2021学年高中物理分层训练九波的衍射和干涉含解析新人教版选修34

-1-分层训练(九)波的衍射和干涉A组：基础达标练1．(多选)关于干涉和衍射现象的正确说法是()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2．一列波在传播过程中遇到一个障碍物，发生了一定程度的衍射，一定能使衍射现象更明显的措施是()A．增大障碍物尺寸，同时增大波的频率B．缩小障碍物尺寸，同时增大波的频率C．增大障碍物尺寸，同时减小波的频率D．缩小障碍物尺寸，同时减小波的频率3．(多选)如图所示，S为在水面上振动的波源，M、N为水面上的两块挡板，其中M板可以移动，两板中间有一狭缝，此时测得A处水没有振动．为使A处水也能发生振动，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M使狭缝的距离增大D．移动M使狭缝的距离减小4．(多选)如图所示，实线和虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷．此刻，M是波峰与波峰相遇点，下列说法中正确的是()A．该时刻质点O正处在平衡位置B．P、N两点始终处于平衡位置C．M点到两波源的距离之差一定是波长的整数倍D．从该时刻起，经过四分之一周期，质点M到达平衡位置5．(多选)如图所示，S1、S2是振动情况完全相同的两个机械波波源，a、b、c三点分别-2-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是与a相邻的两列波的波谷相遇点，则()A．a、b、c处都是振动加强的点B．b处是振动减弱的点C．经过T4质点b在波峰D．经过T4质点b在波谷6．物理学原理在现代科技中有许多重要应用．例如，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，它们类似于杨氏干涉实验中的双缝．两天线同时都．．．发出波长为λ1和λ2的无线电波．飞机降落过程中，当接收到λ1和λ2的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道．下列说法正确的是()A．天线发出的两种无线电波必须一样强B．导航利用了λ1与λ2两种无线电波之间的干涉C．两种无线电波在空间的强弱分布稳定D．两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合B组：能力提升练7．(多选)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．a、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8．如图所示，在某一均匀介质中，A、B是振动情况完全相同的两个波源，其简谐运动表达式均为x＝0.1sin(20πt)m，介质中P点与A、B两波源间的距离分别为4m和5m，两波源形成的简谐横波分别沿AP、BP方向传播，波速都是10m/s.(1)求简谐横波的波长．(2)P点的振动________(填“加强”或“减弱”).-3-分层训练(九)波的衍射和干涉1．答案：CD2．解析：波在介质中传播时波速是由介质决定的，与波的频率无关，所以改变波的频率不会改变波速，但由v＝λf可知，当波速一定时，减小频率则波长增大，而发生明显衍射的条件是障碍物或孔、缝的尺寸比波长小或相差不多，所以缩小障碍物的尺寸，同时减小波的频率会使衍射现象更明显，D选项正确．答案：D3．解析：要使A处水发生振动，应使波的衍射现象更明显，而波能发生明显衍射的条件是狭缝的宽度跟波长相差不多或者比波长更小．因此可将狭缝变小，或将波长变大，而减小波源的频率可以使波长变大，故B、D正确．答案：BD4．解析：由题图可知，O、M为振动加强的点，此时O点处于波谷，M点处于波峰，M点是峰、峰相遇，只有当两波源振动相位相同时，M点到两波源的距离差才是波长的整数倍，-4-若两波源振动相位相反，则M点到两波源的距离差为半波长的奇数倍，故A、C均错；N、P两点为减弱点，又因为两列波的振幅相同，因此N、P两点的振幅为零，即两点始终处于平衡位置，B正确．从该时刻经14周期，两列波分别引起的振动都使M点位于平衡位置，故M点位于平衡位置，D正确．故选B、D.答案：BD5．解析：a、b、c各点到波源S1、S2的距离相等，三点都是振动加强点，选项A正确，选项B错误；由题意可知b点是a、c两点的中点，某时刻a、c分别是波峰和波谷的位置，则经过T4两列波的波峰传到b，质点b在波峰，选项D错误，选项C正确．答案：AC6．解析：A错：两种无线电波强度不一定相同．B错：两列波长为λ1的无线电波干涉时，在两波源线的中垂面上，各点都是振动加强点，在这条线上收到的信号始终最强；同理，两列波长为λ2的无线电波干涉时，在两波源连线的中垂面上，各点也都是振动加强点．在机场其他区域，不能满足在一条线上两种频率的波各自干涉后所有的点同时都是加强点的条件，故当接收到λ1和λ2的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道，导航利用了λ1与λ1、λ2与λ2两种无线电波之间的干涉，而不是利用了λ1与λ2两种无线电波之间的干涉．C对：两种无线电波分别干涉后，在空间的强弱分布稳定．D错：由于两种无线电波波长不同，各自在空间的强弱分布不完全重合．答案：C7．解析：由波的图象可以看出，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v＝λf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．答案：BD8．解析：(1)设简谐波的波速为v，波长为λ，周期为T，由T＝2πω得T＝0.1s由波速公式v＝λT代入数据解得λ＝1m.(2)P点距离两波源的路程差为PB－PA＝1m＝λ，故P点是振动加强点．答案：(1)1m(2)加强