C. 孔越大，则衍射现象越明显 D. 当障碍物的尺寸与波长差不多时，会发生明显的衍射现象 ‎4、如图所示，为两列简谐横波在同一绳上传播时t=0时刻的波形图，已知甲波向右传播，乙波向左传播．以下说法中正确的是（　　）‎ A．甲波的传播速度v甲比乙波的传播速度v乙大 B．两列波的频率相同 C．由于两波振幅不等，故两列波相遇时不会发生干涉现象 D．x=-0.5cm处的质点开始振动时的方向向+y方向 ‎5、如图所示，两列平面简谐横波在空中叠加，其中简谐横波a(如图中虚线所示)沿x轴的正方向传播，简谐横波b(图中实线所示)沿x轴的负方向传播，波速都是20 m/s.t＝0时，这两列波的波动图象如图所示，那么位于x＝45 m处的质点P第一次达到波峰的时间和第一次处于平衡位置的时间分别是(　　)‎ ‎ A．1.50 s　0.25 s　　　　　 B．0.75 s　0.25 s C．0.25 s　0.5 s D．0.25 s　0.75 s 6、如图为两个相干波源发出的波相遇时某时刻情况，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，相干波的振幅为5cm，波速和波长分别为1cm/s和0.5cm，C点为B、E连线的中点，则下列说法正确的是（　　）‎ A．C、E两点都保持不动 B．图示时刻A、B两质点竖直高度差为20cm C．图示时刻C点正处在平衡位置向上运动 D．从此时刻起经0.25s，质点B通过的路程为10cm 7、如图所示，S1、S2是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同，实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷，关于图中所标的a、b、c、d四点，下列说法中正确的有( )‎ A. 该时刻a质点振动最弱，b、c质点振动最强，d质点振动既不是最强也不是最弱 B. 该时刻a质点振动最弱，b、c、d质点振动都最强 C. a质点的振动始终是最弱的， b、c、d质点的振动始终是最强 D. 再过T/4后的时刻a、b、c、d三个质点都将处于各自的平衡位置 ‎8、如图是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间距离表示一个波长．则波经过孔之后的传播情况，下列描述错误的是（　　）‎ A．此时能明显观察到波的衍射现象 B．挡板前后波纹间距离相等 C．如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象 D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显的观察衍射现象 9、如图所示，S1、S2是两个周期为T的相干波源，它们振动同步且振幅相同，实线和虚线分别表示波的波峰和波谷，关于图中所标的a、b、c、d四点，下列说法中正确的是（　　）‎ A．质点c振动减弱 B．图示时刻质点a的位移为零 C．质点d振动最弱 D．再过T2后b点振动减弱 ‎10、如图所示为两列频率相同的相干水波在t=0时刻的叠加情况，图中实线表示图示时刻的波峰位置，虚线表示同一时刻的波谷位置，已知两列波的振幅均为2 cm，且在图中所示范围内振幅不变，波速为2 m/s，波长为0.4 m，E点是B、D和A、C连线的交点，下列说法正确的是( )‎ ‎ ‎ A.B、D两点在t=0时刻的竖直高度差为4 cm B.B、D两点在t=0.1 s时刻的竖直高度差为4 cm C.E点的振幅为2 cm D.在t=0.05 s时刻，A、B、C、D四点相对平衡位置的位移均为0 11、如图所示，S1、S2 是两个相干波源，它们的相位及振幅均相同。实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波 的波峰和波谷，关于图中所标的 a、b、c 三点，下列说法中正确的是( )‎ A． a 质点振动减弱，b、c 质点振动加强 B． a 质点振动加强，b、c 质点振动减弱 C． 再过 T/4 后的时刻，b、c 两质点都将处于各自的平衡位置，振动将减弱 D． a 点一直在平衡位置，b 点一直在波峰，c 点一直在波谷 ‎12、如图所示，在双曲线的两个焦点和上放置两个相干波源，它们激起的波的波长为4cm，就图中A、B、C、D四个质点的振动，下面说法中正确的是（ ）‎ A. 若A、B振动加强，则C、D振动一定减弱 B. 若A、B振动加强，则C、D一定振动加强 C. A、B、C、D一定是振动加强 D. A、B、C、D一定是振动减弱 ‎13、如图，S1、S2是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同．实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷，d在b 和e的连线上．关于图中所标的a、b、c、d、e四点，下列说法中正确的有（　　）‎ A．a点是水面始终静止不动的位置 B．c点是振动最弱的点 C．d点的振幅比b点的振幅小 D．再过T后的时刻，b质点的振动是减弱的 14、如图所示，S1、S2分别是两个水波波源，某时刻它们形成的波峰和波谷分别由实线和虚线表示．则下列说法中正确的是（　　）‎ A．两列波的频率相同，将在相遇区域形成干涉 B．两列波的频率不同，不会在相遇区域形成干涉 C．两列波在相遇区域内叠加使得A点振幅始终为零 D．两列波在相遇区域内叠加使得B、C两点振幅有时增大有时减小 15、如图所示，振幅、频率均相同的两列波相遇，实线与虚线分别表示两列波的波峰和波谷．某时刻，M点处波峰与波峰相遇，下列说法中正确的是(　　)‎ A．该时刻质点O正处于平衡位置 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将沿波的传播方向向O点处移动 D．从该时刻起，经过二分之一周期，质点M将到达平衡位置 ‎16、关于波的干涉、衍射等现象，下列说法正确的是（　　）‎ A．有的波只能发生干涉现象．有的波只能发生衍射现象 B．产生干涉现象的必要条件之一，就是两列波的频率相等 C．能观察到明显的衍射现象的条件是障碍物的尺寸与波长比较相差不多或比波长更小 D．在干涉图样中，振动加强区城的质点．其位移始终保持最大；振动减弱区域的质点，其位移始终保特最小 E．当观测者靠近波源时，接受到的波的频率会大于波源的振动频率 17、如图所示，a、b两质点是两列相向传播的简谐横波的振源，它们的间距为6 m．若a、b振动频率均为5 Hz，位移大小方向始终相同，两列波的波速均为10‎ ‎ m/s，则(　　)‎ ‎ A．ab连线中点振幅最大 B．ab连线上离a为1.5 m处无振动 C．ab连线上振动最弱位置共三处 D．ab连线上振动最强位置共五处 18、对声波的各种现象，以下说法中正确的是（ ）‎ A. 火车驶来，车站边的乘客感觉声音变尖，属于多普勒现象 B. 绕正在发音的音叉走一圈，可以听到忽强忽弱的声音，这是声音的干涉现象 C. 只有障碍物尺寸小于波长才能发生衍射现象 D. 把耳朵贴在铁轨上可以听到远处的火车声，属于声波的衍射现象 ‎19、A、B两列波在某一时刻的波形如图中实线所示，经过t = TA时间（TA为波A的周期），A波再次出现如图波形，B波出现图中虚线波形，则两波的波速之比VA∶VB可能是（ ）‎ a vA a A B A．4∶1； B．2∶1； C．4∶3；D．1∶1 20、如图所示，在同一均匀介质中有S1和S2两个波源，这两个波源的频率、振动方向均相同，且振动的步调完全一致，S1与S2之间相距为4m，若S1、S2振动频率均为10Hz，两列波的波速均为10 m/s，B点为S1和S2连线的中点，今以B点为圆心，以R＝BS1为半径画圆。‎ ‎ （1）该波的波长为多少？‎ ‎（2）在S1、S2连线之间（S1和S2两波源点除外）振动减弱的点有几个？‎ ‎（3）在该圆周上（S1和S2两波源点除外）共有几个振动加强的点？ ‎ ‎ ‎ 参考答案 ‎1、答案：C ‎【考点】波的叠加 ‎【分析】波峰和波峰、波谷与波谷叠加的点为振动加强点，波峰与波谷叠加的点为振动减弱点．振动加强点始终振动加强，振动减弱点始终减弱．‎ ‎【解答】解：AB、B点是波峰与波谷叠加，为振动减弱点，且始终振动减弱．故AB错误．‎ CD、C点处于振动加强区，振动始终加强，但经过半个周期，这一点仍加强．故C正确．D错误．‎ 故选：C 解决本题的关键知道波峰和波峰、波谷与波谷叠加的点为振动加强点，波峰与波谷叠加的点为振动减弱点，注意加强区域总是加强，但位移不一定最大． 2、答案：B 3、答案：D 波发生明显衍射的条件是：孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或者比波长更小；如果孔、缝的宽度或障碍物的尺寸，比波长大得多时，就不能发生明显的衍射现象，故D正确，ABC错误．故选D．‎ 名师点评：考查明显的衍射现象条件：必须是波长比阻碍物尺寸大得多或相差不大．因此只有真正理解了各种物理现象的实质才能顺利解决各类题目． 4、答案：B A、波速是由介质决定的，可知两列波的传播速度相等，故A错误． B、C、根据相邻波峰或波谷间的距离等于波长，读出两列波的波长都为λ=4cm，波速是由介质决定的，可知两列波的波速相等，由波速公式v=λf分析得知，两列波的频率相等，满足干涉的条件，故两列波相遇时会发生干涉现象．故B正确，C错误． D、甲波向右传播，图中x=-0.5cm处质点开始振动方向沿-y轴方向，故D错误．‎ ‎5、答案：D t＝0时，两列波的波峰到P点处的距离均为s＝5 m，波峰传播到P点的时间t＝s/v＝0.25 s，选项A、B错误；t＝0时，x1＝30 m处的质点和x2＝60 m处的质点都在平衡位置，离P点的距离均为s′＝15 m，两质点的振动传播到P点时，P点第一次处于平衡位置，经历时间t′＝s′/v＝0.75 s，故正确选项为D.‎ ‎6、答案：B ‎【考点】 波的干涉和衍射现象．‎ ‎【分析】频率相同的两列水波的叠加：当波峰与波峰、可波谷与波谷相遇时振动是加强的；当波峰与波谷相遇时振动是减弱的，由波速和波长即可求出周期；从而即可求解．‎ ‎【解答】解：A、由图，结合干涉的稳定图样可知，A、B、C、E在同一条振动加强的线上，各点都是振动的加强点，所以C与E不可能保持不动；故A错误；‎ B、由图，点A是波峰与波峰相遇，B点是波谷与波谷相遇，它们均属于振动加强点；由于两列波的振幅都是5cm，A点是波峰与波峰相遇，则A点相对平衡位置高10cm，而B点是波谷与波谷相遇，则B点相对平衡低10cm．所以A、B相差20cm，故B正确；‎ C、图示时刻点C处于最高点与最低点之间，正好处于平衡位置，结合该图的特点可知，下一个时刻C将向负的最大位移处移动，所以C运动的方向向下．故C错误；‎ D、该波的周期：T=s，经过0.25s=，质点B的路程一定等于2个振幅，B点开始时相对平衡低10cm，则其振幅是10cm，B的位移：s=2A′=2×10cm=20cm．故D错误；‎ 故选：B 7、答案：C ‎ D、再过后的时刻a处于平衡位置，b、c两个质点回到自己的平衡位置，但b、c的振动始终是加强的，故D错误。‎ 名师点评：两列波干涉时，两列波的波峰与波峰、波谷与波谷相遇处，振动始终加强，波峰与波谷相遇处振动始终减弱．由于两列波的振幅相等，振动加强点的振动等于波单独传播时振幅的2倍．振动减弱的质点振幅为零。‎ ‎8、答案：D ‎【考点】波的干涉和衍射现象 ‎【分析】当孔、缝的宽度与波长差不多或者比波长还小时，就能够发生明显的衍射现象，这是发生明显衍射的条件．‎ ‎【解答】解：A、因为波长与孔的尺寸差不多，所以能够观察到明显的衍射现象．故A正确．‎ B、波通过孔后，波速、频率、波长不变，则挡板前后波纹间的距离相等．故B正确．‎ C、如果将孔AB扩大，孔的尺寸大于波的波长，可能观察不到明显的衍射现象．故C正确．‎ D、如果孔的大小不变，使波源频率增大，因为波速不变，根据知，波长减小，可能观察不到明显的衍射现象．故D错误．‎ 本题选错误的，故选：D．‎ 解决本题的关键掌握产生明显衍射的条件，知道波速、频率、波长的关系． 9、答案：B 10、答案：C 由波形图可知λ=4 m，所以T == s=0.02 s。因该波沿x轴正方向传播，故经0.01 s(即 )，质点a位于负位移处且向下运动，速度方向与加速度方向相反，选项A错误；题图中b点此时向下运动，动能正在减少，加速度正在增大，选项B错误；由于波的频率f==50 Hz，若发生稳定干涉现象，该波遇到的波的频率也应为50 Hz，选项C正确；根据发生明显衍射的条件可知，障碍物的尺寸比4 m小或与4 m差不多，并非一定小于2 m，选项D错误。‎ ‎11、答案：A 【详解】‎ ABC、a质点处是两列波波峰与波谷叠加的地方,振动始终减弱的,而b、c质点是两列波波峰与波峰、波谷与波谷叠加的地方,振动始终加强.故A对；BC错；‎ D、因为两个波源的振动方向相同、振幅相同,所以a点静止不动,一直在平衡位置.b、c两点的振动始终是加强的,但它们仍在振动,位移随时间周期变化,不是静止不动的.故D错误. 故选A 名师点评：‎ 两列波干涉时,两列波的波峰与波峰、波谷与波谷相遇处,振动始终加强,波峰与波谷相遇处振动始终减弱.振动加强点的振动等于波单独传播时振幅的2倍.‎ ‎12、答案：A 试题分析：波的干涉中，到两个波源的路程差等于波长整数倍的点是振动加强点，到两个波源的路程差为半波长奇数倍的点为振动减弱点．‎ 双曲线中，半实轴长，半虚轴长，故半焦距长，点A和点B到两个波源的路程差等于实轴长，即为8cm，波的波长为4cm，故点A和点B到两个波源的路程差等于波长的2倍，点C和点D到两个波源的路程差为零，由于波源的振动不一定同步，故如果A、B振动加强，则C、D一定振动加强；如果A、B振动减弱，则C、D一定振动减弱，A正确． 13、答案：A ‎【考点】波的干涉和衍射现象 ‎【分析】两列波干涉时，两列波的波峰与波峰、波谷与波谷相遇处，振动始终加强，波峰与波谷相遇处振动始终减弱．振动加强点的振动等于波单独传播时振幅的2倍．‎ ‎【解答】解：A、a质点处是两列波波峰与波谷叠加的地方，振动始终是最弱的，由于两列波的振动同步且振幅A相同，所以a点处于静止状态，始终处于平衡位置．故A正确．‎ B、由图可知c质点处是两列波波谷或波谷叠加的地方，振动始终是最强的．故B错误．‎ C、由图可知，b、d、e所在的直线是两个波源的连线的垂直平分线，该直线上的各点都是振动的加强点，振幅是相等的．故C错误．‎ D、由图可知b质点处是两列波波峰与波峰叠加的地方，振动始终是最强的．故D错误．‎ 故选：A 在波的干涉现象中，振动加强点的振动始终是加强的，但质点在简谐运动，其位移随时间是周期性变化，不是静止不动的． 14、答案：BD ‎【考点】波的干涉和衍射现象．‎ ‎【分析】相邻两个波峰与波波峰或波谷与波谷之间的距离等于一个波长，根据波长的概念由图尺寸比较波长的大小．波在同一介质中传播时，波速相等，由波速公式确定频率关系．当两列波的频率相同时才能产生稳定的干涉．‎ ‎【解答】解：‎ A、由图看出，波源Sl形成的水波波长大于波源S2是形成的水波波长，两列波在同一介质中传播，波速相等，由波速公式v=λf得知，两列波的频率不等，不会形成干涉现象，故A错误，B正确．‎ C、D、两列叠加不能产生稳定的干涉现象，所以A、B、C点的振动并不是始终加强与减弱的．故C错误，D正确．‎ 故选BD 本题考查了波速是由介质决定的及干涉产生的条件：频率相同．基本题． 15、答案：BD A、由图知O点是波谷和波谷叠加，是振动加强点，A错误； B、P、N两点是波谷和波峰叠加，由于振幅相同，位移始终为零，即处于平衡位置，B正确； C、振动的质点只是在各自的平衡位置附近振动，不会“随波逐流”，C错误； D、从该时刻起，经过四分之一周期，质点M到达平衡位置，D正确； 故选BD ‎16、答案：BCE ‎【考点】波的干涉和衍射现象 ‎【分析】干涉和衍射是波特有的现象，当障碍物的尺寸与波长相比差不多，或比波长小，会发生明显的衍射；发生干涉的条件是两列波的频率相等．振动加强区振幅最大，振动减弱区振幅最小．‎ ‎【解答】解：A、衍射、干涉是波特有的现象，波可以发生干涉，也可以发生衍射，故A错误．‎ B、当两列波发生干涉时，两列波的频率相等，故B正确．‎ C、当障碍物的尺寸与波长相比差不多，或比波长小，会发生明显的衍射，故C正确．‎ D、在振动加强区，振幅最大，不是位移始终保持最大，在振动减弱区，振幅最小，不是位移始终保持最小，故D错误．‎ E、当观察者靠近波源时，接收到的频率大于波源的振动频率，故E正确．‎ 故选：BCE．‎ 本题考查了干涉和衍射以及多普勒效应，知道干涉的条件、明显衍射的条件．注意在振动加强区不是位移始终最大，位移也会为零，振动减弱区不是位移始终最小． 17、答案：ABD 两列简谐波的波长为：‎ λ＝＝ m＝2 m.‎ ab连线中点的振幅为最大点，选项A是正确的．ab连线上离a点1.5 m处设为P点，则 Δr＝Pb－Pa＝4.5 m－1.5 m＝3.0 m，‎ 因为λ＝2 m，＝1 m，所以Δr＝3×.‎ ‎ 所以P点是振动减弱点，其振幅最小．因为两列波源完全相同，所以P点合振动的振幅为零，即P点不振动，所以选项B是正确的．满足Δr＝nλ的各点为振动加强点，Δr＜ab＝6 m．则Δr＝nλ＜6 m.‎ 当n＝0时，Δr＝0，ab中点为振动加强点；当n＝1时，Δr＝λ＝2 m；当n＝2时，Δr＝2λ＝4 m.‎ 由于对称性，在ab连线上振动加强点共有五处，所以选项D是正确的． ‎ ‎18、答案：AB A.火车靠近，乘客听到的声音变尖，说明频率变高，属于多普勒现象，A正确； ‎ B. 绕正在发音的音叉走一圈，可以听到忽强忽弱的声音，是由于路程差为半个波长的偶数倍的点为振动加强点，若为奇数倍则为振动减弱点，这是声音的干涉结果，故B正确；...‎ C.发生明显衍射的条件是波长比障碍物的尺寸小或差不多，不符合这个条件也能发生，只是衍射现象不明显，C错误； ‎ D. 把耳朵贴在铁轨上可以听到远处的火车声，是声音沿钢铁传播过来的，这属于声波在不同介质中传播速度与能量衰减规律的问题，故D错误。‎ 故选AB。‎ ‎【名师名师点评】‎ 频率相同的波才能发生干涉现象，振动方向相同时，相互加强；振动方向相反时，相互减弱；发生明显衍射的条件是波长比障碍物的尺寸小或差不多；耳朵贴在铁轨上可以听到远处的火车声，属于声波在不同介质中传播能量衰减规律的问题． 19、答案：AC 试题分析：由图像可知两波波长之比为，又由，得到，由公式可知波速之比为4∶(2n+1)，当n=0时，，当n=1时，，因为n 为整数，比值不可能等于2：1，1：1，故选AC 考点：考查波动图像 点评：本题难度较小，由于波形图的重复性造成了本题的多解性 20、答案：（1）1m ‎ ‎（2）8个减弱点 ‎ ‎（3）14个加强点 考点：波的干涉。‎ ‎【名师名师点评】‎ 波发生干涉的条件：频率相等，相位差恒定。振动方向相同，步调一致的波源波叠加后振动加强点的位置，振动减弱点的位置。S1与S2之间相距为4m，（S1和S2两波源点除外）此题中距离差小于4个波长。 ‎