人教版物理高中二年级选修3-4第十二章 12．4波的干涉和衍射练习题

高二物理选修3-4
波的干涉和衍射
当堂练习题
1．(多选)关于波的干涉和衍射，下列说法中错误的是(　　)
A．只有横波才能产生干涉，纵波不能产生干涉
B．任何两列波相遇，都能产生稳定干涉
C．不管是横波还是纵波，只要叠加的两列波的频率相等，振动情况相同，相位差恒定就能产生稳定的干涉
D．波长很小的波可以产生衍射，不能产生干涉
2．(多选)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处质点为振动加强点
D．c处质点为振动加强点
3.波源甲、乙分别在一根水平放置的绳的左右两端，两波源发出的波在绳中的传播速度均是1
m/s，在t＝0时刻绳上的波形如图中(a)所示，则根据波的叠加原理，以下叙述中正确的是(　　)
A．当t＝2
s时，波形如图①所示，当t＝4
s时，波形如图②所示
B．当t＝2
s时，波形如图①所示，当t＝4
s时，波形如图③所示
C．当t＝2
s时，波形如图②所示，当t＝4
s时，波形如图①所示
D．当t＝2
s时，波形如图②所示，当t＝4
s时，波形如图③所示
4.如图，P为桥墩，A为靠近桥墩浮在水面的叶片，波源S连续振动，形成水波，此时叶片A静止不动．为使水波能带动叶片振动，可用的方法是(　　)
A．提高波源频率
B．降低波源频率
C．增加波源距桥墩的距离
D．减小波源距桥墩的距离
5．(多选)将一条长x＝16m的均匀弹性绳沿水平方向拉直，M为绳的中点，两端的波源P、Q同时开始沿竖直方向上下振动，两波源振动0.4s产生的波形如图5所示，A点距P点4m，以下判断正确的是(　　)
A．两列波的波速均为10m/s
B．波源Q的振动频率为5Hz
C．质点M开始振动时，速度方向竖直向下
D．从两波源开始振动经时间1.0s，质点M恰好在平衡位置
6.(多选)如图所示，两列简谐横波a和b均沿x轴正方向传播，波速为40
m/s，下列说法正确的是(
)
A．a波的周期为0.2
s，b波的周期为0.1
s
B．对于b波，x轴上x＝1
m处的质点经过0.1
s就传到x＝5
m处
C．a、b两列波相遇时不能发生稳定干涉
D．x＝8
m处的质点振动总是加强的
E．若两列波进入另一种介质，它们的频率都不会改变
7.(多选)如图所示，沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200
m/s，下列说法中正确的是（　
）
A．从图示时刻开始质点a的加速度将减小
B．从图示时刻开始，经过0.01
s，质点a通过的路程为0.4
m
C．若此波遇到另一列波并发生稳定的干涉现象，则另一列波的
频率为50
Hz
D．若该波传播过程中遇到宽约4
m的障碍物，则不会发生明显的衍射现象
8．甲、乙两人分乘两只小船在湖中钓鱼，两船相距24
m。有一列水波在湖面上传播，使每只船每分钟上下浮动20次，当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有5个波峰。
(1)此水波的波长为多少？波速为多少？
(2)若此波在传播过程中遇到一根竖直的电线杆，是否会发生明显的衍射现象？
(3)若该波经过一跨度为30
m的桥洞，桥墩直径为3
m，桥墩处能否看到明显衍射？
(4)若该桥为一3
m宽的涵洞，洞后能否发生明显衍射？
高二物理选修3-4
波的干涉和衍射
课后测试题
1．如图所示为两列不同频率的水波通过相同的小孔形成的衍射图样，由图可知，两列波的波长和频率的大小关系是(　　)
A．λ甲>λ乙，f甲>f乙
B．λ甲<λ乙，f甲C．λ甲>λ乙，f甲D．λ甲<λ乙，f甲>f乙
2.在一根水平的弹性细绳上，一上一下两个形状相同的正弦半波相向传播，某个时刻恰好完全叠合，如图所示，a、b、c是细绳上三个质点，且b是此刻波的正中点，则(　　)
A．a、b、c三质点此刻均在它们各自的平衡位置且振动速度为零
B．a质点此刻合运动的速度方向竖直向下
C．b质点此刻有最大振动加速度
D．c质点此刻合运动的速度方向水平向右
3．(多选)如图所示，S1、S2是振幅均为A的两个水波波源，某时刻它们形成的波峰和波谷分别由实线和虚线表示，则下列说法中正确的是(　　)
A．两列波在相遇区域内发生干涉
B．两列波在相遇区域内发生叠加
C．此时各点的位移是xB＝－2A，xC＝2A，xD＝0
D．B、C处振动始终加强，D处振动始终减弱
4.(多选)水槽中，与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上。振动片做简谐振动时，两根细杆周期性触动水面形成两个波源。两波源发出的波在水面上相遇。在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样。关于两列波重叠区域内水面上振动的质点，下列说法正确的是(　　)
A．不同质点的振幅都相同
B．不同质点振动的频率都相同
C．不同质点振动的相位都相同
D．不同质点振动的周期都与振动片的周期相同
E．同一质点处，两列波的相位差不随时间变化
5.(多选)图甲为某一简谐波在t＝0时刻的波形图，图乙为图甲中平衡位置位于x＝2
m处的质点B的振动图象，质点C的平衡位置位于x＝4
m处。则下列说法正确的是(　　)
A．该简谐波沿x轴负方向传播，其波速v＝4
m/s
B．在0～3.5
s时间内，质点B运动的路程为3.5
m
C．在t＝2
s时刻，质点C恰好经过平衡位置向y轴正方向运动
D．要使该波能够发生明显的衍射，则障碍物的尺寸应远大于4
m
E．若该波能与另一列波发生稳定的干涉，则另一列波的频率为0.5
Hz
6.(多选)如图表示两个相干波源S?1、S?2产生的波在同一种均匀介质中相遇．图中实线表示某时刻的波峰，虚线表示的是波谷，下列说法正确的（
）
A．a、c两点的振动加强，b、d两点的振动减弱
B．e、f两点的振动介于加强点和减弱点之间
C．经适当的时间后，加强点和减弱点的位置互换
D．经半个周期后，原来位于波峰的点将位于波谷，
原来位于波谷的点将位于波峰
7.(多选)两列在同一介质中的简谐横波沿相反方向传播，某时刻两列波相遇，如图所示，其中实线波的频率为2.50
Hz，图示时刻平衡位置x＝3
m处的质点正在向上振动．则下列说法正确的是（
）
A．实线波沿x轴正方向传播，虚线波沿x轴负方向传播　
B．两列波在相遇区域发生干涉现象
C．两列波的波速均为15
m/s
D．从图示时刻起再过0.025
s，平衡位置x＝1.875
m处的质点将位于y＝15
cm处
E．图示时刻平衡位置x＝4.5
m处的质点位于y＝－15
cm处
8.如图（a），在xy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源S1（0,4）和S2（0,2），两波源的振动图线分别如图（b）和图（c）所示，两列波的波速均为1.00m/s。两列波从波源传播到点A（8，-2）的路程差为________m，两列波引起的点B（4,1）处质点的振动相互_______（填“加强”或“减弱”）点C（0,0.5）处质点的振动相互_____(填“加强”或“减弱”。)
高二物理选修3-4
波的干涉和衍射
当堂练习题答案
1
2
3
4
5
6
7
ABD
CD
D
B
ABD
ACE
ABC
8.解析：(1)由题意知：周期T＝
s＝3
s。
设波长为λ，则5λ＋＝24
m，λ＝
m。
由v＝得，v＝
m/s＝
m/s。
(2)由于λ＝
m，大于竖立电线杆的直径，
所以此波通过竖立的电线杆时会发生明显的衍射现象。
(3)、(4)由于λ＝
m>3
m，所以此波无论是通过直径为3
m的桥墩，还是通过宽为3
m的涵洞，都能发生明显衍射现象。
答案：(1)
m　
m/s　(2)会　(3)能　(4)能
高二物理选修3-4
波的干涉和衍射
课后测试题答案
1
2
3
4
5
6
7
C
B
BC
BDE
BCE
AD
ACE
8.
解析:点波源S1（0,4）传播到点A（8，-2）的路程为L1=10m，点波源S2（0,-2）传播到点A（8，-2）的路程为L2=8m，两列波从波源传播到点A（8，-2）的路程差为△L=
L1-
L2=2m。由于两列波的波源到点B的路程相等，路程差为零。由于t=0时两列波的波源的振动方向相反，所以两列波到达B点时振动相反，引起的点B（4,1）处质点的振动相互减弱；由振动图像可知，波动周期为T=2s，波长λ=vT=2m。由于两列波的波源到点C的路程分别为3.5m和2.5m，路程差为1m。由于t=0时两列波的波源的振动方向相反，所以两列波到达C点时振动相同，引起的点C（0,0.5）处质点的振动相互加强。
答案：2
减弱
加强