基础夯实

1．(2011·佛山高二检测)对衍射现象的定性分析，不正确的是(　d　)

A．光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物发生传播的现象

B．衍射条纹图样是光波相互叠加的结果

C．光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据

D．光的衍射现象完全否定了光的直线传播结论

答案：D

解析：衍射现象是波绕过障碍物发生传播的现象，衍射条纹是波的叠加的结果，干涉、衍射是一切波所具有的特性，所以选项A、B、C正确。光的直线传播只是近似的，只有在光的波长比障碍物小的多的情况下，光才看做沿直线传播的，所以光的衍射现象和直线传播是不矛盾的，所以选项D错误。

2．关于衍射，下列说法正确的是(ab　)

A．衍射现象中条纹的出现是光叠加后产生的结果

B．双缝干涉中也存在衍射现象

C．一切波都很容易发生明显的衍射现象

D．影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实

答案：AB

解析：衍射图样是复杂的光波的叠加现象，双缝干涉中光通过二个狭缝时均发生衍射现象，一般现象中既有干涉又有衍射。一切波都能发生衍射，但要发生明显的衍射，需要满足障碍物的尺寸小于或相当于波长的条件。

3．关于光的衍射现象，下面说法正确的是(　ac　)

A．红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹

B．白光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹

C．光照到不透光小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射

D．光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿直线传播，不存在光的衍射

答案：AC

解析：单色光照到狭缝上产生的衍射图样是亮暗相间的直条纹。白光的衍射图样是彩色条纹。光照到不透明圆盘上，在其阴影处出现亮点，是衍射现象。光的衍射现象只有明显与不明显之分，D项中屏上大光斑的边缘模糊，正是光的衍射造成的，不能认为不存在衍射现象。

4．单色光源发出的光经一狭缝，照射到光屏上，可观察到的图样是下列的(　a　)

答案：A

解析：单色光源经过单缝产生衍射现象，图样的中间是亮而宽的明纹，两边是明暗相间较窄的条纹，故只有A符合。

5．(改编题)在学习了光的衍射现象后，徐飞回家后自己设置了一个小实验。在一个发光的小电珠和光屏之间放一个大小可以调节的圆形孔屏，在圆孔从较大调至完全闭合的过程中，他在屏上看到的现象是(　b　)

A．先是圆形亮区，最后完全黑暗

B．先是圆形亮区，再是圆形亮环，最后完全黑暗

C．先是圆形亮环，最后完全黑暗

D．先是圆环亮环，然后圆形亮区，最后完全黑暗

答案：B

解析：在圆孔由大到小调节过程中，当孔较大时，光沿直线传播，在屏上得到圆形亮斑；当孔的直径减小到与光波的波长相近时，产生光的衍射现象，屏上将出现明、暗相间的亮环，当孔继续减小到完全闭合，没有光到达屏上时，屏上完全黑暗。

6．如图所示，甲、乙两图是单色光分别入射到两圆孔形成的图像，由图判断甲是光的__衍射______(选填“干涉”或“衍射”)图像。图甲所对应的圆孔孔径小于____(选填“大于”、“小于”或“等于”)图乙所对应的圆孔孔径。

答案：衍射　解析：图甲所示，单色光通过小孔出现明暗相间且宽度不等的条纹，这是光的衍射现象。图乙是个圆亮斑，说明光沿直线传播，没有发生衍射，图乙所对应的圆孔孔径远大于单色光的波长，也大于发生衍射现象的图甲所对应的圆孔孔径。

7．分析以下现象产生的原因：

(1)通过盛水的玻璃杯，在适当的角度，可看到彩色光；

(2)菜汤上的油花呈现彩色；

(3)隔着帐幔看远处的灯，见到灯周围辐射彩色的光芒；

(4)光线照在花布上，可以看见花布上的图样。

解析：(1)白光通过盛水的玻璃杯发生折射，在适当的角度，各色光分离较大，可看到彩色光。

(2)光经过菜汤上油膜的前后两个表面发生反射，两列反射光波相互叠加，产生干涉条纹，因此菜汤上的油花呈现彩色。

(3)远处灯发出的光经过帐幔的缝隙，产生衍射，因此可见到灯周围辐射彩色的光芒。

(4)光线照在花布上看见花布的图样，是由于光的反射与吸收的结果。花布是由各种颜色的花纹组成的，当白光照在花布上时红色花纹反射红光，吸收其他颜色的光，这样我们在该位置只看到红色。同理可以看到各种花纹反射的颜色。这样可以看到花布的图样。

能力提升

1．(2012·青州高二检测)在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的图样，下列四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是(　d　)

A．a、c　　　　B．b、c　　　　C．a、d　　　　D．b、d

答案：D

解析：单缝衍射条纹的特点是中央亮条纹最宽、最亮，双缝干涉条纹是等间距的条纹，所以a是干涉条纹，b、d是单缝衍射条纹，c是水波的衍射图样。

2．在观察光的衍射现象的实验中，通过紧靠眼睛的卡尺测脚形成的狭缝，观看远处的线状白炽灯丝(灯管或灯丝都要平行于狭缝)，可以看到(　c　)

A．黑白相间的直条纹　　　   B．黑白相间的弧形条纹

C．彩色的直条纹                     D．彩色弧形条纹

答案：C

解析：白炽灯发出的是复色光，其中各种色光的波长不同，产生的衍射条纹间距不同，各单色光相互叠加，成为彩色直条纹。

3．(物理与日常生活)沙尘暴是由于土地的沙化引起的一种恶劣的天气现象，发生沙尘暴时能见度只有十几米，天气变黄变暗，这是由于这种情况下(　bd　)

A．只有波长较短的一部分光才能到达地面

B．只有波长较长的一部分光才能到达地面

C．只有频率较大的一部分光才能到达地面

D．只有频率较小的一部分光才能到达地面

答案：BD

解析：据光明显衍射的条件，发生沙尘暴时，只有波长较长的一部分光线能到达地面，据λ＝c/f知，到达地面的光是频率较小的部分。

4．手持看书用的放大镜，并把手臂伸直，通过放大镜观看远处的房屋等景物时，看到的是倒立的房屋，下列说法中正确的是(　a　)

A．看到的是远处房屋的实像

B．看到的是远处房屋的虚像

C．看到的房屋边缘呈现彩色，这是由于光的干涉现象造成的

D．看到的房屋呈现彩色，这是由于光的衍射现象造成的

答案：A

解析：因为物距大于2倍焦距，所以远处房屋的像是倒立、缩小的实像，故A对；房屋边缘的彩色是连续条纹，不是明暗相间的条纹，产生的原因是不同色光在玻璃中的折射率不同造成的。

5．某同学自己动手制作如图所示的装置观察光的干涉现象，其中A为单缝屏，B为双缝屏，整个装置位于一暗箱中，实验过程如下：

(1)该同学用一束太阳光照射A屏时，屏C上没有出现干涉条纹；移去B后，在屏上出现不等间距条纹，此条纹是由于__光的衍射______产生的。

(2)移去A后，遮住缝S₁或缝S₂中的任一个，C上均出现一窄亮斑。出现以上实验结果的主要原因是___双缝S₁、S₂太宽_____________。

答案：(1)光的衍射　(2)

解析：(1)移去B后只剩下单缝，故发生单缝衍射形成条纹，故此条纹是由于光的衍射产生的。

(2)没有出现条纹而只出现一个窄亮斑，说明衍射现象不明显，故主要原因是双缝S₁、S₂太宽。

6．如图所示是通过游标卡尺两测量脚间的狭缝观察白炽灯线光源时所拍下的四张照片。

(1)试通过图样分析四张照片对应的两测量脚间的宽度大小关系。

(2)试说明照片(4)中中央条纹的颜色及成因。

解析：(1)从四张照片的单缝衍射图样可以看出，由图(1)到图(4)，衍射现象越来越明显，说明两测量脚间的狭缝越来越小，因此由图(1)到图(4)四张照片对应的两测量脚间的宽度越来越小。

(2)图(4)中中央条纹的颜色为白色，因为各种色光在屏中央均为亮条纹，七色光叠加后，中央条纹即为白色。

7．将一个大的不透明障碍物上的正三角形孔从边长10cm逐渐减小到零，让阳光从孔中通过，在障碍物后暗箱中的屏上可看到什么现象？

解析：开始阶段，孔比较大，在屏上得到一个正三角形亮斑，随着孔的减小，亮斑也变小；孔再小，在亮斑周围出现一个亮度比较弱的圆，这是小孔成像；继续减小小孔的尺寸，在光屏上出现彩色的衍射图样，这时是明显的衍射现象；孔再小，光线再弱，直到什么也看不见。

第二篇：高二物理选修3-4同步练习：11-5 外力作用下的振动

基础夯实

1．(2012·海岳中学高二检测)随着电信业的发展，手机是常用的通信工具，当来电话时，它可以用振动来提示人们。振动原理很简单：是一个微型电动机带动转轴上的叶片转动。当叶片转动后，手机就跟着振动起来。其中叶片的形状你认为是图中的(

)

答案：A

解析：手机做受迫振动。

2．下列说法正确的是( )

A．实际的自由振动必然是阻尼振动

B．在外力作用下的振动是受迫振动

C．阻尼振动的振幅越来越小

D．受迫振动稳定后频率与自身物理条件无关

答案：ACD

解析：实际的自由振动，必须不断克服外界阻力做功而消耗能量，振幅会逐渐减小，必然是阻尼振动，故A、C正确；只有在周期性外力(驱动力)的作用下物体所做的振动才是受迫振动，B错；受迫振动稳定后的频率由驱动力的频率决定，与自身物理条件无关，D对。

3．如图所示，把两个弹簧振子悬挂在同一支架上，已知甲弹簧振子的固有频率为8 Hz，乙弹簧振子的固有频率为72 Hz，当支架在

受到竖直方向且频率为9 Hz的驱动力作用下做受迫振动时，两个弹簧振子的振动情况是(

)

A．甲的振幅较大，且振动频率为8 Hz

B．甲的振幅较大，且振动频率为9 Hz

C．乙的振幅较大，且振动频率为9 Hz

D．乙的振幅较大，且振动频率为72 Hz

答案：B

解析：物体做受迫振动时的频率等于驱动力的频率；物体的固有频率越接近驱动力的频率，物体振动的振幅就越大，所以B正确。

4．(2011·银川模拟)在飞机的发展史中有一个阶段，飞机上天后不久，飞机的机翼很快就抖动起来，而且越抖越厉害，后来人们经过了艰苦地探索，利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法解决了这一问题，在飞机机翼前装置配重杆的主要目的是( )

A．加大飞机的惯性

B．使机体更加平衡

C．使机翼更加牢固

D．改变机翼的固有频率

答案：D

5．如图所示，一个偏心轮的圆心为O，重心为C，它们所组成

的系统在竖直方向上发生自由振动的频率为f，当偏心轮以角速度ω绕O轴匀速转动时，则当ω＝__________时振动最为剧烈，这个现象称为____________。

答案：2πf 共振

解析：偏心轮转动中产生驱动力，偏心轮转动中的频率与系统固

ω有频率f相等时会发生共振，即：f＝，得ω＝2πf时产生共振。 2π

6．如图所示为一单摆的共振曲线，则该单摆的摆长为多少？共振时单摆的振幅是多少？(g＝10m/s2

)

答案：1.0m,10cm

解析：由图象可知：固有频率f＝0.5Hz，所以周期T＝2s。由单摆的周期公式可得：L＝T2g/4π2≈1.0m。

由图象知：单摆共振的振幅为10cm。

7．秒摆摆球质量为0.2kg，它振动到最大位移时距最低点的高度为0.4cm，当它完成10次全振动回到最大位移处时，因有阻尼作用，距最低点的高度变为0.3cm。如果每振动10次补充一次能量，使摆球回到原高度，那么1min内总共应补给多少能量？

答案：5.88×10－3J

解析：每振动10次要补充的能量为ΔE＝mgΔh＝0.2×9.8×(0.4－0.3)×10－2J＝1.96×10－3J。秒摆的周期为2s,1min内完成全振动的次数为30次，则1min内总共应补充的能量为E＝3ΔE＝5.88×10－3J。

能力提升

1．(2012·东营模拟)洗衣机在把衣服脱水完毕拔掉电源后，电动机还要转动一会才能停下来，在拔掉电源后，发现洗衣机先振动得比较小，然后有一阵子振动得很剧烈，然后振动慢慢减小直至停下来，其间振动剧烈的原因是( )

A．洗衣机没放平衡

B．电动机有一阵子转快了

C．电动机转动的频率和洗衣机的固有频率相近或相等

D．这只是一种偶然现象

答案：C

解析：洗衣机脱水时，电动机转速很快，频率很大，可以说远大于洗衣机的固有频率，不能发生共振现象。当脱水终止时，随着电动机转速的减小，频率也在减小，肯定有一段时间，频率接近或等于洗衣机的固有频率，从而发生共振现象，反应在宏观上就是洗衣机振动剧烈。

2．有一根张紧的水平绳上挂有5个双线摆，其中b摆摆球质量

最大，另4个摆球质量相等，摆长关系为Lc>Lb＝Ld>La>Le，如图所示，现将b摆垂直纸面向里拉开一微小角度，放手后让其振动，经过一段时间，其余各摆均振动起来，达到稳定时(

)

A．周期关系为Tc>Td>Ta>Te

B．频率关系为fc＝fd＝fa＝fe

C．振幅关系为Ac＝Ad＝Aa＝Ac

D．四个摆中，d的振幅最大，且Ae<Aa

答案：BD

解析：b摆的振动，作为一种驱动力迫使其它四个摆做受迫振动，受迫振动的周期(或频率)等于驱动力的周期(或频率)，而和自身的固有周期(固有频率)无关，B正确。四个摆做受迫振动的振幅与驱动力的频率跟自身的固有频率之差有关，这个差越小，物体做受迫振动的振幅越大。在a、c、d、e四个摆中，d的摆长跟b的摆长相等。因此d的固有频率和驱动力的频率相等，d摆做受迫振动的振幅最大。同理e摆做受迫振动的振幅最小，D正确。

3.一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，图甲所示的装置可用于研究该弹簧振子的受迫振动。匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做受迫振动。把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期。若保持把手不动，给砝

码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图线如图乙所示。当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图象如图丙所示。

若用T0表示弹簧振子的固有周期，T表示驱动力的周期，Y表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅，则( )

A．由图线可知T0＝4s

B．由图线可知T0＝8s

C．当T在4s附近时，Y显著增大，当T比4s小得多或大得多时，Y很小

D．当T在8s附近时，Y显著增大，当T比8s小得多或大得多时，Y很小

答案：AC

解析：由题中图乙可知弹簧振子的固有周期T0＝4s，故A选项正确，B选项错误。根据受迫振动的特点：当驱动力的周期与系统的固有周期相同时发生共振，振幅最大；当驱动力的周期与系统的固有周期相差越多时，受迫振动物体振动稳定后的振幅越小。故C选项正确。D选项错误。

4．某桥梁的固有频率为7.5 Hz，有大量军队齐步过桥，军人每跨一步距离为0.8m。当行走速度为________m/s时，会对桥的安全造成威胁。

答案：6

解析：设行走速度为v时会对桥造成威胁，此时步行频率等于桥梁的固有频率，则v＝Lf＝0.8×7.5m/s＝6m/s。当驱动力频率等于固有频率时会发生共振。

5.小球做受迫振动如图所示，一个竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个T形支架在竖直方向振动，T形支架的下面系着一个弹簧和小球组成的振动系统，小球浸没在水中。当圆盘静止时，让小球在水中振动，其阻尼振动的频率约为3Hz。现使圆盘以4s的周期匀速转动，经过一段时间后，小球振动达到稳定，它振动的频率是多少？

答案：0.25Hz

解析：当圆盘转动时，通过小圆柱带动T形支架上下振动，T形支架又通过弹簧给小球一周期性的作用力使其做受迫振动，所以小球振动的频率应等于驱动力的频率，即T形支架的振动频率，而T形支架的频率又等于圆盘转动的频率，故小球振动的频率

11f＝＝＝0.25Hz。 T4

6．(2012·枣庄模拟)汽车的重力一般支撑在固定于轴承上的若干弹簧上，弹簧的等效劲度系数k＝1.5×105 N/m。汽车开始运动时，

1在振幅较小的情况下，其上下自由振动的频率满足f＝2π(l为弹l

簧的压缩长度)。若人体可以看成一个弹性体，其固有频率约为2 Hz，已知汽车的质量为600 kg，每个人的质量为70 kg，则这辆车乘坐几个人时，人感到最难受？

答案：5人

解析：人体的固有频率f固＝2 Hz，当汽车的振动频率与其相等

1时，人体与之发生共振，人感觉最难受，即f＝2π

代入数据得：l＝0.0625m，由胡克定律得

kl＝(m1＋nm2)g g＝f固，得ll4πf固

?kl－m1g??1.5×105×0.0625－600×9.8? n＝m＝

2g70×9.8＝5(人)