高中物理人教版4本册总复习 学业分层测评9

学业分层测评(九)(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t＝0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2cm，波速均为2m/s，波长均为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12­4­6A．A，C两点是振动减弱点B．A，C，E点是振动加强点C．B，D两点在该时刻的竖直高度差为8cmD．t＝s时，E点离平衡位置的位移大小为4cmE．t＝s时，D点离平衡位置的位移大小为4cm【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－4cm，而D点偏离平衡位置4cm，故二者竖直高度差为8cm，再过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4cm，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10m，下列哪些波在遇到它时能产生明显衍射现象()A．波长为1m的机械波B．波长为10m的机械波C．波长为20m的的机械波D．频率为40Hz的声波E．频率为5000MHz的电磁波(波速为3×108m/s)【解析】空气中声波波速大约为340m/s，由λ＝eq\f(v,f)可算出频率为40Hz的声波的波长为m；同理可算出频率为5000MHz的电磁波的波长为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5Hz，水波在水槽中的传播速度为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λ＝eq\f(v,f)＝eq\f,5)m＝m＝1cm.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1cm7．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10m/s，振动方向都平行于y轴，t＝0时刻，这两列波的波形如图12­4­8所示．画出平衡位置在x＝2m处的质点从t＝0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，t＝0时刻，两列波引起x＝2m处质点的振动方向都向上，经过eq\f(1,4)T，两列波的波峰都传到x＝2m处，故振幅A＝A1＋A2＝3cm.【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60m，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10m，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10m，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50m，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50m，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A＝5cm，频率均为f＝100Hz，当A点为波峰时，B点恰好为波谷，波速v＝10m/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Δx＝25m－15m＝10m．这两列波的波长为λ＝eq\f(v,f)＝eq\f(10,100)m＝m．10m恰好为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20m/s，t＝0时，这两列波的波动图象如图12­4­11所示，那么位于x＝45m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λ＝40m，故T＝eq\f(λ,v)＝2s．a、b两波的波峰第一次传到P点，均需要t＝eq\f(5m,20m/s)，＝s，而平衡位置传到P点，均需要t′＝eq\f(15m,20m/s)＝s.【答案】ss11.波源S1和S2的振动方向相同，频率均为4Hz，分别置于均匀介质中x轴上的O、A两点处，OA＝2m，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4m/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λ，频率为f，则v＝λf，代入已知数据，得λ＝1m.(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Δl＝x－(2－x)，0≤x≤2.其中x、Δl以