2013-2014學(xué)年高中物理 12.4 波的衍射和干涉1精品練案(含解析) 新人教版選修3-4.doc

第十二章 機械波12.4波的衍射和干涉（一）【自主預(yù)習(xí)】1.波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播，這種現(xiàn)象叫做波的_。2實驗表明：只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長_，或者比波長_時，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象。3一切波_發(fā)生衍射。衍射是波_的現(xiàn)象。4.衍射現(xiàn)象的理解 衍射是波特有的現(xiàn)象，一切波都可以發(fā)生衍射。 凡能發(fā)生衍射現(xiàn)象的就是波。 波的衍射總是存在的，只有“明顯”與“不明顯”的差異。 波長較長的波容易產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象。 波傳到孔或障礙物時，孔或障礙物仿佛一個新波源，由它發(fā)出與原來同頻率的渡在孔或障礙物后傳播，就偏離了直線方向。因此，波的直線傳播只是在衍射不明顯時的近似。 【典型例題】【例1】下列關(guān)于波的衍射的說法正確的是 ( ) A衍射是一切波特有的現(xiàn)象B，對同一列波，縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長差不多或比波長小時，衍射現(xiàn)象明顯 C只有橫波才能發(fā)生衍射現(xiàn)象，縱波不能發(fā)生衍射現(xiàn)象 D聲波容易發(fā)生衍射現(xiàn)象是由于聲波波長較大 【例2】關(guān)于波的衍射下列說法正確的是 ( ) A衍射是一切波的特性 B波長跟孔的寬度差不多時，能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象 C波長比孔的寬度小得越多，衍射現(xiàn)象越不明顯 D波長比孔的寬度大得越多，衍射現(xiàn)象越不明顯 【例3】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 10次。當甲船位于波峰時，乙船位于波谷，這時兩船之間還有一個波峰，則此水波的波長為多少?波速為多少?若此波在傳播過程中遇到一根豎立的電線桿，是否會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象?【例4】如圖1242所示是觀察水面波衍射現(xiàn)象的實驗裝置，AC和BD是兩塊擋板，AB是一個孔，O是波源，圖中已畫出波源所在區(qū)域波的傳播情況，每兩條相鄰波紋(圖中曲線)之間的距離表示一個波長，則波經(jīng)過孔之后的傳播情況，下列描述中正確的是()A此時能明顯觀察到波的衍射現(xiàn)象B擋板前后波紋間距離相等C如果孔AB擴大，有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象D如果孔的大小不變，使波源頻率增大，能更明顯的觀察到衍射現(xiàn)象【例5】把M、N兩塊擋板中的空隙當做一個“小孔”做水波的衍射實驗，出現(xiàn)了如圖1243所示的圖樣，位置P處的水沒有振動起來，現(xiàn)要使擋板左邊的振動傳到P處，在不改變擋板M的左右位置和P點位置的情況下，可以采用哪些辦法？【課堂反饋】1以下關(guān)于波的衍射的說法中正確的是（ ）A波遇到障礙物時，一定會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象B當障礙物的尺寸比波長大得多時，衍射現(xiàn)象很明顯C當孔的大小比波長小時，衍射現(xiàn)象很明顯D只有當障礙物的尺寸與波長相差不多時，才會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象2 如圖10.44所示，S是振源，MN是帶孔的擋板，其中M固定，N可以上下移動，為了使原來不振動的A點振動起來，可采用的辦法是（ ）A增大S的振動頻率B減小S的振動頻率CN上移DN下移【課后練習(xí)】1以下關(guān)于波的衍射說法正確的是 ( ) A波遇到障礙物時，一定會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象B當障礙物的尺寸比波長大得多時，衍射現(xiàn)象很明顯C當孔的大小比波長小時，衍射現(xiàn)象很明顯D只有當障礙物的尺寸與波長差不多時，才會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象2關(guān)于波的衍射現(xiàn)象，下列說法正確的是 ( ) A某些波在一定條件下才有衍射現(xiàn)象B某些波在任何情況下都有衍射現(xiàn)象C一切波在一定條件下都有衍射現(xiàn)象D一切波在任何情況下都有衍射現(xiàn)象3對于波長為100m的聲波，下列說法正確的是( ) A在同一均勻介質(zhì)中，此波比波長為20的聲波傳播得更快B不能被聽見C當孔的大小比波長小時，衍射現(xiàn)象很明顯D只有當障礙物的尺寸與波長差不多時，才會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象 4在水波槽的衍射實驗中，若打擊水面的振子振動的頻率為5Hz，水波在水波槽中的傳播速度為0.05m/s，為觀察到顯著的衍射現(xiàn)象，小孔直徑應(yīng)為 ( )A10cm B5mC大于1cm D小于1cm5“聞其聲而不見其人”是因為一般障礙物的尺寸()A可以跟聲波波長相比較，使聲波發(fā)生明顯衍射B比聲波波長大得多，聲波不能發(fā)生衍射C可以跟光波波長相比較，使光波也發(fā)生衍射D比光波波長大得多，光波不能發(fā)生明顯衍射6關(guān)于波的衍射現(xiàn)象，下列說法中正確的是()A水波繞過障礙物而繼續(xù)傳播的現(xiàn)象，即為波的衍射現(xiàn)象B衍射現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象C一切波都能發(fā)生衍射，只不過明顯與否而已D要發(fā)生明顯的衍射，必須滿足一定的條件7在下列四種情況中，能夠使聲波發(fā)生明顯衍射的情況是()A聲源頻率為330 Hz，聲速為340 m/s，障礙物尺寸為60 m60 mB聲源頻率為330 Hz，聲速為1 500 m/s，障礙物尺寸為60 m60 mC聲源頻率為300 Hz，在空氣中傳播，障礙物尺寸為1 m1 mD聲源頻率為300 Hz，聲速為1 500 m/s，障礙物尺寸為1 dm1 dm8關(guān)于波的衍射現(xiàn)象，下列說法正確的是()A當孔的尺寸比波長大時，一定不會發(fā)生衍射現(xiàn)象B只有孔的尺寸與波長相差不多，或者比波長還小時才會觀察到明顯的衍射現(xiàn)象C只有波才有衍射現(xiàn)象D以上說法均不正確9下列屬于明顯衍射現(xiàn)象的是()A隔墻有耳B池中假山前有水波，假山后無水波C河中蘆葦后面沒有留下無波的區(qū)域?qū)W&科&網(wǎng)D在大山前喊話，多次聽到自己的聲音10關(guān)于衍射，下列說法正確的是()A發(fā)生衍射就是波傳到障礙物或孔的后面B發(fā)生衍射的同時把波源的能量傳播到“衍射”區(qū)域C衍射只有波才能發(fā)生D只有孔才能發(fā)生衍射，一塊擋板不可能發(fā)生波的衍射11水波通過小孔，發(fā)生了一定程度的衍射，為使衍射現(xiàn)象更明顯，下列做法可取的是()A增大小孔尺寸 B. 減小小孔尺寸C增大水波頻率 D減小水波頻率12在水波槽的衍射實驗中，若打擊水面的振子振動的頻率是5 Hz，水波在水波槽中的傳播速度是0.05 m/s，為觀察到顯著的衍射現(xiàn)象，小孔直徑d應(yīng)為()A10 cm B5 mCd1 cm Dd1 cm13波長為60 m和17 m的兩列聲波在空氣中傳播時，下列敘述中正確的是()A波長60 m的聲波比波長17 m的聲波傳播速度慢B波長60 m的聲波比波長17 m的聲波頻率小C波長60 m的聲波比波長17 m的聲波易發(fā)生衍射D波長60 m的聲波不能被反射14如下圖所示是水波遇到小孔或障礙物后的圖象，圖中每兩條實線間的距離約為一個波長，則其中可能出現(xiàn)的圖象是()15如圖1045所示是不同頻率的水波通過相同的小孔所能到達區(qū)域的示意圖， 情況中水波的頻率最大； 情況中水波的頻率最小例題答案：1. 答案 ：A、B、D 解析： 衍射是一切波特有的現(xiàn)象，所以選項A對c錯；發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象是有務(wù)件的，只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長差不多或比波長更小時，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象，所以選項B是正確的；聲波的波長在17 cm到17 m之問，一般常見的障礙物或孔的大小可與之相比，正是由于聲波波長較大，聲波容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，所以選項D也是正確的。2. ABC3. 16m. 8/3m/s 會發(fā)生4【答案】A、B、C【解析】根據(jù)能有明顯衍射現(xiàn)象的條件：障礙物或孔的尺寸比波長小或差不多。從圖中可看出孔AB的尺寸小于一個波長，所以此時能明顯地觀察到波的衍射現(xiàn)象，A正確；因為穿過擋板小孔后的波速不變，頻率相同，所以波長也相同，B正確；若將孔AB擴大，將可能不滿足明顯衍射現(xiàn)象的條件，就有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象，C正確；若將波源頻率增大，由于波速不變，所以波長變小，將可能不滿足明顯衍射現(xiàn)象的條件，也有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象，D錯誤。5. 解析：波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是障礙物或孔的尺寸與波長相差不多，或者比波長更小，所以要使P點振動起來，有兩種方法：一是減小孔的尺寸；二是增大波的波長。N板向上移，可以減小孔的尺寸，由vf可知，水波的波速一定，減小波源的頻率可以增大水波的波長。答案：N板上移，或減小波源振動的頻率課后練習(xí)：5.解析：發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件為障礙物或孔的尺寸比波長小，或與波長相差不多。由于聲波波長大，能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，而光波波長太小，遇到常見物體或人，不能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，故答案為A、D。答案：A、D6. 解析：根據(jù)衍射的定義和產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件可知，A、B、C、D都正確。答案：A、B、C、D7. 解析：由得：AC1.03 m，BD4.55 m，根據(jù)明顯衍射的條件：障礙物的尺寸與波長相差不多，或比波長更小，可知，C、D正確。答案：C、D8BC當孔的尺寸比波長大時，會發(fā)生衍射現(xiàn)象，只不過不明顯只有當孔、縫或障礙物的尺寸跟波長相差不多，或者比波長更小時，才會發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，切不可把此條件用來判斷波是否發(fā)生了衍射現(xiàn)象9AC10ABC波在發(fā)生衍射時，其衍射區(qū)域的質(zhì)點振動，因此具有能量小孔或障礙物只要滿足條件都能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，D不正確11BD根據(jù)發(fā)生明顯衍射的條件，可知本題中要使現(xiàn)象更明顯，可采?。簻p小小孔直徑或增大水波波長，或同時減小小孔直徑、增大水波波長，所以選項B正確，A錯誤；改變頻率表面看對現(xiàn)象好像沒影響，但情景中是水波，介質(zhì)已確定，由vf知：若f改變了，也會改變，就會影響衍射發(fā)生的明顯程度，因此欲增大波長，必