1、第3节波的干涉和衍射1.关于波的衍射现象,下列说法正确的是()A.水波绕过障碍物而继续传播的现象,即为波的衍射现象B.衍射现象是波特有的现象C.一切波都能发生衍射,只不过明显与否而已D.要发生明显的衍射现象,必须满足一定的条件解析:水波绕过障碍物继续传播的现象,是波的衍射现象,衍射现象是波特有的现象,一切波都能发生衍射,但发生明显的衍射现象需满足一定的条件,故A、B、C、D都对。答案:ABCD2.两列波相叠加产生了稳定的干涉现象,得到了干涉图样,以下关于干涉的说法中正确的是()A.两列波的频率一定相等B.振动加强区与振动减弱区总是相互间隔的C.振动加强区与振动减弱区交替变化D.振动加强区在空间
2、的位置一直不变解析:干涉现象中加强区和减弱区是相互间隔的,但加强区和减弱区在空间的位置是确定的,不随时间变化而变化。答案:ABD3.在同一介质中两列频率相同、振动步调一致的横波互相叠加,则()A.波峰与波谷叠加的点振动一定是减弱的B.振动最强的点经过14T后恰好回到平衡位置,因而该点的振动是先加强,后减弱C.振动加强区和减弱区相间隔分布,且加强区和减弱区不随时间变化D.加强区的质点某时刻位移可能是零解析:当频率相同,步调一致的两列波叠加时,若波峰与波谷叠加必为减弱点,A正确;振动加强点并不是指其位移始终最大,有时可能为零,且加强区与减弱区相互间隔,不随时间变化,所以B错,C、D正确。答案:AC
3、D4.如图所示是水波干涉示意图,S1、S2是两波源,A、D、B三点在一条直线上,两列波的频率相同,振幅相等,下列说法正确的是()A.质点A一会儿在波峰,一会儿在波谷B.质点B一会儿在波峰,一会儿在波谷C.质点C一会儿在波峰,一会儿在波谷D.质点D一会儿在波峰,一会儿在波谷解析:在波的干涉中,振动加强区域里的质点总在自己的平衡位置两侧做简谐运动,只是质点的振幅较大,为A1+A2,本题中由于A1=A2,故振动减弱区的质点并不振动,故C错;而此时A点是波峰与波峰相遇,是加强点,B点是波谷与波谷相遇,是加强点。又A、D、B三点在一条振动加强线上,这条线上任一点的振动都是加强的,故此三点都为加强点,这样
4、,此三点都是一会儿在波峰,一会儿在波谷。答案:ABD5.在水面上有S1和S2两个振幅和频率相同的波源,开始起振时两波源的振动方向相反。在两波源连线的中垂线上有a、b、c三点,经过一段时间这三点都处于两列波的叠加区域内。如图所示,则下列说法中正确的是()A.a点是振动加强点,c点是振动减弱点B.a、c点是振动加强点,b点是振动减弱点C.a、c点此时刻振动加强,经过一段时间后变为振动减弱点,而b点可能变为振动加强点D.a、b、c三点都是振动减弱点解析:由S1和S2两列频率相同的波源所发出的机械波,相遇后满足相干条件,在它们重叠区域将发生干涉。由于S1和S2两波源振动方向相反,所以在S1S2的垂直平
5、分线上,任一点由两列波所引起的振动点总是大小相同、方向相反,相互叠加,使振动减弱。所以a、b、c三点都是振动减弱点,因此只有选项D是正确的。答案:D6.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,且在图示的范围内振幅不变,波速和波长分别为1 m/s和0.5 m。C点是BE连线的中点,下列说法正确的是()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20 cmC.图示时刻C点正处在平衡位置且向上运动D.从图示的时刻起经0.25 s后,B点通过的路程为20 cm解析:加强区是质点A、B、E的连线处,减弱区是过D、F的连线处和过
6、P、Q的连线处,C、E为振动加强点,不可能静止不动。图示时刻,A在波峰,B在波谷,它们的振动是加强的,故振幅均为两列波振幅之和,此时两点的高度差为20 cm。波是由E向A处传播的,在图示时刻,A、B、C、E等质点的波形图如图所示,由图可知,C点向上运动,波的周期T=v=0.5 s,t=0.25 s=T2,B点通过的路程为s=2A=210 cm=20 cm,故B、C、D正确。答案:BCD7.在做水波通过小孔衍射的演示实验时,激发水波的振动频率为5 Hz,水波在水槽中传播速度为0.05 m/s,为使实验效果明显,使用小孔直径d不能超过 m。解析:由v=f知,=vf=0.055 m=0.01 m。要
7、发生明显的衍射现象,应使d,所以d0.01 m。答案:0.018.如图所示,两列简谐横波均沿x轴传播,传播速度的大小相等。其中一列沿x轴正方向传播(如图中实线所示),另一列沿x轴负方向传播(如图中虚线所示)。这两列波的频率相等,振动方向均沿y轴方向。则图中x=1,2,3,4,5,6,7,8各点中振幅最大的是x=处的点,振幅最小的是x=处的点。解析:由波的叠加原理可知,x轴上任一质点的位移等于两列波单独引起的位移的矢量和。对于x=4,8两点,两列波单独引起的两个分振动相差为0,故这两点振动加强。对于x=2,6两点,两列波单独引起的两个分振动相差为,故这两点振动减弱。答案:4,82,69.如图所示
8、,S是水面波的波源,x、y是挡板,S1、S2是两个狭缝(SS1=SS2,狭缝的尺寸比波长小得多),试回答以下问题。(1)若闭上S1,只打开S2,会看到什么现象?(2)若S1、S2都打开,会发生什么现象?(3)若实线和虚线分别表示波峰和波谷,那么在A、B、C、D各点中,哪些点振动最强,哪些点振动最弱?解析:(1)闭上S1,打开S2,由波的衍射条件可知,这时会发生衍射现象。(2)S1、S2都打开,由波的干涉条件可知,这时会发生干涉现象。(3)在题图中,波源S形成的波,通过S1、S2形成新波源,这两个新波源发出的波相遇时会发生干涉现象,波峰与波峰、波谷与波谷相遇的点振幅最大,波峰与波谷相遇的点,振幅最小,则B、D是振动最强的点,A、C是振动最弱的点。答案:(1)衍射(2)干涉(3)B、DA、C4