2019高中物理第十二章課時(shí)作業(yè)九波的衍射和干涉含解析新人教版選修.docx

波的衍射和干涉1(多選)關(guān)于波的衍射現(xiàn)象，下列說法正確的是()A當(dāng)孔的尺寸比波長(zhǎng)大時(shí)，一定不會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象B只有孔的尺寸與波長(zhǎng)相差不多時(shí)，或者比波長(zhǎng)還小時(shí)才會(huì)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【解析】當(dāng)孔的尺寸比波長(zhǎng)大時(shí)，會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象，只不過不明顯只有當(dāng)孔、縫或障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)相差不多，或者比波長(zhǎng)更小時(shí)，才會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(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【答案】BC2利用發(fā)波水槽得到的水面波形如圖1246甲、乙所示，則()甲乙圖1246A圖甲、乙均顯示了波的干涉現(xiàn)象B圖甲、乙均顯示了波的衍射現(xiàn)象C圖甲顯示了波的干涉現(xiàn)象，圖乙顯示了波的衍射現(xiàn)象D圖甲顯示了波的衍射現(xiàn)象，圖乙顯示了波的干涉現(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，故選D.【答案】D3在水波槽的衍射實(shí)驗(yàn)中，若打擊水面的振子振動(dòng)頻率是5 Hz，水波在水槽中的傳播速度為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 cmB5 cmCd1 cm Dd1 cm【解析】在水槽中激發(fā)的水波波長(zhǎng)為m0.01 m1 cm.要求在小孔后產(chǎn)生顯著的衍射現(xiàn)象，應(yīng)取小孔的尺寸小于波長(zhǎng)【答案】D4.圖1247如圖1247所示為一顯示薄膜干涉現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置，P是附有肥皂薄膜的鐵絲圈，S是一點(diǎn)燃的酒精燈，往火焰上撒些鹽后，在肥皂膜上觀察到的干涉圖樣應(yīng)是圖中的()【解析】鐵絲圈上的肥皂泡薄膜在重力作用下上薄下厚，在同一水平線上厚度基本一致，如果某一厚度處前后表面反射的同一列光波疊加得到加強(qiáng)，那么這一水平線上同一厚度處光波會(huì)加強(qiáng)，所以干涉條紋應(yīng)是水平的【答案】D5(多選)圖1248如圖1248所示，沿一條直線相向傳播的兩列波的振幅和波長(zhǎng)均相等，當(dāng)它們相遇時(shí)可能出現(xiàn)的波形是圖中的()【解析】當(dāng)這兩列波的前半個(gè)波(或后半個(gè)波)相遇時(shí)，根據(jù)波的疊加原理，在前半個(gè)波(或后半個(gè)波)重疊的區(qū)域內(nèi)所有的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的合位移為零，而兩列波的后半個(gè)波(或前半個(gè)波)的波形保持不變，所以選項(xiàng)B正確當(dāng)兩列波完全相遇時(shí)(即重疊在一起)，由波的疊加原理可知，所有質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的位移均等于每列波單獨(dú)傳播時(shí)引起的位移的矢量和，使得所有的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的位移加倍，所以選項(xiàng)C也是正確的【答案】BC6如圖1249所示，甲、乙兩相互垂直傳播的振動(dòng)情況完全相同的波，實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，箭頭表示波的傳播方向，則圖中P點(diǎn)(小正方形的中央一點(diǎn))所處位置應(yīng)在()圖1249A振動(dòng)增強(qiáng)點(diǎn)B振動(dòng)減弱點(diǎn)C可能是增強(qiáng)點(diǎn)又可能是減弱點(diǎn)D既不是增強(qiáng)點(diǎn)又不是減弱點(diǎn)【解析】波峰與波峰疊加，波谷與波谷疊加，為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)；波峰與波谷疊加，為振動(dòng)減弱點(diǎn)P點(diǎn)處于減弱點(diǎn)的連線上，即在減弱區(qū)內(nèi)，所以P點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)故B正確，A、C、D錯(cuò)誤【答案】B7(多選)(2014鄭州高二檢測(cè))圖12410如圖12410所示為觀察水面波衍射的實(shí)驗(yàn)裝置，AC和BD是兩塊擋板，AB是一個(gè)孔，O是波源，圖中已畫出波源所在區(qū)域波的傳播情況，每?jī)蓷l相鄰波紋(圖中曲線)之間距離表示一個(gè)波長(zhǎng)，則對(duì)波經(jīng)過孔后的傳播情況下列描述中正確的是()A此時(shí)能明顯地觀察到波的衍射現(xiàn)象B擋板前后波紋間距離相等C如果將孔AB擴(kuò)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，波源頻率增大，能更明顯地觀察到衍射現(xiàn)象【解析】從圖可以看出，孔AB尺寸與波長(zhǎng)相比較有：當(dāng)兩者較接近時(shí)，衍射現(xiàn)象明顯，否則不明顯，故A、C正確；由知，v不變，f增大，則減小，故D錯(cuò)誤；既然衍射是指“波繞過障礙物而傳播的現(xiàn)象”，那么經(jīng)過孔后的波長(zhǎng)自然不變，故B正確【答案】ABC8有一障礙物的尺寸為10 m，下列哪列波在遇到它時(shí)衍射現(xiàn)象最明顯()A波長(zhǎng)為4 m的機(jī)械波B波長(zhǎng)為10 m的機(jī)械波C頻率為40 Hz的聲波D頻率為5 000 MHz的電磁波(波速為3108 m/s)【解析】空氣中聲波波速大約為340 m/s，由可算出頻率為40 Hz的聲波的波長(zhǎng)為8.5 m；同理可算出頻率為5 000 MHz的電磁波的波長(zhǎng)為0.06 m選項(xiàng)B中波長(zhǎng)與障礙物尺寸相同，衍射現(xiàn)象最明顯，5B正確【答案】B9(2015石家莊檢測(cè))如圖12411所示，S1、S2為水波槽中的兩個(gè)波源，它們分別激起兩列水波，圖中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷已知兩列波的波長(zhǎng)分別為1和2且12，該時(shí)刻在P點(diǎn)兩列波的波峰與波峰相遇，則以下敘述正確的是()圖12411AP點(diǎn)有時(shí)在波峰，有時(shí)在波谷，振動(dòng)始終加強(qiáng)BP點(diǎn)始終在波峰CP點(diǎn)的振動(dòng)不遵循波的疊加原理，也不始終加強(qiáng)DP點(diǎn)的振動(dòng)遵循波的疊加原理，但并不始終加強(qiáng)【解析】任何波的疊加都遵循波的疊加原理，但只有兩列波發(fā)生干涉時(shí)，才能形成穩(wěn)定的干涉圖樣，即S1、S2兩列波只有頻率相同、相位差恒定時(shí)，才可在P點(diǎn)始終加強(qiáng)故選項(xiàng)D正確【答案】D10(多選)(2014泰安高二檢測(cè))如圖12412所示，S是波源，M、N是兩塊擋板，其中M板固定，N板可以左右移動(dòng)，兩板中間有一狹縫，此時(shí)A點(diǎn)沒有明顯振動(dòng)，為了使A點(diǎn)能發(fā)生明顯振動(dòng)可采用的方法是()圖12412A增大波源的頻率 B減小波源的頻率C將N板向右移 D將N板向左移【解析】A點(diǎn)要發(fā)生明顯振動(dòng)，就是要出現(xiàn)明顯的衍射現(xiàn)象，而發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是障礙物或小孔的尺寸比波長(zhǎng)小或者跟波長(zhǎng)差不多，當(dāng)狹縫距離不變時(shí)，必須增大波長(zhǎng)，而v是一定的，由vf可知，要增大則要減小f，故B正確當(dāng)波長(zhǎng)不變時(shí)，將N板左移，使狹縫距離d減小，也能產(chǎn)生明顯衍射，故D正確故本題應(yīng)選B、D.【答案】BD11兩列簡(jiǎn)諧橫波均沿x軸傳播，傳播速度大小相等，其中一列沿x正方向傳播，如圖12413中虛線所示，另一列沿x負(fù)方向傳播，如圖中實(shí)線所示，這兩列波的頻率相等，振動(dòng)方向均沿y軸，則此時(shí)圖中x1、2、3、4、5、6、7、8各點(diǎn)中振幅最大的是x_的點(diǎn)，振幅最小的是x_的點(diǎn)圖12413【解析】在圖示時(shí)刻，各點(diǎn)的合位移均為零，此時(shí)波形是與x軸重合的一條直線對(duì)于4、8兩點(diǎn)，兩列波反向傳播使這兩點(diǎn)振動(dòng)情況總相同，振幅變?yōu)樵瓉淼膬杀?；?、6兩點(diǎn)，兩列波反向傳播使得這兩點(diǎn)一直處于平衡位置，振幅為零；其余各點(diǎn)的振幅均在02A之間【答案】4、82、612.圖12414波源S1和S2的振動(dòng)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(diǎn)處，OA2 m，如圖12414所示兩波源產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸相向傳播，波速為4 m/s.已知兩波源振動(dòng)的初始相位相同求：(1)簡(jiǎn)諧橫波的波長(zhǎng)；(2)OA間合振動(dòng)振幅最小的點(diǎn)的位置【解析】(1)設(shè)簡(jiǎn)諧橫波波長(zhǎng)為，頻率為f，則vf，代入已知數(shù)據(jù)，得1 m.(2)以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)，設(shè)P為OA間的任意一點(diǎn)，其坐標(biāo)為x，