《波的干涉衍射》同步练习4.docx

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《波的干涉衍射》同步练习4

《波的干涉、衍射》同步练习

1.医院有一种先进的检测技术——彩超.这一技术是首先向病人体内发射频率已精确掌握的超声波，超声波经血液反射后被专用仪器接收，同时测出反射波的频率变化，最后就可知道血液的流速.这一技术主要体现了下列哪一种物理现象（）

A.多普勒效应B.波的衍射

C.波的干涉D.共振

2.下列说法中正确的是（）

A.孔的尺寸比波长大得多时不会发生衍射现象

B.孔的尺寸比波长小才发生衍射现象

C.只有孔的尺寸跟波长相差不多或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象

D.只有波才有衍射现象

3.两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时刻的波形如图所示，图中小方格的边长为0.1m.则在不同时刻，波形正确的是（）

4.（2012·天水高二检测）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

5.如图表示两个相干波源S1、S2产生的波在同一种均匀介质中相遇.图中实线表示波峰，虚线表示波谷，c和f分别为ae和bd的中点，则：

（1）在a、b、c、d、e、f六点中，振动加强的点是_______，振动减弱的点是_____.

（2）若两波源S1和S2振幅相同，此时刻a、b、c、d、e、f六点中位移为零的点是________.

（3）画出此时刻ace连线上以a为原点的一列完整波形，标出e点.

【课后巩固】

6.（2012·南安高二检测）对声波的各种现象，以下说法中正确的是（）

A.在空房子里讲话，声音特别响，这是声音的共鸣现象

B.以正在发音的音叉为圆心走一圈，可以听到忽强忽弱的声音，这是多普勒效应

C.古代某和尚房里挂着的磬常自鸣自响，属于声波的共鸣现象

D.把耳朵贴在铁轨上可以听到远处的火车声，属于声波的衍射现象

7.国庆大阅兵时人民空军战机编队参加受阅，从天安门上空“呼啸”飞过.则下列说法正确的是（）

A.飞机飞来时，飞机发动机发出的声音频率变高

B.飞机飞来时，观众听到的声音频率变高

C.飞机飞走时，飞机发动机发出的声音频率变高

D.飞机飞走时，观众听到的声音频率变高

8.已知空气中的声速为340m/s，现有几种声波：

（1）周期为

；

（2）频率为104Hz；（3）波长为10m.它们传播时若遇到宽度约为13m的障碍物，发生明显衍射现象的是（）

A.

（1）和

（2）B.

（2）和（3）

C.

（1）和（3）D.都可以

9.如图是两列频率相同的相干水波某时刻的叠加情况，图中的实线和虚线分别表示波峰和波谷，此时（）

A.a、b连线中点速度为零

B.a、b连线中点振动加强

C.再经过

周期，a、b两点振动减弱

D.再经过

周期，c、d两点振动加强

10.振源O产生的横波向左右两侧沿同一直线传播，波速均为v.A点位于振源左侧，B点位于振源右侧，A、B和振源位于同一条直线上.当振源起振后经过时间t1，A点起振，又经过时间t2，B点起振，此后A、B两点的振动方向始终相反，则下列说法中正确的是（）

A.A、B两点的起振方向相反

B.A、B两点到振源的距离之差一定为半波长的奇数倍

C.这列横波的波长为

D.这个振源的周期的最大值为2t2

11.如图所示为声波干涉演示仪的原理图.两个U形管A和B套在一起，A管两侧各有一个小孔.声波从左侧小孔传入管内，被分成两列频率______的波.当声波分别通过A、B传播到右侧小孔时，若两列波传播的路程相差半个波长，则此处声波的振幅_______；若传播的路程相差一个波长，则此处声波的振幅______.

12.

（1）如图所示，向左匀速运动的小车发出频率为f的声波，车左侧A处的人感受到的声波的频率为f1，车右侧B处的人感受到的声波的频率为f2，则f1、f2与f的关系为______.

（2）如图a所示，横波1沿BP方向传播，B点的振动图像如图b甲所示；横波2沿CP方向传播，C点的振动图像如图b乙所示.P与B相距40cm，P与C相距50cm，波速都为20cm/s.两横波在P处相遇，两横波振动方向相同，P点振幅为_______cm.

答案解析

1.【解析】选A.由于血液的流动，反射波频率发生变化，属于多普勒效应，故A正确.

2.【解析】选C、D.波绕过障碍物继续传播的现象称为波的衍射现象，发生明显衍射的条件是孔或障碍物尺寸跟波长差不多或者比波长更小.孔径大并不是不发生衍射，只是更突出原波的传播，波面只有边缘有变化.换句话说，波的衍射现象不明显，所以A、B项错，C项正确.衍射现象是波特有的现象，所以D项正确.

3.【解析】选A、B、D.由题知，Δs=vt=0.3m，所以左右脉冲波各向前传播3个方格，并未发生叠加，故A正确；由题知，Δs=vt=0.4m，所以左右脉冲波各向前传播4个方格，并相遇，据波的叠加原理，故B正确；由题知，Δs=vt=0.5m，左右脉冲波各向前传播5个方格，并相遇，据波的叠加原理，两脉冲波叠加后的波形不对，故C错误；由题知，Δs=vt=0.6m，左右脉冲波各向前传播6个方格，据波的叠加原理，两脉冲波相遇后互不影响，各自沿原来方向向前传播，振幅、速率均不变，故D正确.

4.【解析】选D.图甲中可以看出只有一条狭缝，穿过水波发生明显的衍射；图乙中有两个振源，有些区域振动加强，有些区域振动减弱，是干涉现象.故D项正确.

5.【解析】

（1）a、e两点分别是波谷与波谷、波峰与波峰相交的点，故此两点为振动加强点；c处在ae连线上，且从运动的角度分析a点的振动形式恰沿该线传播，故c点是振动加强点.同理，bd是减弱点，f也是减弱点.

（2）因为S1、S2振幅相同，振动最强区的振幅为2A，最弱区的振幅为零，位移为零的是b、d、f.

（3）图中对应时刻a处在两波谷的交点上，即此时刻a在波谷，同理e在波峰，所对应的波形如图.

答案：

（1）a、c、eb、d、f

（2）b、d、f（3）见解析图

【总结提升】有关波的干涉中振动加强与振动减弱问题的解题策略

在解决两列波稳定干涉加强与减弱的相关问题时，应把握以下处理技巧:

（1）正确理解波的干涉中振动加强与振动减弱现象:

加强点（或区）是两列波引起该点（或区）的振动情况完全相同，振幅为两列波的振幅之和，位移随着时间做周期性变化，并不是一直处于波峰或波谷；减弱点（或区）是两列波引起该点（或区）的振动情况完全相反，振幅为两列波的振幅之差，若振幅之差为零，则该点（或区）的位移始终为零，若振幅之差不为零，则位移随着时间做周期性变化.

（2）根据已知条件，从现象法、条件法或振幅法中选择恰当的方法，判断某点为加强点还是减弱点.

6.【解析】选C.在空房子里讲话，声音特别响，这是声波的干涉现象，而不是共鸣，故A错；以正在发音的音叉为圆心走一圈，可以听到忽强忽弱的声音，这也是声波的干涉现象，而不是多普勒效应，故B错；和尚房里挂着的磬常自鸣自响，属于声波的共鸣现象，故C正确；把耳朵贴在铁轨上可以听到远处的火车声，是因为固体能传播声音，且声速较大，而不是衍射现象，故D错.

7.【解析】选B.无论飞机飞来还是飞走，飞机发动机发出的声音频率不变，故A、C错误.飞机飞来时，观众听到的声音频率变高，飞走时观众听到的声音频率变低，故B正确，D错误.

8.【解析】选C.由

可计算各种波的波长.三种声波的波长分别为

；

；

.因为λ1大于障碍物的宽度，所以能发生明显的衍射现象；λ2远小于障碍物的宽度，因而不能发生明显的衍射现象；λ3与障碍物的宽度相差不多，也能发生明显的衍射现象.所以C正确.

9.【解析】选B.a点是波谷与波谷相遇的点，b点是波峰与波峰相遇的点.所以a、b两点振动都加强，再过

周期，振动仍加强，故C错.a、b连线中点处在振动加强区域，振动加强，此时刻该质点的位移为零，但速度最大.故A错，B对.c、d两点是波峰与波谷的相遇点，振动减弱，再过

周期，振动仍减弱，故D错.

【变式备选】在水面上有S1和S2两个频率相同的波源，开始起振时两波源的振动方向相反.在两波源连线的中垂线上有a、b、c三点，经过一段时间这三点都处于两列波的叠加区域内.如图所示，则下列说法中正确的是（）

A.a点是振动加强点，c点是振动减弱点

B.a、c点是振动加强点，b点是振动减弱点

C.a、c点此时刻振动加强，经过一段时间后变为振动减弱点，而b点可能变为振动加强点

D.a、b、c三点都是振动减弱点

【解析】选D.由S1和S2两列频率相同的波源所发出的机械波，相遇后满足相干条件，在它们的重叠区域将发生干涉.由于S1和S2两波源振动方向相反，所以在S1S2的垂直平分线上，任一点由两列波所引起的振动总是大小相同，方向相反，相互叠加，使振动减弱.所以a、b、c三点都是振动减弱点，因此只有选项D是正确的.

10.【解析】选B、D.波在向前传播的过程中，所有质点起振的方向都与波源开始振动的方向相同，所以，所有质点起振的方向都相同，A错误；A、B两点的振动方向始终相反，说明A、B到波源的距离之差为半波长的奇数倍，B正确；A、B到波源的距离差为：

x＝vt2，由题意可得：

，这列横波的波长为：

，C错误；由波速与波长、周期的关系得：

，解得：

，当n＝0时，周期最大，最大周期为Tmax＝2t2，D正确.

11.【解析】由同一波源分成的两列波频率相同，这符合两列波干涉的条件.当两波的路程差等于半波长的奇数倍时，振动减弱，当路程差等于波长的整数倍时，振动加强.

答案：

相同减小增大

12.【解题指南】解答本题需明确以下三点：

（1）根据波源与观察者的运动情况，判断观察者接收到的波的频率与波源频率的关系.

（2）频率相同的两列波叠加时，若两波源的振动方向始终相同，则距两波源的距离之差为波长整数倍的点为振动加强的点，距两波源的距离之差为半波长奇数倍的点为振动减弱的点.

（3）频率相同的两列波叠加时，若两波源的振动方向始终相反，则距两波源的距离之差为波长整数倍的点为振动减弱的点，距两波源的距离之差为半波长奇数倍的点为振动加强的点.

【解析】

（1）小车向A处的人运动，由多普勒效应知，A处的人接收到的频率变大，即f1>f；小车远离B处的人，则B处的人接收到的频率变小，即f2

（2）

，由题图可知T＝1s，λ＝vT＝20cm，所以

.由两波源的振动图像知，两波源振动情况相反.所以P点应为加强点，所以P点的振幅A＝A1＋A2＝30cm＋40cm＝70cm.

答案：

（1）f1>f>f2

（2）70