人教版高中物理选修3-4课后习题 第十二章 4 波的衍射和干涉.docVIP

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第十二章机械波

4波的衍射和干涉

课后篇巩固提升

1.已知空气中的声速为340m/s。现有几种声波:①周期为0.05s,②频率为104Hz,③波长为10m。它们传播时若遇到宽约为13m的障碍物,能产生显著的衍射现象的是()

A.①和② B.②和③ C.①和③ D.都可以

解析①②③三种声波的波长分别为λ1=340×0.05m=17m,λ2=0.034m,λ3=10m,根据发生明显衍射现象的条件可知,①③两声波的波长与障碍物的尺寸差不多,能产生明显的衍射现象,故选项C正确。

答案C

2.两列波叠加时,关于介质中的任一质点的振动,下列说法正确的是()

A.它的周期一定是两分振动周期之和

B.它的频率一定是两分振动频率之和

C.它的振幅一定是两分振动振幅之和

D.它的位移一定是两分振动位移之和

解析两列波叠加时,振动的周期和频率不一定等于两者之和。例如,频率相同的两列波叠加,某点的振动频率可能等于每列波的频率,也可能不振动。某点的振幅可能等于两列波的振幅之和,也可能等于两列波的振幅之差,但位移一定是两分振动的位移之和,故选D。

答案D

3.

甲

一列水波通过某孔的实际情况如图甲所示,现把孔的尺寸变小,或者把水波的波长变大,对水波通过孔后的假想情况的四幅图(如图乙所示)中,其假想错误的图示有 ()

乙

解析由发生明显衍射现象的条件知,波长不变,孔变小时衍射现象变明显,故选项A正确,选项B错误;当孔不变、波长变大时衍射现象变明显,故选项C正确,选项D错误。

答案BD

4.

如图所示,水面上有A、B两个振动情况完全相同的振源,在AB连线的中垂线上有a、b、c三个质点。已知某时刻,a质点处是两列波的波峰的相遇点,c质点处是与a质点处波峰相邻的两列波的波谷的相遇点,b质点处为a、c两质点所在处的中点,则以下说法正确的是()

A.a质点是振动加强点,c质点是振动减弱点

B.a质点与c质点都是振动加强点,b质点是振动减弱点

C.a质点与c质点此时刻是振动加强点,经过一段时间后变成振动减弱点,而b质点可能变成振动加强点

D.a、b、c质点都是振动加强点

解析在AB的垂直平分线上的所有的点到A、B的路程差都等于0,因此都是振动加强点,故选项D正确。

答案D

5.

一个波源在绳的左端发出半个波①,频率为f1,振幅为A1;同时另一个波源在绳的右端发出半个波②,频率为f2,振幅为A2,P为两波源的中点,由图可知,下列说法错误的是()

A.两列波同时到达两波源的中点P

B.两列波相遇后,P点波峰值可达A1+A2

C.两列波相遇时,各自仍保持原来的波形独立传播

D.两列波相遇时,绳上波峰可达A1+A2的点只有一个,此点在P点的左侧

解析因两列波在同一介质(绳)中传播,所以波速相同,由图可知λ1λ2,说明它们的波峰离P点距离不等,波同时传至P点,但波峰不会同时到P点,所以P点波峰值小于A1+A2,两列波波峰能同时传到的点应在P点左侧,故选项A、D正确,选项B错误;又由于波具有独立性,互不干扰,故选项C正确。

答案B

6.

(上海卷)两波源Ⅰ、Ⅱ在水槽中形成的波形如图所示,其中实线表示波峰,虚线表示波谷,则以下说法正确的是()

A.a点振动始终加强 B.b点振动始终加强

C.a、b两点振动始终加强 D.a、b两点振动都不加强

解析从图中可以看出,两列波的波长不同,而在同一介质中波速相同,根据v=λf,两列波频率不同,只有两列波频率相同才会发生干涉现象,所以两列波相遇不会产生干涉,ABC错误,D正确。

答案D

7.(全国卷Ⅲ)水槽中,与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上。振动片做简谐振动时,两根细杆周期性触动水面形成两个波源。两波源发出的波在水面上相遇,在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样。关于两列波重叠区域内水面上振动的质点,下列说法正确的是()

A.不同质点的振幅都相同

B.不同质点振动的频率都相同

C.不同质点振动的相位都相同

D.不同质点振动的周期都与振动片的周期相同

E.同一质点处,两列波的相位差不随时间变化

解析两列波发生干涉,形成稳定的干涉图样,加强区与减弱区相互间隔,加强区振幅大,减弱区振幅小,A错误;振动频率取决于波源,所有点的振动周期与频率都相同,等于波源振动的周期与频率,B、D正确;相位不同造成了加强区与减弱区,C错误;同一质点处,两列波的相位差恒定,E正确。

答案BDE

8.

两个不等幅的脉冲波在均匀介质中均以1.0m/s的速率沿同一直线相向传播,t=0时刻的波形如图所示,小方格的边长为0.1m,则以下不同时刻,波形正确的是()

解析脉冲波在介质中传播,,恰好相遇,故选项A正确;当t=0.4s、0.5s、0.6s时,两脉冲波各沿