3.5波的干涉与衍射 同步练习(Word版含答案)

3.5波的干涉与衍射同步练习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．关于机械波的衍射，下列说法错误的是（　　）
A．波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫波的衍射
B．一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象
C．波长一定的机械波通过宽度不同的狭缝时宽度越小衍射越明显
D．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
2．下列说法正确的是（　　）
A．在摆角很小时，单摆的周期与振幅有关
B．只有发生共振时，受迫振动的频率才等于驱动力的频率
C．只有障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或小得多，波才能发生衍射
D．受迫振动系统在非共振状态时，同一振幅对应的驱动力频率一定有两个
3．在开展研究性学习活动中，某校同学进行了如下实验：如图所示，从入口S处送入某一频率的声音，通过左右两条管道SAT和SBT传到了出口T处，并可以从T处监听声音，左侧B管可以拉出或推入以改变B管的长度，开始时左右两侧管道关于S、T对称，从S处送入某一频率的声音后，将B管逐渐拉出，当拉出的长度为l时，第一次听到最小的声音，设声速为v，则该声音的频率为 （　　）
A． B．
C． D．
4．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们所发出的波的波峰和波谷。关于图中所标的、、、四点，下列说法中正确的是（　　）
A．质点经过半个周期时，振动加强 B．质点处位移始终最大
C．质点、、处的振动始终是最强的 D．此时质点处于平衡位置，质点为振动减弱点
5．水波通过小孔，发生一定程度的衍射，为使衍射现象明显，可以（ ）
A．增大小孔尺寸，同时增大水波的频率 B．增大小孔尺寸，同时减小水波的频率
C．缩小小孔尺寸，同时增大水波的频率 D．缩小小孔尺寸，同时减小水波的频率
6．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
7．关于波的折射现象，下列说法正确的是（　　）
A．一切波都能发生折射现象
B．发生折射时，波的传播方向一定会发生改变
C．不是所有的波都能发生折射
D．波发生折射时，波长、频率和波速都会发生变化
8．如图，某时刻振幅、频率均相同的两列波相遇，实线表示波峰，虚线表示波谷．则再过半个周期，在波谷的质点是(　　)
A．O质点
B．P质点
C．N质点
D．M质点
9．两列波在同一种介质中传播时发生了干涉现象，则（　　）
A．在振动加强区域的介质质点的位移总是比在振动减弱区域的介质质点的位移大
B．在振动加强区域的介质质点的振幅总比在振动减弱区域的介质质点的振幅大
C．在振动减弱区域，介质质点的位移总为零
D．在振动加强区域，介质质点的振幅随时间做周期性变化
10．如图所示，两个完全相同的波源在介质中形成的波相叠加而发生的干涉的示意图，实线表示波峰，虚线表示波谷，则（ ）
A．质点A为振动加强点，经过半个周期，这一点变为振动减弱点
B．质点B为振动减弱点，经过半个周期，这一点变为振动加强点
C．质点C可能为振动加强点，也可能为振动减弱点
D．质点D为振动减弱点，经过半个周期，这一点振动仍减弱
11．如图所示两个相干波源、产生的波在同一种均匀介质中相遇。图中实线表示波峰，虚线表示波谷，和分别为和的中点。则在、、、、、六点中，下面的判断正确的是（　　）
A．若两振源和振幅相同，此时刻位移为零的点是、、
B．振动加强的点是、、
C．振动加强的点的位移一直是波源振幅的三倍
D．振动减弱的点是、、
12．如图所示，O是水面上一波源，实线和虚线分别表示该时刻的波峰和波谷，A是挡板，B是小孔，经过一段时间，水面上的波形将分布于（　　）
A．整个区域 B．阴影Ⅰ以外区域
C．阴影Ⅱ以外区域 D．没有阴影的区域
13．大学阶梯文化大礼堂宽敞的空间布置很规整，散发着一种严肃认真的视觉冲击，前方是宽大的主席台，中央摆放了独立的书桌，左右两侧对称式的液晶屏幕，方便在这里展示一些主题和讲话的内容。台下是布置整齐的座椅，同学们都在这里认真的听讲，学习知识。如图所示为某学校礼堂的效果图与平面图，AB是主席台，、是报告厅墙壁上的两个喇叭。报告者的声音经喇叭放大后传回话筒，重复放大时可能会产生啸叫。为避免啸叫，话筒最好摆放在主席台上适当的位置，在这些位置上两个喇叭传来的声音强度因干涉而减弱。主席台上有四个位置a、b、c、d，到的距离分别为5m、6m、7m、8m，到的距离分别为8m、6m、5m、4m。已知空气中声速为，假设报告人声音的频率为170Hz，则话筒最好摆放在（　　）
A．a B．b C．c D．d
14．如图所示为演示波的衍射的装置，S为水面上振动的波源，M、N是水面上的两块挡板，其中N板可以移动，两板中间有一狭缝，此时测量图中A处水没有振动，为了使A处的水也能发生振动，下列措施：
①使波源的振动频率增大 ②移动N板使狭缝的间距增大
③使波源的振动频率减小 ④移动N板使狭缝的间距减小
其中可行的有：（ ）
A．①② B．①④ C．②③ D．③④
15．下列说法正确的是（　　）
A．单摆做简谐运动的周期与摆长的二次方成正比
B．驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最小
C．声波是纵波
D．只要两列波的频率相同就可以发生干涉
二、填空题（共4题）
16．判断下列说法的是否正确：
（1）孔的尺寸比波长大得多时就不会发生衍射现象。( )
（2）孔的尺寸比波长小能观察到明显的衍射现象。( )
（3）超声波比普通声波的波长小。( )
17．如图为利用发波水槽观察到的“波的干涉现象”。甲、乙为两列相互垂直传播的振动情况完全相同的波，实线表示波峰，虚线表示波谷，箭头表示波的传播方向。
（1）则图中P、Q二点_____
A．P为振动增强点，此时的振动方向向上
B．Q为振动增强点，此时的振动方向向下
C．P为振动减弱点，位移始终为零
D．Q为振动减弱点，此时位移为负的最大值
（2）在图中用实线连接相关的一些交点，画出一个振动加强区域；用虚线连接相关的一些交点，画出一个振动减弱区域______。
18．在某介质中，两列相向传播的简谐波A、B（A为半个波形的脉冲波，B为连续波），t=0时刻所形成的波如图所示，两列波的传播速度均为v=1.0m/s，则在t=17s时，x=18m的质点的位移是___cm，在此之前A波波峰与B波波峰相遇的次数为___次。
19．如图所示，在水波槽中放入两块挡板，挡板间留狭缝，调节挡板位置，可改变狭缝宽度现产生持续的平面波，且波长保持不变，观察下列两种情况下水波通过狭缝时的实验现象．
(1)调节狭缝的宽度，使其远大于水波的波长；
(2)调节狭缝的宽度，使其接近水波的波长。
三、综合题（共4题）
20．准备一台收录机和两个相同的扬声器，请设计一个实验，体验声波的干涉现象。
21．如图所示，S是水面波的波源，xy是挡板，S1、S2是两个狭缝(SS1=SS2)，狭缝的尺寸比波长小得多，试回答以下问题：
(1)若闭上S1，只打开S2，会看到什么现象？
(2)若S1、S2都打开，会发生什么现象？
(3)若实线和虚线分别表示波峰和波谷，那么在A、B、C、D各点中，哪些点振动最强，哪些点振动最弱？
22．如图所示，一弹性绳OP置于x轴正半轴，现让绳子两端点O、P同时开始做简谐运动，振动方程均为y＝5sin10πt（cm）．绳上形成的两列波在t＝0.25s时相遇，已知OP的距离为10m，求：
（1）这两列波的波长；
（2）弹性绳OP中点在0～1s内运动的路程．
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。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．D
3．C
4．C
5．A
6．C
7．A
8．D
9．B
10．D
11．B
12．B
13．A
14．D
15．C
16． 错误 正确 正确
17． C
18． -1 3
19．(1)无明显的衍射现象。
(2)有明显的衍射现象。
20．
把两个小型扬声器S1和S2相距68厘米放置，用频率为f=1000Hz的低频信号发生器推动它发出声波(波长为34厘米，这时扬声器之间的距离为2)，这时我们用探测系统反复探测，测出S1和S2之间共有五处振动加强区，四处振动减弱区。保持S1和S2间距不变，改用f=1500K的声波做实验(这时S1和S2之间距离为3)，我们探测到了七个振动加强区和六个振动减弱区。改变S1和S2的距离及声波的波长，同样得到了类似的结果。实验现象非常清晰和稳定，实验结果与理论分析得出的结论完全一致。
21．
(1)只打开S2时，波源S产生的波传播到狭缝S2时，由于狭缝的尺寸比波长小得多，于是水面波在狭缝S2处发生衍射现象，水面波以狭缝S2处为波源向挡板另一侧传播开来。
(2)因为SS1＝SS2，所以从波源发出的水面波传播到S1、S2处时它们的振动情况完全相同，当S1、S2都打开时产生相干波，它们在空间相遇时产生干涉现象，一些地方振动加强，一些地方振动减弱，加强区与减弱区相互间隔开，产生稳定的干涉现象。
(3)质点B是波谷与波谷相遇处，质点D是波峰与波峰相遇处，故B、D两点是振动最强点；质点A、C是波峰与波谷相遇的点，故A、C两点振动最弱。
22．(1) λ＝4m (2) s＝1.5m
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。
答案第1页，共2页