3.3波的干涉和衍射基础巩固-2021-2022学年高二上学期物理鲁科版（2019）选择性必修第一册(word含答案)

3.3波的干涉和衍射基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第一册
一、选择题（共15题）
1．以下对机械波的说法中正确的是( )
A．频率相同的波叠加，一定可以发生稳定的干涉现象
B．横波可以在固体、液体和气体中传播
C．纵波不能用波的图象描述
D．波长和障碍物尺寸相近时，衍射现象明显
2．甲、乙两列完全相同的横波，分别从波源A、B两点沿直线Ox相向传播，时的图像如图所示，若两列波的波速均为1m/s，则（　　）
A．时，F点的位移最大 B．时，E、F、G三点的位移最大
C．时，F点的位移最大 D．时，F点的位移最小
3．如图所示，沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，若波速为，则下列说法中正确的是（ ）
A．从图示时刻开始，质点b的加速度将减小
B．图示时刻，质点b的振动方向沿y轴正方向
C．若此波遇到另一列波并发生稳定干涉现象，则另一列波的频率为50Hz
D．从图示时刻开始，经过，质点a沿波传播方向迁移了2m
4．如图所示，两列频率相同的横波相遇，M是波峰与波峰相遇的点，是凸起最高的位置之一，K是波谷与波谷相遇的点，是凹下最低的位置之一，下列说法正确的是（　　）
A．M处质点随波向P移动
B．K处质点随波向Q移动
C．M和K处质点均在垂直于纸面的方向上振动
D．经四分之一周期时，M处质点的位移最大，Q处质点的位移为零
5．关于波的干涉和衍射，下列说法正确的是（　　）
A．医院中用于体检的“B超”利用了超声波的衍射原理
B．两列波发生干涉时，振动加强区域的质点的位移一定始终最大
C．声波容易发生衍射是因为声波的波长较短
D．观察薄膜干涉时，应该在入射光的同一侧
6．一根水平的弹性细绳上，一上一下两个形状相同的正弦半波相向传播，某个时刻恰好完全叠合，如图。a、b、c是细绳上三个质点，且b是此刻波的正中点，则（　　）
A．a、b、c三质点此刻均在它们各自的平衡位置且振动速度为零
B．a质点此刻合运动的速度方向竖直向下
C．b质点此刻有最大的振动加速度
D．c质点此刻合运动的速度方向水平向右
7．图甲为某一简谐波在t＝0时刻的波形图，图乙为图甲中平衡位置位于x＝2m处的质点B的振动图象，质点C的平衡位置位于x＝4m处。则下列说法正确的是(　　)
A．该简谐波沿x轴负方向传播，其波速v＝4m/s
B．在t＝2s时刻，质点C恰好经过平衡位置向y轴负方向运动
C．要使该波能够发生明显的衍射，则障碍物的尺寸应远大于4m
D．若该波能与另一列波发生稳定的干涉，则另一列波的频率一定为0.5Hz
8．在同一介质内，两列机械波的波源振动情况如图所示，可以肯定的是（　　）
A．波源的频率为波源频率的2倍
B．波的波长为波波长的2倍
C．两列波叠加能产生稳定的干涉
D．通过同一狭缝，波的衍射效果比波明显
9．在水波的衍射实验中,若打击水面的振子振动的频率是5Hz,水波在水槽中的传播速度是0.05m/s,为观察到显著的衍射现象,小孔直径d，应为（ ）
A．10cm B．5m C．d＞1cm D．d≤1cm
10．如图所示，实线和虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷。此刻，M是波峰与波峰的相遇点，下列说法中正确的是（　　）
A．质点M始终处在波峰位置
B．质点N始终处在平衡位置
C．随着时间的推移，质点M向O点处移动
D．从该时刻起，经过半个周期，质点O到达平衡位置
11．如图所示，S1、S2是振动情况完全相同的两列水波的波源，振幅为A。a、b、c三点分别位于S1、S2连线的中垂线上，且ab＝bc。某时刻a是两列波的波峰相遇点，c是两列波的波谷相遇点，则（　　）
A．c处质点的位移始终为－2A
B．b处质点的振幅为2A
C．a、c处质点是振动的加强点， b处质点是振动的减弱点
D．此时刻a处质点有向上的最大加速度
12．如图所示，S点是波源，其振动频率为100Hz，所产生的横波向右传播，波速为80m/s，P、Q是波传播方向上的两个质点，已知SP=4.2m，SQ=5.4m，当S通过平衡位置向上运动时，以下说法正确的是（　 　）
A．P、Q都在波谷
B．P、Q都在平衡位置
C．P在波谷，Q在波峰
D．P在波峰，Q在波谷
13．如图所示，波源在绳的左端发出一个时间跨度为、振幅为的三角波；同时，波源在绳的右端发出个时间跨度为、振幅为的三角波，已知，左右两波沿绳的传播速度均为点为两波源连线的中点，下列说法正确的是（　　）
A．两列波在点叠加时，点的位移最大可达
B．波的波峰到达时，波的波峰尚未到达
C．两列波波峰相遇的位置在点的左侧
D．要使两列波的波峰在点相遇，两列波发出的时间差为
14．一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2Hz，现让长绳两端P、Q同时以相同的振幅A上下各振动了一个周期，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4m/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
15．如图表示两个相干波源S1、S2产生的波在同一种均匀介质中相遇．图中实线表示某时刻的波峰，虚线表示的是波谷，下列说法正确的是(　　)
A．a点的振动加强，e点的振动介于加强点和减弱点之间
B．c、f两点的振动加强
C．经适当的时间后，加强点和减弱点的位置互换
D．经半个周期后，原来位于波峰的点将位于波谷，原来位于波谷的点将位于波峰
二、填空题（共4题）
16．夏天里在一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝，这是声波的________现象；“闻其声而不见其人”这是声波的________现象。
17．传统的雷达天线依靠转动天线来搜索空中各个方向的目标，这严重影响了搜索的速度。现代的“雷达”是“相位控制阵列雷达”，它是由数以万计的只有几厘米或更小的小天线按一定的顺序排列成的天线阵，小天线发出相干的电磁波，其初相位可通过电子计算机调节，从而可改变空间干涉极强的方位，这就起了快速扫描搜索空中各个方向目标的作用对下的简单模型的研究，有助于了解改变相干波的初相位差对空间干涉级强方位的影响。图中a、b为相邻两个小天线，间距为d，发出波长为的相干电磁波。轴通过a、b的中点且垂直于a、b的连线。若已知当a、b发出的电磁波在a、b处的初相位相同即相位差为0时，将在与x轴成角（很小）方向的远处形成干涉级强，现设法改变a、b发出的电磁波的初相位，使b的初相位比a的落后一个小量，结果，原来相干极强的方向将从变为，则等于___________。
18．两列频率、振幅均相同的简谐波Ⅰ和Ⅱ分别从绳子的两端持续相向传播，在相遇区域发生了干涉，在相距的A、B间用频闪相机连续拍摄，依次获得1、2、3、4、5五个波形，且1和5是同一振动周期内绳上各点位移都达到最大时拍摄的波形。已知频闪时间间隔为。则两波源的振动周期是_________秒，两波源到A点和C点的路程之差的绝对值是_________m。
19．如图所示，一简谐横波在某区域沿x轴传播，实线a为t=0时刻的波形图线，虚线b为t=时刻的波形图线，已知该简谐横波波源振动的频率为f=2.5Hz，虚线b与x轴交点P的坐标xp=1m．下列说法中正确的是
A．这列波的传播速度大小一定为20m/s
B．这列波一定沿x轴负向传播
C．可能有Δt=1.45s
D．可能有Δt=0.85s
E.若该列波遇到宽度为6m的障碍物能发生明显的衍射现象
三、综合题（共4题）
20．如图，A、B是同一介质中的两相干波源，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点为振动加强点还是振动减弱点？
21．两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x＝－0.2m和x＝1.2m处，两列波的波速均为0.4m/s，波源的振幅均为2cm。图示为0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在x＝0.2m和x＝0.8m的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置处于x＝0.5m处。
(1)求两列波相遇的时刻。
(2)求1.5s后质点M运动的路程。
22．如图所示，在平静的水面上有两个波源S1和S2，软木塞静止在水面上的P点，波源S1和S2、软木塞分别位于边长为L=6 m的等边三角形的三个顶点。t=0时刻，S1开始自平衡位置向下振动，S2开始自平衡位置向上振动，且S1振动的频率是S2的倍，产生的两列波在水面传播的速度均为2.0 m/s，其中S1产生波的波长为3 m。求：
（i）振源S2振动的周期；
（ii）从t=0开始，经过多长时间P质点第一次偏离平衡位置位移为负向最大值。（规定垂直水面向上为正方向）
23．向水面上扔一个石块，形成如图所示的波形，已知相邻实线间的距离等于一个波长，不考虑水波的反射，试大致画出水波通过图甲的孔和以及遇到图乙中障碍物和之后的传播情况。
参考答案
1．D
2．C
3．C
4．C
5．D
6．B
7．D
8．B
9．D
10．B
11．B
12．C
13．C
14．A
15．D
16．反射 衍射
17．
18．0.96 0.48
19．ADE
20．振动减弱点
21．(1)0.75s；(2) 12cm
22．（i）；（ⅱ）4.875s
23．
由题图可知，孔A和障碍物D跟波长相比相差不多，因此，从孔A传出的波和遇障碍物D之后的波均有明显的衍射现象；孔B和障碍物C跟波长相比相差较大，因此，从孔B传出的波和遇障碍物C之后的波无明显的衍射现象，在画通过孔A的衍射波时要强调画出的同心半圆都是以孔A为圆心的；遇障碍物D之后波的传播并没有受影响；而从孔B传出的波和遇障碍物C之后的波只沿直线传播，所以从孔A、B传出的波和遇障碍物C、D之后的波如图所示。