2019-2020年高中物理 第2章 機(jī)械波 第3節(jié) 波的干涉和衍射自我小測(cè) 魯科版選修3-4.doc

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2019-2020年高中物理 第2章 機(jī)械波 第3節(jié) 波的干涉和衍射自我小測(cè) 魯科版選修3-4 1．關(guān)于波的衍射現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是（　?。? A．水波繞過(guò)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(guò)明顯與否而已 D．要發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，必須滿足一定的條件 2．兩列波相疊加產(chǎn)生了穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，得到了干涉圖樣，以下關(guān)于干涉的說(shuō)法中正確的是（　　） A．兩列波的頻率一定相等 B．振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)與振動(dòng)減弱區(qū)總是相互間隔的 C．振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)與振動(dòng)減弱區(qū)交替變化 D．振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)在空間的位置一直不變 3．在同一介質(zhì)中兩列頻率相同、振動(dòng)步調(diào)一致的橫波互相疊加，則（　　） A．波峰與波谷疊加的點(diǎn)振動(dòng)一定是減弱的 B．振動(dòng)最強(qiáng)的點(diǎn)經(jīng)過(guò)T后恰好回到平衡位置，因而該點(diǎn)的振動(dòng)是先加強(qiáng)，后減弱 C．振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)相間隔分布，且加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)不隨時(shí)間變化 D．加強(qiáng)區(qū)的質(zhì)點(diǎn)某時(shí)刻位移可能是零 4．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，兩列波的頻率相同，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 5．在水面上有S1和S2兩個(gè)振幅和頻率相同的波源，開(kāi)始起振時(shí)兩波源的振動(dòng)方向相反。在兩波源連線的中垂線上有a、b、c三點(diǎn)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間這三點(diǎn)都處于兩列波的疊加區(qū)域內(nèi)。如圖所示，則下列說(shuō)法中正確的是（　　） A．a(chǎn)點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，c點(diǎn)是振動(dòng)減弱點(diǎn) B．a(chǎn)、c點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，b點(diǎn)是振動(dòng)減弱點(diǎn) C．a(chǎn)、c點(diǎn)此時(shí)刻振動(dòng)加強(qiáng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后變?yōu)檎駝?dòng)減弱點(diǎn)，而b點(diǎn)可能變?yōu)檎駝?dòng)加強(qiáng)點(diǎn) D．a(chǎn)、b、c三點(diǎn)都是振動(dòng)減弱點(diǎn) 6．如圖所示表示兩列相干水波的疊加情況，圖中的實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，設(shè)兩列波的振幅均為5 cm，且在圖示的范圍內(nèi)振幅不變，波速和波長(zhǎng)分別為1 m/s和0.5 m。C點(diǎn)是BE連線的中點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是（　?。? A．C、E兩點(diǎn)都保持靜止不動(dòng) B．圖示時(shí)刻A、B兩點(diǎn)的豎直高度差為20 cm C．圖示時(shí)刻C點(diǎn)正處在平衡位置且向上運(yùn)動(dòng) D．從圖示的時(shí)刻起經(jīng)0.25 s后，B點(diǎn)通過(guò)的路程為20 cm 7．在做水波通過(guò)小孔衍射的演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，激發(fā)水波的振動(dòng)頻率為5 Hz，水波在水槽中傳播速度為0.05 m/s，為使實(shí)驗(yàn)效果明顯，使用小孔直徑d不能超過(guò)______ m。 8．如圖所示，兩列簡(jiǎn)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（如圖中實(shí)線所示），另一列沿x軸負(fù)方向傳播（如圖中虛線所示）。這兩列波的頻率相等，振動(dòng)方向均沿y軸方向。則圖中x＝1,2,3,4,5,6,7,8各點(diǎn)中振幅最大的是x＝________處的點(diǎn)，振幅最小的是x＝________處的點(diǎn)。 9．如圖所示，S是水面波的波源，x、y是擋板，S1、S2是兩個(gè)狹縫（SS1＝SS2，狹縫的尺寸比波長(zhǎng)小得多），試回答以下問(wèn)題。 （1）若閉上S1，只打開(kāi)S2，會(huì)看到什么現(xiàn)象？ （2）若S1、S2都打開(kāi)，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？ （3）若實(shí)線和虛線分別表示波峰和波谷，那么在A、B、C、D各點(diǎn)中，哪些點(diǎn)振動(dòng)最強(qiáng)，哪些點(diǎn)振動(dòng)最弱？ 參考答案 1．解析：水波繞過(guò)障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象，是波的衍射現(xiàn)象，衍射現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象，一切波都能發(fā)生衍射，但發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象需滿足一定的條件，故A、B、C、D都對(duì)。 答案：ABCD 2．解析：干涉現(xiàn)象中加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)是相互間隔的，但加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)在空間的位置是確定的，不隨時(shí)間變化而變化。 答案：ABD 3．解析：當(dāng)頻率相同，步調(diào)一致的兩列波疊加時(shí)，若波峰與波谷疊加必為減弱點(diǎn)，A正確；振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)并不是指其位移始終最大，有時(shí)可能為零，且加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)相互間隔，不隨時(shí)間變化，所以B錯(cuò)，C、D正確。 答案：ACD 4．解析：在波的干涉中，振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域里的質(zhì)點(diǎn)總在自己的平衡位置兩側(cè)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，只是質(zhì)點(diǎn)的振幅較大，為A1＋A2，本題中由于A1＝A2，故振動(dòng)減弱區(qū)的質(zhì)點(diǎn)并不振動(dòng)，故C錯(cuò)；而此時(shí)A點(diǎn)是波峰與波峰相遇，是加強(qiáng)點(diǎn)，B點(diǎn)是波谷與波谷相遇，是加強(qiáng)點(diǎn)。又A、D、B三點(diǎn)在一條振動(dòng)加強(qiáng)線上，這條線上任一點(diǎn)的振動(dòng)都是加強(qiáng)的，故此三點(diǎn)都為加強(qiáng)點(diǎn)，這樣，此三點(diǎn)都是一會(huì)兒在波峰，一會(huì)兒在波谷。 答案：ABD 5．解析：由S1和S2兩列頻率相同的波源所發(fā)出的機(jī)械波，相遇后滿足相干條件，在它們重疊區(qū)域?qū)l(fā)生干涉。 由于S1和S2兩波源振動(dòng)方向相反，所以在S1S2的垂直平分線上，任一點(diǎn)由兩列波所引起的振動(dòng)點(diǎn)總是大小相同、方向相反，相互疊加，使振動(dòng)減弱。所以a、b、c三點(diǎn)都是振動(dòng)減弱點(diǎn)，因此只有選項(xiàng)D是正確的。 答案：D 6．解析：加強(qiáng)區(qū)是質(zhì)點(diǎn)A、B、E的連線處，減弱區(qū)是過(guò)D、F的連線處和過(guò)P、Q的連線處，C、E為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，不可能靜止不動(dòng)。圖示時(shí)刻，A在波峰，B在波谷，它們的振動(dòng)是加強(qiáng)的，故振幅均為兩列波振幅之和，此時(shí)兩點(diǎn)的高度差為20 cm。波是由E向A處傳播的，在圖示時(shí)刻，A、B、C、E等質(zhì)點(diǎn)的波形圖如圖所示，由圖可知，C點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，波的周期T＝＝0.5 s，t＝0.25 s＝，B點(diǎn)通過(guò)的路程為s＝2A＝210 cm＝20 cm，故B、C、D正確。 答案：BCD 7．解析：由v＝λf知，λ＝＝ m＝0.01 m。 要發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，應(yīng)使d≤λ，所以d≤0.01 m。 答案：0.01 8．解析：由波的疊加原理可知，x軸上任一質(zhì)點(diǎn)的位移等于兩列波單獨(dú)引起的位移的矢量和。 對(duì)于x＝4,8兩點(diǎn)，兩列波單獨(dú)引起的兩個(gè)分振動(dòng)相差為0，故這兩點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)。 對(duì)于x＝2,6兩點(diǎn)，兩列波單獨(dú)引起的兩個(gè)分振動(dòng)相差為π，故這兩點(diǎn)振動(dòng)減弱。 答案：4,8　2,6 9．解析：（1）閉上S1，打開(kāi)S2，由波的衍射條件可知，這時(shí)會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象。 （2）S1、S2都打開(kāi)，由波的干涉條件可知，這時(shí)會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象。 （3）在題圖中，波源S形成的波，通過(guò)S1、S2形成新波源，這兩個(gè)新波源發(fā)出的波相遇時(shí)會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象，波峰與波峰、波谷與波谷相遇的點(diǎn)振幅最大，波峰與波谷相遇的點(diǎn)，振幅最小，則B、D是振動(dòng)最強(qiáng)的點(diǎn)，A、C是振動(dòng)最弱的點(diǎn)。 答案：（1）衍射?。?）干涉?。?）B、D　A、C