第三章4波的干涉基础过关练(word版含答案)

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名称 第三章4波的干涉基础过关练(word版含答案)
格式 docx
文件大小 149.5KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-02-16 16:41:52

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2022版高中同步人教版选择性必修第一册 第三章 4 波的干涉 基础过关练
一、单选题
1.利用波的干涉,可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航.如图所示,两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧,每个天线都同时发出波长分别为λ1和λ2的无线电波.飞机降落过程中,当接收到λ1和2的信号都保持最强时,表明飞机已对准跑道.可见( )
A.天线发出的两种无线电波必须一样强
B.两种无线电波在空间的强弱分布稳定
C.导航利用了λ1与λ2两种无线电波之间的干涉
D.两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合
2.如右图,一个波源在绳的左端发出半个波P,频率为f1,振幅为A1,同时另一个波源在绳的右端发出半个波Q,频率为f2,振幅为A2,M为两波源的中点,则下列说法中不正确是 ( )
A.两列波同时到达中点M
B.两列波相遇之后,各自保持原来的波形独立传播
C.两列波相遇时,M点的波峰值可达A1+A2
D.两列波相遇时,绳上波峰值为A1+A2的点只有一个,且在M点的左侧
3.S1、S2为两个相干波源,在同一水平面上它们发出两列圆形波,两列波某时刻叠加的波形如图所示,图中实线表示波峰,虚线表示波谷。图中有a、b、c三个位置,这三个位置上质点的振动情况是(  )
A.a、b、c都加强
B.a、c加强,b消弱
C.b、c加强,a消弱
D.a、b加强,c消弱
4.如图所示,在坐标原点O和x=3m的A点有两个完全相同的振源,两个振源发出的横波波长均为1m,在y轴正方向上除O点外的振动加强的位置有(  )
A.1处
B.2处
C.3处
D.(2n+1)处(n=0,1,2…)
5.利用发波水槽,可以使S1、S2两波源发出的水波产生叠加现象。先使两波源振动情况完全相同,第一次调整S1的振幅后再观察两列波的叠加情况,观察后,请对下面的问题作出判断。如图甲为水波演示槽,可演示两列水波叠加的情形。S1、S2为两个波源,能连续不断地上、下振动产生水波,P为水面上的一点,PS1=PS2。乙、丙两图分别为S1、S2波源的振动图像,则下列判断正确的是(  )
A.水面上不能形成干涉图样
B.由于水波波速未知,不能判断P点属振动加强点还是减弱点
C.P点属振动加强点
D.P点振动的振幅1cm
6.2019年4月10日人类第一次发布了世界上首张黑洞图像,利用了射电望远镜对电磁波的捕捉.下列关于波的说法,正确的是
A.两列波叠加一定会出现稳定的干涉图样
B.在干涉图样中,振动加强区域的质点,其位移始终保持最大;振动减弱区域的质点,其位移始终保持最小
C.只有障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或小得多,波才能发生衍射
D.当波源远离接收者时,接收者接收到的波的频率比波源频率低
7.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.绕正在发音的音叉为圆心走一圈,可以听到忽强忽弱的声音,这是多普勒效应现象
C.古代某和尚房里挂着的磐常自鸣自响,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
8.如图所示,S1、S2是振动情况完全相同的两个机械波波源,振幅为A,a、b、c三点分别位于S1、S2连线的中垂线上,且ab=bc,某时刻a是两列波的波峰相遇点,c是两列波的波谷相遇点,则(  )
A.a处质点的位移始终为2A
B.c处质点的位移始终为-2A
C.b处质点的振幅为0
D.c处质点的振幅为2A
9.如图所示表示两列相干水波的叠加情况,图中的实线表示波峰,虚线表示波谷。设两列波的振幅均为5 cm,且图示的范围内振幅不变,波速和波长分别为1m/s和0.5 m。C点是BE连线的中点,下列说法中正确的是(  )
A.C、E两点都保持静止不动
B.图示时刻A、B两点的竖直高度差为10 cm
C.图示时刻C点正处于平衡位置且向水面下运动
D.从图示的时刻起经0.25 s,B点通过的路程为20 cm
10.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
二、多选题
11.如图所示,位于原点的波源振动方程为y=8sinπt cm,t=0时刻开始沿y轴方向振动形成一列沿x轴正方向传播的简谐横波,在t=5 s时刻位于x轴上的M、N两质点间第一次出现图示波形,N的横坐标为x=20 m,下列叙述中正确的是________。
A.此时质点M的速度为零
B.波的传播速度为5 m/s
C.质点M的横坐标为x=15 m
D.质点M运动的路程为40 cm
E.若此波在传播过程中与另一列频率为2 Hz、振幅为4 cm的简谐横波相遇,相遇区域有的质点位移可能达到12 cm
12.两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,两波源分别位于x = - 0.2m和x = 1.2m处,传播速度均为m/s,振幅均为A = 2cm,图示为t = 0时刻两列波的图像(传播方向如图所示),此刻平衡位置处于x = 0.2m和x = 0.8m的P、Q两质点刚开始振动,质点M的平衡位置处于x = 0.5m处,则下列判断正确的是______________
A.质点P、Q的起振方向都沿y轴负方向
B.t = 1.5s时刻,质点P、Q都运动到M点
C.t = 1.5s时刻之前,质点M始终处于静止状态
D.t = 2.5s时M点处于平衡位置向y轴负方向运动
E.M点开始振动后做振幅为4cm,周期为2s的简谐振动
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.B
【解析】
【详解】
AC、无线电波的干涉信号可用于飞机降落的导航,飞机降落过程中,当接收到和的信号都保持最强时,表明飞机已对准跑道,即此时飞机接收到的信号为振动加强点,是与的干涉和与的干涉,而不是与的干涉;干涉要求两波源的频率相同,无线电波的干涉与强弱无关,故选项A、C错误;
B、飞机接收到的信号是的干涉波与的干涉波的叠加,因为与各自强弱分布稳定,故叠加后空间中波的强弱分布稳定,故选项B正确;
D、在跑道上接收和的信号都保持最强,但是与各自在空间的强弱分布不一定完全相同,故选项D错误;
故选选项B.
2.C
【解析】
【详解】
A、两列波源离P距离相同,它们的波速也相同,则它们会同时到达中点P的;
B、两列波相遇时,相互不干扰,各自仍保持原来的波形独立传播;
C、两列波相遇时,相互叠加,方向相同的位移则相加,相遇后各自仍保持原来的波形独立传播.P点波峰值不可达A1+A2;
D、两列波相遇时,振动方向相同的位移相加,则绳上波峰可达A1+A2的点只有一点,且在M点的左侧;
波的叠加满足矢量法则,当振动情况相同则相加,振动情况相反时则相减,且两列波互不干扰.
3.D
【解析】
【分析】
【详解】
因为a点是峰峰相遇点,则振动加强;b点是谷谷相遇点,则振动加强;c点是峰谷相遇点,振动减弱。
故选D。
4.B
【解析】
【详解】
ABCD.到两同相波源的路程差是波长的整数倍时,该点为振动加强点。在y轴上满足-y=nλ(n=0,1,2…)的点振动加强,则
可知n<3且n≠0,只有n=1和n=2的两点(0,4),(0,1.25)的振动是加强的,故B正确ACD错误。
故选B。
5.C
【解析】
【详解】
A.由S1、S2两波源的振动图像可直观看出,两波源的振幅分别为A1=2cm、A2=1cm,两波源的振动周期T1=T2=0.02s,所以两波源的振动频率相同,故满足波的干涉条件,能形成稳定的干涉图样,故A错误;
BC.由图像还可看出两波振动是同步的,可以知道在S1、S2的垂直平分线上的各点都满足振动加强的条件,故P为振动加强点,故C正确B错误;
D.两波在P点叠加时,S1的波峰与S2的波峰叠加时,合位移大小是3cm,当S1的波谷与S2的波谷相遇时,合位移大小是-3cm,故P点振动的振幅为3cm,故D错误。
故选C。
6.D
【解析】
【详解】
A.只有两列频率相同,相位差恒定的波叠加才会出现稳定的干涉图样,故A错误;
B. 在干涉图样中,振动加强区域的质点,只是振幅变大,其位移随时间周期性的变化;振动减弱区域的质点,只是振幅变小,其位移随时间周期性的变化.故B错误;
C. 衍射是波的特有属性,在任何条件下都会发生衍射,只有障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或小得多,波才会发生明显的衍射,故C错误;
D. 根据多普勒效应,当波源远离接收者时,接收者接收到的波的频率比波源频率低,故D正确.
7.C
【解析】
【详解】
在空房子里讲话,声音特别响,是声波的反射,A错误;绕正在发音的音叉为圆心走一圈,可以听到忽强忽弱的声音,是干涉现象,B错误;把耳朵贴在铁轨上可以听到远处的火车声,是声波在固体中传播比气体中快,D错误;古代某和尚房里挂着的磐常自鸣自响,属于声波的共鸣现象,C选项正确.
8.D
【解析】
【详解】
AB:S1、S2是振动情况完全相同的两个机械波波源,振幅为A;某时刻a是两列波的波峰相遇点,c是两列波的波谷相遇点;再经过,a是平衡位置相遇点,c是平衡位置相遇点;因此a、c处质点的位移是不断变化的.故AB两项错误.
CD:S1、S2是振动情况完全相同的两个机械波波源,振幅为A,a、b、c三点分别位于S1、S2连线的中垂线上,这三点的振幅均为2A.故C项错误,D项正确.
9.D
【解析】
【分析】
【详解】
AB.如图所示,频率相同的两列水波相叠加的现象.实线表波峰,虚线表波谷,则A、E是波峰与波峰相遇,B点是波谷与波谷相遇,C是平衡位置相遇处,它们均属于振动加强区;由于振幅是5cm,A点是波峰与波峰相遇,则A点相对平衡位置高10cm,
而B点是波谷与波谷相遇,则B点相对平衡低10cm,所以A、B相差20cm, AB错误;
C.由图可知,下一波峰将从E位置传播到C位置,则图示时刻C点正处于平衡位置且向水面上运动,C错误;
D.波的周期
从图示时刻起经0.25s,B质点通过的路程为
2A=20cm
故D正确。
故选D。
10.C
【解析】
【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。
11.BCE
【解析】
【详解】
A.此时质点M在平衡位置,其速度最大,故A错误;
B.由波源振动方程为y=8sinπtcm,可得波的初相位为0,即波源的起振方向向上,周期为
由于传播时间为△t=5s=2T+T,所以传播距离为△x=2λ+λ,若此波刚好传播到N点,则根据波的传播方向,可知N质点向下起振,与题不符,故可知传播距离为△x=20m+λ,则可知波长为λ=10m,所以波速为
故B正确;
C.由前面的分析可知M质点的横坐标为xM=20m ×10m=15m,故C正确;
D.由前面的分析及题意可知质点M的振动时间为△t=5s s=2s,即质点M振动一个周期,故其运动的路程为s=4A=4×8cm=32cm,故D错误;
E.由前面的分析,可知此波的频率为0.5Hz,若此波在传播过程中与另一列频率为2Hz、振幅为4cm的简谱横波相遇,有些质点刚好是两列波的波峰与波峰相叠加,质点位移可能达到A1+A2=12cm,故E正确。
故选BCE。
12.ACE
【解析】
【分析】
【详解】
A.两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,则质点P、Q的起振方向均沿y轴负方向运动,A正确;
B.波在传播的过程中,个质点只在平衡位置附近振动,不随波传播,B错误;
C.由图知波长λ = 0.4m,由
该波的周期为
s = 2s
两列波传到M的时间为
当t = 1.5s时刻M点开始振动,C正确;
D.t = 2.5s时质点M开始振动了,从平衡位置沿y轴负方向振动到了平衡位置,向上振动,D错误;
E.两列波的周期相同,即频率相同,在M点叠加,故做M点开始振动后做振幅为4cm,周期为2s的简谐振动,E正确。
故选ACE。
【名师点睛】
本题要掌握波的独立传播原理:两列波相遇后保持原来的性质不变。理解波的叠加遵守矢量合成法则,例如当该波的波峰与波峰相遇时,此处相对平衡位置的位移为振幅的二倍;当波峰与波谷相遇时此处的位移为零。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页