高中物理 第12章 第4节波的衍射和干涉检测试题 新人教版选修3-4

【成才之路】-学年高中物理第12章第4节波的衍射和干涉检测试题新人教版选修3-4一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)1．下列现象或事实属于衍射现象的是()A．风从窗户吹进来B．雪堆积在背风的屋后C．水波前进方向上遇到凸出在水面上的小石块，小石块对波的传播没有影响D．晚上看到水中月亮的倒影答案：C解析：波在传播过程中偏离直线传播绕过障碍物的现象称为波的衍射。C与衍射现象相符。2．利用发波水槽得到的水面波形如图a、b所示，则()A．图a、b均显示了波的干涉现象B．图a、b均显示了波的衍射现象C．图a显示了波的干涉现象，图b显示了波的衍射现象D．图a显示了波的衍射现象，图b显示了波的干涉现象答案：D解析：由波的干涉和衍射概念知，图a是一列波的传播，显示了波的衍射现象，图b是两列波的传播，显示了波的干涉现象。3．已知空气中的声速为340m/s。现有几种声波：①周期为1/20s，②频率为104Hz，③波长为10m。它们传播时若遇到宽约为13m的障碍物，能产生显著的衍射现象的是()A．①和② D．②和③C．①和③ D．都可以答案：C解析：①、②、③三种声波的波长分别为λ1＝340×eq\f(1,20)m＝17m，λ2＝eq\f(340,104)m＝0.034m，λ3＝10m，根据发生明显衍射现象的条件可知，①、③两声波的波长与障碍物的尺寸差不多，能产生明显的衍射现象，故C正确。4．下列关于两列波相遇时叠加的说法正确的是()A．相遇后，振幅小的一列波将减弱，振幅大的一列波将加强B．相遇后，两列波的振动情况与相遇前完全相同C．在相遇区域，任一点的总位移等于两列波分别引起的位移的矢量和D．几个人在同一房间说话，相互间听得清楚，这说明声波在相遇时互不干扰答案：BCD解析：两列波相遇时，每一列引起的振动情况都保持不变，而质点的振动则是两列波共同作用的结果，故A选项错误，B、C选项正确。几个人在同一房间说话，声带振动发出的声波在空间中相互叠加后，不改变每列波的振幅、频率，所以声波到人的耳朵后，仍能分辨出不同的人所说的话，故D正确。5．(河北衡水中学～学年高二下学期二调)如图所示，两个完全相同的波源在介质中形成的波相叠加而发生的干涉的示意图，实线表示波峰，虚线表示波谷，则以下说法正确的是()A．A点为振动加强点，经过半个周期，这一点振动减弱B．B点为振动减弱点，经过半个周期，这一点振动仍减弱C．C点为振动加强点，经过半个周期，这一点处于平衡位置D．D点为振动减弱点，经过半个周期，这一点振动加强答案：BC解析：A点是波峰和波峰叠加，为振动加强点，且始终振动加强，故A错误；B点是波峰与波谷叠加，为振动减弱点，且始终振动减弱，故B正确；C点处于振动加强区，振动始终加强，但经过半个周期，这一点处于平衡位置，故C正确；D点为波峰与波谷叠加，为振动减弱点，且始终振动减弱，故D错误。故选B、C。二、非选择题6．如图所示，两列简谐横波均沿x轴传播，传播速度的大小相等。其中一列沿x轴正方向传播(图中实线)，另一列沿x轴负方向传播(图中虚线)。这两列波的频率相等，振动方向均沿y轴方向。则图中x＝1,2,3,4,5,6,7,8各点中振幅最大的是x＝________处的点，振幅最小的是x＝________处的点。答案：4,82,6解析：由波的叠加原理x轴上任一点的位移都等于两列波单独引起的位移的矢量和。对x＝4,8两点两列波引起的两个分振动相位差为0，这两点加强，对x＝2,6两点两列波单独引起的分振动相位差为π，故这两点减弱。7．如图所示，相邻实线间的距离等于一个波长，试大致画出波通过孔A和B以及遇到障碍物C和D之后的传播情况。答案：解析：由题图可知，孔A和障碍物D跟波长相差不多，因此，从孔A传出的波和遇障碍物D之后的波均有明显的衍射现象；孔B和障碍物C跟波长相比相差较大，因此，从孔B传出的波和遇障碍物C之后的波无明显的衍射现象。在画通过孔A的衍射波时要强调画出的同心半圆都是以孔A为圆心的；遇障碍物D之后波的传播并没有受影响；而从孔B传出的波和遇障碍物C之后的波只沿直线传播。所以从孔A、B传出的波和遇障碍物C、D之后的波如图所示。能力提升一、选择题(1～4题为单选题，5题为多选题)1．两列沿相反方向传播的振幅和波长都相同的半波[如图(甲)]，在相遇的某一时刻[如图(乙)]两列波“消失”，此时图中a、b质点的振动方向是()A．a向上，b向下 D．a向下，b向上C．a、b都静止 D．a、b都向上答案：B解析：由波的叠加原理知，波在相遇时互不影响地相互通过，通过后各自保持原有的状态继续传播。在图(乙)所对应的时刻，a的振动是由左行波引起的，b的振动是由右行波引起的，根据波的传播方向和质点的振动方向之间的关系可以判定选项B是正确的。2．(张店～学年高二下学期检测)如图所示，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()A．整个区域 D．阴影Ⅰ以外区域C．阴影Ⅱ以外区域 D．阴影Ⅲ以外区域答案：B解析：由题图中可直观看出，半波长为实虚两圆半径之差，且可看出挡板A的尺寸比波长大得多，而小孔B与波长长度差不多。据波发生明显衍射的条件知道，该波在挡板A处的衍射现象很不明显，即可认为波沿直线传播，故Ⅰ区内水面无波形，故A、C、D选项不正确；该波的波长与小孔B差不多，能够产生明显的衍射，故在阴影区Ⅲ、Ⅱ之内，明显存在衍射波的波形，故B选项正确。3．在空旷的广场上有一堵较高大的墙MN，墙的一侧O点有一个正在播放男女声合唱歌曲的声源。某人从图中A点走到墙后的B点，在此过程中，如果从声波的衍射来考虑，则会听到()A．声音变响，男声比女声更响B．声音变响，女声比男声更响C．声音变弱，男声比女声更弱D．声音变弱，女声比男声更弱答案：D解析：由于MN很高大，故衍射现象比较弱，由于女声音调更高，波长更小，所以衍射更不明显。4．(绵阳南山中学～学年高二下学期期中)如图所示为两列相干水波在t＝0时刻的叠加情况，其中实线表示波峰，虚线表示波谷。若两列波的振幅均保持5cm不变，波速和波长分别为1m/s和0.5m，C点是BD连线的中点．则下列说法正确的是()A．A、D点振动始终加强，B点振动始终减弱B．C点始终保持静止不动C．t＝0时刻，A、B两点的竖直高度差为10cmD．在t＝0至t＝0.25s的时间内，B点通过的路程为20cm答案：D解析：A、D两点为波峰与波峰叠加，B点为波谷与波谷叠加，都是振动加强点，故A错误；AD的连线为振动加强区，则C点为振动加强点，振幅较大，故B错误；t＝0时刻，A、B两点分别处于波峰和波谷，则两者的高度差为4×5cm＝20cm，故C错误；周期T＝eq\f(λ,v)＝0.5s，在t＝0至t＝0.25s的时间内，B点经历了半个周期，通过的路程等于振幅的2倍，振幅为10cm，则路程为20cm，故D正确。5．一列水波通过某孔的实际情况如图(1)所示，现把孔的尺寸变小，或者把水波的波长变大，水波通过孔后的假想情况如图(2)四幅图所示，其假想错误的图示有()答案：BD解析：衍射现象是普遍存在的。波遇到障碍物时都有绕过障碍物的特性，即衍射现象，但只有当障碍物或孔的尺寸比波长小或差不多时才能观察到明显的衍射现象。二、非选择题6．如图所示，S是水面波的波源，x、y是挡板，S1、S2是两个狭缝(SS1＝SS2，狭缝的尺寸比波长小得多)，试回答以下问题：(1)若闭上S1，只打开S2会看到什么现象？(2)若S1、S2都打开，会发生什么现象？(3)上图中若实线和虚线分别表示波峰和波谷，那么在A、B、C、D各点中，哪些点向上振动最强，哪些点向下振动最强，哪些点振动最弱？解析：(1)只打开S2时，波源S产生的波传播到狭缝S2时，由于狭缝的尺寸比波长小，于是水面波在狭缝S2处发生衍射现象，水面波以狭缝S2处为波源向挡板另一侧传播开来。(2)由于SS1＝SS2，从波源发出的水波传播到S1、S2处时它们的振动情况完全相同，当S1、S2都打开时产生相干波，它们在空间相遇时产生干涉现象，一些地方振动加强，一些地方振动减弱，加强区与减弱