所属成套资源:人教a版数学选择性必修第一册训练题全套
- 2.5 实验:用单摆测量重力加速度-2022-2023学年高二物理精讲与精练高分突破考点专题系列(人教版2019选择性必修第一册) 试卷 0 次下载
- 2.6 受迫振动 共振精炼-2022-2023学年高二物理精讲与精练高分突破考点专题系列(人教版2019选择性必修第一册) 试卷 0 次下载
- 3.3.2 波的形成和波的描述-2022-2023学年高二物理精讲与精练高分突破考点专题系列(人教版2019选择性必修第一册) 试卷 0 次下载
- 3.5 多普勒效应-2022-2023学年高二物理精讲与精练高分突破考点专题系列(人教版2019选择性必修第一册) 试卷 0 次下载
- 4.3 光的干涉-2022-2023学年高二物理精讲与精练高分突破考点专题系列(人教版2019选择性必修第一册) 试卷 0 次下载
2021学年第三章 机械波3 波的反射、折射和衍射课后复习题
展开
这是一份2021学年第三章 机械波3 波的反射、折射和衍射课后复习题,共30页。试卷主要包含了3-3,7 cm~17 m.,3s,B质点通过的总路程为0,5 m,5 m 0等内容,欢迎下载使用。
第三章 机械波
3.3-3.4:波的反射、折射和衍射、干涉
一:知识精讲归纳
考点一、波的反射和波的折射
1.反射现象:波遇到介质界面(如水遇到挡板)时会返回原介质继续传播的现象.
2.反射规律:反射线、法线与入射线在同一平面内,反射线与入射线分居法线两侧,反射角等于入射角.
3.波的折射:光从一种介质进入另一种介质时会发生折射,同样,其他波从一种介质进入另一种介质时也发生折射.
4.水波的折射:水波在深度不同的水域传播时,在交界处发生折射.
考点二、波的衍射
1.波的衍射:波绕过障碍物继续传播的现象.
2.发生明显衍射现象的条件:只有缝、孔的宽度或障碍物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.
3.波的衍射的普遍性:一切波都能发生衍射,衍射是波特有的现象.
考点三、波的干涉
1.定义
频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列波叠加时,某些区域的振动总是加强,某些区域的振动总是减弱,这种现象叫波的干涉.
2.稳定干涉条件
(1)两列波的频率必须相同.
(2)两个波源的相位差必须保持不变.
3.干涉的普遍性
一切波在一定条件下都能够发生干涉,干涉是波特有的现象.
技巧归纳:
一、波的反射和折射
1.波的反射遵从反射定律,即入射线、反射线及法线位于同一平面内,入射线、反射线分别位于法线的两侧,反射角等于入射角.
2.波的频率是由振源决定的,介质中各个质点的振动都是受迫振动,因此不论是反射还是折射,波的频率是不改变的.
3.波速是由介质决定的,波反射时是在同一介质中传播,因此波速不变,波折射时是在不同介质中传播,因此波速改变.
4.波长是由频率和波速共同决定的,即在波的反射中,由于波的频率和波速均不变,根据公式λ=可知波长不改变;在波的折射中,当进入新的介质中波速增大时,由λ=可知波长变大,反之变小.
1.衍射是波特有的现象,一切波都可以发生衍射.衍射只有“明显”与“不明显”之分,障碍物或小孔的尺寸跟波长差不多,或比波长小是产生明显衍射的条件.
2.声波波长较长,一般在1.7 cm~17 m.
3.波的直线传播只是在衍射不明显时的近似情况.
二、波的叠加
几列波相遇时能够保持各自的运动特征,继续传播,在它们重叠的区域里,介质的质点同时参与这几列波引起的振动,质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和.
三:对波的干涉的理解
1.发生干涉的条件:(1)两列波的频率相同;(2)相位差恒定.
2.产生稳定干涉图样的两列波的振幅越接近,干涉图样越明显.
3.干涉图样及其特点
(1)干涉图样:如图所示.
(2)特点
①加强区和减弱区的位置固定不变.
②加强区始终加强,减弱区始终减弱(加强区与减弱区不随时间变化).
③加强区与减弱区互相间隔.
四:振动加强点和减弱点的判断方法
1.条件判断法:频率相同、振动情况完全相同的两波源产生的波叠加时,加强、减弱条件如下:设点到两波源的距离差为Δr,则当Δr=kλ时为加强点,当Δr=(2k+1)时为减弱点,其中k=0,1,2….若两波源振动步调相反,则上述结论相反.
2.现象判断法:若某点总是波峰与波峰(或波谷与波谷)相遇,该点为加强点;若总是波峰与波谷相遇,则为减弱点;若某点是平衡位置和平衡位置相遇,则让两列波再传播T,看该点是波峰和波峰(波谷和波谷)相遇,还是波峰和波谷相遇,从而判断该点是加强点还是减弱点.
二:考点题型归纳
题型一:波的衍射和产生明显的衍射现象条件.
1.(2021·河南·范县第一中学高二阶段练习)如图所示,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。不考虑波的反射因素,则再经过一段时间后,关于水面上的波形分布情况,下列说法正确的是( )
A.整个区域都分布有水波
B.阴影Ⅰ以外区域分布有水波
C.阴影Ⅱ以外区域分布有水波
D.阴影Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都没有水波
2.(2021·河南·范县第一中学高二阶段练习)如图所示,在水槽中放两块挡板,挡板中间留一个狭缝,观察水波经过狭缝后的传播情况。已知水波的波长不变,但狭缝的宽度不同,甲图狭缝较宽,乙图狭缝较窄。下列说法正确的是( )
A.机械波经过狭缝后均沿直线传播
B.甲图狭缝宽度比波长大得较多,衍射现象比较明显
C.乙图狭缝宽度跟波长相差不大,衍射现象比较明显
D.甲、乙两图中波的衍射现象均不明显
3.(2021·江西·九江市同文中学高二阶段练习)一列简谐横波在时刻的波形如图甲所示,位于平衡位置的质点A、B,介质中B质点的振动图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.该波沿x轴负向传播
B.A、B两点的速度和位移有可能在某个时刻均相同
C.再经过0.3s,B质点通过的总路程为0.1m
D.若此波遇到一个宽0.3m的障碍物,则能发生明显衍射
题型二:波在经过小孔和障碍物的时候产生的衍射图像
4.(2019·福建·厦门外国语学校高二阶段练习)图中S为在水面上振动的波源,M、N是水面上的两块挡板,其中N板可以上下移动,两板中间有一狭缝,此时测得A处水面没有明显振动,为使A处水面也能发生明显振动,可采用的方法是
A.使波源的频率增大
B.使波源的频率减小
C.移动N使狭缝的间距增大
D.在不移动M板的情况下,不能使A处发生明显振动
5.(2018·北京·临川学校高二阶段练习)如图所示为演示波的衍射的装置,S为水面上振动的波源,M、N是水面上的两块挡板,其中N板可以移动,两板中间有一狭缝,此时测量图中A处水没有振动,为了使A处的水也能发生振动,下列措施:
①使波源的振动频率增大 ②移动N板使狭缝的间距增大
③使波源的振动频率减小 ④移动N板使狭缝的间距减小
其中可行的有:( )
A.①② B.①④ C.②③ D.③④
6.(2021·全国·高二专题练习)如图所示为两列不同频率的水波通过相同的小孔所形成的衍射图样,由图可知,两列波的波长和频率的大小关系是( )
A.λA>λB,fA>fB B.λA<λB,fA<fB
C.λA>λB,fA<fB D.λA<λB,fA>fB
题型三:波的叠加问题
7.(2021·广东·高二阶段练习)空气中两列波长相同的简谐波发生干涉现象,在某一时刻P点恰好是两列波的波峰相遇的点,Q点恰好是两列波的波谷相遇的点,则( )
A.P点的振幅最大,Q点的振幅最小 B.P、Q两点的振幅均是原两列波振幅之和
C.P点的振动频率大于Q点的振动频率 D.P、Q两点始终处于最大位移和最小位移处
8.(2021·山东·新泰市第一中学高二期中)甲、乙两列完全相同的横波,分别从波源A、B两点沿直线Ox相向传播,时的图像如图所示,若两列波的波速均为1m/s,则( )
A.时,F点的位移最大 B.时,E、F、G三点的位移最大
C.时,F点的位移最大 D.时,F点的位移最小
9.(2021·山东·广饶一中高二阶段练习)两列简谐横波分别沿x轴相向传播,两波源分别位于和处,两列波的波速均为0.4m/s,波源的振幅均为2cm。图为时刻两列波的图像,此刻平衡位置在和的P、Q两质点刚开始振动.质点M的平衡位置处于处.下列说法正确的是( )
A.时M点开始向上振动
B.若两波源只振动一个周期,在时,P质点将向上振动
C.若两波源一直振动,相遇以后Q点为振动加强点,其振幅为4cm
D.若两波源一直振动,相遇以后M点为振动加强点,其振幅为4cm
题型四:波产生稳定干涉条件
10.(2021·重庆巴蜀中学高二阶段练习)水槽中,与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上。振动片做简谐振动时,两根细杆周期性触动水面形成两个波源。两波源发出的波在水面上相遇,在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样。关于两列波重叠区域内水面上振动的质点,下列说法不正确的是( )
A.同一质点处,两列波的相位差不随时间变化
B.不同质点振动的频率都相同
C.不同质点振动的相位都相同
D.不同质点振动的周期都与振动片的周期相同
11.(2021·江苏·盐城市盐都区教育局高二期末)如图,A、B为振幅相同的相干波源,图中实线表示波峰,虚线表示波谷,则下列叙述正确的是( )
A.Q点始终处于波峰位置
B.R、S两点振动有时加强有时减弱
C.P、Q连线上各点振动始终加强
D.如果A、B两波源频率不同,也能产生类似的稳定的干涉图样
12.(2021·全国·高二课时练习)如图所示,在双曲线的两个焦点F1和F2上放置两个频率相同的波源,它们激起的波的波长为4 cm。就图中A、B、C、D四个质点的振动,下列说法正确的是( )
A.若A、B振动加强,则C、D振动一定减弱 B.若A、B振动加强,则C、D振动一定加强
C.A、B、C、D一定振动加强 D.A、B、C、D一定振动减弱
题型五:波的干涉图样、判断干涉加强区和减弱区
13.(2021·江苏·海门中学高二期中)两列完全相同的机械波在某时刻的叠加情况如图所示,图中的实线和虚线分别表示波峰和波谷,此时( )
A.a、b连线中点振动减弱
B.a、b连线中点速度为0
C.a、b、c、d四点速度均为0
D.再经过周期c、d两点振动加强
14.(2021·湖南·高二阶段练习)波的衍射和干涉都是波特有的现象,图甲为水波的衍射实验,挡板M是固定的,挡板N可以上下移动。图乙为两列频率相同的横波相遇时某一时刻的情况,实线表示波峰,虚线表示波谷。下列说法正确的是( )
A.甲图中挡板N向下移动一段距离,衍射现象变得明显
B.甲图中增大波源的振动频率,衍射现象变得明显
C.乙图中M、N两质点均为振动加强点
D.乙图中M质点经过四分之一个周期后的加速度为零
15.(2021·广东·中山市华侨中学高二期中)两列频率相同、振幅分别为5cm和7cm的横波发生干涉时,某一时刻的图样如图所示,实线表示波峰,虚线表示波谷,关于K、M、N三点的下列说法中正确的是( )
A.质点K为振动减弱的点
B.质点N的振幅为2cm
C.经过一段时间,质点M、N的位移大小不可能相等
D.由图中时刻再经过半周期时,质点M的位移为零
三:课堂过关精练
一、单选题
16.(2021·浙江·温州市瓯海区第一高级中学)如图所示,两列波长与振幅都相同的横波,t=0时,沿x轴正方向传播的波正好传播到坐标原点,沿x轴负方向传播的波刚好传播到x=1m处。已知两列波的振幅均为5cm,波速均为5m/s,则下列说法正确的是( )
A.两波相遇后,原点是振动减弱的点
B.经0.4s,处于原点的质点运动的路程为2m
C.0.4s时,坐标在0~1m之间的质点位移都为0
D.在0~0.4s内,坐标在0~1m之间的质点的路程都为0
17.(2021·山东·夏津第一中学)关于机械波的传播现象,下列说法正确的是( )
A.一列机械波在不同介质中传播时,波长和频率都会发生变化
B.《红楼梦》中王熙凤的出现用“未见其人,先闻其声”来描写,这属于声波的衍射现象
C.波长不同的机械波通过宽度一定的狭缝时波长越小衍射越明显
D.两列波发生干涉时,振动加强点的位移一定大于振动减弱点的位移
18.(2021·全国·)如图甲所示,同一介质中两个波源M和N相距,起振后的振动图像分别如图乙和图丙所示,位于M、N之间的质点P到波源M的距离,已知波源M产生的简谐横波的速度,则以下判断正确的是( )
A.波源M产生的波的波长比波源N产生的波的波长长
B.波源M产生的波刚传播到P点时,质点P向y轴负方向运动的
C.两列波叠加后,P点的振幅是1 cm
D.两列波叠加后,M、N连线的中点处的振幅是1 cm
19.(2021·重庆·)下列关于机械振动与机械波的叙述,正确的是( )
A.单摆的摆动周期与单摆的摆长、摆球质量和重力加速度有关
B.频率相同的两列波发生稳定的干涉,振动加强点的位移始终最大
C.在教室里隔着门缝听到说话声,是由于声波的干涉现象造成的
D.弹簧振子做简谐振动,加速度增大的过程中,速度一定减小
20.(2021·辽宁沈阳·)如图所示,、是两个相干波源,它们振动同步且振幅相同,实线和虚线分别表示在某一时刻它所发出的波峰和波谷,关于图中所标的a、b、c、d四点,下列说法中正确的是( )
A.质点a为振动减弱点,位移始终为零,
B.质点b为振动加强点,经过半个周期后变为振动减弱点
C.质点c到两波源的波程差为波长的一半
D.此时质点d既不是振动加强点也不是振动减弱点
四:高分突破精练
一:单选题
21.(2021·全国·)关于光的衍射现象,下列说法不正确的是( )
A.衍射条纹是光波相互叠加的结果
B.光的衍射现象是光在传播过程中偏离直线传播绕过障碍物继续传播的现象
C.光的衍射现象完全否定了光沿直线传播的结论
D.光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据
22.(2021·浙江浙江·)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 B.a向下,b向上
C.a、b都静止 D.a、b都向上
23.(2021·全国·)某同学注意到手机摄像头附近有一个小孔,查阅手机说明后知道手机内部小孔位置处安装了降噪麦克风。进一步翻阅技术资料得知:降噪麦克风通过降噪系统产生与外界噪音相位相反的声波,与噪音叠加从而实现降噪的效果。如图是理想情况下的降噪过程,实线对应环境噪声,虚线对应降噪系统产生的等幅反相声波。则( )
A.降噪过程实际上是声波发生了干涉
B.降噪过程可以消除通话时的所有背景杂音
C.降噪声波与环境噪声的传播速度不相等
D.P点经过一个周期传播的距离为一个波长
24.(2021·全国·)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
25.(2023·全国·)在x=0和x=11m处分别有波源甲和乙,它们于不同时刻开始振动,形成的两列波在同种介质中相向传播。在t=0时刻所形成的波形如图所示。已知甲的波速v甲=0.4m/s,下列说法正确的是( )
A.甲的波谷经过13.75s与乙的波峰第一次相遇
B.甲、乙两波相遇后不能形成稳定的干涉图样
C.乙的波速为0.8m/s
D.振动减弱点的振幅为0,x=5m处是振动加强点
26.(2021·全国·)声波是一种机械波,在空气中传播速度约为340 m/s,人能听到的声波频率在20 Hz到20000 Hz之间,对于波长为34 m的声波,下列说法正确的是( )
A.在水中它比波长为20 m的声波传播得更快一些
B.不能产生衍射现象
C.它不能被人听到
D.不能产生反射现象
27.(2023届山东省德州市高三(上)期末物理试题)在水槽里放两块挡板,中间留一个狭缝,水波通过狭缝的传播情况如图所示。若在挡板后的M点放置一乒乓球,以下说法正确的是( )
A.乒乓球会随水波的传播向远处运动
B.若仅将右侧挡板向左平移一小段距离,乒乓球的振动会变得比原来明显
C.若仅增大水波波源的振动频率,乒乓球的振动会变得比原来明显
D.此实验研究的是水波的干涉
28.(2021·全国·)机械波在传播过程中遇到障碍物时会发生反射,如果用射线表示波的传播方向,下列说法正确的是( )
A.入射线与反射线一定在同一平面内,法线与这一平面垂直
B.入射线与反射线可能在法线同侧
C.“回声”是声波的反射现象
D.“回声”是声波的折射现象
29.(2021·山东·临朐中学)两列频率相同、振幅分别为5cm和7cm的横波发生干涉时,某一时刻的图样如图所示,实线表示波峰,虚线表示波谷,关于K、M、N三点的下列说法中错误的是( )
A.质点K为振动减弱的点
B.经过一段时间,质点M、N的位移大小可能相等
C.质点N的振幅为2cm
D.由图中时刻再经过周期时,质点M的位移为零
30.(2019·河南信阳·)如图所示,、是振幅均为A的两个水波波源,某时刻它们形成的波峰和波谷分别由实线和虚线表示(在同一个水槽中,且不考虑传播过程中能量衰减),则( )
A.两列波在相遇区域发生干涉
B.a处质点振动始终减弱,b、c处质点振动始终加强
C.此时a、b、c处各质点的位移是,,
D.a、b、c处各质点随着水波飘向远处
二、多选题
31.(2021·全国·)以下关于波的认识,正确的是( )
A.潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况,用的是波的反射原理
B.隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质,是为了减少波的反射,从而达到隐形的目的
C.雷达的工作原理是利用波的反射
D.水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象,是波的折射现象
32.(2021·山东·广饶一中)在纸面上有两波源和相距3m,频率均为2Hz,以为原点建立如图所示的坐标系,t=0时波源从平衡位置开始垂直纸面向上做简谐运动,所激发的横波在均匀介质中向四周传播。t=0.25s时波源也开始垂直纸面向上做简谐运动,在t=0.75s时两列简谐波的最远波峰传到了图示中的两个圆的位置。则( )
A.波的传播速度为4m/s
B.虚线x=1.5m为振动加强区
C.t=1.0s时波谷与波谷相遇的点共有2个
D.t=1.0s后和连线上有2个振动减弱的位置
33.(2021·浙江·)如图甲、乙分别为两列横波Ⅰ、Ⅱ的振动图像,t=0时刻分别同时从图丙的A、B两点开始向四周传播,并在t=2s时恰好相遇,已知A、B相距0.8m,C为AB中点,D距A点0.15m,则( )
A.直线上A、B外侧均为振动加强点
B.直线上A、B间(不包括A、B点)共有8个振动加强点
C.t=4s内直线上C点通过的路程为零
D.t=3.75s时D点经平衡位置向下振动
34.(2021·河北·正定中学)有两列频率相同、步调一致、振幅均为A、传播方向互相垂直的平面波相遇发生干涉。如图所示,图中实线表示波峰,虚线表示波谷,a为波谷与波谷相遇点,b、c为波峰与波谷相遇点,d为波峰与波峰相遇点,e、g是a、d连线上的两点,其中e为连线的中点,则( )
A.a、d处的质点振动加强,b、c处的质点振动减弱
B.从图示时刻经过半个周期,e处质点通过的路程为2A
C.从图示时刻经过半个周期,g处质点加速向平衡位置运动
D.从图示时刻经过四分之一周期,d处的质点振幅恰好为零
35.(2021·全国·)下列说法中正确的是( )
A.衍射是一切波特有的现象
B.障碍物或孔越大越易产生衍射
C.在空旷的山谷里叫喊,可以听到回音,这是声波的衍射现象
D.在空旷的山谷里叫喊,可以听到回音,这是声音的反射现象
36.(2021·全国·)关于波的干涉和衍射,下列说法正确的是( )
A.波遇到障碍物时,一定会发生明显的衍射现象
B.“闻其声而不见其人”,说明声波也能发生衍射
C.频率不相同的两列波也能发生干涉
D.声波、电磁波等一切波都能发生衍射和干涉现象
三、填空题
37.(2021·河南·范县第一中学)如图所示,操场上的喇叭正在播放音乐,有高音也有低音。小红同学走到离操场不远的教学大楼后面,此时已经完全看不到操场上的喇叭了,但依然可以听到喇叭的声音,这是声波的____(选填“干涉”或“衍射”)现象;小红同时发现,喇叭播放的音乐声有所减弱,但____(选填“高音”或“低音”)部分减弱得较明显一些。
38.(2021·广东河源·)如图甲所示,在xOy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源S1(-2,0)和S2(4,0)。两波源的振动图线分别如图乙和图丙所示,两列波的波速均为0.50m/s。两列波从波源传播到点A(-2,8)的振幅为______m,两列波引起的点B(1,4)处质点的振动相互____(填“加强”或“减弱”)。
39.(2021·全国·)几列波相遇时能够保持各自的运动特征,继续传播,在它们重叠的区域里,介质的质点______参与这几列波引起的振动,质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的______.
40.(2020·全国·)某物体发出的声音在空气中的波长为1 m,波速为340 m/s,在海水中的波长为4.5 m。
(1)该波的频率为___________Hz,在海水中的波速为___________m/s。
(2)若物体在海面上发出的声音经0.5 s听到回声,则海水深为多少___________?
(3)若物体以5 m/s的速度由海面向海底运动,则经过多长时间听到回声___________?
四、解答题
41.(2021·全国·)一列声波在空气中的波长为0.2 m,当该声波从空气中以某一角度传入介质Ⅱ中时,波长变为0.6 m,如图所示,若空气中的声速是340 m/s。求:
(1)该声波在介质Ⅱ中传播时的频率;
(2)该声波在介质Ⅱ中传播的速度;
(3)若声波垂直进入介质Ⅱ,经0.4 s返回空气,则介质Ⅱ的深度为多少。
42.(2021·河南郑州·)如图所示,均匀介质中两波源S1、S2分别位于x轴上x1=0、x2=14m处,t=0时两波源开始振动,波源S1的振动方程为y=3sin5πtcm,波源S2的振动方程为y=5sin5πtcm,质点P位于x轴上xP=4m处,已知质点P在t=0.4s时开始振动,求:
(1)这两列波在均匀介质中的波长;
(2)t=0至t=1.5s内质点P通过的路程。
参考答案
1.B
【详解】
由题图中看出挡板A比波长大很多,故衍射现象不明显,Ⅰ区没有水波;B孔与波长差不多,衍射现象明显,故Ⅱ区、Ⅲ区都有水波,题图中空白区域水波可直接传到。
故选B。
2.C
【详解】
A.机械波在传播过程中遇到狭缝后都会发生衍射现象,当发生衍射时,机械波就会传播到本该是“阴影”的区域,不再沿直线传播,A项错误;
BCD.观察两幅图可以发现,题图乙中机械波的波长跟狭缝的宽度相差不大,此时衍射现象明显,C项正确,B、D项错误。
故选C。
3.D
【详解】
A.由乙图可知,B质点在时刻向上振动,据“同侧法”可知,该波沿x轴正向传播,A错误;
B.A、B两点的平衡位置相距半个波长,振动情况总是相反,B错误;
C.由乙图可知,振动周期为0.4s,再经过0.3s,即,B质点通过的总路程为3A,即0.3m,C错误;
D.当障碍物跟波长相差不多或比波长小时会发生明显的衍射现象,由甲图可知,波长为0.4m,若此波遇到一个宽0.3m的障碍物,则能发生明显衍射,D正确。
故选D。
4.B
【详解】
AB.由题意可知,当减小波源的频率,波长增大;故A错误,B正确.
CD.而波的明显衍射条件为障碍的尺寸比波长小,或相差不大,故移动N使狭缝的距离减小都可以使衍射现象更加明显;故C,D错误.
5.D
【详解】
A处质点没有振动,说明S点波没有衍射过去,原因是MN间的缝太宽或波长太小,因此若使A处质点振动,可采用N板上移减小间距或增大波的波长,即减小频率,③④正确。
故选D.
【点睛】
发生明显衍射的条件是当缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多,或比波长更小.
6.C
【详解】
由图知A图衍射现象最明显,B图最不明显,属于A中波长最大,B中波长最短,而相同的介质中,水波的速度相同,根据,可知,波长越长,则频率越小,故C正确,ABD错误.故选C.
7.B
【详解】
AB.两列波波长相同,频率相同,将发生稳定的干涉现象,则P、Q始终为振动加强点,P、Q两点的振幅均是原两列波振幅之和,故A错误,B正确;
C.P点的振动频率等于Q点的振动频率,故C错误;
D.虽然P、Q始终为振动加强点,但P、Q仍会在平衡位置附近振动,并不是始终处于最大位移处,故D错误。
故选B。
8.C
【详解】
ABD.在t=0.2s时间内,波传播的距离
x=vt=0.2m
两列波都传到F点,此时两列波单独引起F点的振动方向均向下,但位移是零,E、G两点位移最大。故ABD错误。
C.时,波传播的距离
x=vt=0.5m
两列波波峰都传到F点,F点的位移最大,故C正确。
故选C。
9.D
【详解】
A.在0.75s内波传播的距离
由图可知,P、Q处的波形传到M,而t=0时刻P、Q两点处的质点是向下振动的,所以,经过0.75s时间M点向下振动,故A错误;
B.若两波源只振动一个周期,经过1.5s,波传播的距离为
左列波的波源处的振动形式传到0.4m位置处,对于左列波来讲,不在P点引起振动了,右列波的Q点振动形式恰好传到P点,引起的振动是向下的,故B错误 ;
C.若两波源一直振动,Q点到两波源的距离差为
所以振动是减弱的,故C错误;
D.M点距两波源距离相等,所以M点是振动加强的点,振幅等于两振幅之和,故D正确。
故选D。
10.C
【详解】
A.两列波频率相同,在同一质点处的相位差恒定,A正确;
B.各质点的振动频率都与振动片相同,B正确;
C.不同质点振动的相位不同(不是同时到达正的最大位移处),C错误;
D.不同质点振动的周期都与振动片的周期相同,选项D正确。
此题选择不正确的选项,故选C。
11.C
【详解】
A. Q点虽然为振动加强点,但仍在平衡位置附近振动,不可能始终处于波峰位置,故A错误;
B. R、S两点始终为振动减弱点,振幅为零,故B错误;
C. P、Q连线上各点到两波源的波程差相等,振动始终加强,故C正确;
D.如果A、B两波源频率不同,将不能形成稳定的干涉,不能产生类似的稳定的干涉图样,故D错误。
故选C。
12.B
【详解】
在双曲线
中,半实轴长a=4 cm,半虚轴长b=3 cm,故半焦距长为
c==5cm
点A和点B到同一波源的路程差等于实轴长,即8 cm,波的波长为4 cm,故点A和点B到两个波源的路程差等于波长的2倍,点C和点D到同一波源的路程差为零,两个波源的频率相同,但起振方向不一定相同,因此若A、B振动加强,则C、D一定振动加强。
故选B。
13.C
【详解】
AB.a点是波谷与波谷相遇点,b点是波峰与波峰相遇点,c、d两点是波峰与波谷相遇点,则a、b两点是振动加强的,且a、b连线上也是振动加强的,c、d两点是振动减弱的;a、b两点连钱中点未达到波峰或波谷,故速度不为0,故AB错误;
C.a处于波谷,速度为零;b处于波峰,速度为零;c、d两点振动减弱,则速度为零,即四点的速度均为0,选项C正确;
D.c、d两点处于波谷与波峰相遇处,再经过周期c、d两点振动仍然减弱,故D错误。
故选C。
14.D
【详解】
A.当水波的波长比障碍物或孔的尺寸大或差不多时会发生明显的衍射现象,则甲图中挡板N向下移动一段距离,则小孔变大,衍射现象变得不明显,选项A错误;
B.甲图中增大波源的振动频率,则波长减小,衍射现象变得不明显,选项B错误;
C.乙图中M点为峰峰相遇点,为振动加强点;N点是峰谷相遇点,为振动减弱点,选项C错误;
D.乙图中M质点经过四分之一个周期后将到达平衡位置,则此时的加速度为零,选项D正确。
故选D。
15.B
【详解】
A.质点K为波谷与波谷的相遇点,为振动加强点,故A错误;
B.图中N点实线与虚线相遇,为振动减弱点,振幅为
故B正确;
C.M点是振动加强点,N点是振动减弱点,此时M点的位移为12cm,N点的位移为2cm,由于M、N一直在振动,所以经过一段时间,质点M、N的位移大小可能相等,故C错误;
D.图中时刻M点在波峰,经过周期,质点M回到平衡位置,位移为零,故D错误。
故选B。
16.C
【详解】
A.两波在原点处的振动方向均向上,相遇后原点的振动加强,A错误;
B.两波波长均为2m,则周期为
设经过时间t1,沿x轴负方向传播的波刚好传播到原点处,有
已知两列波的振幅,所以在前0.2s处于原点的质点运动路程为
0.2s时两波相遇,原点为振动加强点,此时的振幅为
则后0.2s经过的路程为
则经0.4s,处于原点的质点运动的路程为
B错误;
C.在0.4s时,左侧的波刚好传播到2m处,右侧的波刚好传播到-1m处,两列波的振动情况完全相反且振幅相同,则在0.4s时,坐标在0~1m之间的质点位移都为0,C正确;
D.路程为质点运动轨迹的长度,而位移则是由始末位置决定,在0~0.4s内,坐标在0~1m之间的质点位移为0,但路程不为0,D错误。
故选C。
17.B
【详解】
A.一列机械波在不同介质中传播时,频率不会发生变化,选项A错误;
B.“未见其人,先闻其声”说明声波波长较长,遇到障碍物时有明显的衍射现象,选项B正确;
C.波长不同的机械波通过宽度一定的狭缝时波长越长衍射越明显,选项C错误;
D.振动加强点的位移和振动减弱点的位移都在做周期性的运动,所以加强点的位移不一定大于减弱点的位移,选项D错误。
故选B。
18.D
【详解】
A.介质决定波速,两波波速相等,,分析图象可知,周期,则波长均为
故A错误;
B.分析图乙可知,波源起振方向向上,则波传播到P点时,起振方向和波源一样,也是向上,故B错误;
C.分析图丙可知,两波起振方向相反,P点到两波源的波程差为 为半波长的奇数倍,P点为振动加强点,振幅为两波振幅之和,;故C错误;
D.同理,MN连线的中点,为振动减弱点,振幅为两波振幅之差,;故D正确。
故选D。
19.D
【详解】
A.根据单摆的周期公式
可知单摆的摆动周期与单摆的摆长和重力加速度有关,与摆球的质量无关,故A错误;
B.频率相同的两列波发生稳定的干涉,振动加强点的振幅始终最大,但位移在质点振动过程中会变化,故B错误;
C.在教室里隔着门缝听到说话声,是由于声波的衍射现象造成的,故C错误;
D.弹簧振子做简谐振动,加速度增大的过程中,振子远离平衡位置,速度一定减小,故D正确。
故选D。
20.A
【详解】
A.质点a是两列波波峰与波谷叠加的地方,由于两列波振幅相同,故位移始终为零,A正确;
B.质点b为振动加强点,经过半个周期后是波谷与波谷叠加的地方,但还是振动加强点,B错误;
C.质点c是两列波波谷与波谷叠加的地方,故到两波源的波程差为波长的整数倍,C错误;
D.d处在两加强点的连线上,故d在振动加强的区域,振动也是加强的,D错误。
故选A。
21.C
【详解】
A.衍射与干涉一样,都是光波叠加产生的,只不过干涉是两个相干光源发出的光进行叠加,而衍射是同一个光源的不同部分发出的光进行叠加,故A不符题意;
B.光在传播过程中偏离直线传播绕过障碍物继续传播的现象实际上就是行射现象的概念,故B不符题意;
C.光的行射现象并没有否定光沿直线传播,光沿直线传播就是明显衍射条件不能满足时的情况,故C符合题意;
D.衍射是波所特有的现象,而光的衍射现象正好证明光是一种波,故D不符题意;
故选C。
22.B
【详解】
由于两个半波的振幅和波长都相同,在如图乙的时刻,两列波在a、b两点引起的振动方向相反,则各个质点叠加后合位移均为零,而在前一时刻,b点在平衡位置下方,a点还在平衡位置上方,而在下一时刻,b点运动到平衡位置上方,a点运动到平衡位置下方,因此该时刻a向下,b向上运动。
故选B。
23.A
【详解】
A.由图看出,降噪声波与环境声波波长相等,波速相等,则频率相同,叠加时产生干涉,由于两列声波等幅反相,所以振动减弱,起到降噪作用,故A正确;
B.降噪过程不能消除通话时的所有背景杂音,只能消除与降噪声波频率相同的杂音,故B错误;
C.机械波传播的速度由介质决定,则知降噪声波与环境噪声的传播速度相等,故C错误;
D.P点并不随波移动,故D错误。
故选A。
24.C
【详解】
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。故C与衍射现象相符,而看到水中月亮的倒影是光的反射现象,故C正确,ABD错误。
故选C。
25.A
【详解】
A.两列机械波在同一介质中传播,波速相同,设甲的波谷经过时间t 与乙的波峰第一次相遇,t=0时刻甲的波谷坐标相当于,与乙的波峰之间的距离为
可知
故A正确;
B.甲乙两列波的波长相同,波速相同,频率相同,并且相位差恒定,是相干波,相遇后能形成稳定的干涉图样,故B错误;
C.两列机械波在同一介质中传播,波速相同,乙的波速为0.4m/s,故C错误;
D.振动减弱点的振幅为
x=5m处是甲的波谷与乙的波峰第一次相遇的位置,是振动的减弱点,故D错误;
故选A。
26.C
【详解】
A.波速由介质决定,在同一介质中波速相同,故A错误;
BD.声波具有波的特性,能发生波的反射、衍射和折射,故BD错误;
C.根据
v=λf
代入数据解得
f=10Hz
所以该波为次声波,人不能听见,故C正确。
故选C。
27.B
【详解】
A.乒乓球会在平衡位置附近振动,但不会向远处传播,A错误;
B.将右侧挡板向左平移一小段距离,缝的宽度减小,衍射现象更加明显,所以乒乓球的振动会变得比原来更明显,B正确;
C.增大波源的振动频率,则波长会变小,衍射现象较之前比变得不明显,乒乓球的振动没有原来明显,C错误;
D.此实验研究的是水波的衍射,D错误。
故选B。
28.C
【详解】
AB.波的反射遵守波的反射定律,即反射线在入射线和法线所决定的平面内,分居法线两侧,故AB错误;
CD.声波遇到障碍物时可发声反射,形成回声,因此 “回声”是声波的反射现象,故C正确,D错误。
故选C。
29.A
【详解】
A.质点K为谷谷相遇点,为振动加强的点,选项A错误;
B.M点是振动加强点,N点是振动减弱点,此时M点的位移为12cm,N点的位移为2cm;经过一段时间,质点M、N的位移大小可能相等,选项B正确;
C.质点N是振动减弱点,振幅为7cm-5cm=2cm,选项C正确;
D.由图中时刻M点在波峰,再经过周期时,质点M的位移为零,选项D正确。
此题选择错误的选项,故选A。
30.C
【详解】
AB.由题图可知两列波波长不等,但由于在同一种介质中传播,所以波速相等,根据
可知两列波频率不等,所以不能在相遇区域发生稳定的干涉,则a处质点振动并不是始终减弱,b、c处质点振动也不是始终加强,只是在相应波峰、波谷相遇时刻才发生上述现象,故AB错误;
C.由题图可知此时a处S1的波谷与S2的波峰相遇,b处两列波的波谷相遇,c处两列波的波峰相遇,根据波的叠加原理可知此时a、b、c处各质点的位移分别是
故C正确;
D.波的传播方向上参与振动的质点只在自身的平衡位置附近振动,不会沿波的传播方向移动,故D错误。
故选C。
31.ABCD
【详解】
A.潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况,声呐采用的是超声波,超声波的方向性好,遇到障碍物容易反射,故A正确;
B.隐形飞机的原理是:通过降低飞机的声、光、电等可探测特征量,使雷达等防空探测器无法早期发现,所以隐形飞机可能在机身表面涂有高效吸收电磁波的物质,使用吸收雷达电磁波材料,在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱,很难被发现,故B正确;
C.雷达的工作原理是利用波的反射,故C正确;
D.水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象,是波的折射现象,故D正确。
故选ABCD。
32.AC
【详解】
A.两波源起振的时间差为
时间内两列波的传播距离之差为
波的传播速度为
故A正确;
B.根据几何关系可知x=1.5m上各质点到两波源的波程差均为零,而t=0.25s时S1正向下振动,与S2起振方向相反,所以两波源在x=1.5m上引起质点的振动步调相反,即虚线x=1.5m为振动减弱区,故B错误;
C.两列波的波长均为
t=1.0s时S1波传播到的最远位置到S1的距离为
此时S1波的最远波谷到S1的距离为
S1波的最近波谷到S1的距离为
t=1.0s时S2波传播到的最远位置到S2的距离为
S2波此时产生的波形中只有一个波谷,且到S2的距离为
如图所示,可知t=1.0s时波谷与波谷相遇的点共有2个,故C正确;
D.和连线上满足到两波源的波程差为波长的整数倍的点为振动减弱位置,即
(k=0,1,2,…)
则
(k=0,1,2,…)
解得
(k=0,1,2,…)
即
所以t=1.0s后和连线上有3个振动减弱的位置,故D错误。
故选AC。
33.BCD
【详解】
A.由题意知,波长为0.2m,A、B两质点的起振方向相反,AB间距满足波长的整数倍,故A、B外侧均为减弱点,故A错误;
B.加强点满足该点距AB的位移差为半波长的奇数倍,共有8个点,分别距A点的距离为0.05m,0.15m,0.25m,0.35m,0.45m,0.55m,0.65m,0.75m,故B正确;
C.C点距A点0.4m,为减弱点其位移始终为零,故C正确;
D.D点为加强点,t=3.25s时,波Ⅱ刚传到D点,从平衡位置向上振动,此时波Ⅰ已在D点振动了2.5s,也从平衡位置向上振动。再经0.5s,质点D经平衡位置向下振动。故D正确。
故选BCD。
34.AC
【详解】
A.振动加强点为波峰与波峰相遇点,波谷与波谷相遇点,振动减弱点,为波谷与波峰相遇点,故a、d处的质点振动加强,b、c处的质点振动减弱,A正确;
B.这两列机械波在水平竖直方向的波形如图所示
e点在这两列波传播半个周期的过程中,都是从平衡位置到波谷,再回到平衡位置,叠加时,波谷振幅为2A,故路程为4A,B错误;
C.由图可知经过半个周期后,g点均为由波谷向平衡位置移动,合力指向平衡位置,故合运动为加速靠近平衡位置,C正确;
D.振动加强点的振幅始终为2A,不变,D错误。
故选AC。
35.AD
【详解】
A.衍射是一切波特有的现象,A正确;
B.障碍物或孔越小,越易产生明显衍射现象,B错误;
CD.在空旷的山谷里叫喊,可以听到回音,这是声音的反射现象,C错误D正确。
故选AD。
36.BD
【详解】
A.当障碍物的尺寸与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,A错误;
B.声波波长在1.7 cm~17 m之间,所以声波可以绕过一般的障碍物,“闻其声而不见其人”,就是声波的衍射现象,B正确;
C.只有频率相同的两列波才能发生干涉,C错误;
D.干涉和衍射是波的特有现象,声波、电磁波等一切波都能发生衍射和干涉现象,D正确。
故选BD。
37.衍射 高音
【详解】
[1][2]小红位居教学大楼的后面,完全看不到播放音乐的喇叭,但依然可以听到喇叭的声音,这是声波的衍射现象;声波在空气中传播的速度一定,低频部分的波长较长,高频部分的波的波长较短,在绕过教学大楼时,高频部分的波发生衍射的衍射现象现象不如低频部分的波发生的衍射现象明显,故高音部分减弱得较为明显。
38.2 减弱
【详解】
[1]根据题意可知,两波传播到A点的路程差为
两列波的波速均为1.00m/s。由图可得
所以波长为
所以
根据图乙和图丙可知,两列波的起振是反向的,所以A点为振动减弱点,则A点的振幅为
[2]两列波从波源传播到点B(1,4)处的路程差为
为波长的整数倍,又因为两波源起振方向相反,所以B点为振动减弱点。
39.同时 矢量和
【详解】
略
40.340 1530 382.5 m 0.498 s
【详解】
(1)[1]波的频率为
[2]因波的频率不变,则在海水中的波速为
v海=λf=1530m/s
(2)[3] 若物体在海面上发出的声音经0.5 s听到回声,则海水深为
(3)[4] 若物体以5 m/s的速度由海面向海底运动,则听到回声的时间
41.(1)1700 Hz;(2)1020 m/s;(3)204 m
【详解】
(1)声波在空气中传播时,由
v=λf
可得声波在空气中传播时的频率
f=Hz=1700 Hz
由于声波在不同介质中传播时,频率不变,所以声波在介质Ⅱ中传播时,频率为1700 Hz。
(2)由
v=λf
得声波在介质Ⅱ中的传播速度为
v2=λ2f=0.6×1700 m/s=1020 m/s
(3)声波经
=0.2s
传至介质Ⅱ底部,故介质Ⅱ的深度
h=v2·=1020×0.2 m=204 m
42.(1)4m;(2)28cm
【详解】
(1)波源S1的振动先传到P,由波源S1的振动方程可知,该波的周期
波速
根据
λ=vT
解得
m
(2)波源S2的振动传到P所用的时间为
1.0s
故质点P在0~0.4s内静止不动,在0.4~1.0s内仅参与波源S1的振动,时间为,路程为
s1=6A1=18cm
1.0~1.5s内质点P同时参与两列波的振动,两列波频率相同,发生干涉,由于
|dS2P-dS1P|=6m=λ
故质点P为振动减弱点,其振幅为
AP=|A1-A2|=2cm
则1.0~1.5s内质点P振动的时间为0.5s=T,路程为
s2=5AP=10cm
故质点P在t=0至t=1.5s内通过的路程为
sP=s1+s2=28cm
相关试卷
这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册6 受迫振动 共振课堂检测,共24页。试卷主要包含了68mB.1,0t,车厢弹簧每受1,0 m等内容,欢迎下载使用。
这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册4 实验:用双缝干涉测量光的波长课时练习,共26页。试卷主要包含了02 693,762,13×10-7,56mm,可知,3×10-7 6等内容,欢迎下载使用。
这是一份物理选择性必修 第一册第四章 光3 光的干涉当堂检测题,共32页。