【物理】2020届一轮复习人教版 波的干涉、衍射 课时作业

【物理】2020届一轮复习人教版 波的干涉、衍射 课时作业

‎2020届一轮复习人教版 波的干涉、衍射 课时作业 ‎ 1、如图所示，装有多普勒测速仪的汽车测速监视器安装在公路旁，它向行驶中的车辆发射已知频率的超声波，并接收被车辆反射回来的反射波．当某汽车向测速监视器靠近时，被该汽车反射回来的反射波与测速监视器发出的超声波相比（　　）‎ A．频率不变，波速变小 B．波速不变，频率变小 C．频率不变，波速变大 D．波速不变，频率变大 ‎　 2、A、B是同频率的两水波源，如图所示的实线是波峰、虚线是波谷，则（ ）‎ B A a b c A.图示时刻a点速度为零，加速度也为零 B.图示时刻b点速度最大，加速度为零 C.图示时刻a、b、c速度最大，加速度也最大 D.a、b之间还有很多振动加强点 ‎3、关于波的叠加和干涉，下列说法中正确的是（　　）‎ A．两列频率不相同的波相遇时，因为没有稳定的干涉图样，所以波没有叠加 B．两列频率相同的波相遇时 ，振动加强的点只是波峰与波峰相遇的点 C．两列频率相同的波相遇时，如果介质中的某点振动是加强的，某时刻该质点的位移x可能是零 D．两列频率相同的波相遇时，振动加强的点的位移总是比振动减弱的点的位移大 ‎4、如图所示，在均匀介质中和是同时起振(起振方向相同)、频率相同的两个机械波源，它们发出的简谐波相向传播．在介质中和平衡位置的连线上有a、b、c三点，已知 (λ为波长)，则下列说法中正确的是 ( )‎ A. b点的振动总是最强，a、c两点的振动总是最弱 B. b点的振动总是最弱，a、c两点的振动总是最强 C. a、b、c三点的振动都总是最强 D. a、b、c三点的振动都是有时最强有时最弱 ‎5、关于光的干涉现象，下列说法正确的是（　　）‎ A．波峰与波峰叠加处将出现亮条纹，波谷与波谷叠加处将出现暗条纹 B．双缝干涉实验中光屏上距两狭缝的路程差为1个波长的某位置将出现亮纹 C．把双缝干涉实验中入射光由黄光换成紫光，相邻两明条纹间距离变宽 D．薄膜干涉的条纹是等间距的平行线时，说明薄膜的厚度处处相等 6、下列说法正确的是 A. 只有横波能发生衍射，纵波不能发生衍射 B. 当波长比孔的宽度小得越多时，波的衍射越明显 C. 声波能发生衍射现象，光不能发生衍射现象 D. 声波易发生明显的衍射现象，光不易发生明显的衍射现象 ‎7、水平面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况如图所示，图中实线为波峰，虚线为波谷。已知两列波的振幅均为2cm，波速为2m/s，波长为8cm，E点是B、D和A、C连线的交点，下列说法中正确的是( )‎ A. AC两处的质点是振动加强的点 B. BD两处的质点在该时刻的竖直高度差是4cm C. E处质点是振动减弱的点 D. 经0.02s，B处质点通过的路程是8cm ‎8、如图P1、P2是两个频率相同、同相振动的波源，产生两列波，O点是P1、P2连线的中点，A、B、C、D是距O点均为半个波长的四个点，有关A、B、C、D四点 的振动，下列说法正确的是（　　）‎ A．A、B两点是振动减弱点，C、D两点是振动加强点 B．A、B两点是振动加强点，C、D两点是振动减弱点 C．A、B、C、D四点均为振动加强点 D．A、B、C、D四点均为振动减弱点 9、关于“闻其声不见其人”的解释，下列说法中正确的是（ ）‎ A．声波能够发生衍射，而光波根本不能发生衍射 B．声波是纵波容易发生衍射，光波是横波不容易发生衍射 C．声波的速度较小易于衍射，而光波的速度较大难于衍射 D．声波的波长较长衍射现象明显，而光波的波长非常短衍射现象不明显 10、如图所示，为两个相干波源产生的干涉图样，以下说法正确的是( )‎ A. b点振动减弱，d点振动减弱 B. a点振动加强，c点振动减弱 C. 经过时间t=T/2后，a点振动减弱，c点振动加强 D. 经过时间t=T/2后，a点振动加强，c点振动加强 ‎11、以下说法中正确的有（　　）‎ A．把调准的摆钟由泸州移至赤道，这个钟将变慢，若要重新调整，应缩短摆长 B．在干涉现象中，振动加强点的位移总比减弱点的位移要大 C．只有发生共振时，受迫振动的频率才等于驱动力的频率 D．振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越短 E．向人体发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法熟称“彩超” 12、下列说法中正确的是（　　）‎ A．由质点简谐运动的图象可知质点振动的振幅和频率 B．两列水波在水面上相遇叠加时，必然能形成干涉图样 C．单摆的振动周期与摆球质量和振幅无关 D．机械波从一种介质传播到另一介质时，频率变化，速度变化 E．当观察者与声源靠近时，听到的声音频率大 ‎13、如图是水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，以波源S1、S2为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线），s1的振幅A1=4cm，S2的振幅A2=3cm，则下列说法正确的是（　　）‎ A.质点D是振动减弱点 B.质点A、D在该时刻的高度差为14cm C.再过半个周期，质点B、C是振动加强点 D.质点C的振幅为1cm 14、两列相干波在同一水平面上传播，某时刻它们的波峰、波谷位置如图所示．图中M是波峰与波峰相遇点，是凸起最高的位置之一．下列说法正确的是（　　）‎ A.发生干涉的两列波的频率一定是相同的 B.图中M、P、Q是振动加强的点 N、O是振动减弱的点 C.图中N点的位移始终都是零 D.由图中时刻经，质点M和O点处在平衡位置 E.两列波的传播速度的大小一定相同 　‎ ‎15、振源S在O点沿竖直方向做简谐运动，频率为10 Hz，t＝0时刻向右传播的简谐横波如图所示(向左传播的简谐横波图中未画出)。则以下说法正确的是( )‎ A．该横波的波速大小为20 m/s B．t＝0时，x＝1 m处的质点振动方向向上 C．t＝0.175 s时，x＝－1 m处的质点处在波峰位置 D．若振源S向右匀速运动，在振源S右侧静止的接收者接收到的频率小于10 Hz E．传播过程中该横波遇到小于2 m的障碍物或小孔都能发生明显的衍射现象 16、下列说法中正确的是（　　）‎ A．光的偏振现象说明光波是纵波 B．波从一种介质进入另一种介质时，频率保持不变 C．雨后彩虹是由于太阳光入射到水滴中发生全反射形成的 D．鸣笛汽车驶近路人过程中，路人听到的声波频率比该波源的振动频率大 E．在双缝干涉实验中，用红光代替黄光作为入射光可增大干涉条纹的间距 17、如图所示，实线表示两个相干波源 S1、S2 发出的波的波峰位置，设波的周期为 T1，波长为λ，波的传播速度为 v，下列说法正确的是（　　）‎ A．图中的a点为振动减弱点的位置 B．图中的b点为振动加强点的位置 C．波源 S1的波经过干涉之后波的性质完全改变 D．v=λT E．从图中时刻开始，波源 Sl 的波峰传播到 a、b 位置的最短时间均为 18、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5cm，且在图示的范围内振幅不变，波速和波长分别为1m/s和0.5m， C点是BE连线的中点，G点是AB连线的中点，则此时图中 正经过平衡位置且向下运动； 与A的竖直高度差为20cm，E经过0.25s的路程为 cm。‎ ‎ 19、在图中，A、B是同一介质中两相干波源，其振幅均为A＝5 cm，频率均为f＝100 Hz，当A点为波峰时，B点恰好为波谷，波速v＝10 m/s，判断P点为振动加强点还是振动减弱点？‎ ‎ 20、‎ 用双缝干涉仪可以测量光的波长，部分实验装置如图所示。某同学在一次实验中，转动手轮调节分划板的位置，先使将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上螺旋测微器的示数如图甲所示。然后同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时手轮上螺旋测微器的示数如图乙所示。图甲中的示数为________mm，图乙中的示数为________mm，由此求得相邻两条亮纹中心间距Δx为________mm。已知双缝间距d=2.0×10-4m，测得双缝到屏的距离L=0.700m，由计算式λ=__________，求得所测红光波长为__________nm。（最后结果取三位有效数字）‎ ‎ ‎ 参考答案 ‎1、答案：D ‎【考点】多普勒效应 ‎【分析】根据声音的多普勒效应分析回答，声源移向观察者时接收频率变高，即距离声源越远，频率越低，距离声源越近，频率越高，波速不变，从而即可求解．‎ ‎【解答】解：当某汽车向测速监视器靠近时，‎ 波速由介质决定，所以被该汽车反射回来的反射超声波与测速监视器发出的超声波相比波速不变，‎ 根据声音的多普勒效应，声源移向观察者时接收频率变高，所以被该汽车反射回来的反射波与发出的超声波相比频率变大，故D正确，ABC错误；‎ 故选：D．‎ 对于多普勒效应，要知道在波源与观察者靠近时观察者接收到的波的频率变高，而在波源与观察者远离时接收频率变低；即高亢表示远离，低沉表示靠近． 2、答案：D 试题分析：图示时刻a点是谷谷相遇点，此刻的速度为零，加速度最大，选项A错误；图示时刻b点是峰峰相遇点，此刻的速度为零，加速度为最大，选项B错误；图示时刻a、b、c速度最小，加速度最大，选项C错误；a、b、c都是振动加强点，故在a、b、c连线上都是振动加强点，即a、b之间还有很多振动加强点，选项D正确；故选D.‎ 考点：波的干涉。‎ ‎3、答案：C 根据波的叠加原理，只要两列波相遇就会叠加，所以A错；两列频率相同的波相遇时，振动加强的点是波峰与波峰、波谷与波谷相遇，所以B错；振 动加强的点仅是振幅加大，但仍在平衡位置附近振动，也一定有位移为零的时刻，所以选项 C正 确，选项D错误。‎ ‎4、答案：C 已知（为波长），则两波到b点的路程相等，则该点是振动加强点；而两波到a点的光程差为一个波长，则也是振动加强点；两列波到c点的光程差也为一个波长，则此点也是振动加强点。因此a、b、c三点的振动都总是最强；故选C。‎ 名师点评：两列频率相同的简谐波在某点相遇时，若它们的波程差是波长的整数倍，则振动是加强区； 若它们的波程差是半波长的整数倍，则振动是减弱区． 5、答案：B ‎【考点】光的干涉 ‎【分析】波峰和波峰、波谷与波谷叠加的点为振动加强点，波峰与波谷叠加的点为振动减弱点．振动加强点始终振动加强，振动减弱点始终减弱；‎ 光屏上距两狭缝的路程差为波长的整数倍时出现亮纹，为半波长的奇数倍时出现暗条纹；‎ 根据条纹间距的公式进行判断；‎ 知道光叠加的原理以及在增反膜中的应用．从薄膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为薄膜厚度的2倍，当光程差△x=nλ时此处表现为亮条纹，故相邻亮条纹之间的薄膜的厚度差为λ．‎ ‎【解答】解：A、在波峰与波峰叠加处，将出现亮条纹；在波谷与波谷叠加处，将出现亮条纹，故A错误；‎ B、光屏上距两狭缝的路程差为波长的整数倍时出现亮纹，故B正确；‎ C、把入射光由黄光换成紫光，紫光的波长小于黄光，根据△x=λ知△x减小，故C错误；‎ D、从薄膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为薄膜厚度的2倍，当光程差△x=nλ时此处表现为亮条纹，当光程差△x=nλ+λ出现暗条纹，若薄膜的厚度处处相等，则各处光程差相等，若是亮的则都是亮的若是暗的则都是暗的，不会出现明暗相间的条纹，故D错误．‎ 故选：B．‎ 本题考查波的叠加原理，主要对光的干涉进行了全面考察，一定要深刻理解光的干涉原理． 6、答案：D 衍射是波的特性，一切波均能发生衍射现象，AC错误；当波长比孔的宽度大得越多或相差不大时，波的衍射越明显，B错误；声波的波长比光波长，所以声波容易发生明显的衍射现象，光不易发生明显的衍射现象，D正确． 7、答案：D 试题分析：两列频率相同的两列水波可形成稳定的干涉，波峰与波谷相遇处振动减弱，波峰与波峰、波谷与波谷相遇处振动加强，振动加强点的振幅等于两列波单独传播时振幅的两倍．‎ A、C处两质点是两列波波峰与波谷叠加的地方，振动减弱，A错误；B、D两点都是振动加强的点，振幅都是4cm，此时B点处于波峰，B点处于波谷，则B、D处两质点在该时刻的竖直高度差是8cm，B错误；B、D两点都是振动加强的点，它们的连线上各点振动也加强，形成振动加强的区域，所以E点处质点是振动加强的点，C错误；由，时间t=0.02s为半个周期，则B点处质点通过的路程是S=2A=2×4cm=8cm，D正确． 8、答案：C ‎【考点】波的叠加 ‎【分析】频率相同的两列同性质的波相遇产生稳定干涉图象，波峰与波峰相遇、波谷与波谷相遇的是振动加强点；而波峰与波谷相遇是振动减弱点；或者说到两个波源的路程差为半波长的奇数倍时是振动减弱点，到两个波源的路程差为波长的整数倍时是振动的加强点．‎ ‎【解答】解：图中A、B两点到两个波源的路程差为一倍的波长，故是振动加强点；‎ 图中C、D两点到两个波源的路程差为零，故也是振动加强点；‎ 故选：C 本题考查波的干涉，波的干涉中，某质点的振动是加强还是减弱，取决于该点到两相干波源的距离之差△r．‎ ‎（1）当两波源振动步调一致时：‎ 若△r=nλ（n=0，1，2，…），则振动加强；‎ 若△r=（2n+1）（n=0，1，2，…），则振动减弱．‎ ‎（2）当两波源振动步调相反时：‎ 若△r=（2n+1）（n=0，1，2，…），则振动加强；‎ 若△r=nλ（n=0，1，2，…），则振动减弱． 9、答案：D 这是波的特性决定的，声波的波长比光波波长要长的多，容易发生衍射现象，所以它能绕过一般的障碍物而被另一侧的人听到，光波波长较短，不能绕过障碍物，只能沿直线传播，也就产生了只闻其声不见其人的现象，D正确．‎ 故选D ‎10、答案：AD b、d质点处是两列波波峰与波谷叠加的地方，振动始终是最弱的，而a、c质点处是两列波波峰与波峰或波谷叠加的地方，振动始终是最强的．故A正确，B错误．图示时刻b在平衡位置，a在波峰，c在波谷，再过后的时刻a质点在波谷处，而c质点在波峰处，而a点与c点仍振动加强．故C错误，D正确；故选AD． 11、答案：ADE ‎【考点】 波的干涉和衍射现象；76：单摆周期公式．‎ ‎【分析】根据单摆的周期公式得出钟的周期的变化与调整的方法；在干涉现象中，振动加强点的振幅总比减弱点的振幅要大；受迫振动的频率总是等于驱动力频率；当声源与观察者间距变小时，接收频率变高．‎ ‎【解答】解：A、根据单摆的周期公式为T=2π，把调准的摆钟由泸州移至赤道，重力加速度减小，这个钟将变慢，若要重新调整，应缩短摆长．故A正确；‎ B、在干涉现象中，振动加强点的振幅总比减弱点的振幅要大，位移不一定比减弱点的位移要大，故B错误；‎ C、受迫振动的频率等于驱动率的频率，当驱动力的频率接近物体的固有频率时，振动显著增强，当驱动力的频率等于物体的固有频率时即共振．故C错误；‎ D、波传播一个波长的距离所用的时间等于一个周期，而波在同种介质中传播的速度是由介质决定的，根据v=可知，振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越短，故D正确；‎ E、根据多普勒效应可知，向人体发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法熟称“彩超”，故E正确；‎ 故选：ADE 12、答案：ACE ‎【考点】多普勒效应；单摆周期公式；光的干涉 ‎【分析】机械波的传播速度由介质决定，频率由波源决定；‎ 机械波干涉的条件是频率相同，振动方向平行；‎ 单摆小角度摆动是简谐运动，的振动周期T=2π；‎ 多普勒效应中是相互靠近时接收到的频率变大，相互远离时接收到的频率变小．‎ ‎【解答】解：A、质点简谐运动的图象是x﹣t图象，位移的最大值等于振幅，位移单位时间内周期性变化的次数是频率，故A正确；‎ B、两列水波在水面上相遇叠加时，只有频率相等，才能能形成干涉图样，故B错误；‎ C、单摆的振动周期T=2π，与摆球质量和振幅无关，故C正确；‎ D、机械波的波速由介质决定，频率有波源决定，故机械波从一种介质传播到另一介质时，波速变化，频率不变，故D错误；‎ E、当观察者与声源靠近时，根据多普勒效应，听到的声音频率大，故E正确；‎ 故选：ACE 本题考查简谐运动、波的干涉和传播、单摆、多普勒效应等，知识点多，难度小，关键是记住基础知识． 13、答案：BD 考点：波的干涉和衍射现象．‎ ‎【分析】:两列频率相同，振幅不同的相干波，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，从而即可求解．‎ 解：图是两列频率相同的相干水波于某时刻的叠加情况，实线和虚线分别表示波峰和波谷，则D点是波谷与波谷相遇点，A是波峰与波峰相遇点，B、C两点是波峰与波谷相遇点．则A、D两点是振动加强的，且B、C两点是振动减弱的．‎ A、质点D是振动加强点，故A错误；‎ B、s1的振幅A1=4cm，S2的振幅A2=3cm，质点A是处于波峰叠加位置，相对平衡位置高度为7cm，而质点D处于波谷叠加位置，相对平衡位置为﹣7cm，因此质点A、D在该时刻的高度差为14cm，故B正确；‎ C、B、C两点是振动减弱点，再过半个周期，质点B、C是振动仍是减弱点，故C错误；‎ D、质点C是波峰与波谷的叠加点，则其合振幅为1cm，故D正确；‎ 故选：BD．‎ ‎: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．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之和；当波峰与波谷相遇时此处的位移为振幅之差．‎ ‎14、答案：ACDE 考点： 波的叠加；波的干涉和衍射现象．‎ 分析： 由图知M、O、P、Q都处于振动加强点，在波的传播过程中，质点不会向前移动，振幅为质点离开平衡的位置的最大位移．‎ 解答： 解：A、能够发生干涉的两列波的频率一定是相同的，故A正确；‎ B、图中M、P、Q、O是振动加强的点，N是振动减弱的点，故B错误；‎ C、图中N点是波峰与波谷相遇，是振动减弱点，故其位移始终都是零，故C正确；‎ D、质点M和O在平衡位置振动，由图中时刻经，质点M和O点处在平衡位置，故D正确；‎ E、波速由介质决定，故两列波的传播速度的大小一定相同，故E正确；‎ 故选：ACDE．‎ 点评： 介质中同时存在几列波时，每列波能保持各自的传播规律而不互相干扰．在波的重叠区域里各点的振动的物理量等于各列波在该点引起的物理量的矢量和． 15、答案：ABE 试题分析：波的周期为T=0.1s，横波的波速大小为，选项A正确；由波形图可知t＝0时，x＝1 m处的质点振动方向向上，选项B正确；t＝0.175 s=，根据向左右传播的波形的对称性及波形图可知，此时x＝－1 m处的质点处在波谷位置，选项C错误；根据多普勒效应，若振源S向右匀速运动，在振源S右侧静止的接收者接收到的频率大于10 Hz，选项D正确；因波的波长为2m，则传播过程中该横波遇到小于2 m的障碍物或小孔都能发生明显的衍射现象，选项E正确；故选ABE.‎ 考点：机械波的传播；多普勒效应；波的衍射. 16、答案：BDE ‎【考点】光的衍射；光的折射定律；双缝干涉的条纹间距与波长的关系 ‎【分析】只有横波才能发生偏振现象；‎ 光发生折射时，光的频率不变；‎ 雨后彩虹是光的折射现象；‎ 当声源与观察者间距变小时，接收频率变高；‎ 根据干涉条纹间距公式，即可一一求解．‎ ‎【解答】解：A、偏振是横波的性质，故光的偏振说明光是横波，故A错误；‎ B、频率由波源决定，在不同介质中频率不变，故B正确；‎ C、雨后彩虹是由于太阳光入射到水滴中发生的折射形成的，故C错误；‎ D、根据多普勒效应可知，当两物体以较大速度靠近时，接收频率增大，远离时减小，故D正确；‎ E、双缝干涉实验中，用红光代替黄光后，波长变长，则导致干涉条纹的间距增大，故E正确；‎ 故选：BDE．‎ 考查横波与纵波的区别，掌握光的折射的原理、全反射的条件，理解多普勒效应中接收频率变化，而发射频率却不变，注意干涉条纹间距公式的内容． 17、答案：ABE ‎【考点】波的叠加 ‎【分析】两列波干涉时，两列波的波峰与波峰、波谷与波谷相遇处，振动始终加强，波峰与波谷相遇处振动始终减弱．振动加强点的振动等于波单独传播时振幅的2倍．波速公式为，．根据波的叠加原理分析．‎ ‎【解答】解：A、由图可知，a质点是波峰与波谷相遇，为振动减弱点的位置．故A正确．‎ B、b点到两波源的距离相等，是波峰与波峰相遇处、波谷与波谷相遇处，为振动加强点的位置，故B正确．‎ C、源S1的波经过干涉之后波的性质不变，故C错误．‎ D、波速公式为，故C错误；‎ E、波在同一均匀介质中是匀速传播的，从图中时刻，波 的波峰到a、b平衡位置的距离都是半个波长，所以波的波峰传播到a、b位置的最短时间均为，故E正确；‎ 故选：ABE 在波的干涉现象中，振动加强点的振动始终是加强的，减弱点的振动始终减弱，但要注意振动加强的质点仍在简谐运动，其位移随时间是周期性变化． 18、答案：G、B、20 考点：考查了波的叠加 试题分析：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、G是平衡位置相遇处，下一波峰将从E位置传播到C位置，且C正处于平衡位置且向水面上运动，而下一波谷将从B位置传播到A位置，且G正处于平衡位置且向水面下运动，A点波峰与波峰相遇，则A点相对平衡高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．周期，从图示时刻起经0.25s，E质点通过的路程为24A=20cm．‎ ‎19、答案：减弱点 20、答案：2. 320 ，13.870 ，2.310 ， ，660 ‎