2019年高中物理 第十二章 機(jī)械波 波的衍射和干涉雙基限時(shí)練 新人教版選修3-4.doc

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2019年高中物理 第十二章 機(jī)械波 波的衍射和干涉雙基限時(shí)練 新人教版選修3-41下列現(xiàn)象或事實(shí)屬于衍射現(xiàn)象的是()A風(fēng)從窗戶吹進(jìn)來(lái)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(duì)波的傳播沒(méi)有影響D晚上看到水中月亮的倒影解析波在傳播過(guò)程中偏離直線傳播繞過(guò)障礙物的現(xiàn)象稱為波的衍射C項(xiàng)與衍射現(xiàn)象相符答案C2已知空氣中的聲速為340 m/s.現(xiàn)有幾種聲波：周期為 s，頻率為104Hz，波長(zhǎng)為10 m它們傳播時(shí)若遇到寬約為13 m的障礙物，能產(chǎn)生顯著的衍射現(xiàn)象的是()A和 B和C和 D解析、三種聲波的波長(zhǎng)分別為1340 m17 m，2 m0.034 m，310 m，根據(jù)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件可知，、兩聲波的波長(zhǎng)與障礙物的尺寸差不多，能產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象，故C項(xiàng)正確答案C3兩列波相疊加發(fā)生了穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，那么()A兩列波的頻率不一定相同B振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域的各質(zhì)點(diǎn)都在波峰上C振動(dòng)加強(qiáng)的區(qū)域始終加強(qiáng)，振動(dòng)減弱的區(qū)域始終減弱D振動(dòng)加強(qiáng)的區(qū)域和振動(dòng)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)定的干涉的條件必須是兩列波的頻率相同且相位差恒定，故A錯(cuò)；且振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)始終加強(qiáng)，振動(dòng)減弱區(qū)始終減弱，形成穩(wěn)定的干涉圖樣，C對(duì)、D錯(cuò)；振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域的各質(zhì)點(diǎn)只是振幅最大，它們也在自己的平衡位置附近振動(dòng)，并不是只在波峰上，B錯(cuò)答案C4利用發(fā)波水槽得到的水面波形如圖、所示，則()A圖、均顯示了波的干涉現(xiàn)象B圖、均顯示了波的衍射現(xiàn)象C圖顯示了波的干涉現(xiàn)象，圖顯示了波的衍射現(xiàn)象D圖顯示了波的衍射現(xiàn)象，圖顯示了波的干涉現(xiàn)象解析由波的干涉和衍射概念知，題圖是一列波的傳播，顯示了波的衍射現(xiàn)象，題圖是兩列波的傳播，顯示了波的干涉現(xiàn)象答案D5S1和S2是相干波源，它們發(fā)出的兩列波在空間相遇發(fā)生干涉，如圖所示實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，則()A振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)有a、b、c、d四點(diǎn)B. a、b、c、d均為振動(dòng)減弱的點(diǎn)C. b、c為振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)D. a、d為振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)解析在兩列波發(fā)生干涉后波峰和波峰疊加的區(qū)域、波谷和波谷疊加的區(qū)域，為振動(dòng)加強(qiáng)的區(qū)域，圖中a、d為加強(qiáng)的點(diǎn)，波峰和波谷疊加的區(qū)域?yàn)檎駝?dòng)減弱的點(diǎn)，圖中c、b為減弱的點(diǎn)答案D6(多選題)關(guān)于干涉和衍射現(xiàn)象的正確說(shuō)法是()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)律運(yùn)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)象解析頻率相同是產(chǎn)生干涉的必要條件，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正確；一切波在任何條件下都會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象，但只有障礙物的尺寸與波長(zhǎng)相差不多，或比波長(zhǎng)小，衍射現(xiàn)象才能明顯，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤；波的疊加，沒(méi)有條件限制，故C選項(xiàng)正確答案CD7(多選題)一列水波通過(guò)某孔的實(shí)際情況如圖所示，現(xiàn)把孔的尺寸變小，或者把水波的波長(zhǎng)變大，對(duì)水波通過(guò)孔后的假想情況的四幅圖中，其假想錯(cuò)誤的圖示有()A孔變小 B孔變小 C波長(zhǎng)變大 D波長(zhǎng)變大解析把孔的尺寸變小，或者把水波的波長(zhǎng)變大，這樣當(dāng)水波到達(dá)孔后就能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故A、C選項(xiàng)假想正確答案BD8在空曠的廣場(chǎng)上有一堵較高的墻MN，墻的一側(cè)O點(diǎn)有一個(gè)正在播放男女聲合唱歌曲的聲源，某人從圖中的A點(diǎn)走到墻后的B點(diǎn)在此過(guò)程中，若從聲波的衍射來(lái)考慮，則會(huì)聽(tīng)到()A聲音變響亮，男聲比女聲更響B(tài)聲音變響亮，女聲比男聲更響C聲音變?nèi)酰新暠扰暩鮀聲音變?nèi)?，女聲比男聲更弱解析男聲頻率較低，在空氣中的聲波波長(zhǎng)較長(zhǎng)，女聲頻率較高，在空氣中的聲波波長(zhǎng)較短，所以男聲比女聲更容易發(fā)生衍射，故D選項(xiàng)正確答案D9(多選題)如圖所示，S1、S2是振動(dòng)情況完全相同的兩個(gè)機(jī)械波源，振幅為A.a、b、c三點(diǎn)分別位于S1、S2連線的中垂線上，且abbc，某時(shí)刻a是兩列波的波峰相遇點(diǎn)，c是兩列波的波谷相遇點(diǎn)，則()Aa處質(zhì)點(diǎn)的位移始終為2ABc處質(zhì)點(diǎn)的位移始終為2ACb處質(zhì)點(diǎn)的振幅為2ADc處質(zhì)點(diǎn)的振幅為2A解析兩振源S1、S2振動(dòng)情況相同，a、b、c是兩振源連線中垂線上的點(diǎn)，則波源到達(dá)a、b、c三點(diǎn)的波程差為零，即a、b、c三點(diǎn)都處于振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)，振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)的位移也在不斷的變化，只是振幅等于兩列波的振幅之和，故C、D選項(xiàng)正確答案CD10(多選題)如圖所示是水波干涉示意圖，S1、S2是兩波源，A、D、B三點(diǎn)在一條直線上，兩波源頻率相同，振幅相等，下列說(shuō)法正確的是()A質(zhì)點(diǎn)A一會(huì)兒在波峰，一會(huì)兒在波谷B質(zhì)點(diǎn)B一會(huì)兒在波峰，一會(huì)兒在波谷C質(zhì)點(diǎn)C一會(huì)兒在波峰，一會(huì)兒在波谷D質(zhì)點(diǎn)D一會(huì)兒在波峰，一會(huì)兒在波谷解析由題意可知，A、B、D是振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)，C為振動(dòng)減弱的點(diǎn)，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤答案ABD11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)各有一個(gè)小孔聲波從左側(cè)小孔傳入管內(nèi)，被分成兩列頻率_的波當(dāng)聲波分別通過(guò)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(zhǎng)，則此處聲波的振幅_；若傳播的路程相差一個(gè)波長(zhǎng)，則此處聲波的振幅_. 解析由同一波源分成的兩列波頻率相同，這符合兩列機(jī)械波干涉的條件，當(dāng)兩波的路程差等于半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，振動(dòng)減弱，當(dāng)路程差等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，振動(dòng)加強(qiáng)答案相同減小增大12兩列簡(jiǎn)諧波沿x軸相向而行，波速均為v0.4 m/s，兩波源分別位于A、B處，t0時(shí)的波形如圖所示當(dāng)t2.5 s，M點(diǎn)的位移為_(kāi)cm，N點(diǎn)的位移為_(kāi)cm.解析本題考查波的形成與傳播、波的疊加由圖可看出波源A的波長(zhǎng)為A0.2 m，波源B的波長(zhǎng)為B0.4 m，在02.5 s時(shí)間內(nèi)兩列波分別向左和向右傳播的距離均為xvt1 m如圖所示，將兩列波向左和向右分別平移x1 m的距離，得到t2.5 s時(shí)刻的兩列波形圖，顯然此時(shí)波A使M質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置向上振動(dòng)，而波B使M質(zhì)點(diǎn)處于波谷位置，故M質(zhì)點(diǎn)的位移疊加后為2 cm.波A使N質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置向上振動(dòng)，而波B使N質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置向上振動(dòng)，故N質(zhì)點(diǎn)的位移疊加后為0 cm.答案2013波源S1和S2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)點(diǎn)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，則兩波源到P點(diǎn)的波程差lx(2x)，0x2.其中x、l以m為單位合振動(dòng)振幅最小的點(diǎn)的位置滿足l，k為整數(shù)，所以xk，可得k，故k2、1、0、1.解得：x0.25 m,0.75 m,1.25 m,1.75 m答案(1) 1 m(2) x0.25 m0.75 m1.25 m1.75 m14如圖所示，兩個(gè)完全相同的聲源S1、S2發(fā)出兩列頻率、振幅、相位完全相同的聲波，波長(zhǎng)為2 m，S1在原點(diǎn)，S2在x軸上x(chóng)4 m處，一人沿y軸正方向行駛，在y0的區(qū)域內(nèi)能聽(tīng)到幾次強(qiáng)音？解析在y0上一點(diǎn)P，要振動(dòng)加強(qiáng)應(yīng)滿足yk(k0,1,2,3)，由幾何關(guān)系可知0k4，即0k2，則k1，只能聽(tīng)到1次強(qiáng)音答案1次