3.3波的干涉和衍射 同步提升练（Word版含解析）

3.3波的干涉和衍射 同步提升练（含解析）
一、选择题
1．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
2．如图所示，两列波长与振幅都相同的横波，t=0时，沿x轴正方向传播的波正好传播到坐标原点，沿x轴负方向传播的波刚好传播到x=1m处。已知两列波的振幅均为5cm，波速均为5m/s，则下列说法正确的是（　　）
A．两波相遇后，原点是振动减弱的点
B．经0.4s，处于原点的质点运动的路程为2m
C．0.4s时，坐标在0~1m之间的质点位移都为0
D．在0~0.4s内，坐标在0~1m之间的质点的路程都为0
3．如图所示，水面上有M、N两个振动情况完全相同的振源，在水面上形成两列水波，在M、N连线的中垂线上有a、b、c三点，已知某一时刻，a点是两列波的波谷相遇点，b点是两列波的波峰相遇点，则可判断c点（　　）
A．一定是振动加强的点 B．一定是两列波的波峰相遇点
C．一定是两列波的波谷相遇点 D．条件不足，无法判断
4．关于波的叠加和干涉，下列说法正确的是（　　）
A．两列频率不相同的波相遇时，因为没有稳定的干涉图样，所以波没有叠加
B．两列频率相同的波相遇时，振动加强的点只是波峰与波峰相遇的点
C．两列频率相同的波相遇时，介质中振动加强的质点在某时刻的位移可能是零
D．两列频率相同的波相遇时，振动加强的质点的位移总是比振动减弱的质点的位移大
5．如图所示为两列相干水波的干涉图样，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷。已知两列波的振幅均为5cm，C点是BE连线的中点，下列说法中正确的是（　　）
A．再过半个周期，A点变为减弱点
B．图示时刻C点正处于平衡位置且向下运动
C．D点保持静止不动
D．图示时刻A、B两点的竖直高度差为10cm
6．如图（甲）所示，两列振幅和波长都相同而传播方向相反的波，在如图（乙）所示的某一时刻，两列波“消失”，此时介质中x、y两质点的运动方向是（　　）
A．x向下，y向上 B．x向上，y向下 C．x，y都向上 D．x，y都静止
7．在用水波槽做衍射实验时，若打击水面的振子的振动频率是5Hz，水波在水槽中的传播速度为0.05m/s，为观察到明显的衍射现象，小孔的直径d应为（　　）
A． B． C． D．
8．如图所示，波源O1、O2以相同的频率垂直纸面振动激发出横波在纸面内沿着各个方向传播，A、B、C三点在O1、O2连线的中垂线上，t＝0时刻O1、O2同时沿相同方向开始振动，经过4s的时间，与O1相距6m的A点开始振动，此后A点每分钟上下振动10次，且当A位于波峰时，B、C两点也同时位于离A点最近的两个波峰，则下列说法正确的是（　　）
A．波源O1激发的横波波长为9m B．波源O1激发的横波波长为18m
C．O1与B之间的距离为12m D．t＝12s时C点开始振动
9．下列有关机械振动和机械波的说法不正确的是（　　）
A．隔墙有耳是因为波的衍射现象
B．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关
C．学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音是因为波的干涉
D．在两列波的叠加区域，若质点到两列波源的距离相等，该质点的振动一定加强
10．两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
11．如图甲、乙分别是A、B两列横波波源的振动图像，一起处在相同的介质中，C、D位置与A、B两个波源恰好组成一个矩形，其中边长为4m，边长为3m，以两波源同时起振的时刻开始计时，已知时D点开始振动，下列说法不正确的是（　　）
A．D点开始振动的方向是y负方向
B．到时间内，D点振动通过的路程为64cm
C．连线上（不包含波源）有7个点振幅为0
D．连线上（不包含波源）有3个点振幅为16cm
12．发波水槽中产生一列水波，用一支圆珠笔插入水中，如图所示，笔对波的传播（　　）
A．有影响，水波发生明显衍射现象
B．有影响，水波不发生明显衍射现象
C．无影响，水波发生明显衍射现象
D．无影响，水波不发生明显衍射现象
13．关于波的干涉和衍射，下列说法正确的是
A．波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象
B．当障碍物的尺寸比波长小时，会发生明显的衍射现象
C．“闻其声而不见其人”，说明声波也能发生衍射
D．频率不相同的两列波也能发生干涉
14．有一列沿水平方向传播的简谐横波，某一时刻它的波形图如图甲所示，和是这列波上的两个质点，从该时刻起某同学记录下了质点在一段时间内的振动图像，如图乙所示。则下列说法正确的是（　　）
A．该波正以1.0m/s的速度向左传播
B．图甲时刻和两质点的速度都为零
C．和两质点的振动方向始终相反
D．当时质点处于处的波谷
E．这列波遇到宽度为2m的障碍物时会发生明显的衍射现象
15．如图所示，一小型渔港的防波堤两端MN相距约60 m，在防波堤后A、B两处有两艘小船进港躲避风浪。某次海啸引起的波浪沿垂直于防波堤的方向向防波堤传播，下列说法中正确的有(　　)
A．假设波浪的波长约为10 m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响
B．假设波浪的波长约为10 m，则A、B两处小船明显受到波浪影响
C．假设波浪的波长约为60 m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响
D．假设波浪的波长约为60 m，则A、B两处小船明显受到波浪影响
二、解答题
16．如图所示，相邻实线间的距离等于一个波长，试大致画出波通过孔A和B以及遇到障碍物C和D之后的传播情况。
17．如图所示为两个相干波源某一时刻的干涉图样，实线表示波峰，虚线表示波谷，同一颜色表示属于同一波。图中a，b两点哪一个是振动加强点？从图所示时刻经过多长时间，点c偏离平衡位置的位移最小？
试卷第1页，共3页
参考答案
1．B
【解析】
【详解】
抵消声波与噪声能够实现干涉相消，需要二者的振幅、频率相同，相位相反，叠加后相互抵消。
故选B。
2．C
【解析】
【详解】
A．两波在原点处的振动方向均向上，相遇后原点的振动加强，A错误；
B．两波波长均为2m，则周期为
设经过时间t1，沿x轴负方向传播的波刚好传播到原点处，有
已知两列波的振幅，所以在前0.2s处于原点的质点运动路程为
0.2s时两波相遇，原点为振动加强点，此时的振幅为
则后0.2s经过的路程为
则经0.4s，处于原点的质点运动的路程为
B错误；
C．在0.4s时，左侧的波刚好传播到2m处，右侧的波刚好传播到-1m处，两列波的振动情况完全相反且振幅相同，则在0.4s时，坐标在0~1m之间的质点位移都为0，C正确；
D．路程为质点运动轨迹的长度，而位移则是由始末位置决定，在0~0.4s内，坐标在0~1m之间的质点位移为0，但路程不为0，D错误。
故选C。
3．A
【解析】
M、N是两个振动情况完全相同的波源，在M、N连线的垂直平分线上的所有的点到M、N的路程差都等于0，因此都是振动加强点，BCD错误，A正确。
故选A。
4．C
【解析】
A．两列波相遇时一定叠加，没有条件，A错误；
B．振动加强是指振幅增大，而不只是波峰与波峰相遇，B错误；
CD．振动加强点的振幅增大，质点仍然在自己的平衡位置附近振动，故某时刻的位移可以是振幅范围内的任何值，C正确，D错误；
故选C。
5．C
【解析】
A．此时A点波峰与波峰相遇，振动加强点，但不是总是处于波峰位置，不过总是处于振动加强点，所以再过半个周期，A点还是振动加强点，所以A错误；
B．图示时刻点C处于平衡位置，两列波单独引起的速度均向上，故点此时的合速度向上，则B错误；
C．由图可知，D点是波峰与波谷相遇点，所以D点保持静止不动，则C正确；
D．A点是波峰与波峰相遇，则A点相对平衡位置高10cm，而B点是波谷与波谷相遇，则B点相对平衡位置低10cm，所以AB相差20cm，则D错误；
故选C。
6．A
【解析】
由图看出，两列波的波峰与波谷叠加，振动减弱，两波的振幅相等，所以如图（乙）所示的时刻两列波“消失”。根据波形平移法判断可知，向右传播的波单独引起x的振动方向向下，y的振动方向向上，向左传播的波单独引起x的振动方向向下，y的振动方向向上，根据叠加原理可知，此时x质点的振动方向是向下，y质点的振动方向是向上。
故选A。
7．D
【解析】
【详解】
水波的频率与振子的频率一样，根据波速公式得
.
当小孔与障碍物的尺寸比波长小或差不多时，能发生明显的衍射现象。故选D。
8．A
【解析】
【详解】
AB．波的传播速度
由题意得，振动的周期
波长
故A正确，B错误；
C．当A位于波峰时，B、C两点也同时位于离A点最近的两个波峰，所以O1与B之间的距离
故C错误；
D．O1与C之间的距离
波传到C点用时
故D错误。
故选A。
9．D
【解析】
【详解】
A.隔墙有耳是因为波绕过障碍物继续传播,即波的衍射现象,A正确;
B.单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期是由驱动力的周期决定的,与单摆的摆长无关,B正确;
C.音叉振动时会产生干涉的声波,在音叉周围产生强弱相间的区域学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音,C正确;
D.在两列波的叠加区域，某质点到两列波源的距离相等,若两个波源初相位相同,该质点的振动一定加强,而若两个波源初相位相反,则该点振动减弱,D错误;
故选D。
10．B
【解析】
A．两列波波速相同，波长分别为4m、6m，比值为2：3，根据
可得，频率比为3：2，故A正确；
B．平衡位置为x＝6m处的质点此时刻位移为零，两列波单独引起的速度方向均向上，故合速度不为零，故B错误；
C．平衡位置为x＝8.5m处的质点，两列波单独引起的位移分别为
故合位移大于振幅A，即
故C正确；
D．传播速度大小相同。实线波的频率为2Hz，其周期为0.5s，虚线波的周期为0.75s；从图示时刻起再经过0.25s，实线波在平衡位置为x＝5m处于波谷，而虚线波也处于y轴上方，但不在波峰处，所以质点的位移y＜0，故D正确；
本题选择错误的，故选B。
11．D
【解析】
【详解】
A. 由丙图可知对角线长度为5m，由A波先传播到D点，故D点起振方向与波源A相同，为y负方向，选项A说法正确；
B. 由A波传播到D点的时间可知波速为1m/s，结合周期1s可得波长为1m，由甲、乙图像可知波源A、B的起振方向相反，波源A、B到D点的路程差为2米，等于半波长的偶数倍，故D点为振动减弱点，振幅为0，故到内D不振动，到内D参与A波振动，路程为64cm，到内D点相干减弱，振幅为0，选项B说法正确；
C. 波源A、B到连线上（不包含波源）各点的路程差为-4m到+4m，振动减弱点的路程差为半波长的偶数被，即0m，1m，-1m，2m，-2m，3m，-3m，共有7个点振幅为0，选项C说法正确；
D. 波源A、B到连线上（不包含波源）各点的路程差为+2m到+4m，振动加强点的路程差为半波长的奇数被，即2.5m，3.5m，共有2个点振幅为16cm，选项D说法错误；
因为题意要选不正确的说法，故选D。
12．C
【解析】
【详解】
ABCD．发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小，或跟波长相差不多，圆珠笔的尺寸跟水波的波长差不多，故能发生明显的衍射现象，对水波的传播无影响，C正确。
故选C。
13．BC
【解析】
【详解】
AB．当障碍物的尺寸与波的波长相差不多或者更小时才能发生明显的衍射现象，A错误B正确；
C．声波可以绕过一般的障碍物，“闻其声而不见其人”，说明声波也能发生衍射，C正确；
D．波的频率相同是发生干涉的必要条件，D错误。
故选BC。
14．ACE
【解析】
【详解】
A．由图可知，该简谐横波的波长为=8m，周期T=8s，所以波速为
由图乙可知图甲所示时刻的质点F向下振动，所以该波沿x轴的负方向传播，即向左传播，A正确；
B．在图甲时刻F和G两质点均处于平衡位置，加速度是零，速度最大，B错误；
C．F和G两质点相差半个波长，则振动方向一直相反，C正确；
D．当t=6s时，G质点在波谷，可质点不随波迁移，D错误；
E．当缝、孔的宽度或障碍物的尺寸与波长相差不大或者比波长更小时，就能观察到明显的衍射现象。因此这列波遇到宽度是2m的障碍物时会产生明显的衍射现象，E正确。
故选ACE。
15．AD
【解析】
【详解】
AB．当障碍物或缝隙的尺寸比波长小或跟波长相差不多时才能发生明显的衍射现象，波浪的波长约为10m时，不能发生明显的衍射现象，则A、B两处小船基本上不受波浪影响，A正确，B错误；
CD．波浪的波长约为60m时，能发生明显的衍射现象，则A、B两处小船明显受到波浪影响，C错误，D正确。
故选AD。
16．
【解析】
由题图可知，孔A和障碍物D跟波长相差不多，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。
17．a是振动加强点；过 时间c质点到达平衡位置，位移最小。
【解析】
【详解】
b质点处是两列波波峰与波谷叠加的地方，振动始终是最弱的，而a质点处是两列波波峰与波峰叠加的地方，振动始终是最强的。
c质点是波谷与波谷叠加的地方，振动加强，图示时刻c在波谷，再过 的时间c质点到达平衡位置，位移最小。
答案第1页，共2页