波的衍射练习 (有答案)
高中物理-波的衍射和干涉练习
高中物理-波的衍射和干涉练习基础夯实一、选择题(1～3题为单选题，4～6题为多选题)1．下列现象不属于波的明显衍射现象的是( D )A．“隔墙有耳”B．“空山不见人，但闻人语声”C．河中芦苇后面没有留下无波的区域D．池中假山前有水波，假山后无水波解析：假山前有波，假山后无波，说明波没有绕过障碍物，因此不属于明显衍射现象，故选D。
2．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( B )A．整个区域B．阴影Ⅰ以外区域C．阴影Ⅱ以外区域D．阴影Ⅲ以外区域解析：由题图中可直观看出，半波长为实虚两圆半径之差，且可看出挡板A的尺寸比波长大得多，而小孔B与波长长度差不多。
据波发生明显衍射的条件知道，该波在挡板A处的衍射现象很不明显，即可认为波沿直线传播，故Ⅰ区内水面无波形，故A、C、D选项不正确；该波的波长与小孔B差不多，能够产生明显的衍射，故在阴影区Ⅲ、Ⅱ之内，明显存在衍射波的波形，故B选项正确。
3．已知空气中的声速为340m/s。
现有几种声波：①周期为1/20s，②频率为104Hz，③波长为10m。
它们传播时若遇到宽约为13m的障碍物，能产生显著的衍射现象的是( C ) A．①和②B．②和③C．①和③D．都可以解析：①、②、③三种声波的波长分别为λ1＝340×120m＝17m，λ2＝340104m＝0.034m，λ3＝10m，根据发生明显衍射现象的条件可知，①、③两声波的波长与障碍物的尺寸差不多，能产生明显的衍射现象，故C正确。
4．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( BD )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。
(精品讲义)波的衍射和干涉word版含答案2
第4节波的衍射和干涉波的衍射[探新知·基础练]1．波的衍射定义波可以绕过障碍物继续传播的现象。
2．两种衍射现象(1)在水波槽中，在波源的前方放一个障碍物，使波源振动产生水波。
当障碍物较大时波被阻挡，在靠近障碍物后面没有波，只是在障碍物较远处，波才稍微有些绕到“影子”区域里，如图甲所示，虽然发生衍射现象，但不明显。
当障碍物较小时发现波能绕过障碍物继续前进，如同障碍物不存在一样，如图乙所示，衍射现象明显。
(2)在水波槽中，在波源前方放一个有孔的屏，使波源振动产生水波。
当孔较大时发现水波经过孔后在连接波源与孔的两边的两条直线所限制的区域里传播，如图丙所示。
当孔较小时发现孔后的整个区域里传播着以孔为中心的圆形波，如图丁所示，衍射现象明显。
[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)1．一切波均会发生衍射现象。
(√)2．衍射不需要条件，只有明显衍射才有条件限制。
(√)3．波长长的机械波不易发生衍射现象。
(×)[释疑难·对点练]1．发生明显衍射现象的条件只有当缝、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。
2．正确理解衍射现象(1)衍射是波特有的现象，一切波都会发生衍射现象，凡能发生衍射现象的一定是波。
(2)衍射现象总是存在的，只有明显与不明显的差异，没有“不发生衍射”之说。
(3)障碍物或孔的尺寸大小，并不是决定衍射能否发生的条件，仅是使衍射现象明显表现的条件。
(4)一般情况下，波长较大的波容易产生显着的衍射现象。
[试身手]1．如图所示分别表示一列水波在传播过程中遇到了小孔(①、②图)或障碍物(③、④图)，其中能发生明显衍射现象的有()A．②④B．①④C．②③D．①③解析：选A发生明显衍射现象的条件是障碍物或小孔的尺寸比波长小，或与波长相差不多，由题图可知，②、④图能明显发生衍射现象，而①、③图不能，故选A。
波的叠加[探新知·基础练]几列波相遇时能够保持各自的运动状态，继续传播，在它们重叠的区域里，介质中的质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和。
人教版高中物理练习题-波的干涉和衍射(基础)
【巩固练习】 一、选择题1、利用发波水槽得到的水面波形如a ,b 所示，则（ ）A.图a 、b 均显示了波的干涉现象B.图a 、b 均显示了波的衍射现象C.图a 显示了波的干涉现象，图b 显示了波的衍射现象D.图a 显示了波的衍射现象，图b 显示了波的干涉现象2、(2015 湖北八市联考) 如图所示，甲图为沿x 轴传播的一列简谐横波在t =0时刻的波动图象，乙图是x =2 m 处质点P 的振动图象，下列判断正确的是( )A. 该波的传播速率为4m/sB. 该波沿x 轴正方向传播C. 经过0.5s ，质点P 沿波的传播方向移动2mD. 若遇到3m 的障碍物，该波能发生明显的衍射现象3、两波源12S S 、在水槽中形成的波形如图所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，则（）A.在两波相遇的区域中会产生干涉B.在两波相遇的区域中不会产生干涉C.a点的振动始终加强D.a点的振动始终减弱4、如图所示，S1和S2是两个相干波源，由它们发出的波相互叠加，实线表示波峰，虚线表示波谷，对于a、b、c三个介质质点的振动情况，下列判断正确的是（）A．b处振动永远互相减弱B．a处永远是波峰与波峰相遇C．b处在这时刻是波谷与波谷相遇D．c处的振动永远互相减弱5、频率一定的声源在空气中向着静止的接收器匀速运动，以u表示声源的速度，）, v表示接收器接收到的频率。
若u增大，则（）V表示声波的速度（u VA. v增大，V增大B. v增大，V不变C. v不变，V增大D. v减小，V不变6、下列说法正确的是( )A. 若声波波源向观察者靠近，则观察者接收到的声波频率减小B. 声波击碎玻璃杯的实验原理是共振C. 超声波在水中传播的距离要比光波和无线电波远得多D. “闻其声不见其人”是声波的干涉现象7、如图所示为一波源O做匀速直线运动时在均匀介质中产生球面的情形，则（）A. 该波源正在移向a点B. 该波源正在移向b点C. 在a处观察波的频率变低D. 在b处观察波的频率变低8、一列连续鸣笛的火车高速从铁道上通过,则在铁道边上的人听到的笛声应为( )A. 某一不变频率的笛声B. 车头经过前笛声频率变高，车头经过后笛声频率变低C. 车头经过前笛声频率变低，车头经过后笛声频率变高D. 频率时高时低周期性变化的笛声9、（2016 上海模拟）两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇。
高中物理 第章 机械波 第4节 波的衍射和干涉练习高二物理试题
积盾市安家阳光实验学校波的衍射和干涉[A组素养达标]1．关于波的衍射现象，下列说法中正确的是( )A．某些波在一条件下才有衍射现象B．不是所有的波在任何情况下都有衍射现象C．一切波在一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解析：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．答案：D2．关于波的干涉，下列说法正确的是( )A．只有横波才能发生干涉，纵波不能发生干涉B．只要是两列以上的波，在相遇的区域内都能产生稳的干涉C．能产生稳的干涉现象的波频率一相同D．干涉是机械波特有的现象解析：干涉是波特有的性质，任何波只要满足相干条件都能产生干涉现象．答案：C3．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，介质中振动的质点在某时刻的位移可能是零D．两列频率相同的波相遇时，振动的质点的位移总是比振动减弱的质点的位移大解析：两列波相遇时一叠加，没有条件，A错误；振动是指振幅增大，而不只是波峰与波峰相遇，B错误；点(减弱点)的振幅增大(减小)，质点仍然在自己的平衡位置两侧振动，故某时刻的位移可以是振幅范围内的任何值，C正确，D错误．答案：C4．两列沿相反方向传播的、振幅和波长都相同的半波(如图甲)，在相遇的某一时刻(如图乙)两列波“消失”，此时图中a、b质点的振动方向是( ) A．a向上，b向下B．a向下，b向上C．a、b都静止D．a、b都向上解析：a、b质点的振动方向是两列波振动的叠加，根据波的传播方向和波形图，可判知质点的振动方向，选项B正确．答案：B5．(多选)当两列水波发生干涉时，如果两列波的波峰在P点相遇，下列说法正确的是( )A．质点P的振动有时是减弱的B．质点P的振动始终是的C．质点P的振幅最大D．质点P的位移始终最大解析：P点是两列波的波峰的相遇点，故其振动始终是的，A错误，B正确；质点P处于振动区，振幅最大，C正确；对于某一个振动的质点，位移是会随时间变化的，D错误．答案：BC6．小有一个实心桥墩P，A为靠近桥墩浮在水面上的一片树叶，俯视图如图所示，小河水面平静．现在S处以某一频率拍打水面，要使形成的水波能带动树叶A振动起来，可以采用的方法是( )A．提高拍打水面的频率B．降低拍打水面的频率C．无论怎样拍打，A都不会振动起来D．无需拍打，A也会振动起来解析：使形成的水波能带动树叶A振动起来，必须使水面形成的水波波长足够长，衍射现象明显，可以采用的方法是降低拍打水面的频率，选项B正确．答案：B7．(多选)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．波长为60 m的声波比17 m的声波传播速度慢B．波长为60 m的声波比17 m的声波频率小C．波长为60 m的声波比17 m的声波易发生明显衍射D．波长为17 m的声波不能发生衍射解析：不管波长为多少，声波在空气中的传播速度都约为340 m/s，由波长、波速、频率关系v＝λf可知，波长越长，频率越小，所以A错，B对．由发生明显衍射的条件可知，波长越长，越容易发生明显衍射，C对．任何波都可以发生衍射，D错．答案：BC8．如图所示，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．阴影Ⅲ以外区域解析：由题图中可以直观看出，半波长为实虚两圆半径之差，且可看出挡板A的尺寸比波长大得多，而小孔B与波长长度差不多．根据波发生明显衍射的条件知，该波在挡板A处的衍射现象很不明显，即可认为波沿直线传播，故阴影Ⅰ区域内水面无波形；该波的波长与小孔B差不多，能够产生明显的衍射，故在阴影Ⅲ、Ⅱ区域内存在明显的衍射波形，故B选项正确．答案：B9．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点为振动点还是振动减弱点？解析：A到P与B到P的波程差为Δx＝25 m－15 m＝10 m．这两列波的波长为λ＝vf＝10100m＝0.1 m．10 m恰好为0.1 m的整数倍，又因A、B步调相反，因此P点为减弱点．答案：减弱点[B组素养提升]10．如图所示，甲、乙两平面波是振幅相同的相干波，甲波沿x轴正方向传播，乙波沿y轴正方向传播，图中实线表示某一时刻的波峰位置，实线相交点为A、B、C、D，虚线表示波谷位置，对图中正方形的a、b、c、d四点的振动情况，正确的判断是( )A．a、b点振动，c、d点振动减弱B．a、c点振动，b、d点振动减弱C．a、d点振动，b、c点振动减弱D．a、b、c、d点振动都解析：当两列波出现干涉现象时，要产生干涉图样，形成一条线、一条减弱线……即线、减弱线彼此相间隔的稳的干涉图样，图中实线相交点A、B、C、D，即波峰与波峰相遇，都是振动点，可知B、D决的直线为线，过A、C平行于BD直线的两条直线也是线，a、c两点在BD直线上，故a、c点是振动点，分别过b、d点且平行于BD直线的两条直线均在两线之间，为减弱线，故b、d两点的振动减弱．答案：B11．(多选)如图所示，S1、S2为两个振动情况完全一样的波源，两列波的波长都为λ，它们在介质中产生干涉现象，S1、S2在空间共形成6个振动减弱的区域(图中虚线处)，P是振动减弱区域中的一点，从图中可看出( ) A．P点到两波源的距离差于1.5λB．P点始终不振动C．P点此时刻振动最弱，过半个周期后，振动变为最强D．当一列波的波峰传到P点时，另一列波的波谷也一传到P点解析：振动减弱点到两波源距离差于半波长的奇数倍，根据P点所处虚线的位置可知，P点到S1、S2的距离之差为1.5λ，选项A正确；两波源振动情况相同，故P点振幅为零，P点始终为振动减弱点，选项B正确，选项C错误；在P点合位移为零，故其中一列波的波峰传播到P点时，另一列波的波谷也一传播到P 点，选项D 正确．答案：ABD12．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直的电线杆，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？ 解析：(1)由题意知：周期T ＝6020 s ＝3 s.设波长为λ，则5λ＋λ2＝24 m ，λ＝4811m.由v ＝λT 得，v ＝4811×3 m/s ＝1611m/s.(2)由于λ＝4811 m ，大于竖直电线杆的直径，所以此波通过竖直的电线杆时会发生明显的衍射现象．(3)(4)由于λ＝4811 m>3 m ，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，都能发生明显衍射现象．答案：(1)4811 m 1611 m/s (2)会 (3)能 (4)能[C 组 学冲刺]13．甲、乙两列完全相同的横波分别从波源A 、B 两点沿x 轴相向传播，t ＝0时的波形图象如图所示，如果两列波的波速都是10 m/s ，求：(1)甲、乙两列波的频率各是多少？(2)第几秒末两列波相遇？相遇时C 、D 两点间有哪些位移最大？ 解析：(1)由图知λ＝4 m ，又因v ＝10 m/s所以由f ＝v λ得f ＝104Hz ＝2.5 Hz故甲、乙两列波的频率均为 2.5 Hz. (2)设经t 时间两波相遇，则2vt ＝4 m 所以t ＝42×10 s ＝0.2 s又因T ＝1f ＝12.5s ＝0.4 s故两列波分别向前传播λ2相遇，此时两列波的图象如图中的虚线所示．故C、D间有x＝5 m和x＝7 m处的点位移最大．答案：(1)2.5 Hz 2.5 Hz (2)0.2 s x＝5 m与x＝7 m处的点位移最大。
高二物理波的干涉和衍射试题答案及解析
高二物理波的干涉和衍射试题答案及解析1.以下关于波与相对论的说法，正确的是（）A．无论什么波，只要振幅足够大就可以产生明显的衍射现象B．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围一定可以产生电磁波C．波源与观察者互相靠近或者互相远离时，观察者接收到的频率都会发生变化D．火车以接近光速行驶时，我们在地面上测得车厢前后距离变小了，而车厢的高度没有变化【答案】 CD【解析】试题分析:能否产生产生明显的衍射现象看障碍物与波长的尺寸关系，与振幅无关，当障碍物的尺寸小于波长或与波长差不多时能产生明显的衍射现象；故A错误；根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围一定可以产生磁场，但不一定能产生电磁波，只有周期性变化的电场周围才一定可以产生电磁波．故B错误；波源与观察者互相靠近或者互相远离时，会产生多普勒效应，观察者接收到的波的频率都会增大或减小．故C正确；火车以接近光速行驶时，根据相对论，沿着物体的运动方向，我们在地面上测得车厢前后距离变小了，而车厢的高度没有变化．故D正确。
【考点】机械波2.关于波的衍射，下列说法正确的是()．A．衍射是机械波特有的现象B．对同一列波，缝、孔或障碍物越大衍射现象越明显C．只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象D．声波容易发生明显的衍射现象是由于声波的波长较长【答案】D【解析】衍射是一切波特有的现象，选项A、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差不多或比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象，选项B错误；声波的波长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，由于声波的波长较长，所以声波容易发生明显的衍射现象，选项D正确．3.下列事实属于明显的衍射现象的是()．A．池塘里的水波，遇到突出水面的小石块，小石块对波的传播没有影响B．水波前进方向上有一障碍物，其后面没有水波传播过去C．水波前进方向上有一带孔的屏，水波通过小孔传播到屏后的区域D．板胡的声音比弦声更响【答案】AC【解析】波绕过障碍物(或小孔)的现象叫衍射现象，故A、C正确；又因为水波没有绕过障碍物，所以B错；声音的响亮与否不是衍射现象所决定的，故D错．4.两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.回答下列问题：(1)由图中时刻经T/4，质点M相对平衡位置的位移是________；(2)在图中标出的M、N、O、P、Q几点中，振动增强的点是________；振动减弱的点是________.【答案】(1)0(2)M、O、P、Q N【解析】（1）经过T/4，M从波峰振动到了平衡位置，所以位移为零，（2）当两列波振动步调一致时，为振动加强点，M点是波峰与波峰，为振动加强点；N为波峰遇波谷，为振动减弱点，Q为两列波从波谷振动到平衡位置时相遇点，振动步调一致，为加强点。
大学物理题库-波动光学 光的衍射习题与答案解析
11、波动光学光的衍射一、选择题(共15题)1.在单缝夫琅禾费衍射实验中波长为λ的单色光垂直入射到单缝上．对应于衍射角为30°的方向上，若单缝处波面可分成3个半波带，则缝宽度a等于(A) λ．(B) 1.5 λ．(C) 2 λ．(D) 3 λ．［］2.一束波长为λ的平行单色光垂直入射到一单Array缝AB上，装置如图．在屏幕D上形成衍射图样，如果P是中央亮纹一侧第一个暗纹所在的位置，则BC的长度为(A) λ / 2．(B) λ．(C) 3λ / 2 ．(D) 2λ．［］3.在夫琅禾费单缝衍射实验中，对于给定的入射单色光，当缝宽度变小时，除中央亮纹的中心位置不变外，各级衍射条纹(A) 对应的衍射角变小．(B) 对应的衍射角变大．(C) 对应的衍射角也不变．(D) 光强也不变．［］4.在单缝夫琅禾费衍射实验中，若增大缝宽，其他条件不变，则中央明条纹(A) 宽度变小．(B) 宽度变大．(C) 宽度不变，且中心强度也不变．(D) 宽度不变，但中心强度增大．［］5.在如图所示的单缝夫琅禾费衍射装置中，设中央明纹的衍射角范围很小．若使单缝宽度a 变为原来的23，同时使入射的单色光的波长λ变为原来的3 / 4，则屏幕C 上单缝衍射条纹中央明纹的宽度∆x 将变为原来的(A) 3 / 4倍． (B) 2 / 3倍．(C) 9 / 8倍． (D) 1 / 2倍．(E) 2倍． ［ ］ 6.λ在如图所示的单缝夫琅禾费衍射装置中，将单缝宽度a 稍梢变宽，同时使单缝沿y 轴正方向作微小平移(透镜屏幕位置不动)，则屏幕C 上的中央衍射条纹将(A) 变窄，同时向上移； (B) 变窄，同时向下移；(C) 变窄，不移动；(D) 变宽，同时向上移；(E) 变宽，不移． ［ ］ 7.一束平行单色光垂直入射在光栅上，当光栅常数(a + b )为下列哪种情况时(a 代表每条缝的宽度)，k =3、6、9 等级次的主极大均不出现？ (A) a ＋b =2 a ． (B) a ＋b =3 a ．(C) a ＋b =4 a ． (A) a ＋b =6 a ． ［ ］ 8.在光栅光谱中，假如所有偶数级次的主极大都恰好在单缝衍射的暗纹方向上，因而实际上不出现，那么此光栅每个透光缝宽度a 和相邻两缝间不透光部分宽度b 的关系为(A) a=21b ． (B) a=b ．(C) a=2b ． (D) a=3 b ． ［ ］λ9.测量单色光的波长时，下列方法中哪一种方法最为准确？(A) 双缝干涉． (B) 牛顿环 ．(C) 单缝衍射． (D) 光栅衍射． ［ ］ 10.波长λ=550 nm(1nm=10−9m)的单色光垂直入射于光栅常数d =2×10-4 cm 的平面衍射光栅上，可能观察到的光谱线的最大级次为(A) 2． (B) 3． (C) 4． (D) 5． ［ ］ 11.在双缝衍射实验中，若保持双缝S 1和S 2的中心之间的距离d 不变，而把两条缝的宽度a 略微加宽，则(A) 单缝衍射的中央主极大变宽，其中所包含的干涉条纹数目变少． (B) 单缝衍射的中央主极大变宽，其中所包含的干涉条纹数目变多． (C) 单缝衍射的中央主极大变宽，其中所包含的干涉条纹数目不变． (D) 单缝衍射的中央主极大变窄，其中所包含的干涉条纹数目变少．(E) 单缝衍射的中央主极大变窄，其中所包含的干涉条纹数目变多．［ ］ 12.某元素的特征光谱中含有波长分别为λ1＝450 nm 和λ2＝750 nm (1 nm ＝10-9 m)的光谱线．在光栅光谱中，这两种波长的谱线有重叠现象，重叠处λ2的谱线的级数将是(A) 2 ，3 ，4 ，5 ．．．．．． (B) 2 ，5 ，8 ，11．．．．．． (C) 2 ，4 ，6 ，8 ．．．．．．(D) 3 ，6 ，9 ，12．．．．．． ［ ］ 13.当单色平行光垂直入射时，观察单缝的夫琅禾费衍射图样．设0I 表示中央极大（主极大）的光强，1θ表示中央亮条纹的半角宽度．若只是把单缝的宽度增大为原来的3倍，其他条件不变，则(A) 0I 增大为原来的9倍，1sin θ减小为原来的 31．(B) 0I 增大为原来的3倍，1sin θ减小为原来的 31．(C) 0I 增大为原来的3倍，1sin θ增大为原来的3倍．(D) 0I 不变，1sin θ减小为原来的 31． ［ ］14.波长为0.168 nm (1 nm = 10-9 m)的X 射线以掠射角θ 射向某晶体表面时，在反射方向出现第一级极大，已知晶体的晶格常数为0.168 nm ，则θ 角为(A) 30°． (B) 45°．(C) 60°． (D) 90°． ［ ］ 15.X 射线射到晶体上，对于间距为d 的平行点阵平面，能产生衍射主极大的最大波长为 (A) d / 4． (B) d / 2．(C) d ． (D) 2d ． ［ ］二、填空题(共15题)1.在单缝夫琅禾费衍射实验中，波长为λ的单色光垂直入射在宽度a =5 λ的单缝上．对应于衍射角ϕ 的方向上若单缝处波面恰好可分成 5个半波带，则衍射角ϕ =___________________________． 2.如图所示在单缝的夫琅禾费衍射中波长为λ的单色光垂直入射在单缝上．若对应于会聚在P 点的衍射光线在缝宽a 处的波阵面恰好分成3个半波带，图中DB CD AC ==，则光线 1和2在P 点的相位差为___________．3.在单缝夫琅禾费衍射实验中波长为λ的单色光垂直入射在宽度为a =2λ的单缝上，对应于衍射角为30︒方向，单缝处的波面可分成的半波带数目为________个． 4.将波长为λ的平行单色光垂直投射于一狭缝上，若对应于衍射图样的第一级暗纹位置的衍射角的绝对值为θ，则缝的宽度等于_________． 5.波长为 600 nm 的单色平行光，垂直入射到缝宽为a=0.60 mm 的单缝上，缝后有一焦距f '=60 cm 的透镜，在透镜焦平面上观察衍射图样．则：中央明纹的宽度为_______，两个第三级暗纹之间的距离为______．(1 nm =10﹣9 m) 6.a λ在单缝夫琅禾费衍射示意图中，所画出的各Array条正入射光线间距相等，那末光线1与2在幕上P点上相遇时的相位差为______ P点应为_____ 点．7.测量未知单缝宽度a的一种方法是：用已知波长λ的平行光垂直入射在单缝上，在距单缝的距离为D处测出衍射花样的中央亮纹宽度为l(实验上应保证D≈103a，或D为几米)，则由单缝衍射的原理可标出a 与λ，D，l的关系为a =_ ___．8.波长为λ的单色光垂直投射于缝宽为a，总缝数为N，光栅常数为d的光栅上，光栅方程(表示出现主极大的衍射角ϕ应满足的条件)为___________．9.一束平行单色光垂直入射在一光栅上，若光栅的透明缝宽度a与不透明部分宽度b相等，则可能看到的衍射光谱的级次为________．10.若光栅的光栅常数d、缝宽a和入射光波长λ都保持不变，而使其缝数N增加，则光栅光谱的同级光谱线将变得___________．11.用平行的白光垂直入射在平面透射光栅上时，波长为λ1=440 nm的第3级光谱线将与波长为λ2=______nm的第2级光谱线重叠．(1 nm =10 –9 m)12.一双缝衍射系统，缝宽为a，两缝中心间距为d．若双缝干涉的第±4，±8，±12，±16，…级主极大由于衍射的影响而消失（即缺级），则d/ a的最大值为____ ____________．13.汽车两盏前灯相距l，与观察者相距S= 10 km．夜间人眼瞳孔直径d= 5.0 mm．人眼敏感波长为λ = 550 nm (1 nm = 10-9 m)，若只考虑人眼的圆孔衍射，则人眼可分辨出汽车两前灯的最小间距l = _________m．14.在通常亮度下，人眼瞳孔直径约为3 mm．对波长为550 nm的绿光，最小分辨角约为_______rad．(1 nm = 10-9 m)15.X射线入射到晶格常数为d的晶体中，可能发生布喇格衍射的最大波长为____________．三、计算题(共6题)1. （6分）在单缝的夫琅禾费衍射中，缝宽a =0.100 mm ，平行光垂直入射在单缝上，波长λ=500 nm ，会聚透镜的焦距f =1.00 m ．求中央亮纹旁的第一个亮纹的宽度∆x ． (1 nm =10–9 m)2. （5分）如图所示，设波长为λ的平面波沿与单缝平面法线成θ角的方向入射，单缝AB 的宽度为a ，观察夫琅禾费衍射．试求出各极小值(即各暗条纹)的衍射角ϕ．3. （5分）一束具有两种波长λ1和λ2的平行光垂直照射到一衍射光栅上，测得波长λ1的第三级主极大衍射角和λ2的第四级主极大衍射角均为30°．已知λ1=560 nm (1 nm= 10-9 m)，试求: (1) 光栅常数a ＋b(2) 波长λ24. （10分）波长λ=600nm(1nm=10﹣9m)的单色光垂直入射到一光栅上，测得第二级主极大的衍射角为30°，且第三级是缺级．(1) 光栅常数(a + b )等于多少？(2) 透光缝可能的最小宽度a 等于多少？(3) 在选定了上述(a + b )和a 之后，求在衍射角-π21＜ϕ＜π21范围内可能观察到的全部主极大的级次．5.（10分）以波长为λ = 500 nm (1 nm = 10-9 m)的单色平行光斜入射在光栅常数为d = 2.10 μm 、缝宽为a = 0.700 μm 的光栅上，入射角为i = 30.0°，求能看到哪几级光谱线．6. （5分）设汽车前灯光波长按λ = 550 nm (1 nm = 10-9 m)计算，两车灯的距离d = 1.22 m ，在夜间人眼的瞳孔直径为D = 5 mm ，试根据瑞利判据计算人眼刚能分辨上述两只车灯时，人与汽车的距离L ．11、波动光学 光的衍射 答案一、选择题（共15题） 1-5：D 、B 、B 、A 、D 、 6-10：C 、B 、B 、D 、B 、 11-15：D 、D 、A 、A 、D 二、填空题（共15题）1、答案：30°2、答案：π3、答案：24、答案：λ / sin θ5、答案：1.2 mm ；3.6 mm6、答案：2π 暗7、答案：2λD / l8、答案：d sin ϕ =k λ ( k =0，±1，±2,···) 9、答案：0，±1，±3，........ 10、答案：更窄更亮 11、答案：660nm 12、答案：413、答案：1.34m14、答案：2.24×10-4 rad 15、答案：2d三、计算题（共6题）1、解：单缝衍射第1个暗纹条件和位置坐标x 1为：a sin θ1 = λa f f f x /sin tg 111λθθ≈≈= (∵θ1很小) 2分单缝衍射第2个暗纹条件和位置坐标x 2为： a sin θ2 = 2λa f f f x /2sin tg 222λθθ≈≈= (∵θ2很小) 2分 单缝衍射中央亮纹旁第一个亮纹的宽度 ()a a f x x x //2121λλ-≈-=∆= f λ / a=1.00×5.00×10-7 / (1.00×10-4) m=5.00 mm 2分2、解：1、2两光线的光程差，在如图情况下为ϕθδsin sin a a BD CA -=-= 2分由单缝衍射极小值条件a (sin θ－sin ϕ ) = ± k λ k = 1,2,…… 2分 （未排除k = 0 的扣1分）得 ϕ = sin —1( ± k λ / a+sin θ ) k = 1,2,……(k ≠ 0) 1分3、解：(1) 由光栅衍射主极大公式得 ()1330sin λ=+ b acm 1036.330sin 341-⨯==+λb a 3分 (2) ()2430sin λ=+ b a()4204/30sin 2=+= b a λnm 2分4、解：(1) 由光栅衍射主极大公式得a +b =ϕλsin k =2.4×10-4 cm 3分(2) 若第三级不缺级，则由光栅公式得()λϕ3sin ='+b a由于第三级缺级，则对应于最小可能的a ，ϕ'方向应是单缝衍射第一级暗纹：两式比较，得 λϕ='sin aa = (a +b )/3=0.8×10-4 cm 3分(3)()λϕk b a =+sin ，(主极大) λϕk a '=sin ，(单缝衍射极小) (k ＇=1，2，3，......)L θ2 θ1 Cx 2 x 1 ∆x f因此 k =3，6，9，........缺级． 2分又因为k max =(a ＋b ) / λ=4, 所以实际呈现k=0，±1，±2级明纹．(k=±4 在π / 2处看不到．) 2分5、解：(1) 斜入射时的光栅方程λθk i d d =-sin sin ，k = 0，±1，±2，… 2分规定i 从光栅G 的法线n －n 起，逆时针方向为正；θ 从光栅G 的法线n －n 起，逆时针方向为正．(2) 对应于i = 30°，设θ = 90°， k = k max1，则有λ1max 30sin 90sin k d d =︒-︒ )30sin 90)(sin /(1max ︒-︒=d d k λ= 2.10取整 k max1 = 2． 2分 (3) 对应于i = 30°，设θ = -90°， k = k max2， 则有 λ2max 30sin )90sin(k d d =︒-︒-]30sin )90)[sin(/(2max ︒-︒-=d d k λ = - 6.30取整 k max1 = -6． 2分 (4) 但因 d / a = 3，所以，第-6，-3，… 级谱线缺级． 2分 (5) 综上所述，能看到以下各级光谱线： -5，-4，-2，-1，0，1，2，共7条光谱线． 2分6、解：人眼最小分辨角为 θr = 1.22 λ /D 2分汽车两前灯对人眼的张角 L d /≈'θ1分 人眼刚能分辨两灯时，θθ'=r ，或 d / L =1.22 λ /D∴ ==)22.1/(λDd L 9.09 km 2分d 屏 光栅 透镜11、波动光学光的衍射一、选择题(共15题)1.在单缝夫琅禾费衍射实验中波长为λ的单色光垂直入射到单缝上．对应于衍射角为30°的方向上，若单缝处波面可分成3个半波带，则缝宽度a等于(A) λ．(B) 1.5 λ．(C) 2 λ．(D) 3 λ．［］2.一束波长为λ的平行单色光垂直入射到一单Array缝AB上，装置如图．在屏幕D上形成衍射图样，如果P是中央亮纹一侧第一个暗纹所在的位置，则BC的长度为(A) λ / 2．(B) λ．(C) 3λ / 2 ．(D) 2λ．［］3.在夫琅禾费单缝衍射实验中，对于给定的入射单色光，当缝宽度变小时，除中央亮纹的中心位置不变外，各级衍射条纹(A) 对应的衍射角变小．(B) 对应的衍射角变大．(C) 对应的衍射角也不变．(D) 光强也不变．［］4.在单缝夫琅禾费衍射实验中，若增大缝宽，其他条件不变，则中央明条纹(A) 宽度变小．(B) 宽度变大．(C) 宽度不变，且中心强度也不变．(D) 宽度不变，但中心强度增大．［］5.在如图所示的单缝夫琅禾费衍射装置中，设中央明纹的衍射角范围很小．若使单缝宽度a 变为原来的23，同时使入射的单色光的波长λ变为原来的3 / 4，则屏幕C 上单缝衍射条纹中央明纹的宽度∆x 将变为原来的(A) 3 / 4倍． (B) 2 / 3倍．(C) 9 / 8倍． (D) 1 / 2倍．(E) 2倍． ［ ］ 6.λ在如图所示的单缝夫琅禾费衍射装置中，将单缝宽度a 稍梢变宽，同时使单缝沿y 轴正方向作微小平移(透镜屏幕位置不动)，则屏幕C 上的中央衍射条纹将(A) 变窄，同时向上移； (B) 变窄，同时向下移；(C) 变窄，不移动；(D) 变宽，同时向上移；(E) 变宽，不移． ［ ］ 7.一束平行单色光垂直入射在光栅上，当光栅常数(a + b )为下列哪种情况时(a 代表每条缝的宽度)，k =3、6、9 等级次的主极大均不出现？ (A) a ＋b =2 a ． (B) a ＋b =3 a ．(C) a ＋b =4 a ． (A) a ＋b =6 a ． ［ ］ 8.在光栅光谱中，假如所有偶数级次的主极大都恰好在单缝衍射的暗纹方向上，因而实际上不出现，那么此光栅每个透光缝宽度a 和相邻两缝间不透光部分宽度b 的关系为(A) a=21b ． (B) a=b ．(C) a=2b ． (D) a=3 b ． ［ ］λ9.测量单色光的波长时，下列方法中哪一种方法最为准确？(A) 双缝干涉． (B) 牛顿环 ．(C) 单缝衍射． (D) 光栅衍射． ［ ］ 10.波长λ=550 nm(1nm=10−9m)的单色光垂直入射于光栅常数d =2×10-4 cm 的平面衍射光栅上，可能观察到的光谱线的最大级次为(A) 2． (B) 3． (C) 4． (D) 5． ［ ］ 11.在双缝衍射实验中，若保持双缝S 1和S 2的中心之间的距离d 不变，而把两条缝的宽度a 略微加宽，则(A) 单缝衍射的中央主极大变宽，其中所包含的干涉条纹数目变少． (B) 单缝衍射的中央主极大变宽，其中所包含的干涉条纹数目变多． (C) 单缝衍射的中央主极大变宽，其中所包含的干涉条纹数目不变． (D) 单缝衍射的中央主极大变窄，其中所包含的干涉条纹数目变少．(E) 单缝衍射的中央主极大变窄，其中所包含的干涉条纹数目变多．［ ］ 12.某元素的特征光谱中含有波长分别为λ1＝450 nm 和λ2＝750 nm (1 nm ＝10-9 m)的光谱线．在光栅光谱中，这两种波长的谱线有重叠现象，重叠处λ2的谱线的级数将是(A) 2 ，3 ，4 ，5 ．．．．．． (B) 2 ，5 ，8 ，11．．．．．． (C) 2 ，4 ，6 ，8 ．．．．．．(D) 3 ，6 ，9 ，12．．．．．． ［ ］ 13.当单色平行光垂直入射时，观察单缝的夫琅禾费衍射图样．设0I 表示中央极大（主极大）的光强，1θ表示中央亮条纹的半角宽度．若只是把单缝的宽度增大为原来的3倍，其他条件不变，则(A) 0I 增大为原来的9倍，1sin θ减小为原来的 31．(B) 0I 增大为原来的3倍，1sin θ减小为原来的 31．(C) 0I 增大为原来的3倍，1sin θ增大为原来的3倍．(D) 0I 不变，1sin θ减小为原来的 31． ［ ］14.波长为0.168 nm (1 nm = 10-9 m)的X 射线以掠射角θ 射向某晶体表面时，在反射方向出现第一级极大，已知晶体的晶格常数为0.168 nm ，则θ 角为(A) 30°． (B) 45°．(C) 60°． (D) 90°． ［ ］ 15.X 射线射到晶体上，对于间距为d 的平行点阵平面，能产生衍射主极大的最大波长为 (A) d / 4． (B) d / 2．(C) d ． (D) 2d ． ［ ］二、填空题(共15题)1.在单缝夫琅禾费衍射实验中，波长为λ的单色光垂直入射在宽度a =5 λ的单缝上．对应于衍射角ϕ 的方向上若单缝处波面恰好可分成 5个半波带，则衍射角ϕ =___________________________． 2.如图所示在单缝的夫琅禾费衍射中波长为λ的单色光垂直入射在单缝上．若对应于会聚在P 点的衍射光线在缝宽a 处的波阵面恰好分成3个半波带，图中DB CD AC ==，则光线 1和2在P 点的相位差为___________．3.在单缝夫琅禾费衍射实验中波长为λ的单色光垂直入射在宽度为a =2λ的单缝上，对应于衍射角为30︒方向，单缝处的波面可分成的半波带数目为________个． 4.将波长为λ的平行单色光垂直投射于一狭缝上，若对应于衍射图样的第一级暗纹位置的衍射角的绝对值为θ，则缝的宽度等于_________． 5.波长为 600 nm 的单色平行光，垂直入射到缝宽为a=0.60 mm 的单缝上，缝后有一焦距f '=60 cm 的透镜，在透镜焦平面上观察衍射图样．则：中央明纹的宽度为_______，两个第三级暗纹之间的距离为______．(1 nm =10﹣9 m) 6.a λ在单缝夫琅禾费衍射示意图中，所画出的各Array条正入射光线间距相等，那末光线1与2在幕上P点上相遇时的相位差为______ P点应为_____ 点．7.测量未知单缝宽度a的一种方法是：用已知波长λ的平行光垂直入射在单缝上，在距单缝的距离为D处测出衍射花样的中央亮纹宽度为l(实验上应保证D≈103a，或D为几米)，则由单缝衍射的原理可标出a 与λ，D，l的关系为a =_ ___．8.波长为λ的单色光垂直投射于缝宽为a，总缝数为N，光栅常数为d的光栅上，光栅方程(表示出现主极大的衍射角ϕ应满足的条件)为___________．9.一束平行单色光垂直入射在一光栅上，若光栅的透明缝宽度a与不透明部分宽度b相等，则可能看到的衍射光谱的级次为________．10.若光栅的光栅常数d、缝宽a和入射光波长λ都保持不变，而使其缝数N增加，则光栅光谱的同级光谱线将变得___________．11.用平行的白光垂直入射在平面透射光栅上时，波长为λ1=440 nm的第3级光谱线将与波长为λ2=______nm的第2级光谱线重叠．(1 nm =10 –9 m)12.一双缝衍射系统，缝宽为a，两缝中心间距为d．若双缝干涉的第±4，±8，±12，±16，…级主极大由于衍射的影响而消失（即缺级），则d/ a的最大值为____ ____________．13.汽车两盏前灯相距l，与观察者相距S= 10 km．夜间人眼瞳孔直径d= 5.0 mm．人眼敏感波长为λ = 550 nm (1 nm = 10-9 m)，若只考虑人眼的圆孔衍射，则人眼可分辨出汽车两前灯的最小间距l = _________m．14.在通常亮度下，人眼瞳孔直径约为3 mm．对波长为550 nm的绿光，最小分辨角约为_______rad．(1 nm = 10-9 m)15.X射线入射到晶格常数为d的晶体中，可能发生布喇格衍射的最大波长为____________．三、计算题(共6题)1. （6分）在单缝的夫琅禾费衍射中，缝宽a =0.100 mm ，平行光垂直入射在单缝上，波长λ=500 nm ，会聚透镜的焦距f =1.00 m ．求中央亮纹旁的第一个亮纹的宽度∆x ． (1 nm =10–9 m)2. （5分）如图所示，设波长为λ的平面波沿与单缝平面法线成θ角的方向入射，单缝AB 的宽度为a ，观察夫琅禾费衍射．试求出各极小值(即各暗条纹)的衍射角ϕ．3. （5分）一束具有两种波长λ1和λ2的平行光垂直照射到一衍射光栅上，测得波长λ1的第三级主极大衍射角和λ2的第四级主极大衍射角均为30°．已知λ1=560 nm (1 nm= 10-9 m)，试求: (1) 光栅常数a ＋b(2) 波长λ24. （10分）波长λ=600nm(1nm=10﹣9m)的单色光垂直入射到一光栅上，测得第二级主极大的衍射角为30°，且第三级是缺级．(1) 光栅常数(a + b )等于多少？(2) 透光缝可能的最小宽度a 等于多少？(3) 在选定了上述(a + b )和a 之后，求在衍射角-π21＜ϕ＜π21范围内可能观察到的全部主极大的级次．5.（10分）以波长为λ = 500 nm (1 nm = 10-9 m)的单色平行光斜入射在光栅常数为d = 2.10 μm 、缝宽为a = 0.700 μm 的光栅上，入射角为i = 30.0°，求能看到哪几级光谱线．6. （5分）设汽车前灯光波长按λ = 550 nm (1 nm = 10-9 m)计算，两车灯的距离d = 1.22 m ，在夜间人眼的瞳孔直径为D = 5 mm ，试根据瑞利判据计算人眼刚能分辨上述两只车灯时，人与汽车的距离L ．11、波动光学 光的衍射 答案一、选择题（共15题） 1-5：D 、B 、B 、A 、D 、 6-10：C 、B 、B 、D 、B 、 11-15：D 、D 、A 、A 、D 二、填空题（共15题）1、答案：30°2、答案：π3、答案：24、答案：λ / sin θ5、答案：1.2 mm ；3.6 mm6、答案：2π 暗7、答案：2λD / l8、答案：d sin ϕ =k λ ( k =0，±1，±2,···) 9、答案：0，±1，±3，........ 10、答案：更窄更亮 11、答案：660nm 12、答案：413、答案：1.34m14、答案：2.24×10-4 rad 15、答案：2d三、计算题（共6题）1、解：单缝衍射第1个暗纹条件和位置坐标x 1为：a sin θ1 = λa f f f x /sin tg 111λθθ≈≈= (∵θ1很小) 2分单缝衍射第2个暗纹条件和位置坐标x 2为： a sin θ2 = 2λa f f f x /2sin tg 222λθθ≈≈= (∵θ2很小) 2分 单缝衍射中央亮纹旁第一个亮纹的宽度 ()a a f x x x //2121λλ-≈-=∆= f λ / a=1.00×5.00×10-7 / (1.00×10-4) m=5.00 mm 2分2、解：1、2两光线的光程差，在如图情况下为ϕθδsin sin a a BD CA -=-= 2分由单缝衍射极小值条件a (sin θ－sin ϕ ) = ± k λ k = 1,2,…… 2分 （未排除k = 0 的扣1分）得 ϕ = sin —1( ± k λ / a+sin θ ) k = 1,2,……(k ≠ 0) 1分3、解：(1) 由光栅衍射主极大公式得 ()1330sin λ=+ b acm 1036.330sin 341-⨯==+λb a 3分 (2) ()2430sin λ=+ b a()4204/30sin 2=+= b a λnm 2分4、解：(1) 由光栅衍射主极大公式得a +b =ϕλsin k =2.4×10-4 cm 3分(2) 若第三级不缺级，则由光栅公式得()λϕ3sin ='+b a由于第三级缺级，则对应于最小可能的a ，ϕ'方向应是单缝衍射第一级暗纹：两式比较，得 λϕ='sin aa = (a +b )/3=0.8×10-4 cm 3分(3)()λϕk b a =+sin ，(主极大) λϕk a '=sin ，(单缝衍射极小) (k ＇=1，2，3，......)L θ2 θ1 Cx 2 x 1 ∆x f因此 k =3，6，9，........缺级． 2分又因为k max =(a ＋b ) / λ=4, 所以实际呈现k=0，±1，±2级明纹．(k=±4 在π / 2处看不到．) 2分5、解：(1) 斜入射时的光栅方程λθk i d d =-sin sin ，k = 0，±1，±2，… 2分规定i 从光栅G 的法线n －n 起，逆时针方向为正；θ 从光栅G 的法线n －n 起，逆时针方向为正．(2) 对应于i = 30°，设θ = 90°， k = k max1，则有λ1max 30sin 90sin k d d =︒-︒ )30sin 90)(sin /(1max ︒-︒=d d k λ= 2.10取整 k max1 = 2． 2分 (3) 对应于i = 30°，设θ = -90°， k = k max2， 则有 λ2max 30sin )90sin(k d d =︒-︒-]30sin )90)[sin(/(2max ︒-︒-=d d k λ = - 6.30取整 k max1 = -6． 2分 (4) 但因 d / a = 3，所以，第-6，-3，… 级谱线缺级． 2分 (5) 综上所述，能看到以下各级光谱线： -5，-4，-2，-1，0，1，2，共7条光谱线． 2分6、解：人眼最小分辨角为 θr = 1.22 λ /D 2分汽车两前灯对人眼的张角 L d /≈'θ1分 人眼刚能分辨两灯时，θθ'=r ，或 d / L =1.22 λ /D∴ ==)22.1/(λDd L 9.09 km 2分d 屏 光栅 透镜。
波的干涉和衍射 每课一练(含解析) (35)
第十二章机械波第4节波的衍射和干涉课时分层训练「基础达标练」1．一块小石子投入河水中激起一列水波，遇到障碍物后能发生明显衍射现象，障碍物是()A．静止在河面的渔船B．静止在河面的货船C．竖立在河中的竹竿D．竖立在河中的桥墩解析：选C河水中激起一列水波，遇到障碍物后能发生明显衍射现象，依据发生明显的衍射现象的条件是障碍物的尺寸与波长相差不大或者比波长小，故该障碍物的尺寸较小，故C正确，A、B、D错误．2．(多选)当两列水波发生干涉时，如果两列波的波峰在P点相遇，则() A．质点P的振动始终是加强的B．质点P的振幅最大C．质点P的位移始终最大D．质点P的周期最大解析：选AB P点为波峰与波峰叠加，为振动加强点，振动始终加强，振幅最大．位移在变化，有时为零，有时最大，故A、B正确，C错误；质点P的周期不变，选项D错误．3．(2019·山西怀仁八中高二月考)已知空气中的声速为340 m/s.现有几种声波：①周期为120s，②频率为104Hz，③波长为10 m，它们传播时若遇到宽约为13 m的障碍物，能产生显著的衍射现象的是() A．①和②B．②和③C．①和③D．都可以解析：选C由波速公式v＝λf得：波长λ＝vf＝v T，则①②③三种声波的波长分别为λ1＝340×120 m ＝17 m ，λ2＝340104 m ＝0.034 m ，λ3＝10 m ，根据发生明显衍射现象的条件可知，①③两声波的波长与障碍物的尺寸差不多，能产生明显的衍射现象，故C 正确．4．(多选)某同学注意到手机摄像头附近有一个小孔，查阅手机说明后知道手机内部小孔位置处安装了降噪麦克风．进一步翻阅技术资料得知：降噪麦克风通过降噪系统产生与外界噪音相位相反的声波，与噪音叠加从而实现降噪的效果．如图是理想情况下的降噪过程，实线对应环境噪声，虚线对应降噪系统产生的等幅反相声波．则( )A ．降噪过程实际上是声波发生了干涉B ．降噪过程可以消除通话时的所有背景杂音C ．降噪声波与环境噪声的传播速度相等D ．P 点经过一个周期传播的距离为一个波长解析：选AC 分析题意可知，降噪过程实际上是声波发生了干涉，降噪声波与环境声波波长相等，波速相等，频率相同，由于两列声波等幅反相，使噪声振动减弱，A 选项正确；降噪过程不能消除通话时的所有背景杂音，只能消除与降噪声波频率相同的杂音，B 选项错误；机械波传播的速度由介质决定，所以降噪声波与环境噪声的传播速度相等，C 选项正确；机械波在传播过程中，介质中的质点不会随波移动，D 选项错误．5．(多选)两列完全相同的机械波于某时刻的叠加情况如图所示，图中的实线和虚线分别表示波峰和波谷，此时( )A ．a 、b 连线中点振动加强B．a、b连线中点速度为零C．a、b、c、d四点速度均为零D．再经过12周期c、d两点振动仍然减弱解析：选ACD题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a点是波谷与波谷相遇点，b是波峰与波峰相遇点，c、d两点是波峰与波谷相遇点．则a、b两点是振动加强的，且ab连线上也是振动加强的，c、d两点是振动减弱的，故A正确，B错误；a、b分别处于波谷、波峰位置，此时它们的速度为零，c、d是波峰、波谷相遇点，为减弱点，其振幅为零，则c、d的速度也为零，因此它们的速度均为零，故C正确；c、d两点处于波谷与波峰相遇处，再经过12周期，c、d两点振动仍然减弱，故D正确．6．(多选)(2019·福建师大附中高二期中)如图所示，两列简谐横波分别沿x 轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x＝－1.0 m和x＝5.0 m处，两列波的速率均为v＝2 m/s，两波源的振幅均为A＝2 cm.图示为t＝0时刻两列波的图象(传播方向如图所示)，此刻平衡位置处于x＝1.0 m和x＝3.0 m的M、N两质点刚开始振动．质点P、Q的平衡位置分别处于x＝2.0 m和x＝2.5 m处，关于各质点运动情况判断正确的是()A．质点Q的起振方向沿y轴正方向B．t＝1.25 s时刻，质点M的位移为－4 cmC．两列波能发生干涉，发生干涉后质点P为振动减弱点D．两列波能发生干涉，发生干涉后质点Q为振动加强点解析：选ACD M、N点刚起振，由同侧法可知，M点向下振动，N点向上振动，即两列波的起振方向相反．由两列波的传播速度相等，Q距N点近，故N点的振动形式先传播到Q点，故Q点的起振方向与N点的起振方向相同，起振时沿y轴向上，A对；M点距两波源的距离差值为一个波长，因两列波的起振方向相反，故M点为振动减弱点，两列波的振幅相同，故M点的位移始终为零，B错；同理可判断P为振动减弱点，Q为振动加强点，C、D对．7．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＝4 cm，S2的振幅A2＝3 cm，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14 cmC．再过半个周期，质点B、C是振动加强点D．质点C的振幅为7 cm解析：选B题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点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．质点D是振动加强点，故A错误；S1的振幅A1＝4 cm，S2的振幅A2＝3 cm，质点A是处于波峰叠加位置，相对平衡位置高度为7 cm，而质点D处于波谷叠加位置，相对平衡位置为－7 cm，因此质点A、D在该时刻的高度差为14 cm，故B正确；B、C两点是振动减弱点，再过半个周期，质点B、C 仍是振动减弱点，故C错误；质点C是波峰与波谷的叠加点，则其合振幅为1 cm，故D错误．8．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？解析：(1)由题意知：周期T＝6020s＝3 s.设波长为λ，则5λ＋λ2＝24 m，λ＝4811m.由v＝λT 得，v＝4811×3m/s＝1611m/s.(2)由于λ＝4811m，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)(4)由于λ＝4811m>3 m，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，都能发生明显衍射现象．答案：(1)4811m1611m/s(2)会(3)能(4)能「能力提升练」9．(多选)甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中相向传播并相遇，在t＝0时刻两列波的位置如图所示．若两列波的周期分别为T甲和T乙，则()A．这两列波相遇时能产生干涉现象B．这两列波将同时到达坐标原点C．在t＝34T乙时刻，x＝0.1 m处质点受到的回复力为零D．在t＝2T甲时刻，x＝0.1 m处质点的位移为零解析：选BD两列简谐横波在同一均匀介质内传播，可知波速相等，由题图可知两列波的波长不相等，由v＝λf可知，频率不相等，不能产生干涉现象，故A错误；两列简谐横波在同一均匀介质内传播，可知波速相等，此时两列波到原点的距离相等，根据t＝x v可知这两列波将同时到达坐标原点，故B正确；时刻，乙波刚好传播到原点处，此时x＝0.1 m处质点位于波峰，受到在t＝34T乙的回复力不为零，故C错误；根据图象可知T甲＝0.2v，T乙＝0.4v，即T乙＝2T甲，在t＝2T甲时刻，甲波刚好传播到x＝0.1 m处，乙波波形中点平衡位置传到x＝0.1 m处，此时x＝0.1 m 处质点的位移为零，故D正确．10．(多选)如图甲所示，在水平面内的三个质点分别位于直角三角形ABC的顶点上，已知AB＝6 m，AC＝8 m．t0＝0时刻A、B开始振动，波动图象均如图乙所示，所形成的机械波在水平面内传播，在t＝4 s时C点开始振动．则()A．该机械波的传播速度大小为4 m/sB．两列波相遇后，C点振动加强C．两列波相遇后，C点振动减弱D．该列波的波长是2 mE．该列波的周期T＝1 s解析：选BDE分析图乙可知，波长为2 m，D选项正确；介质决定波速，两波源在同一介质中传播，故两列波的波速相同，根据几何关系可知，A处振动＝2 m/s，A选项错误；两波源振动情况相同，两波源先到达C点，波速v＝ACt到介质中某质点的波程差为整数个波长时，该质点为振动加强点．C点到A、B两点的路程差为Δs＝BC－AC＝λ，故C点为振动加强点，B选项正确，C选项错误；根据波长、周期和波速的关系可知，T＝λv＝1 s，E选项正确．11．(多选)(2019·全国卷Ⅲ)水槽中，与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上．振动片做简谐振动时，两根细杆周期性触动水面形成两个波源．两波源发出的波在水面上相遇，在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样．关于两列波重叠区域内水面上振动的质点，下列说法正确的是()A．不同质点的振幅都相同B．不同质点振动的频率都相同C．不同质点振动的相位都相同D．不同质点振动的周期都与振动片的周期相同E．同一质点处，两列波的相位差不随时间变化解析：选BDE在波的干涉实验中，质点在振动加强区的振幅是两列波振幅之和，质点在振动减弱区的振幅是两列波振幅之差，A项错误；沿波的传播方向上，波不停地向外传播，故各质点的相位不都相同，C项错误；两波源振动频率相同，其他各质点均做受迫振动，故频率均与振源频率相同，周期均与振动片的周期相同，B、D项正确；同一质点到两波源的距离确定，故波程差恒定，即相位差保持不变，E项正确．12．(多选)如图所示，在x轴上有两个沿竖直方向振动的波源S1、S2(图中未画出)在两波源之间有a、b两个点，二者间距为2 m．已知a点振动始终减弱且振幅为2 cm，b点振动始终加强且振幅为8 cm，观察发现b点连续出现两次波峰间隔时间为2 s，假设a、b之间没有振动加强点和减弱点．则下列判断正确的是()A．两波源S1、S2振动周期一定相同，且周期为2 sB．两波源S1、S2在介质中产生的机械波的波长为4 mC．波源S1振幅可能是5 cmD．两波源S1、S2在介质中产生的机械波的波速为4 m/s解析：选ACD 两列波发生干涉，它们的频率、周期一定是相等的，b 点连续出现两次波峰间隔时间为2 s ，可知两波源的周期都是2 s ，故A 正确；由题假设a 、b 之间没有振动加强点和减弱点，a 点振动始终减弱，b 点振动始终加强；设a 到左右两个波源的距离分别为x a 1和x a 2，则：|x a 1－x a 2|＝⎝ ⎛⎭⎪⎫n ＋12λ；① 设b 到左右两个波源的距离分别为x b 1和x b 2，则：|x b 1－x b 2|＝nλ②a 、b 之间的距离：L ＝|x a 1－x b 1|＝|x b 2－x a 2|＝2 m ③联立①②③式可得λ＝8 m ，故B 错误；由于a 点振动始终减弱且振幅为2 cm ，b 点振动始终加强且振幅为8 cm ，设A 的振幅为A 1，B 的振幅为A 2，则：A 1＋A 2＝8 cm ；|A 1－A 2|＝2 cm可得A 1＝3 cm 或A 1＝5 cm ，故C 正确；两列波的波速：v ＝λT ＝82＝4 m/s ，故D 正确．13．如图是两个波源振动频率相同、振动方向相同的两列波在空间传播的情景，实线表示波峰，虚线表示波谷．a 为虚线交点，b 为实线交点，c 为a 与b 连线的中点．(1)从图示时刻开始，经过12周期，a 、b 、c 各点分别处于什么位置？ (2)从图示时刻开始，经过34周期，a 、b 、c 各点又分别处于什么位置？解析：(1)由题图可知，此刻a 、b 点分别是两列波的波谷相遇点和波峰相遇点，都是振动加强点；而c 点处于加强区域，所以c 点也是加强点，a 、b 、c 三点的振幅为两列波的振幅之和．此刻a 点在波谷，b 点在波峰，c 点在平衡位置，经12周期后，a点在波峰，b点在波谷，c点仍在平衡位置．(2)经过34周期，a点在平衡位置，将向波谷振动；b点在平衡位置，将向波峰振动；c点为a、b的中点，所以此刻c点在波峰位置．答案：(1)a在波峰，b在波谷，c在平衡位置(2)a在平衡位置，b在平衡位置，c在波峰14.有频率相同、振动方向相同的两个声源S1和S2，如图所示．一人站在声源北方的A点，此人此时听到的声音很响，这个人向东慢慢移动，声音逐渐减弱，到B点时几乎听不到声音，测得A、B间距离为1.5 m．则：(1)S1、S2声波的波长λ为多少？(2)若此人由B点再向正南方向移动，声音逐渐变响，那么，此人沿正南方向至少走多远，声音又变得很响？解析：(1)依题意，A在S1S2的中垂线上，S1A＝S2A，此点为声波叠加振动加强处，走到B点几乎听不到声音，B点是声波叠加振动减弱处，则S1B－S2B＝λ2由几何关系S1B＝5 m，λ＝2 m.(2)设此人沿BS2走到C点，振动又一次加强．S1C－S2C＝2 m，S2C2＝(S2C＋2)2－S1S22得S2C＝1.25 m，BC＝BS2－S2C＝(4－1.25)m＝2.75 m.答案：(1)2 m(2)2.75 m。
高三物理波的干涉和衍射试题答案及解析
高三物理波的干涉和衍射试题答案及解析1.如图所示的是水面上两列频率相同的波在某时刻以叠加情况。
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的振幅为A1=2cm，S2的振幅为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10cmC．再过半个周期，质点B、C是振动加强点D．质点C此刻以后将向下振动【答案】B【解析】质点D是波谷与波谷叠加，为振动加强点．故A错误．质点A为波峰与波峰叠加，为振动加强点，此时的位移为5cm，质点D为波谷与波谷叠加，为振动加强点，此时的位移为-5cm，则在该时刻质点A、D高度差为10cm．故B正确．C两质点是波峰与波谷叠加，为振动减弱点，振动减弱点始终为振动减弱点．故C错误．质点C此时波源S1的波峰与S2的波谷叠加，处于负的最大位置处，偏离平衡位置的位移为-1cm，经过个周期，波源S2的波峰和波源S1的波谷叠加，处于正的最大位移处，偏离平衡位置的位移为1cm，知质点C此时刻以后将向上振动．故D错误．【考点】考查了波的干涉2.下列说法不正确的是A．“闻其声而不见其人”现象说明遇到同样障碍物时声波比可见光容易发生衍射B．用超声波被血流反射回来其频率发生变化可测血流速度，这是利用多普勒效应C．如果地球表面没有大气层覆盖，太阳照亮地球的范围要比有大气层时略大些D．已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，红光从该玻璃中射入空气发生全反射时，红光临界角较大【答案】C【解析】、“闻其声而不见其人”是因为声波比光波更容易发生衍射现象．A正确；当观察者与波源的距离发生变化时，观察者接收到的波的频率发生改变现象叫多普勒效应，“彩超”利用反射波的频率变化，测出血流的速度，就利用了多普勒效应．B正确；地球表面存在大气层，太阳光通过大气层时会发生折射，因此照亮的面积比没有大气层时要大．如果地球表面没有大气层，那么，太阳光照亮地球的范围与有大气层时照亮地球的范围相比就变小．C错误；根据公式可得折射率越小，临界角越大，D正确；【考点】考查了波的衍射，多普勒效应，光得折射，全反射3.两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
5、波的衍射练习 （有答案）
1.障碍物的大小为10cm.则下列各种波长中的波能出现最明显的衍射现象的
波长是 (D ).
A 、5 cm
B 、10cm
C 、15cm
D 、20cm
2．一列水波穿过小孔产生衍射，衍射后可能发生的变化是（D ）
A ．水波的波长增长
B ．水波的周期增大
C ．水波的波速减小
D ．水波的振幅减小
3.如图所示是波遇到小孔或障碍物后的图像,图中每两条实线间的距离表示一个波长,其中正确的图像是(B ).
4、在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子振动频率为5Hz ，水波在水槽中的传播速度为0.05m/s ，为观察到明显的衍射现象，小孔直径d 应为 ( D )
A 、10cm
B 、5cm
C 、d >1cm
D 、d <1cm
5、水波通过小孔，发生一定程度的衍射，为使衍射现象更明显，可 (D )
A 、增大小孔尺寸，同时增大水波的频率
B 、增大小孔尺寸，同时减小水波的频率
C 、缩小小孔尺寸，同时增大水波的频率
D 、缩小小孔尺寸，同时减小水波的频率
6、如图所示，S 为波源，M ，N 是两块档板，其中N 是固定的， M 可向上或向下移动一小段距离，当S 振动时，在A 处感受不到 波的现象，为了使A 处能有波出现，可采用( BD )
A 、增大波的频率
B 、减小波的频率
C 、将M 板向上移
D 、将M 板向下移
7、如图所示是观察水面波衍射的实验装置，AC 和BD 是两块挡板，AB 是一个孔，O 是波
源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹(图中曲线)之间的距离表
示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是 (
A 、此时能明显观察到波的衍射现象
B 、挡板前后波纹间的距离相等
C 、如果将孔AB 扩大，有可能观察不到明显的衍射现象
D 、如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显地观察 到衍射现象
8、关于波的衍射现象，下列说法正确的是 ( BC )
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
S
N M A D
D 、以上说法均不正确
9、下列说法中正确的是 ( CD )
A 、只有横波会发生衍射现象，纵波不会发生衍射现象
B 、波长比障碍物或孔的宽度大得多时，衍射现象不明显
C 、波长比障碍物或孔的宽度小得多时，衍射现象不明显
D 、一切波在任何情况下都有衍射现象
10、下列现象中，发生了明显衍射现象的是 (AC )
A 、在水波前进方向上遇到突出水面的小树桩，小树桩对水波的传播没有影响
B 、在水波前进方向上遇到一个障碍物，障碍物后面的水并没有发生振动
C 、水波前进方向上有一个带孔的屏，孔后的区域传播着圆形的波浪
D 、水波前进方向上有一个带缺口的屏，水波沿缺口直线传播，屏后“阴影区”的水面没有明显的振动
11、下列波在传播过程中遇到宽度为10cm 的障碍物时，能发生明显衍射现象的是 (AC )
A 、波长为20m 的水波
B 、波长为5.0×10—7m 的光波
C 、频率低于20Hz 的次声波
D 、频率为5.0×106Hz 的超声波
12、衍射是 波 特有的现象。
“闻其声而不见其人”是声波的 衍射 造成的。
13、在做水波的衍射实验时，保持水波的波长不变，改变窄缝宽度，当缝宽 与波长差不多或比波长小时，可以看到明显的衍射现象。
14、思考为什么要用超声波定位而不用普通的声波？
答：因为超声波频率大波长小，不易衍射，当超声波遇到器官组织分界面时，大部分会反射回来，而普通的声波波长大，易衍射，反射回来少，不利于信号处理。
15、已知空气中的声速为340m/s ，现有周期为s 20
1和频率为1×104Hz 的两种声波，当它们传播时遇到宽度约为13m 的障碍物，哪种声波发生的衍射现象较明显？答：第一种
16、生活中，一般的障碍物(尺寸为1.7cm~17m)都“挡”不住声音，据此你是否能估算一下一般声音的频率范围 ？答：20HZ －20000HZ
17、利用超声波可以探测鱼群的位置，在一只装有超声波发射和接受装置的渔船上，当它向选定方向发射出频率为5.8×104Hz 的超声波后，经过0.64s 收到从鱼群反射回来的反射波，已知5.8×104Hz 的超声波在水中的波长为2.5cm ，则这群鱼跟渔船的距离为 464 m 。
18、声波在空气中的传播速度为340m/s ，一木匠在屋顶每秒敲钉2下，一观察者恰好在看到木匠把锤举到最高时，听见敲钉的声音，如果木匠上举和下击锤的时间相等，则观察者和木匠之间的最短距离是 85 m ，如果观察者是在远处借助仪器看到木匠的动作，若用n 表示听到响声前看到的木匠把锤举到最高处的次数，则它们之间可能的距离表达式为 85（2n-1） m 。
19、甲、乙二人在铁轨旁，相距1100m ，甲用铁锤敲击一下铁轨，乙听到第一个声音后按下计时秒表，3s 后又听到一个声音。
已知声波在空气中传播速度为340m/s ，则声波在铁轨中传播速度是多少？如果发出的声波频率为500Hz ，这种声波在铁轨中的波长是多大？ 答：v ＝4675m/s,λ=9.35m
20、已知三个水波槽中分别放有甲、乙、丙三个档板，档板上的窄缝宽度均为L ，三个水波槽中三种水波的波长分别为L L ，L ，10
7105103===丙乙甲λλλ。
⑴大致画出以上三种情况下，波通过挡板后所能到达的区域的示意图。
（图应是缝后衍
射区域越来越大）
⑵由⑴能得出什么结论？当缝宽度与波长差不多或比波长小时，可以看到明显的衍射现象。