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高中物理
波的干涉和衍射
波的干涉和衍射 知识点题库
如图所示,在均匀介质中
S
1
和
S
2
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
S
1
和
S
2
平衡位置的连线上有
a
、
b
、
c
三点,已知
S
1
a
=
ab
=
bc
=
cS
2
=(
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
一列简谐横波沿
x
轴正方向传播,
t
=0时刻的波形如图所示,介质中质点
P
、
Q
分别位于
x
=2 m、
x
=4 m处。从
t
=0时刻开始计时,当
t
=15 s时质点
Q
刚好第4次到达波峰。
(1) 求波速。
(2) 写出质点
P
做简谐运动的表达式(不要求推导过程)。
下列说法正确的是( )
A .
简谐运动的周期和振幅无关
B .
在弹簧振子做简谐运动的回复力表达式F=﹣kx中,F为振动物体所受的合外力,k为弹簧的进度系数
C .
在波的传播方向上,某个质点的振动速度就是波的传播速度
D .
在双缝干涉实验中,同种条件下用紫光做实验比红光做实验得到的条纹更宽
E .
在单缝衍射现象中要产生明显的衍射现象,狭缝宽度必需比波长小或者相差不多
下列说法中正确的是( )
A .
用比值法来定义加速度这个物理量,其表达式为a=
B .
奥斯特发现了电流的磁效应并总结得出了电磁感应定律
C .
机械波和电磁波本质上是不相同的,但它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象
D .
光在真空中传播的速度在不同惯性系可能不同
当两列水波发生干涉时,如果两列波的波谷在某点相遇,下列说法错误的是( )
A .
该点的位移有时可能为0
B .
该点的振幅最大
C .
该点的位移始终最大
D .
该点的振动加强,且始终是加强的
下列说法正确的是( )
A .
同一波源的不同波面上的质点的运动情况可能相同,平面波的波面表示波的传播方向
B .
无论怎样的波,波线始终和波面垂直
C .
若孔的尺寸比波长大得多,则不会发生衍射现象
D .
单色光的双缝干涉实验中,出现暗条纹处是两列光波的波峰和波谷相遇的地方
两列简谐横波的振幅都是20cm,传播速度大小相同.实线波的频率为2Hz,沿x轴正方向传播,虚线波沿x轴负方向传播.某时刻两列波在如图所示区域相遇,则( )
A .
在相遇区域会发生干涉现象
B .
实线波和虚线波的频率之比为3:2
C .
平衡位置为x=6m处的质点此刻速度为零
D .
平衡位置为x=8.5m处的质点此刻位移y>20cm
E .
从图示时刻起再经过0.25s,平衡位置为x=5m处的质点的位移y<0
关于机械报动和机械波的叙述正确的是( )
A .
波源振动的速度与波的传播速度始终相同
B .
横波的传播方向总是与质点的振动方向垂直
C .
频率不同的两列机械波也能发生稳定的干涉现象
D .
物体做受迫振动时,其振动频率与固有频率无关
E .
做简谱运动的质点通过同一位置时,速度不一定相同,但加速度一定相同
一条弹性绳子呈水平状态,M为绳子中点,两端P、Q同时开始上下振动,一小段时间后产生的波形如图所示,对于其后绳上各点的振动情况,下列判断正确的是( )
A .
左边的波先到达中点M
B .
两列波波速之比为1:2
C .
中点M的振动总是加强的
D .
绳的两端点P、Q开始振动的方向相同
声波能绕过某一建筑物传播而光波却不能绕过该建筑物,这是因为( )
A .
声波是纵波,光波是横波
B .
声波振幅大,光波振幅小
C .
声波波长较长,光波波长很短
D .
声波波速较小,光波波速很大
处于同一水平面的振源S
1
和S
2
做简谐运动,向四周分别发出两列振幅均为A的简谐横波,波在同一区域传播,形成如图所示稳定的干涉图样。图中实线表示波峰,虚线表示波谷,N点为波峰与波谷相遇点,M点为波峰与波峰相遇点。下列说法正确的是( )
A .
两个振源S
1
和S
2
的振动频率一定相同
B .
M点为振动加强点,其振幅为A
C .
N点始终处在平衡位置
D .
从图示时刻开始经过四分之一周期,M、N两点竖直高度差为0
两列频率相同的简谐横波振幅分别为A
1
=4cm、A
2
=3cm,它们在某时刻的干涉图样如图所示,以波源S
1
、S
2
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),下列说法正确的是( )
A .
质点A的振幅是1cm
B .
质点C是振动减弱点
C .
质点B此刻振动的速度最小
D .
再过半个周期,质点D是振动加强点
自从1865年麦克斯韦预言电磁波的存在,人们的生活已经与电磁波密不可分,不同频率的电磁波被应用于生活的各个领域。例如:我国自主建立的北斗导航系统所使用的电磁波频率约为1561MHz,家用Wi-Fi所使用的电磁波频率约为5725MHz。则WiFi信号与北斗导航信号叠加时,
(填“能”或“不能”)产生干涉现象:当Wi-Fi信号穿越墙壁进入另一个房间后,其波长
,原因是
。
一水平长绳上系着一个弹簧和小球,弹簧和小球组成的系统固有频率为2 Hz,现让长绳两端P、Q同时以相同的振幅A均上下振动了一个周期,某时刻长绳上形成的波形如图所示。两列波先后间隔一段时间经过弹簧所在的位置,观察到小球先后出现了两次振动,第一次振动时起振方向向上,且振动并不显著,而第二次则产生了较强烈的振动,则 ( )
A .
有2个时刻长绳上会出现振动位移大小为2A的情况
B .
由Q振源产生的波在长绳上传播的速度约为4 m/s
C .
由P振源产生的波先到达振动系统
D .
两列波相遇时,在相遇区域会产生干涉现象
甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中传播,甲波沿x轴正方向传播,乙波沿x轴负方向传播,t=0时刻两列波恰好在坐标原点相遇,波形图如图所示,已知甲波的频率为2Hz,则两列波叠加后( )
A .
两列波的传播速度均为4m/s
B .
x=0处的质点振动频率为4Hz
C .
x=1m处的质点振幅为30cm
D .
介质中振动加强和减弱区域的位置稳定不变
直角坐标系xoy的y轴为两种均匀介质Ⅰ、Ⅱ的分界线,位于x=0处的波源发出的两列机械波a、b同时在Ⅰ、Ⅱ中传播,某时刻的波形图如图所示,x=6m是此时刻a波传到的最远点,下列说法正确的是( )
A .
两列波的频率关系
B .
此时刻b波传到x=-24m
C .
波源的起振方向沿y轴正方向
D .
平衡位置距x=0处1.5m的两质点P、Q中,质点Q先到达最大位移处
一振动片以频率f做简谐振动时,固定在振动片上的两根细杆同步周期性地触动水面上a、b两点,a、b两波源发出的波在水面上形成稳定的干涉图样,c是水面上的一点,a、b、c间的距离均为l,如图所示。已知a、b两波源发出的波的波长为
, 则( )
A .
c点为振动加强点
B .
c点为振动减弱点
C .
在a、b连线之间有四个振动减弱点
D .
在a、c连线之间有四个振动减弱点
如图所示,在同一均匀介质中有S
1
和S
2
两个波源,这两个波源的频率振动方向均相同,振幅均为A且振动的相位差为π,S
1
和S
2
之间相距4个波长,B点为S
1
和S
2
连线的中点,现以B点为圆心,以BS
1
为半径画圆,在该圆周的上半圆部分(S
1
和S
2
两波源除外)振动加强且振幅为2A的点有( )
A .
4个
B .
6个
C .
8个
D .
10个
如图所示为两列相干波的叠加情况,图中的实线表示波峰,虚线表示波谷。两列波的振幅均为8cm且不变,波速和波长分别为1m/s和lm。C点是BD连线的中点,下列说法中正确的是( )
A .
若图示时刻为0时刻,则t=0.25s时,C点在波峰
B .
图示时刻A,B两点的竖直高度差为16cm
C .
A,D是加强点,E是减弱点,C既不是加强点也不是减弱点
D .
从图示的时刻起经0.25s,B点通过的路程为16cm
如图所示是两列同频率的相干水波在t=0时刻的叠加情况,图中实线表示波峰,虚线表示波谷,已知两列波的振幅均为2cm,波速均为2m/s,波长均为0.4m,E点是BD连线和AC连线的交点,则B、D两点在该时刻的竖直高度差为
cm;在t=0.05s时,E点离开平衡位置的位移大小是
cm。
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