高中物理选择性必修第一册课后习题 第三章 5.波的干涉与衍射 (2).docVIP

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5.波的干涉与衍射

课后训练巩固提升

基础巩固

1.(多选)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,图中小方格的边长为0.1m。则不同时刻的波形正确的是()

答案ABD

解析脉冲波在介质中传播,,恰好相遇,故A正确。当t=0.4s、0.5s、0.6s时,两脉冲波各沿波的传播方向传播0.4m、0.5m、0.6m,由波的叠加原理可知B、D正确,C错误。

2.如图所示,P为桥墩,A为靠近桥墩漂浮的叶片,波源S连续振动,形成水波,此时叶片A静止不动。为使水波能带动叶片振动,可用的方法是()

A.提高波源频率

B.提高波源周期

C.减小波源距桥墩的距离

D.增加波源距桥墩的距离

答案B

解析波源S连续振动,形成水波,水波中的质点上下振动,形成的波向前传播,提高拍打水面的频率,则质点振动的频率增加,波的频率与振动的频率相等,根据λ=vf

3.右图是t=0时刻简谐横波a与b的波形图,其中a沿x轴正方向传播,b沿/s,振动方向都平行于y轴。下列选项画出的是平衡位置在x=2m处的质点从t=0开始在一个周期内的振动图像,其中正确的是()

答案B

解析由题可知,两列波的波速相等,波长相等,则频率相等,能发生干涉。过14

4.(改编题)表示两列同频率相干水波在t=0时刻的叠加情况如图所示,图中实线表示波峰,虚线表示波谷,已知两列波的振幅均为2cm,波速为2m/s,波长为0.4m,E点是BD连线和AC连线的交点,下列说法正确的是()

A.A、E、C三点均是振动减弱点

B.D、E、B三点均是振动加强点

C.B、D两点在该时刻的竖直高度差为4cm

D.t=0.05s,E点离开平衡位置2cm

答案B

解析点A和点C均为波峰与波谷叠加,为振动减弱点。B点是波峰与波峰叠加点,D点是波谷与波谷叠加点,即为振动加强点,则E点在振动加强点连线上,也是振动加强点,故A错误,B正确;D点在该时刻波峰与波峰叠加,振动加强,偏离平衡位置的位移为4cm,B点在该时刻波谷与波谷叠加,振动加强,偏离平衡位置的位移为-4cm,则D、B两点在该时刻的竖直高度差为8cm,故C错误;波传播的周期T=λv=0

能力提升

1.(原创题)如图(a)所示,两列振幅和波长都相同而传播方向相反的波,在如图(b)所示的某一时刻,两列波“消失”,此时介质中x、y两质点的运动方向是()

(a)

(b)

A.x向下,y向上

B.x向上,y向下

C.x、y都向上

D.x、y都静止

答案A

解析由题图看出,两列波的波峰与波谷叠加,振动减弱,两波的振幅相等,所以如题图(b)所示的时刻两列波“消失”。根据波形平移法判断可知,向右传播的波单独引起x的振动方向向下,y的振动方向向上,向左传播的波单独引起x的振动方向向下,y的振动方向向上,根据叠加原理可知,此时x质点的振动方向是向下,y质点的振动方向是向上,故A正确,B、C、D错误。

2.下图是利用水波槽观察到的水波衍射图像,从图像可知()

A.B侧水波是衍射波

B.A侧波速与B侧波速相等

C.减小挡板间距离,衍射波的波长将减小

D.增大挡板间距离,衍射现象将更明显

答案B

解析B侧水波在传播过程中遇到带有窄缝的挡板后发生衍射,A侧水波是衍射波,选项A错误;同种机械波在相同介质中的传播速度相同,选项B正确;减小挡板间距离,衍射现象会更明显,但是衍射波的波速不变,频率不变,故波长不变,选项C错误;因为只有当挡板间距离跟波长差不多,或者比波长更小时,衍射现象才明显,所以当增大挡板间距离时,衍射现象不会更明显,选项D错误。

3.(多选)两列频率相同、振幅均为A的简谐横波P、Q分别沿x轴正方向和x轴负方向在同一介质中传播,两列波的振动方向均沿y轴。某时刻两波的波面如图所示,实线表示P波的波峰、Q波的波谷;虚线表示P波的波谷、Q波的波峰。a、b、c为三个等距的质点,d为b、c中间的质点。下列判断正确的是()

A.质点a的振幅为2A

B.质点b始终静止不动

C.图示时刻质点c的位移为0

D.图示时刻质点d的振动方向沿y轴负方向

答案CD

解析由题图可知,a、c两点为减弱点,b为加强点,所以a、c两点始终静止不动,故A、B错误,C正确;此时d点处P波向下运动,Q波向下运动,所以质点d沿y轴负方向振动,D正确。

4.下图是某阶梯教室主席台的平面图,AB是讲台,S1、S2是与讲台上话筒等高的相同的喇叭,它们相互之间的位置和尺寸如图所示。讲师的声音放大后经喇叭传回话筒再次放大时可能会产生啸叫。为了避免啸叫,话筒最好摆放在讲台上适当的位置,在这些位置上两个喇叭传来的声音因干涉而相消。已知空气中声速为v=340m/s,讲师声音的频