2020-2021學(xué)年高中物理人教版選修3-4課時(shí)作業(yè)12-4 波的衍射和干涉

1、課時(shí)作業(yè)9波的衍射和干涉時(shí)間：45分鐘一、選擇題(16為單選，79為多選)1關(guān)于波的衍射現(xiàn)象，下列說法中正確的是(d)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才有衍射現(xiàn)象d一切波在任何情況下都有衍射現(xiàn)象解析：衍射現(xiàn)象是波在傳播過程中所特有的特征，沒有條件，故一切波在任何情況下都有衍射現(xiàn)象，只是有的明顯，有的不明顯，故d正確2音箱裝飾布網(wǎng)既美觀又能阻止灰塵進(jìn)入音箱內(nèi)部，但是它又有不利的一面，對于音箱發(fā)出的聲音來說，布網(wǎng)就成了障礙物，它阻礙了聲音的傳播，造成了聲音失真，有的生產(chǎn)廠家就把裝飾布網(wǎng)安裝了子母扣，這樣聽音樂時(shí)就可以把布網(wǎng)卸下來，從而獲得高保真的

2、聽覺效果聽同樣的音樂不卸下布網(wǎng)和卸下布網(wǎng)相比較，你認(rèn)為聲音損失掉的主要是(a)a高頻部分 b低頻部分c中頻部分 d不能確定解析：由vf知，波速一定時(shí)，頻率越高、波長越小波長越小，越不易發(fā)生衍射現(xiàn)象，故不卸布網(wǎng)損失掉的主要是高頻部分，所以選項(xiàng)a正確3關(guān)于波的疊加和干涉，下列說法中正確的是(c)a兩列頻率不相同的波相遇時(shí)，因?yàn)闆]有穩(wěn)定的干涉圖樣，所以波沒有疊加b兩列頻率相同的波相遇時(shí)，振動加強(qiáng)的點(diǎn)只是波峰與波峰相遇的點(diǎn)c兩列頻率相同的波相遇時(shí)，介質(zhì)中振動加強(qiáng)的質(zhì)點(diǎn)在某時(shí)刻的位移可能是零d兩列頻率相同的波相遇時(shí)，振動加強(qiáng)的質(zhì)點(diǎn)的位移總是比振動減弱的質(zhì)點(diǎn)的位移大解析：兩列波相遇時(shí)一定疊加，沒有條件，a

3、錯(cuò)；振動加強(qiáng)是指振幅增大，而不只是波峰與波峰相遇，b錯(cuò)；加強(qiáng)點(diǎn)的振幅增大，質(zhì)點(diǎn)仍然在自己的平衡位置兩側(cè)振動，故某時(shí)刻的位移可以是振幅范圍內(nèi)的任何值，c正確，d錯(cuò)誤4兩列波相疊加發(fā)生了穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，那么(c)a兩列波的頻率不一定相同b振動加強(qiáng)區(qū)域的各質(zhì)點(diǎn)都在波峰上c振動加強(qiáng)的區(qū)域始終加強(qiáng)，振動減弱的區(qū)域始終減弱d振動加強(qiáng)的區(qū)域和振動減弱的區(qū)域不斷周期性地交換位置解析：兩列波發(fā)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象的條件是兩列波的頻率相同且相位差恒定，故a錯(cuò)；且振動加強(qiáng)區(qū)始終加強(qiáng)，振動減弱區(qū)始終減弱，形成穩(wěn)定的干涉圖樣，c對，d錯(cuò)；振動加強(qiáng)區(qū)域的各質(zhì)點(diǎn)振幅最大，它們也在自己的平衡位置附近振動，并不是只在波峰上，b錯(cuò)5

4、如圖所示，圖中o點(diǎn)是水面上一波源，實(shí)線、虛線分別表示該時(shí)刻的波峰、波谷，a是擋板，b是小孔，經(jīng)過一段時(shí)間，水面上的波形將分布于(b)a整個(gè)區(qū)域b陰影以外區(qū)域c陰影以外區(qū)域d上述答案均不對解析：從題圖中可以看出擋板a比水波波長大的多，因此波不會繞過擋板a，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6兩波源s1、s2在水槽中形成的波形如圖所示，其中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，則(b)a在兩波相遇的區(qū)域中會發(fā)生干涉b在兩波相遇的區(qū)域中不會發(fā)生干涉ca點(diǎn)的振動始終加強(qiáng)da點(diǎn)的振動始終減弱解析：從題圖中看出，兩列波的波長不同，但同一介質(zhì)中波速相等，根據(jù)vf，知頻率不同，所以在兩波相遇的區(qū)

5、域中不會發(fā)生干涉，b正確；因?yàn)椴荒馨l(fā)生干涉，所以雖然此時(shí)刻a點(diǎn)的振動加強(qiáng)，但不能始終加強(qiáng)，當(dāng)然也不能始終減弱所以本題選b.7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(bd)a增大小孔尺寸 b減小小孔尺寸c增大水波頻率 d減小水波頻率解析：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小小孔尺寸或增大水波波長，或同時(shí)減小小孔尺寸、增大水波波長，所以選項(xiàng)a錯(cuò)誤，b正確；改變頻率表面看對衍射現(xiàn)象沒影響，但題目的情景中是水波，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，必須減小水波頻率，故c錯(cuò)誤，d正確8關(guān)于干涉

6、和衍射現(xiàn)象，下列說法正確的是(cd)a兩列波在介質(zhì)中疊加，一定產(chǎn)生干涉現(xiàn)象b因衍射是波特有的特征，所以波遇到障礙物時(shí)一定能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象c疊加規(guī)律適用于一切波d只有頻率相同的兩列波疊加才能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象解析：頻率相同是干涉的必要條件，a錯(cuò)，d對；一切波在任何條件下都能發(fā)生衍射現(xiàn)象，但只有障礙物的尺寸與波長相差不多，或比波長小時(shí)，衍射現(xiàn)象才最明顯，b錯(cuò)；波的疊加沒有條件，c對9如圖所示，實(shí)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是波峰與波峰的相遇點(diǎn)，下列說法中正確的是(bd)a該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)o正處在平衡位置bp、n兩質(zhì)點(diǎn)始終處在平衡位置c隨著時(shí)間的推移，質(zhì)點(diǎn)m向o點(diǎn)處移動d

7、從該時(shí)刻起，經(jīng)過四分之一周期，質(zhì)點(diǎn)m到達(dá)平衡位置解析：本題考查對干涉圖樣的認(rèn)識由題圖可知，圖中o、m為振動加強(qiáng)點(diǎn)，此時(shí)刻o處于波谷，m處于波峰，因此a錯(cuò)誤；n、p為減弱點(diǎn)，又因兩列波振幅相同，因此，n、p兩點(diǎn)振幅為零，即兩質(zhì)點(diǎn)始終處于平衡位置，b正確；質(zhì)點(diǎn)不會隨波移動，c錯(cuò)誤；從該時(shí)刻經(jīng)周期，兩列波在m點(diǎn)分別引起的振動都位于平衡位置，故m點(diǎn)位于平衡位置，d正確二、非選擇題10如圖所示，為聲波干涉演示儀的原理圖兩個(gè)u形管a和b套在一起，a管兩側(cè)各有一小孔，聲波從左側(cè)小孔傳入管內(nèi)，被分成兩列頻率相同的波當(dāng)聲波分別通過a、b傳播到右側(cè)小孔時(shí)，若兩列波傳播的路程相差半個(gè)波長，則此處聲波的振幅等于零；若

8、傳播的路程相差一個(gè)波長，則此處聲波的振幅等于原振幅的2倍解析：聲波從左側(cè)小孔傳入管內(nèi)向上、向下分別形成兩列頻率相同的波，若兩列波傳播的路程相差半個(gè)波長，則振動相消，所以此處振幅為零；若傳播的路程相差一個(gè)波長，振動加強(qiáng)，則此處聲波的振幅等于原振幅的2倍11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(shí)，乙船位于波谷，這時(shí)兩船之間還有5個(gè)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)生明顯的衍射現(xiàn)象？(3)若該波經(jīng)過一跨度為30 m的橋洞，橋墩直徑為3 m，橋墩處能否看到明顯

9、衍射現(xiàn)象？(4)若該橋?yàn)橐? m寬的涵洞，洞后能否發(fā)生明顯衍射？答案：(1) m m/s(2)會(3)能(4)能解析：(1)由題意知：周期t s3 s.設(shè)波長為，則524 m， m.由v得，v m/s m/s.(2)由于 m，大于豎立電線桿的直徑，所以此波通過豎立的電線桿時(shí)會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象(3)、(4)由于 m>3 m，所以此波無論是通過直徑為3 m的橋墩，還是通過寬為3 m的涵洞，都能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象12甲、乙兩列完全相同的橫波分別從波源a、b兩點(diǎn)沿x軸相向傳播，t0時(shí)的波形圖象如圖所示，如果兩列波的波速都是10 m/s，求：(1)甲、乙兩列波的頻率各是多少？(2)第幾秒末兩列波相遇？相遇時(shí)c、d兩點(diǎn)間有哪些質(zhì)點(diǎn)位移最大？答案：(1)2.5 hz2.5 hz(2)0.2 sx5 m與x7 m解析：(1)由題圖知甲、乙兩列波波長