人教版物理高二选修3-4 12.4波的衍射和干涉同步练习
一、选择题
1．下列关于波的衍射的说法正确的是( )
A．衍射是一切波特有的现象
B．对同一列波，缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多或比波长更小时，衍射现象明显
C．只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象
D．声波容易发生衍射现象是由于声波波长较大
2．“闻其声而不见其人”是因为一般障碍物的尺寸( )
A．跟声波波长相差不大，使声波发生明显衍射
B．比声波波长大得多，声波不能发生衍射
C．可以跟光波波长相比较，使光波也发生衍射
D．比光波波长大得多，故光波不能发生明显衍射
3．波长为60 m和17 m的两列声波在空气中传播时，下列叙述正确的是( )
A．波长60 m的声波比17 m的声波传播速度慢
B．波长60 m的声波比17 m的声波频率小
C．波长60 m的声波比17 m的声波易发生衍射
D．波长60 m的声波不能被反射
4．如图所示是利用发波水槽观察到的水波衍射图象，从图象可知( )
A．B测波是衍射波
B．A侧波速与B侧波速相等
C．减小挡板间距离，衍射波的波长将减小
D．增大挡板间距离，衍射现象将更明显
5．在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子振动频率是5Hz，水波在水槽中的传播速度为0.05m/s，为观察到显著的衍射现象，小孔直径D应为( )
A．10cm B．5cm C．D>1cm D．D<1cm
6．在空气中的同一区域内，两列声波波源的振动情况如图所示，可以肯定的是( )
A．A波源的频率为B波源频率的2倍
B．A波的波长为B波波长的2倍
C．B两列波叠加能产生稳定的干涉
D．通过同一狭缝，A波的衍射效果比B波明显
7．关于干涉和衍射现象，下列说法正确的是( )
A．两列波在介质中叠加，一定产生干涉现象
B．因衍射是波特有的特征，所以波遇到障碍物时一定能发生明显衍射现象
C．叠加规律适用于一切波
D．只有频率相同的两列波叠加才能产生稳定的干涉现象
8．关于波的衍射现象，下列说法中正确的是( )
A．某些波在一定条件下才有衍射现象
B．某些波在任何情况下都有衍射现象
C．一切波在一定条件下才有衍射现象
D．一切波在任何情况下都有衍射现象
9．下列现象属于波的衍射现象的是（）
A．在空旷的山谷里喊叫，可以听到回声
B．“空山不见人，但闻人语响”
C．“余音绕梁，三日而不绝”
D．夏日的雷声有时轰鸣不绝
10．已知空气中的声速为340 m/s，现有几种声波：(1)周期为1/20 s；(2)频率为30 Hz；(3)波长为10 m，它们传播时若遇到宽度均为9.5 m的障碍物，能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
11．关于波的衍射现象，下列说法正确的是( )
A．当孔的尺寸比波长大时，一定不会发生衍射现象
B．只有孔的尺寸与波长相差不多，或者比波长还小时才会观察到明显的衍射现象
C．只有波才有衍射现象
D．以上说法均不正确
12．关于衍射，下列说法正确的是( )
A．发生衍射就是波传到障碍物或孔的后面
B．发生衍射的同时把波源的能量传播到“衍射”区域
C．衍射只有波才能发生
D．只有孔才能发生衍射，一块挡板不可能发生波的衍射
13．如下图所示是水波遇到小孔或障碍物后的图象，图中每两条实线间的距离约为一个波长，则其中可能出现的图象是( )
A． B．
C． D．
14．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 B．阴影Ⅰ以外区域
C．阴影Ⅱ以外区域 D．上述答案均不对
15．音箱装饰布网既美观又能阻止灰尘进入音箱内部，但是它又有不利的一面，对于音箱发出的声音来说，布网就成了障碍物，它阻碍了声音的传播，造成了声音失真，有的生产厂家就把装饰布网安装了子母扣，这样听音乐时就可以把布网卸下来，从而获得高保真的听觉效果，听同样的音乐不卸下布网和卸下布网相比较，你认为声音损失掉的主要是( )
A．高频部分 B．低频部分 C．中频部分 D．不能确定
二、填空题
16．波可以 障碍物继续传播，这种现象叫做波的衍射．衍射是波 的现象． 都能发生衍射现象，只是有的明显，有的不明显而已．波的直线传播只是在衍射不明显时的近似．
17．只有当缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长 ，或者 时，才能观察到明显的衍射现象．
18．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 。
19．水波通过小孔，发生了一定程度的衍射，为使衍射现象更明显，可以选用的方法是
。
20．一简谐横波沿x轴正向传播，图1是t＝0时刻的波形图，图2是介质中某质点的振动图象，则该质点的x坐标值合理的是 。
三、解答题
21．既然衍射是波的特有现象，也就是说一切波都会发生衍射现象，为什么一般情况
下我们都观察不到衍射现象？一般情况下，什么样的波容易产生显著的衍射现象？孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长的关系是决定衍射能否发生的条件吗？
22．把M、N两块挡板中间的空隙当做一个“小孔”做水波的衍射实验，出现了如图所示的图样，位置P处的水没有振动起来，现要使挡板左边的振动传到P处，在不改变挡板M的左右位置和P点位置的情况下，可以采用哪些办法？
23．已知空气中的声速为340m/s，现有周期为 和频率为1×104Hz的两种声波，当它们传播时若遇到宽度约为13m的障碍物，哪种声波发生的衍射现象较明显
24．甲、乙两人分乘两只小船在湖中钓鱼，两船相距24 m．有一列水波在湖面上传播，使每只船每分钟上下浮动20次，当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有5
个波峰．
（1）此水波的波长为多少？波速为多少？
（2）若此波在传播过程中遇到一根竖立的电线杆，是否会发生明显的衍射现象？
（3）若该波经过一跨度为30 m的桥洞，桥墩直径为3 m，桥墩处能否看到明显衍射？
（4）若该桥为一3 m宽的涵洞，洞后能否发生明显衍射？
25．一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图所示，介质中质点P、Q分别位于x＝2 m、x＝4 m处。从t＝0时刻开始计时，当t＝15 s时质点Q刚好第4次到达波峰。
（1）求波速。
（2）写出质点P做简谐运动的表达式(不要求推导过程)。
答案解析部分
1．【答案】A,B,D
【知识点】波的衍射现象
【解析】【解答】衍射是一切波特有的现象，所以选项A正确，C错误；发生明显的衍射现象是有条件的，只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多或比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象，所以选项B是正确的；声波的波长在1.7 cm到17 m之间，一般常见的障碍物或孔的大小可与之相比，正是由于声波波长较大，声波容易发生衍射现象，所以选项D也是正确的．
【分析】波发生衍射的条件是：孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或者比波长更小，但如果孔、缝的宽度或障碍物的尺寸就不能发生明显的衍射现象。
2．【答案】A,D
【知识点】波的衍射现象
【解析】【解答】衍射是一切波特有的现象。
【分析】波发生衍射的条件是：孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或者比波长更小，但如果孔、缝的宽度或障碍物的尺寸就不能发生明显的衍射现象。
3．【答案】B,C
【知识点】声波及其应用
【解析】【解答】不管波长长度为多少，声波在空气中的传播速度都约为340 m/s，由波长、声速、频率关系可知 ，波长越长，频率越小，所以A错误，B正确．由发生明显衍射的条件可知，波长较长，发生衍射较容易，C正确．任何波都可以发生反射，D错误．
【分析】波发生衍射的条件是：孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或者比波长更小，但如果孔、缝的宽度或障碍物的尺寸就不能发生明显的衍射现象。
4．【答案】B
【知识点】波的衍射现象
【解析】【解答】小孔是衍射波的波源，A侧是衍射波，A错．在同一种介质中，波速相等，故B正确；根据波速、波长和频率的关系式 ，由于波速和频率不变，故波长不变，故C错误；波长越长越容易发生衍射现象，与波的频率和振幅没有关系，在波长无法改变的情况下可以减小挡板间距，故D错误
【分析】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 时肯定发生明显的衍射．
5．【答案】D
【知识点】波的衍射现象
【解析】【解答】在水槽中激发的水波波长为 ，要求在小孔后产生显著的衍射现象，应取小孔的尺寸 小于 波长。
【分析】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 时肯定发生明显的衍射．
6．【答案】B,D
【知识点】波的干涉现象；声波及其应用
【解析】【解答】由波的图像可以看出，A波的周期是B波的2倍，因为波速相等(同一介质)，由波速公式 可知A波的波长等于B波的2倍，故A错而B正确；两列波相干的条件是频率必须相等，可知A、B两列波叠加不会产生稳定的干涉，C错误；波长越长，衍射现象越明显，故D选项正确。
【分析】两列波相遇时振动情况相同时振动加强，振动情况相反时振动减弱．两列频率相同的相干波，当波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强，当波峰与波谷相遇时振动减弱，则振动情况相同时振动加强；振动情况相反时振动减弱．
7．【答案】C,D
【知识点】波的衍射现象；波的干涉现象
【解析】【解答】频率相同是 干涉的必要条件，A错，D对；一切波在任何条件下都能发生衍射现象，但只有障 碍物的尺寸与波长相差不多，或比波长小时，衍射现象才最明显，B错；波的叠加没有 条件，C对。
【分析】波的干涉条件：两列波频率完全相同，会出现稳定的干涉现象．而波的衍射则是能绕过障碍物继续向前传播的现象，产生明显衍射现象的条件是：孔或障碍物的尺寸比波长要小得多或相差不大。
8．【答案】D
【知识点】波的衍射现象
【解析】【解答】衍射现象是波在传播过程中所特有的特征，没有条件，故一切波在任何情况下都有衍射现象，只是有的明显，有的不明显，故D正确．
【分析】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 时肯定发生明显的衍射．
9．【答案】B
【知识点】光的衍射
【解析】【解答】A、空旷的山谷里叫喊，可以听到回声，这是声波的反射现象，故A错误．
B、波遇到障碍物或小孔后通过散射继续传播的现象叫做波的衍射，“空山不见人，但闻人语响”是声波的衍射现象．故B正确．
C、“余音绕梁，三日而不绝”，是声波的反射，故C错误；
D、雷声有时轰鸣不绝，也是声波的反射，故D错误．
故选：B．
【分析】衍射又称为绕射，波遇到障碍物或小孔后通过散射继续传播的现象．衍射现象是波的特有现象，一切波都会发生衍射现象．发生明显衍射的条件是孔径、障碍物尺寸小于波长或者与波长相差不大．
10．【答案】D
【知识点】波长、波速与频率的关系；波的衍射现象
【解析】【解答】（1） ， 得 ，则 ，(2) ，(3) ，而障碍物宽度 ，比三种波的波长都小，所以D正确．
【分析】判断能否发生明显衍射的方法是比较波长与障碍物的尺寸的大小关系．
11．【答案】B
【知识点】波的衍射现象
【解析】【解答】当孔的尺寸比波长大时，会发生衍射现象，只不过不明显．只有当孔、缝或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才会发生明显衍射现象，切不可把此条件用来判断波是否发生了衍射现象．
【分析】判断能否发生明显衍射的方法是比较波长与障碍物的尺寸的大小关系。
12．【答案】A,B,C
【知识点】波的衍射现象
【解析】【解答】波在发生衍射时，其衍射区域的质点振动，因此具有能量．小孔或障碍物只要满足条件都能发生明显的衍射现象，D不正确
【分析】判断能否发生明显衍射的方法是比较波长与障碍物的尺寸的大小关系。
13．【答案】A,B
【知识点】波的衍射现象
【解析】【解答】根据发生明显衍射的条件，即当波的波长与小孔或障碍物得尺寸相当，或大于小孔和障碍物的尺寸，会发生明显的衍射，知A、B正确。
【分析】要使发生明显的衍射现象，必须使得孔或阻碍物的尺寸比水波的波长要小得多或相差不大
14．【答案】B
【知识点】波的衍射现象
【解析】【解答】从题图中可以看出挡板A比波长大的多，因此波不会绕过挡板A，而小孔B的大小与波长差不多，能发生明显的衍射现象，故B正确．
【分析】要使发生明显的衍射现象，必须使得孔或阻碍物的尺寸比水波的波长要小或相差不大。
15．【答案】A
【知识点】波的衍射现象
【解析】【解答】由 知，波速一定时，频率越高、波长越小。波长越小，越不易发生衍射现象，故不卸布网损失掉的主要是高频部分，所以选项A正确。
【分析】当声波波长较长时会发生明显的衍射，即绕过障碍物继续传播。
16．【答案】绕过；特有；一切波
【知识点】波的衍射现象
【解析】【解答】波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫做波的衍射。
【分析】加强概念的理解。
17．【答案】相差不多；比波长更小
【知识点】波的衍射现象
【解析】【解答】只有当缝、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。
【分析】发生明显衍射现象的条件。
18．【答案】D<1 Cm
【知识点】波的衍射现象
【解析】【解答】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 ，即孔径D应与1 Cm相当或比它还小．
【分析】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。
19．【答案】减小小孔尺寸或者减小水波频率
【知识点】波的衍射现象
【解析】【解答】根据发生明显衍射的条件，可知本题中要使现象更明显，可采取：减小小孔直径或增大水波波长，或同时减小小孔直径、增大水波波长，所以选项B正确，A错误；改变频率表面看对现象好像没影响，但情景中是水波，介质已确定，由 知：若f改变了，λ也会改变，就会影响衍射发生的明显程度，因此欲增大波长，必减小水波频率，故C错，D正确．
【分析】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。
20．【答案】2.5 m
【知识点】简谐运动的表达式与图象；横波的图象
【解析】【解答】由图2知，t＝0时刻此质点相对平衡位置的位移为－0.15 m，且振动方向向下，图1中符合此要求的点在2～3 m之间。
【分析】由波形图可以求出波长，由质点的振动图象可以求出周期，知道波长与周期可以求出波速；
介质中的质点只在平衡位置附近振动，并不随波迁移；由波的传播方向可以判断出质点的振动方向，然后分析质点的振动情况。
21．【答案】一切波都能发生衍射现象，但很多情况下因波长与障碍物或孔、缝的宽度相比较小，衍射现象极不明显，所以看不清或看不到衍射现象．波长较长的波容易产生显著的衍射现象．不是．波发生衍射现象没有条件，孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长的关系只是决定波能否发生明显衍射的条件．
【知识点】波的衍射现象
【解析】【分析】波在任何情况下都有衍射现象，有明显和不明显的区别．孔、缝的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多或比波长更小，是发生明显衍射的条件．
22．【答案】波发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸与波长相差不多，或者比波长更小，所以要使P点振动起来，有两种方法：一是减小孔的尺寸，二是增大波的波长。N板向上移，可以减小孔的尺寸；由 可知，水波的波速一定，减小波源的频率可以增大水波的波长。故使挡板左边的振动传到P处可以采用的方法是N板上移，或减小波源振动的频率。
【知识点】波的衍射现象
【解析】【分析】波发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸与波长相差不多，或者比波长更小。
23．【答案】据发生明显衍射现象的条件进行处理。周期为 的声波的波长为
频率为 的声波的波长为 。
因为障碍物的尺寸为13m，所以周期为 的声波比频率为 的声波的衍射现象明显。
【知识点】波长、波速与频率的关系；波的衍射现象
【解析】 【分析】衍射是指波遇到障碍物或小孔后通过散射继续传播的现象．衍射现象是波的特有现象，一切波都会发生衍射现象．发生明显衍射的条件是孔径、障碍物尺寸小于波长或者与波长相差不大．根据波速公式求出两列波的波长，即可比较。
24．【答案】（1）由题意知：周期
设波长为λ，则 ，
由v＝得，v＝ m/s＝ m/s.
（2）由于 ，大于竖立电线杆的直径，所以此波通过竖立的电线杆时会发生明显的衍射现象．
（3）由于 ，所以此波无论是通过直径为3 m的桥墩，还是通过宽为3 m的涵洞，都能发生明显的衍射现象．
（4）由于 ，所以此波无论是通过直径为3 m的桥墩，还是通过宽为3 m的涵洞，都能发生明显的衍射现象．
【知识点】波长、波速与频率的关系；波的干涉现象
【解析】【分析】两船之间的距离等于一个半波长，即可求出波长，由每只船每分钟上下浮动20次，求出每秒振动的次数即为频率，再由波速公式 求波速．一切波都会发生衍射现象．发生明显衍射的条件是孔径、障碍物尺寸小于波长或者与波长相差不大．根据波速公式求出两列波的波长，即可比较。
25．【答案】（1）设简谐横波的波速为v，波长为λ，周期为T，由图象知 。由题意知
t ①
②
联立①②式，代入数据得
（2）质点P做简谐运动的表达式为
【知识点】横波的图象
【解析】 【分析】（1）根据波形图得到波长；从t=0时刻开始计时，当t=15s时质点Q刚好第4次到达波峰，判断出周期；然后根据 计算波速；（2）根据波形图得到振幅A，然后根据公式 列式求解。
1 / 1人教版物理高二选修3-4 12.4波的衍射和干涉同步练习
一、选择题
1．下列关于波的衍射的说法正确的是( )
A．衍射是一切波特有的现象
B．对同一列波，缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多或比波长更小时，衍射现象明显
C．只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象
D．声波容易发生衍射现象是由于声波波长较大
【答案】A,B,D
【知识点】波的衍射现象
【解析】【解答】衍射是一切波特有的现象，所以选项A正确，C错误；发生明显的衍射现象是有条件的，只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多或比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象，所以选项B是正确的；声波的波长在1.7 cm到17 m之间，一般常见的障碍物或孔的大小可与之相比，正是由于声波波长较大，声波容易发生衍射现象，所以选项D也是正确的．
【分析】波发生衍射的条件是：孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或者比波长更小，但如果孔、缝的宽度或障碍物的尺寸就不能发生明显的衍射现象。
2．“闻其声而不见其人”是因为一般障碍物的尺寸( )
A．跟声波波长相差不大，使声波发生明显衍射
B．比声波波长大得多，声波不能发生衍射
C．可以跟光波波长相比较，使光波也发生衍射
D．比光波波长大得多，故光波不能发生明显衍射
【答案】A,D
【知识点】波的衍射现象
【解析】【解答】衍射是一切波特有的现象。
【分析】波发生衍射的条件是：孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或者比波长更小，但如果孔、缝的宽度或障碍物的尺寸就不能发生明显的衍射现象。
3．波长为60 m和17 m的两列声波在空气中传播时，下列叙述正确的是( )
A．波长60 m的声波比17 m的声波传播速度慢
B．波长60 m的声波比17 m的声波频率小
C．波长60 m的声波比17 m的声波易发生衍射
D．波长60 m的声波不能被反射
【答案】B,C
【知识点】声波及其应用
【解析】【解答】不管波长长度为多少，声波在空气中的传播速度都约为340 m/s，由波长、声速、频率关系可知 ，波长越长，频率越小，所以A错误，B正确．由发生明显衍射的条件可知，波长较长，发生衍射较容易，C正确．任何波都可以发生反射，D错误．
【分析】波发生衍射的条件是：孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或者比波长更小，但如果孔、缝的宽度或障碍物的尺寸就不能发生明显的衍射现象。
4．如图所示是利用发波水槽观察到的水波衍射图象，从图象可知( )
A．B测波是衍射波
B．A侧波速与B侧波速相等
C．减小挡板间距离，衍射波的波长将减小
D．增大挡板间距离，衍射现象将更明显
【答案】B
【知识点】波的衍射现象
【解析】【解答】小孔是衍射波的波源，A侧是衍射波，A错．在同一种介质中，波速相等，故B正确；根据波速、波长和频率的关系式 ，由于波速和频率不变，故波长不变，故C错误；波长越长越容易发生衍射现象，与波的频率和振幅没有关系，在波长无法改变的情况下可以减小挡板间距，故D错误
【分析】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 时肯定发生明显的衍射．
5．在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子振动频率是5Hz，水波在水槽中的传播速度为0.05m/s，为观察到显著的衍射现象，小孔直径D应为( )
A．10cm B．5cm C．D>1cm D．D<1cm
【答案】D
【知识点】波的衍射现象
【解析】【解答】在水槽中激发的水波波长为 ，要求在小孔后产生显著的衍射现象，应取小孔的尺寸 小于 波长。
【分析】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 时肯定发生明显的衍射．
6．在空气中的同一区域内，两列声波波源的振动情况如图所示，可以肯定的是( )
A．A波源的频率为B波源频率的2倍
B．A波的波长为B波波长的2倍
C．B两列波叠加能产生稳定的干涉
D．通过同一狭缝，A波的衍射效果比B波明显
【答案】B,D
【知识点】波的干涉现象；声波及其应用
【解析】【解答】由波的图像可以看出，A波的周期是B波的2倍，因为波速相等(同一介质)，由波速公式 可知A波的波长等于B波的2倍，故A错而B正确；两列波相干的条件是频率必须相等，可知A、B两列波叠加不会产生稳定的干涉，C错误；波长越长，衍射现象越明显，故D选项正确。
【分析】两列波相遇时振动情况相同时振动加强，振动情况相反时振动减弱．两列频率相同的相干波，当波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强，当波峰与波谷相遇时振动减弱，则振动情况相同时振动加强；振动情况相反时振动减弱．
7．关于干涉和衍射现象，下列说法正确的是( )
A．两列波在介质中叠加，一定产生干涉现象
B．因衍射是波特有的特征，所以波遇到障碍物时一定能发生明显衍射现象
C．叠加规律适用于一切波
D．只有频率相同的两列波叠加才能产生稳定的干涉现象
【答案】C,D
【知识点】波的衍射现象；波的干涉现象
【解析】【解答】频率相同是 干涉的必要条件，A错，D对；一切波在任何条件下都能发生衍射现象，但只有障 碍物的尺寸与波长相差不多，或比波长小时，衍射现象才最明显，B错；波的叠加没有 条件，C对。
【分析】波的干涉条件：两列波频率完全相同，会出现稳定的干涉现象．而波的衍射则是能绕过障碍物继续向前传播的现象，产生明显衍射现象的条件是：孔或障碍物的尺寸比波长要小得多或相差不大。
8．关于波的衍射现象，下列说法中正确的是( )
A．某些波在一定条件下才有衍射现象
B．某些波在任何情况下都有衍射现象
C．一切波在一定条件下才有衍射现象
D．一切波在任何情况下都有衍射现象
【答案】D
【知识点】波的衍射现象
【解析】【解答】衍射现象是波在传播过程中所特有的特征，没有条件，故一切波在任何情况下都有衍射现象，只是有的明显，有的不明显，故D正确．
【分析】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 时肯定发生明显的衍射．
9．下列现象属于波的衍射现象的是（）
A．在空旷的山谷里喊叫，可以听到回声
B．“空山不见人，但闻人语响”
C．“余音绕梁，三日而不绝”
D．夏日的雷声有时轰鸣不绝
【答案】B
【知识点】光的衍射
【解析】【解答】A、空旷的山谷里叫喊，可以听到回声，这是声波的反射现象，故A错误．
B、波遇到障碍物或小孔后通过散射继续传播的现象叫做波的衍射，“空山不见人，但闻人语响”是声波的衍射现象．故B正确．
C、“余音绕梁，三日而不绝”，是声波的反射，故C错误；
D、雷声有时轰鸣不绝，也是声波的反射，故D错误．
故选：B．
【分析】衍射又称为绕射，波遇到障碍物或小孔后通过散射继续传播的现象．衍射现象是波的特有现象，一切波都会发生衍射现象．发生明显衍射的条件是孔径、障碍物尺寸小于波长或者与波长相差不大．
10．已知空气中的声速为340 m/s，现有几种声波：(1)周期为1/20 s；(2)频率为30 Hz；(3)波长为10 m，它们传播时若遇到宽度均为9.5 m的障碍物，能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
【答案】D
【知识点】波长、波速与频率的关系；波的衍射现象
【解析】【解答】（1） ， 得 ，则 ，(2) ，(3) ，而障碍物宽度 ，比三种波的波长都小，所以D正确．
【分析】判断能否发生明显衍射的方法是比较波长与障碍物的尺寸的大小关系．
11．关于波的衍射现象，下列说法正确的是( )
A．当孔的尺寸比波长大时，一定不会发生衍射现象
B．只有孔的尺寸与波长相差不多，或者比波长还小时才会观察到明显的衍射现象
C．只有波才有衍射现象
D．以上说法均不正确
【答案】B
【知识点】波的衍射现象
【解析】【解答】当孔的尺寸比波长大时，会发生衍射现象，只不过不明显．只有当孔、缝或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才会发生明显衍射现象，切不可把此条件用来判断波是否发生了衍射现象．
【分析】判断能否发生明显衍射的方法是比较波长与障碍物的尺寸的大小关系。
12．关于衍射，下列说法正确的是( )
A．发生衍射就是波传到障碍物或孔的后面
B．发生衍射的同时把波源的能量传播到“衍射”区域
C．衍射只有波才能发生
D．只有孔才能发生衍射，一块挡板不可能发生波的衍射
【答案】A,B,C
【知识点】波的衍射现象
【解析】【解答】波在发生衍射时，其衍射区域的质点振动，因此具有能量．小孔或障碍物只要满足条件都能发生明显的衍射现象，D不正确
【分析】判断能否发生明显衍射的方法是比较波长与障碍物的尺寸的大小关系。
13．如下图所示是水波遇到小孔或障碍物后的图象，图中每两条实线间的距离约为一个波长，则其中可能出现的图象是( )
A． B．
C． D．
【答案】A,B
【知识点】波的衍射现象
【解析】【解答】根据发生明显衍射的条件，即当波的波长与小孔或障碍物得尺寸相当，或大于小孔和障碍物的尺寸，会发生明显的衍射，知A、B正确。
【分析】要使发生明显的衍射现象，必须使得孔或阻碍物的尺寸比水波的波长要小得多或相差不大
14．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 B．阴影Ⅰ以外区域
C．阴影Ⅱ以外区域 D．上述答案均不对
【答案】B
【知识点】波的衍射现象
【解析】【解答】从题图中可以看出挡板A比波长大的多，因此波不会绕过挡板A，而小孔B的大小与波长差不多，能发生明显的衍射现象，故B正确．
【分析】要使发生明显的衍射现象，必须使得孔或阻碍物的尺寸比水波的波长要小或相差不大。
15．音箱装饰布网既美观又能阻止灰尘进入音箱内部，但是它又有不利的一面，对于音箱发出的声音来说，布网就成了障碍物，它阻碍了声音的传播，造成了声音失真，有的生产厂家就把装饰布网安装了子母扣，这样听音乐时就可以把布网卸下来，从而获得高保真的听觉效果，听同样的音乐不卸下布网和卸下布网相比较，你认为声音损失掉的主要是( )
A．高频部分 B．低频部分 C．中频部分 D．不能确定
【答案】A
【知识点】波的衍射现象
【解析】【解答】由 知，波速一定时，频率越高、波长越小。波长越小，越不易发生衍射现象，故不卸布网损失掉的主要是高频部分，所以选项A正确。
【分析】当声波波长较长时会发生明显的衍射，即绕过障碍物继续传播。
二、填空题
16．波可以 障碍物继续传播，这种现象叫做波的衍射．衍射是波 的现象． 都能发生衍射现象，只是有的明显，有的不明显而已．波的直线传播只是在衍射不明显时的近似．
【答案】绕过；特有；一切波
【知识点】波的衍射现象
【解析】【解答】波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫做波的衍射。
【分析】加强概念的理解。
17．只有当缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长 ，或者 时，才能观察到明显的衍射现象．
【答案】相差不多；比波长更小
【知识点】波的衍射现象
【解析】【解答】只有当缝、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。
【分析】发生明显衍射现象的条件。
18．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 。
【答案】D<1 Cm
【知识点】波的衍射现象
【解析】【解答】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 ，即孔径D应与1 Cm相当或比它还小．
【分析】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。
19．水波通过小孔，发生了一定程度的衍射，为使衍射现象更明显，可以选用的方法是
。
【答案】减小小孔尺寸或者减小水波频率
【知识点】波的衍射现象
【解析】【解答】根据发生明显衍射的条件，可知本题中要使现象更明显，可采取：减小小孔直径或增大水波波长，或同时减小小孔直径、增大水波波长，所以选项B正确，A错误；改变频率表面看对现象好像没影响，但情景中是水波，介质已确定，由 知：若f改变了，λ也会改变，就会影响衍射发生的明显程度，因此欲增大波长，必减小水波频率，故C错，D正确．
【分析】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。
20．一简谐横波沿x轴正向传播，图1是t＝0时刻的波形图，图2是介质中某质点的振动图象，则该质点的x坐标值合理的是 。
【答案】2.5 m
【知识点】简谐运动的表达式与图象；横波的图象
【解析】【解答】由图2知，t＝0时刻此质点相对平衡位置的位移为－0.15 m，且振动方向向下，图1中符合此要求的点在2～3 m之间。
【分析】由波形图可以求出波长，由质点的振动图象可以求出周期，知道波长与周期可以求出波速；
介质中的质点只在平衡位置附近振动，并不随波迁移；由波的传播方向可以判断出质点的振动方向，然后分析质点的振动情况。
三、解答题
21．既然衍射是波的特有现象，也就是说一切波都会发生衍射现象，为什么一般情况
下我们都观察不到衍射现象？一般情况下，什么样的波容易产生显著的衍射现象？孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长的关系是决定衍射能否发生的条件吗？
【答案】一切波都能发生衍射现象，但很多情况下因波长与障碍物或孔、缝的宽度相比较小，衍射现象极不明显，所以看不清或看不到衍射现象．波长较长的波容易产生显著的衍射现象．不是．波发生衍射现象没有条件，孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长的关系只是决定波能否发生明显衍射的条件．
【知识点】波的衍射现象
【解析】【分析】波在任何情况下都有衍射现象，有明显和不明显的区别．孔、缝的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多或比波长更小，是发生明显衍射的条件．
22．把M、N两块挡板中间的空隙当做一个“小孔”做水波的衍射实验，出现了如图所示的图样，位置P处的水没有振动起来，现要使挡板左边的振动传到P处，在不改变挡板M的左右位置和P点位置的情况下，可以采用哪些办法？
【答案】波发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸与波长相差不多，或者比波长更小，所以要使P点振动起来，有两种方法：一是减小孔的尺寸，二是增大波的波长。N板向上移，可以减小孔的尺寸；由 可知，水波的波速一定，减小波源的频率可以增大水波的波长。故使挡板左边的振动传到P处可以采用的方法是N板上移，或减小波源振动的频率。
【知识点】波的衍射现象
【解析】【分析】波发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸与波长相差不多，或者比波长更小。
23．已知空气中的声速为340m/s，现有周期为 和频率为1×104Hz的两种声波，当它们传播时若遇到宽度约为13m的障碍物，哪种声波发生的衍射现象较明显
【答案】据发生明显衍射现象的条件进行处理。周期为 的声波的波长为
频率为 的声波的波长为 。
因为障碍物的尺寸为13m，所以周期为 的声波比频率为 的声波的衍射现象明显。
【知识点】波长、波速与频率的关系；波的衍射现象
【解析】 【分析】衍射是指波遇到障碍物或小孔后通过散射继续传播的现象．衍射现象是波的特有现象，一切波都会发生衍射现象．发生明显衍射的条件是孔径、障碍物尺寸小于波长或者与波长相差不大．根据波速公式求出两列波的波长，即可比较。
24．甲、乙两人分乘两只小船在湖中钓鱼，两船相距24 m．有一列水波在湖面上传播，使每只船每分钟上下浮动20次，当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有5
个波峰．
（1）此水波的波长为多少？波速为多少？
（2）若此波在传播过程中遇到一根竖立的电线杆，是否会发生明显的衍射现象？
（3）若该波经过一跨度为30 m的桥洞，桥墩直径为3 m，桥墩处能否看到明显衍射？
（4）若该桥为一3 m宽的涵洞，洞后能否发生明显衍射？
【答案】（1）由题意知：周期
设波长为λ，则 ，
由v＝得，v＝ m/s＝ m/s.
（2）由于 ，大于竖立电线杆的直径，所以此波通过竖立的电线杆时会发生明显的衍射现象．
（3）由于 ，所以此波无论是通过直径为3 m的桥墩，还是通过宽为3 m的涵洞，都能发生明显的衍射现象．
（4）由于 ，所以此波无论是通过直径为3 m的桥墩，还是通过宽为3 m的涵洞，都能发生明显的衍射现象．
【知识点】波长、波速与频率的关系；波的干涉现象
【解析】【分析】两船之间的距离等于一个半波长，即可求出波长，由每只船每分钟上下浮动20次，求出每秒振动的次数即为频率，再由波速公式 求波速．一切波都会发生衍射现象．发生明显衍射的条件是孔径、障碍物尺寸小于波长或者与波长相差不大．根据波速公式求出两列波的波长，即可比较。
25．一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图所示，介质中质点P、Q分别位于x＝2 m、x＝4 m处。从t＝0时刻开始计时，当t＝15 s时质点Q刚好第4次到达波峰。
（1）求波速。
（2）写出质点P做简谐运动的表达式(不要求推导过程)。
【答案】（1）设简谐横波的波速为v，波长为λ，周期为T，由图象知 。由题意知
t ①
②
联立①②式，代入数据得
（2）质点P做简谐运动的表达式为
【知识点】横波的图象
【解析】 【分析】（1）根据波形图得到波长；从t=0时刻开始计时，当t=15s时质点Q刚好第4次到达波峰，判断出周期；然后根据 计算波速；（2）根据波形图得到振幅A，然后根据公式 列式求解。
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