3.5波的干涉与衍射 同步练习

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．如图所示，、为水波槽中的两个波源，它们分别激起两列水波，图中实线表示波峰，虚线表示波谷。已知两列波的波长，该时刻在点两列波的波峰与波峰相遇，则以下叙述正确的是（　　）
A．点有时在波峰，有时在波谷，振动始终加强
B．点始终在波峰
C．点的振动不遵循波的叠加原理，点的运动也不始终加强
D．点的振动遵循波的叠加原理，但并不始终加强
2．如图甲所示，振动方向相同的两横波，横波1沿方向传播，B点的振动图象如图乙所示；横波2沿方向传播，C点的振动图象如图乙所示，P与B相距，P与C相距，波速都为。两横波在P处相遇，P点振幅为（　　）
A． B． C． D．
3．如图所示，、为两波源，实线代表波峰，虚线代表波谷，以下说法正确的是（ ）.
A．两列波产生稳定的干涉现象 B．A、B两处振动始终加强，C处振动始终减弱
C．这一时刻，A处振动加强，B处振动减弱 D．这一时刻，A、B两处振动加强，C处振动减弱
4．下列说法正确的是
A．只有横波能发生衍射，纵波不能发生衍射
B．当波长比孔的宽度小得越多时，波的衍射越明显
C．声波能发生衍射现象，光不能发生衍射现象
D．声波易发生明显的衍射现象，光不易发生明显的衍射现象
5．如图所示，沿x轴正方向传播的一列简谐波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200 m/s，则
A．再经过0.01 s，图中质点a的速度方向与加速度方向相同
B．图中质点b此时动能正在减少，其加速度正在减小
C．若发生稳定干涉现象，该波所遇到的波的频率为50 Hz
D．若发生明显衍射现象，该波所遇到的障碍物的尺寸一定不大于2 m
6．如图所示，波1、波2相向传播，在它们相遇时出现几种情况如图所示，则可能发生的是（ ）.

(a) (b)
A．图②、③ B．图①、② C．图②、③、④ D．图③④
7．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
8．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．C点为振动加强点，经过半个周期，这一点振动减弱
B．B点为振动减弱点，经过半个周期，这一点振动加强
C．A点为振动加强点，经过半个周期，这一点振动仍加强
D．D点为振动减弱点，经过半个周期，这一点振动加强
9．一般来说现在的手机上都会有2个麦克风，一个比较大的位于手机下方，另一个一般位于手机顶部。查阅手机说明后知道手机内部上麦克风为降噪麦克风。进一步翻阅技术资料得知：降噪麦克风通过降噪系统产生与外界噪音相位相反的声波，与噪音叠加从而实现降噪的效果。如图是理想情况下的降噪过程，实线对应环境噪声，虚线对应降噪系统产生的等幅反相声波。下列说法正确的是（　　）
A．降噪过程实际上是声波发生了衍射
B．降噪过程实际上是声波发生了干涉
C．降噪声波与环境噪声的传播速度不相等
D．P点经过一个周期沿波的传播方向传播的距离为一个波长
10．如图所示为甲、乙两列简谐横波在同一绳上传播时某时刻的波形图，甲向右传播，乙向左传播，质点M的平衡位置为．则可判断　　
A．这两列波不会形成稳定的干涉现象
B．绳上某些质点的位移始终为零
C．质点 M 的振动始终加强
D．图示时刻开始，再经过 甲波周期，M 将位于波峰
11．如图所示，两列振幅和波长都相同而传播方向相反的机械横波，在相遇的某一时刻“突然”消失。设在这一时刻两波相遇的介质里有a、b、c三个介质质点，则关于这三个质点的情况下列说法中不正确的是（　　）
A．此时质点a、b、c的位移都为零
B．此时质点a的振动速度不为零且方向向下
C．此时质点c的振动速度不为零且方向向下
D．此时质点b的振动速度为零
12．渔船上的声呐利用超声波来探测远方鱼群的方位。某渔船发出的一列沿轴传播的超声波在时的波动图像如图甲所示，图乙为质点的振动图像，则（　　）
A．该波沿轴正方向传播
B．若遇到3m的障碍物，该波能发生明显的衍射现象
C．该波的传播速率为0.25m/s
D．经过0.5s，质点沿波的传播方向移动2m
13．在同种均匀介质中，A、B两波源分别位于x=0、x=10m处，t=0时刻起两波源开始振动，振动图像如图所示，A波的波长=4m，下列说法正确的是（　　）
A．两列波能发生干涉
B．两列波的波长之比：=2∶1
C．t=7s时x=5m处质点的位移y=6cm
D．t=7s时x=5m处质点的位移y=18cm
14．两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
15．如图所示，在同一均匀介质中有和两个波源，这两个波源的频率、振动方向均相同，且振动的步调完全相反，和之间相距两个波长，B点为和连线的中点，今以B点为圆心，以为半径画圆，在该圆周的上半圆部分（和两波源除外）共有几个振动加强的点（　　）
A．2个 B．3个 C．4个 D．5个
二、填空题（共4题）
16．如图所示，甲，乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正方向和负方向传播，t=0时刻两列波的前端刚好分别传播到x =-2m的质点A和x =1m的质点B。已知甲波的频率为2.5Hz，则乙波的频率为_______Hz；两列波中更容易发生衍射现象的是______（填“甲” 或“乙”）；x=-0.5m的质点开始振动的方向是________。
17．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。
18．如图所示，两波源S1、S2在水槽中形成的波形，两列波传播速度分别为v1、v2，其中实线表示波峰，虚线表示波谷。在两波相遇的区域___________（选填“会”“不会”）产生干涉，传播速度v1______v2（选填“大于”“等于”“小于”）。
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．如图甲，两列沿相反方向传播的横波，形状相当于正弦曲线的一半，上下对称，其振幅和波长都相等。它们在相遇的某一时刻会出现两列波“消失”的现象，如图乙。请判断：从此时刻开始、两质点将向哪个方向运动？
21．如图所示，在操场平面内建立平面直角坐标系，平面内有一半径为R=10m的圆形轨道，圆心在O处，A、B分别为圆上两点。现于A（-10m，0）、B（10m，0）两点分别安装了两个扬声器。两个扬声器连续振动发出简谐声波，其振动图像如下图所示。已知声波在空气中的传播速率为v=340m/s，两波频率均为f=85Hz，振幅相等。试求：
（1）一同学从B点沿直线运动到A点（不含A、B点），该同学有几次听不到声音；
（2）一同学从B点沿圆轨道逆时针运动半周到A点（不含A、B点），该同学听不见声音的点的位置坐标方程。
22．如图所示，在均匀绳介质中，、是两个波源，简谐运动表达式为，简谐运动表达式为，均匀绳介质中点与、两波源间的距离分别为和，两波源形成的简谐横波分别沿、方向传播，波速都是。求：
（1）简谐横波的波长；
（2）点振动的振幅为多少；
（3）、之间有几个振动加强点？（、点除外）
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．A
3．D
4．D
5．C
6．A
7．A
8．C
9．B
10．C
11．C
12．B
13．C
14．D
15．C
16． 1.25 乙 沿y轴正方向
17． -1 3
18． 不会 等于
19．(1)无明显的衍射现象。
(2)有明显的衍射现象。
20．a质点的振动方向是向下，b质点的振动方向是向上
21．（1）9次；（2）；且（n=0，±1，±2，±3…）
22．（1）；（2）；（3）35
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