3.3波的干涉和衍射基础巩固练习(Word版含答案)

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．关于波的干涉和衍射，下列说法正确的是（　　）
A．当孔的大小比波长小时，会发生明显的衍射现象
B．只有当障碍物的尺寸与波长差不多时，才会发生明显的衍射现象
C．波的干涉现象中，振动最强的点，位移始终最大
D．波的干涉现象中，振动最弱的点，位移始终最小
2．下列关于波的衍射的说法正确的是（　　）
A．衍射是机械波特有的现象
B．对同一列波，缝、孔或障碍物越小衍射现象越明显
C．只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象
D．声波容易发生明显衍射现象是由于声波波长较小
3．如图所示表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷．设两列波的振幅均为5cm，且在图示的范围内振幅不变，波速和波长分别为1m/s和0.5m.C点是BE连线的中点，下列说法不正确的是
A．从图示的时刻起经0.25s后，B处质点通过的路程为20cm
B．从图示的时刻起经0.25s后，A处质点的位移为0
C．图示时刻C处质点正处在平衡位置且向波峰运动
D．图示时刻A、B两处质点的竖直高度差为20cm
4．如图所示，S1、S2是振动情况完全相同的两个机械波波源，a、b、c三点位于S1、S2连线的中垂线上，且ab=bc。某时刻a是两列波波峰的相遇点，c是两列波波谷的相遇点，则（　　）
A．a处质点始终处于波峰 B．c处质点始终处于波谷
C．b为振动减弱点 D．c为振动加强点
5．声波是一种机械波，在空气中传播速度约为340m/s，人能听到的声波频率在20Hz到20000Hz之间，对于波长为34m的声波，下列说法正确的是（　　）
A．在水中它比波长为20m的声波传播得更快一些
B．不能产生明显的干涉和衍射
C．它不能被人听到
D．不能产生反射现象
6．如图所示，S1、S2分别是两个振动情况完全相同的机械波的波源，两列波的振幅均为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，两列波的波峰在a点相遇，两列波的波谷在c点相遇，则（　　）
A．a点处的质点的位移始终为2A
B．c点处的质点的位移始终为-2A
C．b点处的质点的振动有时加强有时减弱
D．a、b、c三点处的质点的振幅均为2A
7．主动降噪耳机能够起到降低噪声的作用。耳机内设有麦克风，用来收集周围环境中的噪声信号，在此基础上，耳机的处理器能够预测下一时刻噪声的情况，并产生相应的抵消声波。为达到良好的降噪效果，抵消声波与噪声相比（ ）
A．振幅相同、频率相同、相位相同 B．振幅相同、频率相同、相位相反
C．振幅较大、频率较大、相位相同 D．振幅较大、频率较小、相位相反
8．如图所示，、是同一个水槽内的两个波源，它们在水槽中分别激起水波，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，两列波的波长分别为、，且，某时刻图中P质点处恰好两列波的波峰相遇。下列说法中正确的是（ ）
A．P质点的振动始终是加强的
B．经过半个周期，P质点恰好是两列波的波谷叠加
C．由于两列波的波长不同，因此P点的振动不遵从波的叠加原理
D．P点的振动仍遵从波的叠加原理，但并非始终加强
9．两列简谐横波的振幅都是20cm，传播速度大小相同。实线波的频率为2Hz，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（ ）
A．在相遇区域会发生干涉现象
B．实线波和虚线波的频率之比为2︰3
C．平衡位置为x=6m处的质点此时刻速度为零
D．平衡位置为x=8.5m处的质点此刻位移y＞20cm
10．如图，（a）为一波源的共振曲线，（b）图中的a、b表示该波源在共振状态下的振动形式沿x轴传播过程中形成的简谐横波在先后两个时刻的波形曲线．则下列说法错误的是
A．（a）图中，若驱动力频率f增大，则波源振动的振幅也增大
B．（b）图中，波速一定为1.2 m/s
C．（b）图中，a、b波形时间间隔可能为2.5 s
D．（b）图中，遇到宽度为2 m的狭缝能发生明显的衍射现象
11．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
12．如图所示，S1、S2是两个步调完全相同的相干波源，其中实线表示波峰，虚线表示波谷。若两列波的振幅均保持5 cm不变，关于图中所标的a、b、c、d四点，下列说法中正确的是（　　）
A．d点始终保持静止不动
B．图示时刻c点的位移为零
C．b点振动始终加强，c点振动始终减弱
D．图示时刻，b、c两点的竖直高度差为10 cm
E．a点振动介于加强点和减弱点之间
13．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
14．一只汽船以4 m/s的速度在无风的河面上航行，船上发出一声鸣笛，旅客在3 s后听到前方悬崖反射回来的声音，设声音在空气中的传播速度为340 m/s。则悬崖离汽船鸣笛的位置（　　）
A．504 m B．516 m C．1 008 m D．1 032 m
15．如图所示，实线是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，虚线是这列波在t=0.2s时刻的波形图，则下列说法正确的是（　　）
A．这列波的波长为12m
B．在t=0.2s时，x=6cm处的质点速度沿y轴正方向
C．这列波的波速可能为0.4m/s
D．这列波遇到5m宽的物体，能发生明显的衍射现象
二、填空题（共4题）
16．消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题。如图所示的消声器可以用来消除高速气流产生的噪声。波长为0.6m的噪声声波沿水平管道自左向右传播，此声波到达A处时，分成两束波，这两束波在B处相遇，若A、B两点间弯管与直管的长度差为某些特定值时，消声器对该声波达到了良好的消声效果，则这些特定值中的最小值为______m，消声器是波的______现象在生产中的应用。
17．、两个振源相距10m，如图所示为某时刻、连线之间的波形图，连线已被五等分，已知振源、的振幅均为，振动周期，则两列波的波长均为___________m；两列波的波速均为___________m/s；振源的振动形式传播到、之间距离为3.5m的位置，还需要___________s；之后，、间振幅能达到80cm的位置一共有___________处。
18．一列简谐横波，某时刻的波形如图甲所示，从该时刻开始计时，波上 A 质点 的振动图象如图乙所示，下列说法正确的是( )
A．该波沿 x 轴正向传播
B．该波的波速大小为 1 m/s
C．A、B 两点的速度相同
D．每经过任意 0.3 s，A 质点通过的路程 都为 0.3 m
E．若此波遇到另一列简谐横波并发生稳 定的干涉现象，则所遇到的波的频率为 2.5 Hz
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．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？
21．如图所示，甲乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播，波速均为25cm/s，图示为两列波在时的波形曲线，求：
（1）甲乙两列波的周期和；
（2）时，介质中偏离平衡位置位移为16cm的所有质点的x坐标；
（3）从开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为的质点的时间。
22．如图所示，两个做简谐运动的波源M、N相距，它们产生的简谐波在空间叠加。已知简谐波在空间的传播速度，两波源的振动频率均为，、，并发现P点始终为振动加强点。求：
（1）两波源的相位差；
（2）过P点与垂直的直线上振动加强点的个数n（包括P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。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．B
3．B
4．D
5．C
6．D
7．B
8．D
9．D
10．A
11．B
12．A
13．D
14．B
15．C
16． 0.3 干涉
17． 4 10 0.25 4
18．ABE
19．(1)无明显的衍射现象。
(2)有明显的衍射现象。
20．
(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。
21．（1）0.02s；0.024s（2）（3）0.1s
22．(1)
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