12.4 波的干涉和衍射-2020-2021学年高二物理针对训练（人教版选修3-4）

《12.4 波的干涉和衍射》针对训练 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 B．②和③ C．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】BC 【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．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。 6．在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子振动的频率是5 Hz，水波在水波槽中的传播速度是0.05 m/s，为观察到显著的衍射现象，小孔直径d应为 A．10 cm B．5 m C．d>1 cm D．d<1 cm 【答案】D　 【解析】本题考查波发生明显衍射的条件，一般直接比较孔的直径d与水波波长λ的关系即可，当d<λ时肯定发生明显的衍射，由题知水波的波长λ＝eq \f(v,f)＝eq \f(0.05,5) m＝0.01 m＝1 cm.即孔径d应与1 cm相当或比它还小。 7．两个不等幅的脉冲波在均匀介质中均以1.0 m/s的速度沿同一直线相向传播，t＝0时刻的图形如图所示，图中小方格的边长为0.1 m，则以下不同时刻，波形错误的是 【答案】C　 【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0.3 s、0.4 s、0.5 s、0.6 s后，每列波形往前平移的距离分别为0.3 m、0.4 m、0.5 m、0.6 m，由叠加原理可知A、B、D正确。 8．在同一介质中两列频率相同，振动步调一致的横波互相叠加，则下列说法错误的是 A．波峰与波谷叠加的点振动一定是减弱的 B．振动最强的点经过eq \f(1,4)T后恰好回到平衡位置，因而该点的振动是先加强，后减弱 C．振动加强区和减弱区相间隔分布，且加强区和减弱区不随时间变化 D．加强区的质点某时刻位移可能是零 【答案】B　 【解析】当频率相同、步调一致的两列波叠加时，若波峰与波谷叠加必为减弱点，A正确；振动加强点并不是指其位移就最大，有时可能为零，所以B错，C、D对。 9．下列关于两列波相遇时叠加的说法不正确的是 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，