12.4波的衍射和干涉 试卷（含答案） (2)
文档属性
| 名称 | 12.4波的衍射和干涉 试卷（含答案） (2) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 85.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2016-12-06 12:17:24 | ||
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文档简介
12.4波的衍射和干涉
试卷（含答案）
1.“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:AD
2.如图甲所示,沿一条直线相向传播的两列波的振幅和波长均相等,当它们相遇时可能出现的波形是图乙所示的( )
甲
乙
答案:BC
解析:当两列波的前半个波形(或后半个波形)相遇时,根据波的叠加原理,在前半个波形(或后半个波形)重叠的区域内所有的质点振动的合位移为零,而两列波的后半个波形(或前半个波形)保持不变,B正确。当两列波完全相遇时(即重叠在一起),由波的叠加原理可知,所有质点振动的位移均等于每列波单独传播时引起的位移的矢量和,使得所有的质点振动的位移加倍。C正确。
3.两列波相叠加发生了稳定的干涉现象,那么( )
A.两列波的频率不一定相同
B.振动加强区域的各质点都在波峰上
C.振动加强的区域始终加强,振动减弱的区域始终减弱
D.振动加强的区域和振动减弱的区域不断周期性地交换位置
答案:C
解析:两列波发生稳定的干涉现象的条件是两列波的频率相同且相位差恒定,故A错;且振动加强区始终加强,振动减弱区始终减弱,形成稳定的干涉图样,C对,D错;振动加强区域的各质点振幅最大,它们也在自己的平衡位置附近振动,并不是只在波峰上,B错。
4.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:CD
解析: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。
5.如图所示,S1、S2是振动情况完全相同的两个机械波源,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2A
D.c处质点的振幅为2A
答案:CD
解析:不管是波峰与波峰相遇,还是波谷与波谷相遇的点,都是振动加强点,即a、c均为加强点,则a、c两点的振幅为两列波振幅之和,即为2A,但其位移是随时间周期性变化的,所以A、B项错,D项正确。因为a、c均为加强点,则a、c连线上各点均为加强点,即b点也是加强点,其振幅为2A,C项正确。
6.消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题,内燃机、通风机等在排放各种高速气体的过程中都发出噪声,干涉型消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声。干涉型消声器的结构及气流运行如图所示,产生的波长为λ的声波沿水平管道自左向右传播。在声波到达a处时,分成两束相干波,它们分别通过r1和r2的路程,再在b处相遇,即可达到削弱噪声的目的。若Δr=r2-r1,则Δr等于( )
A.波长λ的整数倍 B.波长λ的奇数倍
C.半波长的奇数倍
D.半波长的偶数倍
答案:C
解析:要达到削弱噪声的目的,则波程差应等于半波长的奇数倍,从而保证分成两束的相干波叠加后减弱。
7.两列简谐波频率相等,波速大小相等,分别沿+x和-x传播,则图中x=1、2、3、4、5、6、7、8各点中振幅最大的是x= 的点,振幅最小的是x= 的点。
答案:4和8 2和6
解析:两波频率相等,叠加发生干涉,x=2、6的两点振动总相反,此为峰谷相遇,振动减弱,振幅最小;x=4的质点此时位于平衡位置,但两列波在该点引起的振动均沿y轴正向,则此时x=4的质点向y轴正向振动,T/4后两对波在该处均形成波峰,振幅为两波振幅之和,是加强区,振幅最大,同理x=8的质点此时沿y轴负向振动,T/4为两列波的波谷,波谷相遇处,也是加强区,则振幅最大的质点为x=4、8的质点。
8.如图为某一报告厅主席台的平面图,AB是讲台,S1、S2是与讲台上话筒等高的喇叭,它们之间的相互位置和尺寸如图所示。报告者的声音放大后经喇叭传回话筒再次放大时可能会产生啸叫。为了避免啸叫,话筒最好摆放在讲台上适当的位置,在这些位置上两个喇叭传来的声音因干涉而相消。已知空气中声速为340
m/s,若报告人声音的频率为136
Hz,问讲台上这样的位置有多少个
答案:4
解析:对应于声频f=136
Hz的声波的波长是
λ==2.5
m①
式中v=340
m/s是空气中的声速。在下图中,O是AB的中点,P是OB上任一点。将表示为=k②
式中k为实数,当k=0,2,4,…时,从两个喇叭来的声波因干涉而加强;当k=1,3,5…时,从两个喇叭来的声波因干涉而相消。由此可知,O是干涉加强点;对于B点,
=(20-15)m=4③
所以,B点也是干涉加强点。因而O、B之间有两个干涉相消点,由对称性可知,AB上有4个干涉相消点。
试卷（含答案）
1.“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:AD
2.如图甲所示,沿一条直线相向传播的两列波的振幅和波长均相等,当它们相遇时可能出现的波形是图乙所示的( )
甲
乙
答案:BC
解析:当两列波的前半个波形(或后半个波形)相遇时,根据波的叠加原理,在前半个波形(或后半个波形)重叠的区域内所有的质点振动的合位移为零,而两列波的后半个波形(或前半个波形)保持不变,B正确。当两列波完全相遇时(即重叠在一起),由波的叠加原理可知,所有质点振动的位移均等于每列波单独传播时引起的位移的矢量和,使得所有的质点振动的位移加倍。C正确。
3.两列波相叠加发生了稳定的干涉现象,那么( )
A.两列波的频率不一定相同
B.振动加强区域的各质点都在波峰上
C.振动加强的区域始终加强,振动减弱的区域始终减弱
D.振动加强的区域和振动减弱的区域不断周期性地交换位置
答案:C
解析:两列波发生稳定的干涉现象的条件是两列波的频率相同且相位差恒定,故A错;且振动加强区始终加强,振动减弱区始终减弱,形成稳定的干涉图样,C对,D错;振动加强区域的各质点振幅最大,它们也在自己的平衡位置附近振动,并不是只在波峰上,B错。
4.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:CD
解析: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。
5.如图所示,S1、S2是振动情况完全相同的两个机械波源,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2A
D.c处质点的振幅为2A
答案:CD
解析:不管是波峰与波峰相遇,还是波谷与波谷相遇的点,都是振动加强点,即a、c均为加强点,则a、c两点的振幅为两列波振幅之和,即为2A,但其位移是随时间周期性变化的,所以A、B项错,D项正确。因为a、c均为加强点,则a、c连线上各点均为加强点,即b点也是加强点,其振幅为2A,C项正确。
6.消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题,内燃机、通风机等在排放各种高速气体的过程中都发出噪声,干涉型消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声。干涉型消声器的结构及气流运行如图所示,产生的波长为λ的声波沿水平管道自左向右传播。在声波到达a处时,分成两束相干波,它们分别通过r1和r2的路程,再在b处相遇,即可达到削弱噪声的目的。若Δr=r2-r1,则Δr等于( )
A.波长λ的整数倍 B.波长λ的奇数倍
C.半波长的奇数倍
D.半波长的偶数倍
答案:C
解析:要达到削弱噪声的目的,则波程差应等于半波长的奇数倍,从而保证分成两束的相干波叠加后减弱。
7.两列简谐波频率相等,波速大小相等,分别沿+x和-x传播,则图中x=1、2、3、4、5、6、7、8各点中振幅最大的是x= 的点,振幅最小的是x= 的点。
答案:4和8 2和6
解析:两波频率相等,叠加发生干涉,x=2、6的两点振动总相反,此为峰谷相遇,振动减弱,振幅最小;x=4的质点此时位于平衡位置,但两列波在该点引起的振动均沿y轴正向,则此时x=4的质点向y轴正向振动,T/4后两对波在该处均形成波峰,振幅为两波振幅之和,是加强区,振幅最大,同理x=8的质点此时沿y轴负向振动,T/4为两列波的波谷,波谷相遇处,也是加强区,则振幅最大的质点为x=4、8的质点。
8.如图为某一报告厅主席台的平面图,AB是讲台,S1、S2是与讲台上话筒等高的喇叭,它们之间的相互位置和尺寸如图所示。报告者的声音放大后经喇叭传回话筒再次放大时可能会产生啸叫。为了避免啸叫,话筒最好摆放在讲台上适当的位置,在这些位置上两个喇叭传来的声音因干涉而相消。已知空气中声速为340
m/s,若报告人声音的频率为136
Hz,问讲台上这样的位置有多少个
答案:4
解析:对应于声频f=136
Hz的声波的波长是
λ==2.5
m①
式中v=340
m/s是空气中的声速。在下图中,O是AB的中点,P是OB上任一点。将表示为=k②
式中k为实数,当k=0,2,4,…时,从两个喇叭来的声波因干涉而加强;当k=1,3,5…时,从两个喇叭来的声波因干涉而相消。由此可知,O是干涉加强点;对于B点,
=(20-15)m=4③
所以,B点也是干涉加强点。因而O、B之间有两个干涉相消点,由对称性可知,AB上有4个干涉相消点。