高中物理 第十二章 4_1 波的衍射课后集训 新人教版选修3-41

波的衍射基础过关1.下列事实属于明显的衍射现象的是( )A.池塘里的水波，遇到突出水面的小石块，小石块对波的传播没有影响B.水波前进方向上有一障碍物，其后面没有水波传播过去C.水波前进方向上有一带孔的屏，水波通过小孔传播到屏后的区域D.板胡的声音比弦声更响解析：波绕过障碍物(或小孔)的现象叫衍射现象，故A、C正确。又因为水波没有绕过障碍物，所以B错，声音的响亮如否不是衍射现象所决定的，故D错。答案：AC2.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，或者比波长还小时会观察到明显的衍射现象C.只有波才有衍射现象D.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：BC3.下列现象中属于波的衍射的是( )A.敲响一个音叉，另一个完全相同的音叉也响了起来B.挂在同一水平绳上的几个单摆，当一个振动后，另几个也跟着一起振动起来C.风从窗户吹进来D.水波向前传播时，遇到突出水面的小树枝不受影响地继续向前传播解析：衍射现象的特征是：波偏离直线传播，能量和波形绕进“阴影”中去，分析时注意抓住特征。敲响一个音叉，另一个完全相同的音叉也响了起来的现象是声音的共振(即共鸣)，故选项A错误。挂在同一水平绳上的几个单摆，当一个振动后，另几个在绳子周期性的扭动提供的驱动力作用下做受迫振动，故选项B错误。风是空气分子的流动，并非波动现象，选项C错误。水波向前传播时，遇到突出水面的小树枝绕过去继续向前传播，这是衍射现象，故选项D正确。答案：D4.一列波在传播过程中通过一个障碍物，发生了一定程度的衍射，以下哪种情况使衍射现象更明显( )A.增大障碍物的尺寸，同时增大波的频率 B.增大障碍物的尺寸，同时减小波的频率C.缩小障碍物的尺寸，同时增大波的频率 D.缩小障碍物的尺寸，同时减小波的频率解析：波在介质中传播时波速是由介质决定的，与波的频率无关，所以改变波的频率不会改变波速，但由v=f可知，当波速一定时，减小频率则波长增大，而发生明显衍射的条件是障碍物或孔、缝的尺寸比波长小或相差不多，所以缩小障碍物的尺寸，同时减小波的频率会使衍射现象更明显，D选项正确。答案：D5.如图12-5-2所示，正中O是水面上一波源，实、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷，A是挡板，B是小孔，经过一段时间，水面上的波形将分布于( )图12-5-2A.整个区域 B.阴影以外区域C.阴影以外区域 D.上述答案均不对解析：挡板A尺寸比水波波长大得多，故在区域观察不到波的衍射，小孔B尺寸与波长差不多，可在区域观察到明显的水波衍射。答案：B6.有一障碍物的高度为10 m，下列哪一列波衍射最明显( )A.波长为40 m的波 B.波长为9.9 m的波C.频率为40 Hz的声波 D.频率为5 000 MHz的电磁波解析：A=40 m，B=9.9 m，C= m=8.5 mD= m=0.06 m所以波长为40 m的波衍射最明显。答案：A7.频率相同的声波，在空气和水中比较，在_中更容易发生明显的衍射现象，这是因为_的缘故。解析：频率相同的声波在水中的波长比在空气中的波长长，所以对同样的障碍物更容易发生明显的衍射现象。答案：水、同频率的声波在水中的波长长。8.如图12-5-3是不同频率的水波通过相同的小孔所能到达区域的示意图，_情况中水波的频率最大；_情况中水波的频率最小。图12-5-3解析：由图可知a情况衍射最明显，c情况衍射最不明显，故a情况波长最大，而c情况波长最小，又因为水波的波速相同，故a情况频率最小，c情况频率最大。答案：c、a综合运用9.如果房间外面很嘈杂，你的房门大开，会吵得你心烦意乱。关上房门，房间就安静了。如果你没有把房门关严，而是留了一条缝，试分析结果会怎样呢？解析：若房门留了一条缝，房间外的声音照样能进入房间。因为声波的波长比门缝的尺寸要大得多，故能发生明显的衍射现象，房内的人能听见嘈杂声。10.甲、乙二人分乘两只船在湖中钓鱼，两船相距24 m，有一列水波在湖面上传播，使每只船每分钟上下浮动10次。当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有一个波峰，则此水波的波长为多少？波速为多少？若此波在传播过程中遇到一根竖立的电线杆，是否会发生明显的衍射现象？解析：本题主要考查了两个知识点：一是如何根据物理情景，求出描述波的物理量；二是发生明显衍射现象的条件。 由题意知：周期T=6 s。设波长为，则24 m=+，=16 m，所以v=。由于=16 m大于竖立电线杆的直径，所以当此波通过竖立的电线杆时会发生明显的衍射现象。答案：=16 m v= m/s 会发生明显的衍射现象。