3.5波的干涉与衍射基础巩固练习（word版含答案）

3.5波的干涉与衍射基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第一册
一、选择题（共15题）
1．古语云：“但闻其声，不见其人”，这一现象是声波的
A．反射 B．折射 C．干涉 D．衍射
2．如图所示，实线与虚线分别表示振幅、频率均相同的两列简谐横波的波峰和波谷，此刻，M是波峰与波峰的相遇点。设这两列波的振幅均为A，则下列说法正确的是（　　）
A．此时刻位于O处的质点正处于平衡位置
B．P、N两处的质点始终处在平衡位置
C．随着时间的推移，M处的质点将向O处移动
D．从此时刻起，经过二分之一周期，M处的质点到达平衡位置，此时位移为零
3．如图所示，实线和虚线分别表示频率相同、振动方向相同的两列相干水波的波峰和波谷．设两列波的振幅分别为5cm和6cm，此刻，M是波峰与波峰相遇点，下列说法中正确的是(　　)
A．图示时刻M、O两点的竖直高度差为12cm
B．随着时间的推移，质点M向O点处移动
C．从该时刻起，经过四分之一周期，质点M到达平衡位置
D．P、N两质点始终处在平衡位置
4．声波能绕过某一建筑物传播，这是因为 （ ）
A．声波是纵波 B．声波是横波
C．声波的波长较长 D．声波的频率较长
5．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
6．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，虚线表示波谷位置，对图中正方形中央的a、b、c、d四点的振动情况，正确的判断是(　　 )
A．a、b点振动加强，c、d点振动减弱
B．a、c点振动加强，b、d点振动减弱
C．a、d点振动加强，b、c点振动减弱
D．a、b、c、d点的振动都加强
7．关于波的衍射，下列说法中错误的是（ ）
A．一切波在任何情况下都有衍射现象
B．只有横波才能产生衍射现象，纵波不能产生衍射现象
C．“闻其声而不见其人”是波的衍射现象
D．只有缝、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
8．如图所示，实线和虚线分别表示振幅和频率均相同的两列简谐横波的波峰和波谷，此时M点是波峰与波峰的相遇点。设两列波的振幅均为A，则（　　）
A．P点为振动减弱点，位移始终为0 B．N点为振动加强点，位移始终为
C．M点为振动加强点，位移始终为 D．从此刻起，经过半个周期，M点的位移为A
9．小河中有一个实心桥墩P，A为靠近桥墩浮在平静水面上的一片树叶，俯视如图所示。现在S处以某一频率拍打水面，使形成的水波能带动树叶A明显振动起来，可以采用的方法是（　　）
A．以较低的频率拍打水面 B．以较高的频率拍打水面
C．只要拍打，A就会明显振动 D．无论怎样拍打，A都不会明显振动
10．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＝－0.2m和x＝1.2m处，两列波的波速均为v＝0.4m/s，振幅均为A＝2cm．t＝0时刻两列波的图像及传播方向如图所示，此时平衡位置处于x＝0.2m和x＝0.8m的P、Q两质点刚开始振动．质点M、N的平衡位置分别处于x＝0.4m和x＝0.5m处，下列关于各质点运动情况的判断正确的是（ ）
A．t＝0.75s时刻，质点P、Q都运动到N点
B．质点P、Q的起振方向相反
C．t＝1.5s时刻，质点N的位移为2cm
D．t＝1.2s时刻，质点M的位移为0
11．两列简谐横波的振幅都是，传播速度大小相同，实线波的频率为，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，则下列说法错误的是（　　）
A．实线波和虚线波的频率之比为
B．平衡位置为处的质点此刻速度为零
C．平衡位置为处的质点此刻位移
D．从图示时刻起再经过，平衡位置为处的质点的位移
12．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
13．一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图所示，介质中质元A的平衡位置在距坐标原点8cm处，质元B的平衡位置在距坐标原点16cm处．从该图象对应时刻算起，当质元A的运动状态与图示时刻质元B的运动状态相同，所需的最短时间为0.12s．则（　　）
A．该简谐横波的频率为Hz
B．从图示时刻起，质元A比质元B先回到平衡位置
C．介质中平衡位置=10cm处质点的振动方程为
D．该波传播中遇到宽度为2m障碍物能发生明显的衍射现象
14．将一端固定在墙上的轻质绳在中点位置分叉成相同的两股细绳，它们处于同一水平面上。在离分叉点相同长度处用左、右手在身体两侧分别握住直细绳的一端，同时用相同频率和振幅上下持续振动，产生的横波以相同的速率沿细绳传播。因开始振动时的情况不同，分别得到了如图甲和乙所示的波形。下列说法正确的是（　　）
A．甲图中两手开始振动时的方向并不相同
B．甲图中绳子的分叉点是振动减弱的位置
C．乙图中绳子分叉点右侧始终见不到明显的波形
D．乙图只表示细绳上两列波刚传到分叉点时的波形
15．如图，P为桥墩，A为靠近桥墩漂浮的叶片，波源S连续振动，形成水波，此时叶片A静止不动。为使水波能带动叶片振动，可用的方法是（　　）
A．提高波源频率 B．提高波源周期
C．减小波源距桥墩的距离 D．增加波源距桥墩的距离
二、填空题（共4题）
16．噪声污染是现代社会的污染源之一。如图是一种消声器的原理图。波长为λ的声波从左端进入装置，并沿虚线传播。到达A点后，分成上下两束波，这两束波在B点相遇时可削弱噪声。此装置利用了_____________原理；为达到最佳消声效果，图中a、b两段最小长度差为__________；若噪声波长λ未知，请写出一条装置的改进措施∶__________。
17．几列波相遇时能够保持各自的运动特征，继续传播，在它们重叠的区域里，介质的质点______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______．
18．如图为两频率相同的横波在传播过程中某时刻叠加情况的俯视图，两列波的振幅都为10cm，质点沿竖直方向振动，实线表示波峰，虚线表示波谷。则此时a点的位移为_____；a、b、c点中，振动加强的点为_____。
19．一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,以下判断正确的是_____(填正确答案标号)
A．两列波将同时到达中点M
B．M点的位移大小在某时刻可能为零
C．中点M的振动总是加强的
D．两列波波速之比为1:2
E绳的两端点P、Q开始振动的方向相同
三、综合题（共4题）
20．在某种种介质中，S1、S2处有相距4m的两个波源，沿垂直纸面方向做简谐振动，其周期分别为T1=0.8s和T2=0.4s，振幅分别为A1=2cm和A2=1cm，在该介质中形成的简谐波的波速为v=5m/s．S处有一质点，它到S1的距离为3m，且SS1⊥S1S2，在t=0时刻，S1开始垂直纸面向外振动，S2开始垂直纸面向内振动.试求：
(1)t=0时刻振动传到S处的时间差；
(2)t=10s时,S处质点离开平衡位置的位移大小．
21．如图所示，简谐横波a沿x轴正方向传播，简谐横波b沿x轴负方向传播，波速都是10 m/s，振动方向都平行于y轴，t＝0时刻，这两列波的波形如图所示。求：
（1）平衡位置在x＝2 m处质点的振动方程；
（2）平衡位置在x＝3 m处的质点在0～1 s内通过的路程。
22．如图所示，在同一均匀介质中有S1和S2两个波源，这两个波源的频率、振动方向均相同，且振动的步调完全一致，S1与S2之间相距为4m，若S1、S2振动频率均为5Hz，两列波的波速均为10m/s，B点为S1和S2连线的中点，今以B点为圆心，以R=BS1为半径画圆。
(1)该波的波长为多少？
(2)在S1、S2连线上振动加强的点有几个，它们距S1的距离为多少？
(3)在该圆周上(S1和S2两波源除外)共有几个振动加强的点？
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．B
3．C
4．C
5．D
6．B
7．B
8．A
9．A
10．D
11．B
12．B
13．C
14．C
15．B
16．干涉 将中间的隔板制成可上下移动
17．同时 矢量和
18．0 b、c
19．ABE
20．(1) (2)
21．（1）y＝3sin 5πt(cm)　（2）10 cm
22．(1)2m；(2)3个，1m，2m，3m；(3)6个
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。