3.3波的干涉和衍射同步练习（Word版含答案）

3.3波的干涉和衍射
一、单选题
1．下列说法正确的是（　　）
A．若把一个在平原地区走时准确的摆钟搬到高原上去，则走时会变快
B．物体做受迫振动时如果增大驱动力的频率，则物体做受迫振动的振幅会增大
C．挑水时为了防止水从水桶中荡出，可以加快或减慢走路的步频
D．两列机械波相遇时，在相遇的区域一定会出现稳定的干涉现象
2．内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都发出噪声，而干涉型消声器可用来消弱高速气流产生的噪声，它的结构及气流运行情况如图所示，产生的波长为的声波沿水平管道自左向右传播。在声波到达a处时，分成两束相干波，它们分别通过r1和r2的路程，再在b处相遇。要达到消弱噪声的目的，路程差应为（　　）
A．波长λ的整数倍 B．波长λ的奇数倍
C．半波长的偶数倍 D．半波长的奇数倍
3．在观察水波衍射实验的时候，在发波水槽盛有一定深度的水，改变波源的频率和狭缝的宽度，分别拍摄了以下四幅照片。对于照片上出现的情景，下列判断正确的是（　　）
①已知甲、乙中水波波长相同，由图可知狭缝的宽度越小衍射现象越明显
②已知甲、乙中水波波长相同，由图可知狭缝的宽度越大衍射现象越明显
③已知丙、丁中狭缝宽度一样，由图可知波长越短的水波衍射现象越明显
④已知丙、丁中狭缝宽度一样，由图可知波长越长的水波衍射现象越明显
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
4．两列频率相同、振幅分别为5cm和7cm的横波发生干涉时，某一时刻的图样如图所示，实线表示波峰，虚线表示波谷，关于K、M、N三点的下列说法中正确的是（　　）
A．质点K为振动减弱的点
B．质点N的振幅为2cm
C．经过一段时间，质点M、N的位移大小不可能相等
D．由图中时刻再经过半周期时，质点M的位移为零
5．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。不考虑波的反射因素，则再经过一段时间后，关于水面上的波形分布情况，下列说法正确的是（　　）
A．整个区域都分布有水波
B．阴影Ⅰ以外区域分布有水波
C．阴影Ⅱ以外区域分布有水波
D．阴影Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都没有水波
6．同步振动、频率相同、振幅均为A的两列水波在水面上相遇后，在它们重叠的区域形成如图所示的图样，其中实线代表波峰，虚线代表波谷。在图示时刻，M为波峰与波峰相遇点、N为波谷与波谷相遇点、P为波峰与波谷相遇点。则以下说法正确的是（　　）
A．质点P是振动减弱的点，但其振动并不始终减弱
B．质点N是振动减弱的点，其位移始终为0
C．质点M是振动加强的点，其位移大小始终等于2A
D．振动加强和减弱的区域在水面上的位置稳定不变
7．如图所示，在水槽中放两块挡板，挡板中间留一个狭缝，观察水波经过狭缝后的传播情况。已知水波的波长不变，但狭缝的宽度不同，甲图狭缝较宽，乙图狭缝较窄。下列说法正确的是（　　）
A．机械波经过狭缝后均沿直线传播
B．甲图狭缝宽度比波长大得较多，衍射现象比较明显
C．乙图狭缝宽度跟波长相差不大，衍射现象比较明显
D．甲、乙两图中波的衍射现象均不明显
8．如图所示为某时刻两列振幅相同、频率相同的横波相遇时的干涉情况，实线表示波峰，虚线表示波谷，M是波峰与波峰相遇的点，N是波峰与波谷相遇的点，P是波谷与波谷相遇的点，Q是M与P连线的中点。下列说法正确的是（　　）
A．再经周期，P点会出现波峰与波峰相遇
B．质点M沿方向向前移动
C．Q点此时处于平衡位置，速度为零，再经周期速度仍为零
D．N点此时处于平衡位置，速度为零，再经周期速度仍为零
9．如图所示，S1、S2是软绳两端的波源，同时做半个周期的简谐运动形成两列简谐波，已知波源S1、S2的振幅分别为A1、A2，周期为T1、T2，P为软绳的中点，下列分析正确的是（　　）
A．两列波都是纵波 B．波源S1起振方向向下
C．波源S2形成的波峰先到达P点 D．P点的最大位移等于A1+A2
10．一列简谐横波在时刻的波形如图甲所示，位于平衡位置的质点A、B，介质中B质点的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　）
A．该波沿x轴负向传播
B．A、B两点的速度和位移有可能在某个时刻均相同
C．再经过0.3s，B质点通过的总路程为0.1m
D．若此波遇到一个宽0.3m的障碍物，则能发生明显衍射
11．如图所示，两列简谐横波分别沿轴正方向和负方向传播。已知两波源分别位于和处，振幅均为，波速均为。时刻，平衡位置处于和的、两质点刚开始振动。质点的平衡位置处于处，以下说法错误的是（　　）
A．时，处质点的位移为
B．两列波相遇分开后，各自的振幅、周期均保持不变
C．时，平衡位置处于至之间的质点位移均为0
D．时，质点振动方向向上，质点振动方向向下
12．如图甲、乙分别为两列横波波源A、B的振动图像，两列波时刻同时从图丙的A、B两点开始向四周传播，并在时恰好在C点相遇，已知A、B相距，C为中点，D距A点，，E与C点的距离为，则（　　）
A．在到的这段时间内，E点振动通过的路程为
B．从到的这段时间内，D点振动通过的路程为
C．直线上A、B外侧均为振动加强点
D．直线上A、B间（不包括A、B点）共有6个点的振幅为0
13．关于机械波的传播现象，下列说法正确的是（　　）
A．一列机械波在不同介质中传播时，波长和频率都会发生变化
B．《红楼梦》中王熙凤的出现用“未见其人，先闻其声”来描写，这属于声波的衍射现象
C．波长不同的机械波通过宽度一定的狭缝时波长越小衍射越明显
D．两列波发生干涉时，振动加强点的位移一定大于振动减弱点的位移
14．两列简谐横波分别沿x轴相向传播，两波源分别位于和处，两列波的波速均为0.4m/s，波源的振幅均为2cm。图为时刻两列波的图像，此刻平衡位置在和的P、Q两质点刚开始振动．质点M的平衡位置处于处．下列说法正确的是（　　）
A．时M点开始向上振动
B．若两波源只振动一个周期，在时，P质点将向上振动
C．若两波源一直振动，相遇以后Q点为振动加强点，其振幅为4cm
D．若两波源一直振动，相遇以后M点为振动加强点，其振幅为4cm
15．一列简谐横波沿轴正方向传播，其波速为10m/s，时刻的波形如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．时刻，质点速度最大
B．时刻，质点向轴方向运动
C．质点比质点早到达平衡位置处
D．若此波传播过程中遇到的障碍物的尺寸为80m，能发生明显衍射现象
16．如图所示，实线和虚线分别表示振幅、频率、振动方向均相同的两列波的波峰和波谷，图示时刻，M点是波峰和波峰相遇点。下列说法中正确的是（　　）
A．M点振动加强，O点振动减弱
B．N、P两质点始终在平衡位置
C．M质点始终在波峰
D．从图示时刻起，经过周期，M点移动到O点
17．如图甲、乙分别为两列横波I、Ⅱ的振动图像，t=0时刻分别同时从图丙的A、B两点开始向四周传播，并在t=2s时恰好相遇，已知A、B相距0.8m，C为AB中点，D距A点0.15m，则下列说法错误的是（　　）
A．直线上A、B外侧均为振动加强点
B．直线上A、B间（不包括A、B点）共有8个振动加强点
C．t=4s内直线上C点通过的路程为零
D．t=3.75s时D点经平衡位置向下振动
18．如图所示，甲为沿轴传播的一列简谐横波在时刻的波动图像，乙图为参与波动的质点的振动图像，则下列判断正确的是（　　）
A．质点振动的速度大小为
B．经过时间，质点的位移为
C．经过时间，质点沿波的传播方向向前传播
D．该波在传播过程中若遇到的障碍物，能发生明显衍射现象
19．如图所示，、是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同，实线和虚线分别表示在某一时刻它所发出的波峰和波谷，关于图中所标的a、b、c、d四点，下列说法中正确的是（　　）
A．质点a为振动减弱点，位移始终为零，
B．质点b为振动加强点，经过半个周期后变为振动减弱点
C．质点c到两波源的波程差为波长的一半
D．此时质点d既不是振动加强点也不是振动减弱点
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．C
【详解】
A．若把一个在平原地区走时准确的摆钟，搬到高原上去，则g变小，根据
T变大，则走时会变慢，故A错误；
B．物体做受迫振动时如果增大驱动力的频率，则物体做受迫振动的频率会增大，由于不确定物体固有频率，无法判断振幅变化，故B错误；
C．挑水的人由于行走，使扁担和水桶上下振动，当人迈步的频率等于扁担与水桶振动的固有频率时，发生共振，结果水桶中的水荡出，挑水时为了防止从水桶中荡出，可以加快或减慢走路的步频，故C正确；
D．发生稳定干涉的条件是，两列波的频率相同，振动方向沿同一直线，相位差恒定，故D错误。
故选C。
2．D
【详解】
AB．根据干涉特点知，两相干波源的距离差为波长的整数倍时，此点为振动增强点，而消除噪声不能加强，故AB错误；
CD．距离差为半波长的奇数倍时，此点为振动减弱点，要达到消弱噪声的目的，要减弱声音，故C错误，D正确。
故选D。
3．B
【详解】
①已知甲、乙中水波波长相同，由图可知图乙的衍射现象更明显，可知狭缝的宽度越小衍射现象越明显，则①正确，②错误；
③已知丙、丁中狭缝宽度一样，由图可知图丙的衍射现象更明显，可知波长越长的水波衍射现象越明显，则④正确，③错误。
故选B。
4．B
【详解】
A．质点K为波谷与波谷的相遇点，为振动加强点，故A错误；
B．图中N点实线与虚线相遇，为振动减弱点，振幅为
故B正确；
C．M点是振动加强点，N点是振动减弱点，此时M点的位移为12cm，N点的位移为2cm，由于M、N一直在振动，所以经过一段时间，质点M、N的位移大小可能相等，故C错误；
D．图中时刻M点在波峰，经过周期，质点M回到平衡位置，位移为零，故D错误。
故选B。
5．B
【详解】
由题图中看出挡板A比波长大很多，故衍射现象不明显，Ⅰ区没有水波；B孔与波长差不多，衍射现象明显，故Ⅱ区、Ⅲ区都有水波，题图中空白区域水波可直接传到。
故选B。
6．D
【详解】
两列水波同步振动、频率相同、振幅均为A，在叠加的区域会发生干涉现象，形成稳定的干涉图样。M和N是振动加强的点，振幅均为2A，且振动始终加强；质点P是振动减弱的点，其振幅为0，位移也始终为0；振动加强和减弱的区域在水面上的位置稳定不变，ABC错误，D正确。
故选D。
7．C
【详解】
A．机械波在传播过程中遇到狭缝后都会发生衍射现象，当发生衍射时，机械波就会传播到本该是“阴影”的区域，不再沿直线传播，A项错误；
BCD．观察两幅图可以发现，题图乙中机械波的波长跟狭缝的宽度相差不大，此时衍射现象明显，C项正确，B、D项错误。
故选C。
8．AD
【详解】
A．由题意知P是波谷与波谷相遇的点，为振动加强点，再经过周期，两列波都到达波峰，P点会出现波峰与波峰相遇，故A正确；
B．在振动过程中，质点M不会随波迁移，它只会在平衡位置附近做简谐振动，故B错误；
C．Q点在振动加强区，此时处于平衡位置，速度最大，再经过周期，再一次到达平衡位置，速度方向发生改变，仍然速度最大，故C错误；
D． N是波峰与波谷相遇的点，此时N点此时处于平衡位置，速度为零，两列波振幅相同、频率相同，所以Q点振幅始终等于零，速度始终为零，故D正确。
故选AD。
9．C
【详解】
A．软绳中质点振动方向与简谐波传播方向垂直，所以两列波都是横波，故A错误；
B．根据同侧法可知，波源S1起振方向向上，故B错误；
C．两波源在同一绳上，则它们的波速相等，由于P为两个波源连线的中点，所以它们会同时到达P点，由图可知波源S2形成波的波长短，波峰距离P点更近，故波源S2形成的波峰先到达P点，故C正确；
D．虽两波源到P点的距离相等，但它们的波峰不能同时到达P点，所以P点的位移最大不可达到A1+A2，故D错误。
故选C。
10．D
【详解】
A．由乙图可知，B质点在时刻向上振动，据“同侧法”可知，该波沿x轴正向传播，A错误；
B．A、B两点的平衡位置相距半个波长，振动情况总是相反，B错误；
C．由乙图可知，振动周期为0.4s，再经过0.3s，即，B质点通过的总路程为3A，即0.3m，C错误；
D．当障碍物跟波长相差不多或比波长小时会发生明显的衍射现象，由甲图可知，波长为0.4m，若此波遇到一个宽0.3m的障碍物，则能发生明显衍射，D正确。
故选D。
11．D
【详解】
A．两列波的周期为
t=4s时，两列波各自向前传播一个波长，由波的叠加可知，则 x=0.5m 处质点的位移为-1cm，选项A正确；
B．根据波的独立传播原理可知，两列波相遇分开后，各自的振幅、周期均保持不变，选项B正确；
C．t=3s时，两列波各自向前传播，则根据叠加原理可知，平衡位置处于0.3-0.5m 之间的质点位移均为0，选项C正确。
D．由“同侧法”可知，t=0时，质点P振动方向向下，质点Q振动方向向上，选项D错误；
此题选择不正确的选项，故选D。
12．B
【详解】
A．由题意可知，AB的周期相同，起振方向相反，相同时间传播的距离相同，所以波速大小相等，为
波长
即波长也相等，AB到E的距离相等，所以两个波源的振动形式传播达到E点时，振动方向始终相反，所以在到的这段时间内，E点振动通过的路程为零，故A错误；
B．D点到AB的距离差是半波长的奇数倍，所以是振动加强点，A波源的振动形式传播到D需要
B波源的振动形式传播到D需要
所以A的振动形式传播到D后又完成了3个周期的振动， D的路程为
B的振动形式传播到D后又完成了1.5个周期的振动，D的路程为
所以从到的这段时间内，D点振动通过的路程为
故B正确；
C．由题可知，AB间距离是波长的整数倍，波源起振方向相反，故直线上A、B外侧均为振动减弱点，故C错误；
D．减弱点到AB的距离差是波长的整数倍，所以减弱点到A的距离分别为0.1m、0.2m、0.3m、0.4m、0.5m，即5个减弱点，故D错误。
故选B。
13．B
【详解】
A．一列机械波在不同介质中传播时，频率不会发生变化，选项A错误；
B．“未见其人，先闻其声”说明声波波长较长，遇到障碍物时有明显的衍射现象，选项B正确；
C．波长不同的机械波通过宽度一定的狭缝时波长越长衍射越明显，选项C错误；
D．振动加强点的位移和振动减弱点的位移都在做周期性的运动，所以加强点的位移不一定大于减弱点的位移，选项D错误。
故选B。
14．D
【详解】
A．在0.75s内波传播的距离
由图可知，P、Q处的波形传到M，而t=0时刻P、Q两点处的质点是向下振动的，所以，经过0.75s时间M点向下振动，故A错误；
B．若两波源只振动一个周期，经过1.5s，波传播的距离为
左列波的波源处的振动形式传到0.4m位置处，对于左列波来讲，不在P点引起振动了，右列波的Q点振动形式恰好传到P点，引起的振动是向下的，故B错误 ；
C．若两波源一直振动，Q点到两波源的距离差为
所以振动是减弱的，故C错误；
D．M点距两波源距离相等，所以M点是振动加强的点，振幅等于两振幅之和，故D正确。
故选D。
15．B
【详解】
A．由图可知该波的波长为
则周期为
由同侧法知时刻Q点向下振动，时刻，即经过，Q到达最大位移处，质点Q的速度为零，故A错误；
B．经过0.6s，波向前传播
则时刻的波形图如下图所示
由同侧法可知质点向轴方向运动，故B正确；
C．时刻P点向下振动，M先向上振动，在向下振动，所以质点比质点M早到达平衡位置处，故C错误；
D．发生明显衍射现象的条件障碍物的尺寸比波长小，由题可知障碍物的尺寸远大于波的波长，故不能发生明显的衍射现象，故D错误。
故选B。
16．B
【详解】
A．M点是波峰和波峰相遇点，是振动加强的点，O点是波谷和波谷相遇点，也是振动加强的点，A错误；
B．N、P两质点此时均处在波峰和波谷相遇的位置，为振动减弱的点，由于两列波振幅、频率、振动方向均相同，故这两点振动抵消，始终处于平衡位置，B正确；
C．M质点只是振幅变大，只要在振动，位移不断在变化，不会始终在波峰，C错误；
D．质点只会在各自平衡位置上下振动，不会随波迁移，D错误。
故选B。
17．A
【详解】
A．设两列波的波速均为v，由题意可得
解得
则两列波的波长均为
直线上A、B外侧的点到A、B的波程差的绝对值均为4λ，由于两波源起振方向相反，所以直线上A、B外侧均为振动减弱点，故A错误；
B．直线上A、B间的振动加强点到A、B的波程差的绝对值为半波长的奇数倍，根据长度关系有
解得
所以
即直线上A、B间（不包括A、B点）共有8个振动加强点，故B正确；
C．因为两列波在C点相遇，且C点到A、B的波长差为零，为振动减弱点，所以t=4s内直线上C点通过的路程为零，故C正确；
D．D点到A、B的波程差为
所以D点为振动加强点，A产生的波传播到D所用时间为
所以t=3.75s时D点刚好完成第3次全振动且正经过平衡位置向下振动，故D正确。
故选A。
18．D
【分析】
点做简谐振动，其速度随时间变化；由图乙可分析经过时间，质点的位移；由波动图像读出波长，由振动图像读出周期，求出波速，由可以求出经过时间波沿波的传播方向向前传播的距离，而质点并不向前传播；根据波长与障碍物尺寸的关系分析能否发生明显的衍射现象。
根据波动图像能读出波长、由质点的振动方向判断波的传播方向，由振动图像读出周期和质点的振动方向等等，都学习振动和波部分应具备的基本能力，要加强训练，熟练应用。
【详解】
A．点做简谐振动，其速度随时间变化，无法判断质点振动的速度大小，故A错误；
B．在乙图上读出时刻质点的位移为零，故B错误；
C．简谐横波沿轴传播，质点只在自己的平衡位置附近上下振动，并不沿波的传播方向向前传播，故C错误；
D．由于该波的波长为，所以该波在传播过程中若遇到的障碍物，能发生明显的衍射现象，故D正确。
故选D。
19．A
【详解】
A．质点a是两列波波峰与波谷叠加的地方，由于两列波振幅相同，故位移始终为零，A正确；
B．质点b为振动加强点，经过半个周期后是波谷与波谷叠加的地方，但还是振动加强点，B错误；
C．质点c是两列波波谷与波谷叠加的地方，故到两波源的波程差为波长的整数倍，C错误；
D．d处在两加强点的连线上，故d在振动加强的区域，振动也是加强的，D错误。
故选A。答案第1页，共2页
答案第1页，共2页