3.3波的干涉和衍射 质量检测卷（含解析）

3.3波的干涉和衍射 质量检测卷（含解析）
一、选择题
1．关于机械波的现象的描述，说法正确的是（　　）
A．质点振动方向总是垂直于波的传播方向
B．声波从空气进人水中传播，波长变小
C．两列波的干涉现象中，振动加强点的位移总比减弱点的位移要大
D．发生明显衍射的条件是缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相差不多或比波长小
2．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
3．如图所示，在轴上，A、B为振动情况相同的波源，相距，振幅为，两列波波长均为，传播速度均为，某时刻开始同时向同方向振动，则坐标为处的质点从该点起振时算起，在内通过的路程为（　　）
A． B． C． D．
4．声波是一种机械波，在空气中传播速度约为340 m/s，人能听到的声波频率在20 Hz到20000 Hz之间，对于波长为34 m的声波，下列说法正确的是（　　）
A．在水中它比波长为20 m的声波传播得更快一些
B．不能产生衍射现象
C．它不能被人听到
D．不能产生反射现象
5．一列水波穿过小孔发生了明显衍射现象，衍射后水波与衍射前水波相比（　　）
A．波长变短 B．频率变高 C．波速不变 D．振幅不变
6．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
7．如图所示，图中S为在水面上振动的波源，M、N是水面上的两块挡板，其中N板可以上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得A处水面没有振动，为使A处水面也能发生振动，可采用的方法是（　　）
A．使波源的频率增大
B．使波源的频率减小
C．使波源的周期减小
D．移动N使狭缝的间距增大
8．、两声音在同一介质中的振动图像如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．、声音频率之比为
B．、声速之比为
C．、声音的波长之比为
D．、声音可以发生干涉
9．在水槽里放两块挡板，中间留一个狭缝，水波通过狭缝的传播情况如图所示。若在挡板后的M点放置一乒乓球，以下说法正确的是（　　）
A．乒乓球会随水波的传播向远处运动
B．若仅将右侧挡板向左平移一小段距离，乒乓球的振动会变得比原来明显
C．若仅增大水波波源的振动频率，乒乓球的振动会变得比原来明显
D．此实验研究的是水波的干涉
10．在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子振动的频率是5 Hz，水波在水波槽中的传播速度是0.05 m/s，为观察到显著的衍射现象，小孔直径d应为（　　）
A．10 cm B．5 m
C．d≥1 cm D．d≤1 cm
11．如图所示，S1、S2是振动情况完全相同的两个波源，它们的振动频率均为5Hz，振幅均为0.5m。P是两列波传播方向上的一个质点，PS1=5m，PS2=9m，t=0时P刚好振动到波谷位置。已知S1、S2连线上相邻两振动减弱点间的距离为1m，下列说法正确的是（　　）
A．P的振幅为1.0m
B．波的传播速度为5m/s
C．t=0时，S1刚好振动到波谷位置
D．t=0.1s时，S2刚好振动到波峰位置
12．一根长的软绳拉直后放置在光滑水平地板上，以绳中点为坐标原点，以绳上各质点的平衡位置为x轴建立图示坐标系。两人在绳端P、Q沿y轴方向不断有节奏地抖动，形成两列振幅分别为、的相向传播的机械波。已知P的波速为。时刻的波形如图所示。下列判断正确的有（　　）
A．时，在之间（不含两点）绳上一共有5个质点的位移为
B．两列波叠加稳定时之间（不含两点）绳上有10个质点的振幅为
C．两波源的起振方向相同
D．两列波的叠加区域没有稳定干涉图样
13．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
14．如图所示是观察水面波衍射的实验装置，和是两块挡板，是一个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间距离表示一个波长。关于波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是（　　）
A．此时能明显观察到波的衍射现象
B．挡板前后波纹间距离不等
C．如果将孔扩大，有可能观察不到明显的衍射现象
D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显地观察到衍射现象
15．如图所示，均匀介质中有参数完全相同的两个的波源S1与S2，相距8m，同时同方向起振，在介质中产生简谐横波。振动传至两波源连线中垂线上的A点用时t＝2s，已知A点距两波源连线中点O的距离为3m，从质点A起振开始计时，A点的振动方程为y＝10sin（m）。下列说法正确的是（　　）
A．振动在介质中传播的速度大小为为2.5m/s
B．振动在介质中传播的波长为10m
C．两波源之间的连线上有2个振动加强点
D．两波源之间的连线上距中点O距离为2.5m处的质点振幅为0
二、解答题
16．有两列简谐横波a和b在同一介质中传播，a沿x轴正方向传播，b沿x轴负方向传播，波速均为υ=4m/s，a的振幅为5cm，b的振幅为10cm．在t=0时刻两列波的图像如图所示．求：
(i)这两列波的周期；
(ii)x=0处的质点在t=2.25s时的位移．
17．如图所示，一波源在绳的左端产生一个波1，频率为f1，振幅为A1，波长为λ1；同时另一波源在绳的右端产生一个波2，频率为f2，振幅为A2，图中AP=PB，f1(1)求波2的波长λ2；
(2)两列波相遇到分开的过程中，求绳上振幅可达（A1＋A2）的质点有几个并写出这些点与P点之间的距离。
试卷第1页，共3页
参考答案
1．D
【解析】
【详解】
A.纵波的传播过程质点振动方向与波的传播方向共线,A错误
B.声波从空气进人水中传播,频率不变,波速变大,波长变长,B错误;
C.两列波的干涉现象中，振动加强点振动加强不是位移一直最大,位移可以为0,C错误;
D.发生明显,D正确衍射的条件是缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相差不多或比波长小;
故选D。
2．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。
3．C
【解析】
【详解】
坐标为处的质点距离A、B两点的路程差为
由于路程差为波长的整数倍，则该点为加强点，其振幅为0.1m，根据周期公式可知
该质点起振时，是B处传来的波带动的，A处的波传到2.5m处还需要
则从该质点起振时算起，在第一个0.4s内完成1次全振动，振幅等于B处波源振动的振幅，第2个0.4s两列波叠加，振动加强，完成1次全振动，振幅等于两波振幅之和，所以路程为
所以C正确；ABD错误；
故选C。
4．C
【解析】
A．波速由介质决定，在同一介质中波速相同，故A错误；
BD．声波具有波的特性，能发生波的反射、衍射和折射，故BD错误；
C．根据
v＝λf
代入数据解得
f=10Hz
所以该波为次声波，人不能听见，故C正确。
故选C。
5．C
【解析】
【详解】
ABC．发生衍射现象时波的波长和频率都不变，都等于波源的波长和频率，由于波速是由介质的性质决定，所以波速不变，选项A、B错误，选项C正确；
D．由于衍射使波的能量分布范围变大，从而导致单位面积上的能量变小，振幅变小，选项D错误。
答案选C。
6．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。
7．B
【解析】
A．当波源频率增大时，波长减小，不易发生衍射，故A错误；
B．当波源频率减小时，波长增大，可以使衍射现象更加明显，故B正确；
C．当波源的周期减小时，波源频率增大，波长减小，不易发生衍射，故C错误；
D．当移动N使狭缝的间距增大，孔的间距增大，衍射现象会变弱，振动减弱，故D错误；
故选B。
8．A
【解析】
A．根据振动图像可知、声音周期之比是1:2，频率之比为，A正确；
B．两列波在同种介质中传播速度相同，B错误；
C．根据机械波在介质中传播的速度公式
两列波传播速度相同，波长与周期成正比，故波长之比为，C错误；
D．两列波的频率不同，不能发生干涉，D错误。
故选A。
9．B
【解析】
【详解】
A．乒乓球会在平衡位置附近振动，但不会向远处传播，A错误；
B．将右侧挡板向左平移一小段距离，缝的宽度减小，衍射现象更加明显，所以乒乓球的振动会变得比原来更明显，B正确；
C．增大波源的振动频率，则波长会变小，衍射现象较之前比变得不明显，乒乓球的振动没有原来明显，C错误；
D．此实验研究的是水波的衍射，D错误。
故选B。
10．D
【解析】
设水波波长为λ，当d≤λ时会发生明显的衍射，由题意知水波的波长
即孔直径d≤1 cm。
故选D。
11．A
【解析】
A．如图所示
设Q1是S1、S2连线中点左侧第1个振动减弱点，Q2是其左侧第2个振动减弱点，Q2与Q1相距 l，由振动减弱的条件，有
同理有
联立解得
即两波源连线上相邻两振动减弱点间的距离为，由题意
则
而P到S1、S2的路程差
故P点振动加强，振幅为1m，故A正确；
B．由
得
故B错误；
C．因
t=0时P在波谷位置，此时S1应在波峰位置，故C错误；
D．t=0时S1与S2均在波峰位置，再过0.1s，即半个周期，S2刚好振动到波谷位置，故D错误。
故选A。
12．A
【解析】
【详解】
A．t=6s时，两列波都向前传播了12m，波形如图所示
当两列波叠加时，合振动等于两个振动的矢量和，由图象可知，在x=-7m，x=-1m，x=3m处位移都是-10cm，且在6~8m间还有两个点位移是-10cm，因此有5个点位移为-10cm，A正确；
B．振动稳定后，某时刻振动图象图所示
从图中可知，在叠加稳定时两波源间（不含波源）有9个质点的振幅为30cm，B错误；
C．P起振方向沿y轴负方向，而Q起振方向沿y轴正方向，因此起振方向相反，C错误；
D．由于波长
波速由介质决定的，因此两列波的速度相等，根据
可知
，
因此两列波的频率均为0.5Hz，叠加区域有稳定干涉图样，D错误。
故选A。
13．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。
14．AC
【解析】
【详解】
A．由图可知，孔的尺寸小于水波的波长，可知此时能明显观察到波的衍射现象，A正确；
B．挡板前后水波的波长不变，则波纹间距离相等，B错误；
C．如果将孔AB扩大，若水波的波长可能会小于孔的尺寸，则有可能观察不到明显的衍射现象，C正确；
D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，则水波的波长减小，则不能明显地观察到衍射现象，D错误。
故选AC。
15．ABD
【解析】
A．由勾股定理可知，S1A=5m，t=2s，故
v==2.5m/s
A正确；
B．由A点振动方程可得
波长
λ=vT=10m
B正确；
CD．振动加强点到两波源的距离差应为半波长的偶数倍，减弱点到两波源的距离差为半波长的奇数倍，故两波源之间连线只有O点为振动加强，距离O点左右2.5m的位置，为振动减弱点，C错误，D正确。
故选ABD。
16．(i) (ii) y=-5cm
【解析】
【详解】
解：(i)由图可知
根据可得：
(ii)a波从图示时刻传播到x=0处需要的时间：
则x=0处的质点随a波振动的时间为：；
t=2.25s时x=0处的质点随a波振动到负向最大位移处，即：
b波从图示时刻传播到x=0处需要的时间：
则x=0处的质点随b波振动的时间为：，
T=2.25s时x=0处的质点随b波振动到平衡位置处，即：
故在t=2.25s时a、b波相遇叠加，x=0处质点的合位移为：y=-5cm
17．(1)λ1；(2) 两个，，
【解析】
【详解】
(1)根据波速公式得
v=λ1f1=λ2f2
解得
λ2=λ1
(2)两列波相遇时，绳上振幅可达（A1＋A2）的质点有2个，即两波峰相遇的点P1和两波谷相遇的点P2，由于两个波波速相同，则P1点位于题图中两波峰的中点，距P的距离为
P1P=＋AP－(+AP)=
P2点位于题图中两波谷的中点，距P的距离为
P2P==
答案第1页，共2页