高中物理 第12章 第4節(jié)波的衍射和干涉檢測試題 新人教版選修3-4

【成才之路】-學(xué)年高中物理第12章第4節(jié)波的衍射和干涉檢測試題新人教版選修3-4一、選擇題(1～3題為單選題，4、5題為多選題)1．下列現(xiàn)象或事實屬于衍射現(xiàn)象的是()A．風(fēng)從窗戶吹進(jìn)來B．雪堆積在背風(fēng)的屋后C．水波前進(jìn)方向上遇到凸出在水面上的小石塊，小石塊對波的傳播沒有影響D．晚上看到水中月亮的倒影答案：C解析：波在傳播過程中偏離直線傳播繞過障礙物的現(xiàn)象稱為波的衍射。C與衍射現(xiàn)象相符。2．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。3．已知空氣中的聲速為340m/s?，F(xiàn)有幾種聲波：①周期為1/20s，②頻率為104Hz，③波長為10m。它們傳播時若遇到寬約為13m的障礙物，能產(chǎn)生顯著的衍射現(xiàn)象的是()A．①和② D．②和③C．①和③ D．都可以答案：C解析：①、②、③三種聲波的波長分別為λ1＝340×eq\f(1,20)m＝17m，λ2＝eq\f(340,104)m＝0.034m，λ3＝10m，根據(jù)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件可知，①、③兩聲波的波長與障礙物的尺寸差不多，能產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象，故C正確。4．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選項錯誤，B、C選項正確。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，所以聲波到人的耳朵后，仍能分辨出不同的人所說的話，故D正確。5．(河北衡水中學(xué)～學(xué)年高二下學(xué)期二調(diào))如圖所示，兩個完全相同的波源在介質(zhì)中形成的波相疊加而發(fā)生的干涉的示意圖，實線表示波峰，虛線表示波谷，則以下說法正確的是()A．A點為振動加強點，經(jīng)過半個周期，這一點振動減弱B．B點為振動減弱點，經(jīng)過半個周期，這一點振動仍減弱C．C點為振動加強點，經(jīng)過半個周期，這一點處于平衡位置D．D點為振動減弱點，經(jīng)過半個周期，這一點振動加強答案：BC解析：A點是波峰和波峰疊加，為振動加強點，且始終振動加強，故A錯誤；B點是波峰與波谷疊加，為振動減弱點，且始終振動減弱，故B正確；C點處于振動加強區(qū)，振動始終加強，但經(jīng)過半個周期，這一點處于平衡位置，故C正確；D點為波峰與波谷疊加，為振動減弱點，且始終振動減弱，故D錯誤。故選B、C。二、非選擇題6．如圖所示，兩列簡諧橫波均沿x軸傳播，傳播速度的大小相等。其中一列沿x軸正方向傳播(圖中實線)，另一列沿x軸負(fù)方向傳播(圖中虛線)。這兩列波的頻率相等，振動方向均沿y軸方向。則圖中x＝1,2,3,4,5,6,7,8各點中振幅最大的是x＝________處的點，振幅最小的是x＝________處的點。答案：4,82,6解析：由波的疊加原理x軸上任一點的位移都等于兩列波單獨引起的位移的矢量和。對x＝4,8兩點兩列波引起的兩個分振動相位差為0，這兩點加強，對x＝2,6兩點兩列波單獨引起的分振動相位差為π，故這兩點減弱。7．如圖所示，相鄰實線間的距離等于一個波長，試大致畫出波通過孔A和B以及遇到障礙物C和D之后的傳播情況。答案：解析：由題圖可知，孔A和障礙物D跟波長相差不多，因此，從孔A傳出的波和遇障礙物D之后的波均有明顯的衍射現(xiàn)象；孔B和障礙物C跟波長相比相差較大，因此，從孔B傳出的波和遇障礙物C之后的波無明顯的衍射現(xiàn)象。在畫通過孔A的衍射波時要強調(diào)畫出的同心半圓都是以孔A為圓心的；遇障礙物D之后波的傳播并沒有受影響；而從孔B傳出的波和遇障礙物C之后的波只沿直線傳播。所以從孔A、B傳出的波和遇障礙物C、D之后的波如圖所示。能力提升一、選擇題(1～4題為單選題，5題為多選題)1．兩列沿相反方向傳播的振幅和波長都相同的半波[如圖(甲)]，在相遇的某一時刻[如圖(乙)]兩列波“消失”，此時圖中a、b質(zhì)點的振動方向是()A．a(chǎn)向上，b向下 D．a(chǎn)向下，b向上C．a(chǎn)、b都靜止 D．a(chǎn)、b都向上答案：B解析：由波的疊加原理知，波在相遇時互不影響地相互通過，通過后各自保持原有的狀態(tài)繼續(xù)傳播。在圖(乙)所對應(yīng)的時刻，a的振動是由左行波引起的，b的振動是由右行波引起的，根據(jù)波的傳播方向和質(zhì)點的振動方向之間的關(guān)系可以判定選項B是正確的。2．(張店～學(xué)年高二下學(xué)期檢測)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 D．陰影Ⅰ以外區(qū)域C．陰影Ⅱ以外區(qū)域 D．陰影Ⅲ以外區(qū)域答案：B解析：由題圖中可直觀看出，半波長為實虛兩圓半徑之差，且可看出擋板A的尺寸比波長大得多，而小孔B與波長長度差不多。據(jù)波發(fā)生明顯衍射的條件知道，該波在擋板A處的衍射現(xiàn)象很不明顯，即可認(rèn)為波沿直線傳播，故Ⅰ區(qū)內(nèi)水面無波形，故A、C、D選項不正確；該波的波長與小孔B差不多，能夠產(chǎn)生明顯的衍射，故在陰影區(qū)Ⅲ、Ⅱ之內(nèi)，明顯存在衍射波的波形，故B選項正確。3．在空曠的廣場上有一堵較高大的墻MN，墻的一側(cè)O點有一個正在播放男女聲合唱歌曲的聲源。某人從圖中A點走到墻后的B點，在此過程中，如果從聲波的衍射來考慮，則會聽到()A．聲音變響，男聲比女聲更響B(tài)．聲音變響，女聲比男聲更響C．聲音變?nèi)?，男聲比女聲更弱D．聲音變?nèi)酰暠饶新暩醮鸢福篋解析：由于MN很高大，故衍射現(xiàn)象比較弱，由于女聲音調(diào)更高，波長更小，所以衍射更不明顯。4．(綿陽南山中學(xué)～學(xué)年高二下學(xué)期期中)如圖所示為兩列相干水波在t＝0時刻的疊加情況，其中實線表示波峰，虛線表示波谷。若兩列波的振幅均保持5cm不變，波速和波長分別為1m/s和0.5m，C點是BD連線的中點．則下列說法正確的是()A．A、D點振動始終加強，B點振動始終減弱B．C點始終保持靜止不動C．t＝0時刻，A、B兩點的豎直高度差為10cmD．在t＝0至t＝0.25s的時間內(nèi)，B點通過的路程為20cm答案：D解析：A、D兩點為波峰與波峰疊加，B點為波谷與波谷疊加，都是振動加強點，故A錯誤；AD的連線為振動加強區(qū)，則C點為振動加強點，振幅較大，故B錯誤；t＝0時刻，A、B兩點分別處于波峰和波谷，則兩者的高度差為4×5cm＝20cm，故C錯誤；周期T＝eq\f(λ,v)＝0.5s，在t＝0至t＝0.25s的時間內(nèi)，B點經(jīng)歷了半個周期，通過的路程等于振幅的2倍，振幅為10cm，則路程為20cm，故D正確。5．一列水波通過某孔的實際情況如圖(1)所示，現(xiàn)把孔的尺寸變小，或者把水波的波長變大，水波通過孔后的假想情況如圖(2)四幅圖所示，其假想錯誤的圖示有()答案：BD解析：衍射現(xiàn)象是普遍存在的。波遇到障礙物時都有繞過障礙物的特性，即衍射現(xiàn)象，但只有當(dāng)障礙物或孔的尺寸比波長小或差不多時才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象。二、非選擇題6．如圖所示，S是水面波的波源，x、y是擋板，S1、S2是兩個狹縫(SS1＝SS2，狹縫的尺寸比波長小得多)，試回答以下問題：(1)若閉上S1，只打開S2會看到什么現(xiàn)象？(2)若S1、S2都打開，會發(fā)生什么現(xiàn)象？(3)上圖中若實線和虛線分別表示波峰和波谷，那么在A、B、C、D各點中，哪些點向上振動最強，哪些點向下振動最強，哪些點振動最弱？解析：(1)只打開S2時，波源S產(chǎn)生的波傳播到狹縫S2時，由于狹縫的尺寸比波長小，于是水面波在狹縫S2處發(fā)生衍射現(xiàn)象，水面波以狹縫S2處為波源向擋板另一側(cè)傳播開來。(2)由于SS1＝SS2，從波源發(fā)出的水波傳播到S1、S2處時它們的振動情況完全相同，當(dāng)S1、S2都打開時產(chǎn)生相干波，它們在空間相遇時產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，一些地方振動加強，一些地方振動減弱，加強區(qū)與減弱