2019高中物理第十二章第4課時波的衍射和干涉對點練+鞏固練含解析新人教版.docx

第4課時波的衍射和干涉對點訓(xùn)練知識點一波的衍射1“隔墻有耳”現(xiàn)象是指隔著墻，也能聽到墻另一側(cè)傳來的聲音，因為聲波()A發(fā)生了干涉，聽者處于振動加強(qiáng)處B發(fā)生了干涉，聽者處于振動減弱處C波長較短，無法發(fā)生明顯衍射D波長較長，發(fā)生了明顯衍射答案D解析墻的尺寸較大，只有波長大于墻的尺寸的聲波才能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象使得隔墻的人聽到聲音，故D正確。2如圖所示，正中O是水面上一波源，實、虛線分別表示該時刻的波峰、波谷，A是擋板，B是小孔，經(jīng)過一段時間，水面上的波形將分布于()A整個區(qū)域B陰影以外區(qū)域C陰影以外區(qū)域D上述答案均不對答案B解析從題圖中可以看出擋板A比波長大的多，因此波不會繞過擋板A到達(dá)陰影區(qū)域。而小孔B的大小與波長差不多，能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故B正確。3下列現(xiàn)象屬于顯著的衍射現(xiàn)象的是()A水波前進(jìn)方向上遇到突出水面上的小石，小石對波的傳播沒有影響B(tài)水波前進(jìn)方向上遇到一個障礙物，障礙物后面的水并沒有發(fā)生振動C水波前進(jìn)方向上有一靜止的船，船后的區(qū)域沒有明顯的波浪D水波前進(jìn)方向上有一個帶缺口的屏，水波沿缺口直線傳播，屏后“陰影區(qū)”的水面沒有明顯的振動答案A解析水波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播，就發(fā)生明顯衍射，故A正確。4在水波槽的衍射實驗中，若打擊水面的振子的振動頻率是5 Hz，水波在水槽中的傳播速度為005 m/s，為觀察到明顯的衍射現(xiàn)象，小孔直徑d應(yīng)為()A10 cm B5 cmCd1 cm Dd1 cm答案D解析在水槽中激發(fā)的水波波長為 m001 m1 cm。若要在小孔后產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象，應(yīng)取小孔的尺寸小于波長或與波長相差不多，故D正確。5如圖所示，甲圖為沿x軸傳播的一列簡諧橫波在t0時刻的波動圖象，乙圖為參與波動質(zhì)點P的振動圖象，則下列判斷正確的是()A該波的傳播速率為4 m/sB該波的傳播方向沿x軸正方向C經(jīng)過05 s時間，質(zhì)點P沿波的傳播方向向前傳播2 mD該波在傳播過程中若遇到8 m的障礙物，能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象答案A解析由甲圖讀出該波的波長為4 m，由乙圖讀出周期為T1 s，則波速為v4 m/s，所以A正確；在乙圖上讀出t0時刻P質(zhì)點的振動方向沿y軸負(fù)方向，在甲圖上由“上下坡”法判斷出該波的傳播方向沿x軸負(fù)方向，故B錯誤；質(zhì)點只在自己的平衡位置附近上下振動，并不沿波的傳播方向向前傳播，故C錯誤；因為該波的波長為4 m，所以該波在傳播過程中若遇到8 m的障礙物，不能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故D錯誤。知識點二波的疊加和干涉6(多選)關(guān)于兩列波的穩(wěn)定干涉現(xiàn)象，下列說法正確的是()A任意兩列波都能產(chǎn)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象B發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的兩列波，它們的頻率一定相同C在振動減弱的區(qū)域，各質(zhì)點都處于波谷D在振動加強(qiáng)的區(qū)域，有時質(zhì)點的位移等于零答案BD解析兩列波疊加產(chǎn)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象是有條件的，不是任意兩列波都能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象。一個必要條件是兩列波的頻率相同，所以A錯誤，B正確；在振動減弱的區(qū)域里，只是兩列波引起質(zhì)點振動始終是減弱的，質(zhì)點振動的振幅等于兩列波的振幅之差。如果兩列波的振幅相同，質(zhì)點振動的振幅就等于零，也不可能各質(zhì)點都處于波谷，所以C錯誤；在振動加強(qiáng)的區(qū)域里，兩列波引起質(zhì)點振動始終是加強(qiáng)的，質(zhì)點振動的最劇烈，振動的振幅等于兩列波的振幅之和。但這些點始終是振動著的，因而有時質(zhì)點的位移等于零，所以D正確。7一個波源在繩的左端發(fā)出半個波，頻率為f1，振幅為A1；同時另一個波源在繩的右端發(fā)出半個波，頻率為f2，振幅為A2，P為兩波源的中點，由圖可知，下述說法錯誤的是()A兩列波同時到達(dá)兩波源的中點PB兩列波相遇時，P點波峰值可達(dá)A1A2C兩列波相遇后，各自仍保持原來的波形獨立傳播D兩列波相遇時，繩上的波峰可達(dá)A1A2的點只有一點，此點在P點的左側(cè)答案B解析因兩列波速度相等，故同時產(chǎn)生，同時到達(dá)P點，A正確；但兩波峰不可能同時在P點相遇，B錯誤；由波的規(guī)律知道的波峰后到P點，的波峰先到P點，兩波峰只能在P點左側(cè)相遇，D正確，C正確。8(多選)如圖所示，實線和虛線分別表示振幅、頻率均相同的兩列波的波峰和波谷。此刻，M是波峰與波峰相遇點，下列說法中正確的是()A該時刻質(zhì)點O正處在平衡位置BP、N兩質(zhì)點始終處在平衡位置C隨著時間的推移，質(zhì)點M向O點處移動D從該時刻起，經(jīng)過四分之一周期，質(zhì)點M到達(dá)平衡位置答案BD解析由圖可知，圖中O、M為振動加強(qiáng)點，此時刻O處于波谷，M處于波峰，因此A錯誤；N、P為減弱點，又因兩列波振幅相同，因此，N、P兩點振幅為零，即兩質(zhì)點始終處于平衡位置，B正確；質(zhì)點不會隨波向前推移，C錯誤；從該時刻經(jīng)周期，兩列波在M點分別引起的振動都位于平衡位置，故M點位于平衡位置，D正確。9如圖甲所示，兩列橫波沿同一水平面上傳播，兩列橫波的波源沿豎直方向振動。橫波1的波源B點的振動圖象如圖乙所示；橫波2的波源C點的振動圖象如圖丙所示。兩列波的波速都為20 cm/s，兩列波在P點相遇，P與B、C兩點的距離均為40 cm，則P點振幅為()A70 cm B10 cm C0 D10 cm答案D解析由圖知，兩列波的周期都是T1 s，由v得，波長vT021 m02 m。因PCPB40 cm，而t0時刻兩波的振動方向相反，則兩列波的波峰和波谷同時傳到P點，P點是振動減弱的點，振幅等于兩波振幅之差，即為A40 cm30 cm10 cm，故A、B、C錯誤，D正確。10(多選)下列關(guān)于兩列波相遇時疊加的說法正確的是()A相遇后，振幅小的一列波將減弱，振幅大的一列波將加強(qiáng)B相遇后，兩列波的振動情況與相遇前完全相同C在相遇區(qū)域，任一點的總位移等于兩列波分別引起的位移的矢量和D幾個人在同一房間說話，相互間聽得清楚，這說明聲波在相遇時互不干擾答案BCD解析兩列波相遇時，每一列波引起的振動情況都保持不變，而質(zhì)點的振動則是兩列波共同作用的結(jié)果，故A錯誤，B、C正確；幾個人在同一房間說話，聲帶振動發(fā)出的聲波在空間中相互疊加后，不改變每列波的振幅、頻率，所以聲波傳入人的耳朵后，仍能分辨出不同的人所說的話，故D正確。知識點三振動加強(qiáng)和振動減弱的位置11如圖所示，在同一均勻介質(zhì)中有S1和S2兩個波源，這兩個波源的頻率，振動方向均相同，且振動的步調(diào)完全一致，S1與S2之間相距為4 m，若S1、S2振動頻率均為5 Hz，兩列波的波速均為10 m/s，B點為S1和S2連線的中點，今以B點為圓心，以RBS1為半徑畫圓。(1)該波的波長為多少？(2)在S1、S2連線上振動加強(qiáng)的點(S1和S2除外)有幾個？(3)在該圓周上(S1和S2兩波源除外)共有幾個振動加強(qiáng)的點？答案(1)2 m(2)3個(3)6個解析(1)由公式，得2 m。(2)設(shè)P為S1、S2連線上的加強(qiáng)點，則xPS1PS2n2n(m)，其中n0，1，2，4 mx4 m，由此解得n0或n1，即在S1、S2連線上除S1、S2外，還有三個振動加強(qiáng)點，設(shè)它們分別為A、B、C。(3)A、B、C三點為振動加強(qiáng)的點，過A、B、C三點作三條加強(qiáng)線(表示三個加強(qiáng)區(qū)域)交于圓周上A1、A2、B1、B2、C1、C2六個點，顯然這六個點也為加強(qiáng)點，故圓周上(除S1和S2外)共有六個加強(qiáng)點。12如圖所示，在直線PQ的垂線OM上有A、B兩個聲源，A、B分別距O點6 m和1 m，兩個聲源同時不斷向外發(fā)出波長都為2 m 的完全相同的聲波，在直線PQ上從到的范圍內(nèi)聽不到聲音的區(qū)域共有多少個？答案5個解析經(jīng)數(shù)學(xué)歸納，若某點到兩波源的路程差為波長的整數(shù)倍，即sn(n0，1，2，)，則該點振動加強(qiáng)；若某點到兩波源的路程差為半波長的奇數(shù)倍，即s(2n1)(n0，1，2，)，則該點振動減弱。直線PQ上的O點距兩波源A、B的路程差最大，即AOBO(61) m5 m，故O點為減弱點。由O向或由O向，直線PQ上各點到兩波源A、B的路程差逐漸減小，其中s的點有兩個，s的點有兩個，所以在直線PQ上從到的范圍內(nèi)聽不到聲音的區(qū)域共有5個。易錯點干涉現(xiàn)象中加強(qiáng)點與減弱點的判定13(多選)如圖所示，S1、S2為兩個振動情況完全一樣的波源，兩列波的波長都為，它們在介質(zhì)中產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，S1、S2在空間共形成6個振動減弱的區(qū)域(圖中曲線處)，P是振動減弱區(qū)域中的一點，從圖中可看出()AP點到兩波源的距離差等于15B兩波源之間的距離一定在25個波長到35個波長之間C若P點此時刻振動最弱，則過半個周期后，振動變?yōu)樽顝?qiáng)D當(dāng)一列波的波峰傳到P點時，另一列波的波谷也一定傳到P點易錯分析頻率相同，相差恒定的兩列波疊加，如果兩波源的振動步調(diào)一致，則波程差為半個波長的偶數(shù)倍為振動加強(qiáng)的點，波程差為半個波長的奇數(shù)倍為振動減弱的點，如果兩波源的振動步調(diào)相反，則正好相反。如果忽略了波源的振動步調(diào)是相同還是相反，容易導(dǎo)致加強(qiáng)點與減弱點相反的情況，而出現(xiàn)錯選。答案ABD解析振動減弱區(qū)域到兩波源的距離之差為：(n0，1，2，3，)，由圖中可以看出，P點對應(yīng)n1，即距離差為15，A正確；由圖中可以看出，n的最大值為2，兩波源之間的距離大于25，小于35，B正確；P點此時刻的振動減弱，由干涉知識可知P點的振動始終減弱，C錯誤；振動減弱點是波峰與波谷的相遇點，D正確。提升訓(xùn)練一、選擇題1利用發(fā)波水槽得到的水面波形如圖a、b所示，則()A圖a、b均顯示了波的干涉現(xiàn)象B圖a、b均顯示了波的衍射現(xiàn)象C圖a顯示了波的干涉現(xiàn)象，圖b顯示了波的衍射現(xiàn)象D圖a顯示了波的衍射現(xiàn)象，圖b顯示了波的干涉現(xiàn)象答案D解析由波的干涉和衍射概念知，圖a是一列波的傳播，顯示了波的衍射現(xiàn)象，圖b是兩列波的傳播，顯示了波的干涉現(xiàn)象，故D正確，A、B、C錯誤。2聲波能繞過某一建筑物傳播而光波卻不能繞過該建筑物，這是因為()A聲波是縱波，光波是橫波B聲波振幅大，光波振幅小C聲波波長較長，光波波長很短D聲波波速較小，光波波速很大答案C解析根據(jù)波長長易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，可知C正確。3如圖所示，沿x軸正方向傳播的一列簡諧波在某時刻的波形圖為一正弦曲線，其波速為200 m/s，則可推出()圖中質(zhì)點b的加速度正在增大從圖示時刻開始，經(jīng)過001 s，質(zhì)點a通過的路程為4 m，位移為零若此波遇到另一波并發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象，則該波所遇到的波的頻率為50 Hz若發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，該波所遇到的障礙物的尺寸一般不小于20 mABC D答案A解析因為波向右傳播，根據(jù)“上下坡”法，知道b質(zhì)點向下振動，加速度正在增大，故正確；T s002 s，從圖示時刻開始，經(jīng)過001 s，即半個周期，質(zhì)點a通過的路程為2個振幅，即4 m，位移為最大，故錯誤；該列波的頻率為50 Hz，要想發(fā)生干涉，頻率需相同，故正確；當(dāng)波的波長比障礙物尺寸大或差不多時，就會發(fā)生明顯的衍射，故錯誤。因此A正確，B、C、D錯誤。4(多選)如圖所示為兩列沿同一繩子相向傳播的簡諧橫波在某時刻的波形圖，虛線表示甲波，波速為v1，實線表示乙波，波速為v2，M為繩上x02 m處的質(zhì)點，則下列說法中正確的是()A這兩列波將發(fā)生干涉現(xiàn)象，質(zhì)點M的振動始終加強(qiáng)B由圖示時刻開始，再經(jīng)甲波周期的，M將位于波谷C甲波的速度v1與乙波的速度v2一樣大D因波的周期未知，故兩列波波速的大小無法比較答案ABC解析兩列機(jī)械波在同一介質(zhì)中傳播，波速相同，C正確，D錯誤；從波的圖象可以看出，兩列波的波長相同，則頻率、周期也相同，兩列波將發(fā)生干涉現(xiàn)象，再經(jīng)周期，兩列波的波谷同時傳到M點，M將出現(xiàn)波谷，振動加強(qiáng)，A、B正確。5(多選)在同一地點有兩個靜止的聲源，發(fā)出聲波1和聲波2。在同一空間的空氣中沿同一方向傳播，如圖所示為某時刻這兩列波的圖象，則下列說法中正確的是()A波1速度比波2速度大B這兩列波的頻率相同C在這兩列波傳播方向上，不會產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象D相對于同一障礙物，波1比波2發(fā)生衍射現(xiàn)象更明顯答案CD解析在同一種介質(zhì)中，各種頻率的機(jī)械波傳播的速度相同，A錯誤；從題圖中可以看出波1的波長大于波2的波長，由公式vf可得，波1的頻率小于波2的頻率，B錯誤；由于兩列波的頻率不同，兩列波不能發(fā)生干涉，C正確；對于同一障礙物，波長越大衍射越明顯，D正確。6(多選)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(qiáng)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(qiáng)，后減弱C振動加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)相互間隔分布，且加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)不隨時間變化D加強(qiáng)區(qū)的質(zhì)點某時刻位移可能是零答案ACD解析當(dāng)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(qiáng)點并不是指其位移就最大，有時可能為零。所以B錯誤，C、D正確。7(多選)兩列波在同一種介質(zhì)中傳播時發(fā)生了干涉現(xiàn)象，則()A在振動加強(qiáng)區(qū)域，介質(zhì)質(zhì)點的位移總是比振動減弱區(qū)域介質(zhì)質(zhì)點的位移大B振動加強(qiáng)區(qū)域，介質(zhì)質(zhì)點的振幅總比振動減弱區(qū)域介質(zhì)質(zhì)點的振幅大C振動加強(qiáng)區(qū)域，介質(zhì)質(zhì)點的位移隨時間做周期性變化D振動加強(qiáng)區(qū)域，介質(zhì)質(zhì)點的振幅隨時間做周期性變化答案BC解析振動加強(qiáng)的區(qū)域，各質(zhì)點的位移隨時間做周期性變化，它的位移某時可能為零，也不一定比振動減弱區(qū)域的位移大，故A錯誤，C正確；振幅是質(zhì)點振動時離開平衡位置的最大距離，振幅不隨時間發(fā)生變化，故B正確，D錯誤。8兩波源S1、S2在水槽中形成的波形如圖所示，其中實線表示波峰，虛線表示波谷，則()A在兩波相遇的區(qū)域中會產(chǎn)生干涉B在兩波相遇的區(qū)域中不會產(chǎn)生干涉Ca點的振動始終加強(qiáng)Da點的振動始終減弱答案B解析由圖可知，兩列波的波長不相等，由vf知，f不同，不滿足波的干涉條件，B正確。9如圖所示，均勻介質(zhì)中，兩波源S1、S2分別位于x軸上x10、x212 m處，質(zhì)點P位于x軸上xP4 m處。t0時刻兩波源同時開始由平衡位置向y軸正方向振動，振動周期均為T01 s，傳播速度均為v40 m/s，波源S1、S2的振幅分別為A12 cm、A21 cm。則在t0至t03 s內(nèi)質(zhì)點P通過的路程為()A20 cm B16 cm C12 cm D28 cm答案A解析001 s時間內(nèi)，質(zhì)點P處于靜止?fàn)顟B(tài)，0102 s 時間內(nèi)，質(zhì)點P只參與S1引起的振動，振幅為AA12 cm，在t01 sT時間內(nèi)，路程為l14A18 cm；在0203 s時間內(nèi)，質(zhì)點P參與兩列波引起的振動，又vT4 m，xPS2PS14 m，所以質(zhì)點P為振動加強(qiáng)點，其振幅為AA1A23 cm，在t01 sT時間內(nèi)，路程l24A12 cm。故質(zhì)點P在t0至t03 s內(nèi)通過的路程為Ll1l220 cm，故A正確。二、非選擇題10甲、乙兩人分乘兩只小船在湖中釣魚，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20次，當(dāng)甲船位于波峰時，乙船位于波谷，這時兩船之間還有5個波峰。(1)此水波的波長為多少？波速為多少？(2)若此波在傳播過程中，遇到一根豎立的電線桿，是否會發(fā)生