物理（教科版选修34）练习活页作业（八）波的干涉衍射

活页作业(八)波的干涉、衍射知识点一波的叠加原理和波的干涉1．利用发波水槽得到的水面波形如图甲、乙所示，则()A．图甲、乙均显示了波的干涉现象B．图甲、乙均显示了波的衍射现象C．图甲显示了波的干涉现象，图乙显示了波的衍射现象D．图甲显示了波的衍射现象，图乙显示了波的干涉现象解析：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：D2．频率相同的两列波发生干涉时()A．某一点如果是两列波的波峰和波峰相遇，经过半个周期，在这一点则是第一列波的波峰与第二列波的波谷相遇B．某一点如果是两列波的波谷和波谷相遇，经过半个周期，在这一点则是第一列波的波谷与第二列波的波峰相遇C．某一点如果是第一列波的波谷与第二列波的波峰相遇，经过半个周期，在这一点则是两列波的波谷相遇D．某一点如果是第一列波的波谷与第二列波的波峰相遇，经过半个周期，在这一点则是第一列波的波峰与第二列波的波谷相遇解析：波在半个周期内，传播的距离是半个波长，因此只有选项D正确．答案：D3．(多选)如图所示，沿一条直线相向传播的两列波的振幅和波长均相等，当它们相遇时可能出现的波形是下图中的哪个()解析：当两列波的前半个波(或后半个波)相遇时，根据波的叠加原理，在前半个波(或后半个波)重叠的区域里所有的质点振动的合位移为零，而两列波的后半个波(或前半个波)的波形保持不变，所以当它们相遇时可能出现的波形是图中B．当两列波完全相遇(即重叠在一起)时，由波的叠加原理可知，所有质点振动的位移均等于每列波单独传播时引起的位移的矢量和，使得所有质点振动的位移加倍，所以当它们相遇时可能出现的波形是图中C．故选项B、C正确．答案：BC4．(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时刻的图形如图甲所示，图乙中小方格的边长为0.1m，甲乙解析：根据波的叠加原理可知，叠加后任一点位移为两列波分别引起位移的矢量和，经0.3s、0.4s、0.5s、0.6s后，每列波形往前平移的距离分别为0.3m、0.4m、0.5答案：ABD5．(多选)如图所示，实线和虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷．此刻，M是波峰与波峰相遇点，下列说法正确的是()A．该时刻质点O正处在平衡位置B．P、N两质点始终处在平衡位置C．随着时间的推移，质点M向O点处移动D．从该时刻起，经过四分之一周期，质点M到达平衡位置解析：由图可知，图中O、M为振动加强点，此时刻质点O处于波谷，质点M处于波峰，因此选项A错误．N、P为减弱点，又因两列波振幅相同，因此，N、P两点振幅为零，即两质点始终处于平衡位置，选项B正确．质点不会随波向前推移，选项C错误．从该时刻经eq\f(1,4)周期，两列波在M点分别引起的振动都位于平衡位置，故M点位于平衡位置，选项D正确．答案：BD6．(多选)如图所示为两个相干波源S1、S2产生的波在同一种均匀介质中相遇．图中实线表示某时刻的波峰，虚线表示的是波谷，下列说法正确的是()A．a、c两点的振动加强，b、d两点的振动减弱B．e、f两点的振动介于加强点和减弱点之间C．经适当的时间后，加强点和减弱点的位置互换D．经半个周期后，原来位于波峰的点将位于波谷，原来位于波谷的点将位于波峰解析：波的干涉示意图所示的仅是某一时刻两列相干波叠加的情况，形成干涉图样的所有介质质点都在不停地振动着，其位移的大小和方向都在不停地变化着．但要注意，对稳定的干涉，振动加强和减弱区域的空间位置是不变的．a点是波谷和波谷相遇的点，c点是波峰和波峰相遇的点，都是振动加强的点；而b、d两点都是波峰和波谷相遇的点，是振动减弱的点，选项A正确．e点位于加强点的连线上，仍为加强点；f点位于减弱点的连线上，仍为减弱点，选项B错误．相干波源叠加产生的干涉是稳定的，不会随时间变化，选项C错误．因形成干涉图样的介质质点也是不停地做周期性振动，经半个周期后步调相反，选项D正确．答案：AD7.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，如图所示．两波源产生的简谐横波沿x轴相向传播，波速为4m(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＝1(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m为单位．合振动振幅最小的点的位置满足Δl＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(k＋\f(1,2)))λ，k为整数，所以x＝eq\f(1,2)k＋eq\f(5,4)，可得－eq\f(5,2)≤k≤eq\f(3,2)，故k＝－2、－1、0、1.解得：x＝0.25m,0.75m答案：(1)1(2)x＝0.25m,0.75m8.两列波在x轴上沿相反方向传播，如图所示．两列波的传播速度都是v＝6m/s，频率都是f＝30Hz，在t＝0时，这两列波分别从左和右刚刚传到S1和S2处，使S1和S2都开始向上做简谐运动，S2的振幅为2cm，S1的振幅为1cm，已知质点A与S1、S2的距离分别为S1A＝2.95m、S2A解析：两列波的波长均为λ＝eq\f(v,f)＝eq\f(6,30)m＝0.2m.当振源S2产生的波传到A点时，A点向上振动，这时振源S1早已使A振动，且使A点已振动的时间为t＝eq\f(4.25－2.95,6)s＝eq\f(13,60)s＝eq\f(\f(13,60),\f(1,30))T＝6eq\f(1,2)T，因此振源S1此时使A回到平衡位置且向下振动；根据波的叠加原理，知A为振动减弱区，振幅为两列波的振幅之差，即A＝A1－A2＝(2－1)cm＝1cm.答案：1知识点二波的衍射9.(多选)如图所示，S是振源，MN是带孔挡板，其中M固定，N可上下移动，为了使原来不振动的A点振动起来，可采用()A．增大S的频率B．减小S的频率C．N上移D．N下移解析：要使A点振动起来，则需要发生明显的衍射现象．可以增大波长(减小频率)，也可以减小孔的宽度，所以选项B、C正确．答案：BC10．(上海高考)声波能绕过某一建筑物传播而光波却不能绕过该建筑物，这是因为()A．声波是纵波，光波是横波B．声波振幅大，光波振幅小C．声波波长较长，光波波长很短D．声波波速较小，光波波速很大解析：建筑物尺度比较大，声波的波长与它相比，相差不大，能发生明显的衍射现象，而光波波长要小的多，不能发生明显的衍射，故选项C正确．答案：C11．一列波在传播过程中遇到一个障碍物，发生了一定程度的衍射．下列情况中，一定能使衍射现象更加明显的是()A．增大障碍物尺寸，同时增大波的频率B．增大障碍物尺寸，同时减小波的频率C．缩小障碍物尺寸，同时增大波的频率D．缩小障碍物尺寸，同时减小波的频率解析：发生明显衍射现象的条件是障碍物的尺寸跟波长差不多或比波长更小，故要缩小障碍物的尺寸；又因为波的频率越小，波长越长，故还要减小波的频率．选项D正确．答案：D12．如图甲所示，波源S从平衡位置开始上、下(沿y轴方向)振动，产生的简谐横波向右传播，经过0.1s后，沿波的传播方向上距S为2m的P点开始振动．若以P点开始振动的时刻作为计时的起点，P点的振动图像如图乙所示．A．波源S最初是向上振动的B．该简谐波的波速为20