资源描述
波的衍射和干涉 (建议用时：45分钟)学业达标1关于波的衍射现象，下列说法正确的是()A当孔的尺寸比波长大时，一定不会发生衍射现象B只有孔的尺寸与波长相差不多时，或者比波长还小时才会观察到明显的衍射现象C只有波才有衍射现象D衍射是波特有的现象E以上说法均不正确【解析】当孔的尺寸比波长大时，会发生衍射现象，只不过不明显只有当孔、缝或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才会发生明显的衍射现象，切不可把此条件用来判断波是否发生了衍射现象【答案】BCD2如图1246所示，表示两列同频率相干水波在t0时刻的叠加情况，图中实线表示波峰，虚线表示波谷已知两列波的振幅均为2 cm，波速均为2 m/s，波长均为0.4 m，E点为B、D连线和A、C连线的交点，下列说法正确的是() 【导学号：23570064】图1246AA，C两点是振动减弱点BA，C，E点是振动加强点CB，D两点在该时刻的竖直高度差为8 cmDt0.05 s时，E点离平衡位置的位移大小为4 cmEt0.05 s时，D点离平衡位置的位移大小为4 cm【解析】图中B，D均为振动加强点，E位于B，D的中线上，故E也是振动加强点，而A，C两点为波峰与波谷相遇，故是振动减弱点图中所示时刻，B点偏离平衡位置4 cm，而D点偏离平衡位置4 cm，故二者竖直高度差为8 cm，再过0.05 s，两列波的波峰恰在E点相遇，故E点偏离平衡位置的距离将达到4 cm，而D在平衡位置故正确答案为A、C、D.【答案】ACD3关于波的叠加和干涉，下列说法中正确的是()A两列频率不相同的波相遇时，因为没有稳定的干涉图样，所以波没有叠加B任何两列波相遇都会叠加C两列频率相同的波相遇时，振动加强的点只是波峰与波峰相遇的点D两列频率相同的波相遇时，如果介质中的某点振动是加强的，某时刻该质点的位移可能是零E两列频率相同的波相遇时，振动加强的质点的位移可能比振动减弱的质点的位移小【解析】根据波的叠加和干涉的概念可知，只要两列波相遇就会叠加，但如果两列波的频率不同，在叠加区域就没有稳定的干涉图样，所以A错误，B正确；发生干涉时振动加强的点还有波谷和波谷相遇的点，所以C错误；因为某质点振动加强仅是振幅加大，但只要仍在振动就一定有位移为零的时刻，所以D、E正确【答案】BDE4有一障碍物的尺寸为10 m，下列哪些波在遇到它时能产生明显衍射现象()A波长为1 m的机械波B波长为10 m的机械波C波长为20 m的的机械波D频率为40 Hz的声波E频率为5 000 MHz的电磁波(波速为3108 m/s)【解析】空气中声波波速大约为340 m/s，由可算出频率为40 Hz的声波的波长为8.5 m；同理可算出频率为5 000 MHz的电磁波的波长为0.06 m选项C、D中波长等于大于障碍物尺寸【答案】BCD5利用发波水槽得到的水面波形如图1247甲、乙所示，则 【导学号：23570065】甲乙图1247图甲显示了波的_现象，图乙显示了波的_现象【解析】由波的干涉和衍射概念知，图甲是一列波的传播，显示了波的衍射现象，图乙是两列波的传播，显示了波的干涉现象【答案】衍射干涉6在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子振动频率是5 Hz，水波在水槽中的传播速度为0.05 m/s，为观察到显著的衍射现象，小孔直径d应为多少？【解析】在水槽中激发的水波波长为 m0.01 m1 cm.要求在小孔后产生显著的衍射现象，应取小孔的尺寸小于波长【答案】小于1 cm7简谐横波a沿x轴正方向传播，简谐横波b沿x轴负方向传播，波速都是10 m/s，振动方向都平行于y轴，t0时刻，这两列波的波形如图1248所示画出平衡位置在x2 m处的质点从t0时刻开始在一个周期内的振动图象图1248【解析】该题考查波的叠加和干涉两列频率相同的波其振动图象是稳定的，t0时刻，两列波引起x2 m处质点的振动方向都向上，经过T，两列波的波峰都传到x2 m处，故振幅AA1A23 cm.【答案】能力提升8.如图1249所示，一小型渔港的防波堤两端MN相距约60 m，在防波堤后A，B两处有两个小船进港躲避风浪某次海啸引起的波浪沿垂直于防波堤的方向向防波堤传播，下列说法中正确的有() 【导学号：23570066】图1249A假设波浪的波长约为10 m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响B假设波浪的波长约为10 m，则A、B两处小船明显受到波浪影响C假设波浪的波长约为50 m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响D假设波浪的波长约为50 m，则A、B两处小船明显受到波浪影响E波浪的波长越长，则A、B两处的小船受到波浪的影响越明显【解析】A、B两处小船明显受到影响是因为水波发生明显的衍射，波浪能传播到A、B处的结果，当障碍物或缝隙的尺寸比波长小或跟波长差不多的时候，会发生明显的衍射现象【答案】ADE9.在图12410中，A、B是同一介质中两相干波源，其振幅均为A5 cm，频率均为f100 Hz，当A点为波峰时，B点恰好为波谷，波速v10 m/s，判断P点为振动加强点还是振动减弱点？图12410【解析】A到P与B到P的波程差为x25 m15 m10 m这两列波的波长为 m0.1 m10 m恰好为0.1 m的整数倍，又因A、B步调相反，因此P点为减弱点【答案】减弱点10两列平面简谐横波在空中叠加，其中简谐横波a(图中虚线)沿x轴正方向传播，简谐横波b(图中实线)沿x轴负方向传播，波速都是20 m/s，t0时，这两列波的波动图象如图12411所示，那么位于x45 m处的质点P第一次到达波峰的时间和第一次处于平衡位置的时间分别是多少？ 【导学号：23570067】图12411【解析】从题图上可知两波波长均为40 m，故T2 sa、b两波的波峰第一次传到P点，均需要t，0.25 s，而平衡位置传到P点，均需要t0.75 s.【答案】0.25 s0.75 s11.波源S1和S2的振动方向相同，频率均为4 Hz，分别置于均匀介质中x轴上的O、A两点处，OA2 m，如图12412所示两波源产生的简谐横波沿x轴相向传播，波速为4 m/s.已知两波源振动的初始相位相同求：图12412 (1)简谐横波的波长；(2)OA间合振动振幅最小的点的位置【解析】(1)设简谐横波波长为，频率为f，则vf，代入已知数据，得1 m.(2)以O为坐标原点，设P为OA间的任意一点，其坐标为x，则两波源到P点的波程差lx(2x)，0x2.其中x、l以m为单位合振动振幅最小的点的位置满足l(k)，k为整数，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 m,0.75 m,1.25 m,1.75 m
展开阅读全文