江门市艺华高中2019-2020学年高中物理粤教版选修3-4：2.4波的干涉与衍射 质量检测（含解析）

2.4波的干涉与衍射
1．如图为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，则以下说法正确的是
A．A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．C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
2．图表示两列频率相同的横波相遇时某一时刻的情况，
实线表示波峰，虚线表示波谷．M是该时刻波峰与波峰相遇的点，是凸起最高的位置之一．以下说法中错误的是
A．质点M的振动始终是加强的
B．质点M的振幅最大
C．质点M的位移始终最大
D．质点M的位移有时为0
3．分析下列物理现象，这些物理现象分别属于声波的（
）
①“闻其声而不见其人”；
②夏天里在一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝；
③当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高；
④围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音。
A．衍射、折射、干涉、多普勒效应
B．折射、反射、干涉、多普勒效应
C．衍射、反射、多普勒效应、干涉
D．折射、衍射、多普勒效应、干涉
4．两波源A、B分别位于x=0和x=7m的位置持续振动，产生甲、乙两列沿x轴相向传播的简谐横波，t=0时刻的波形图如图所示，已知两列波的传播速度均为v=1m/s。下列说法正确的是（
）
A．t=0时刻，x=1m处的质点与x=5m处的质点均沿y轴负方向运动
B．t=1.5s时两列波相遇
C．x=3m处的质点是振动减弱点
D．在t=2s时，位于x=3.5m处的质点位移为2cm
5．位于水面上的波源，产生两列周期均为、振动方向相同、振幅均为的相干波，实线、虚线分别表示在同一时刻它们所发出的波的波峰和波谷，如图所示，、、、、是水面上的五个点，其中有一小树叶（未画出）位于处，下列说法正确的是（　　）
A．点的振动加强，点的振动减弱
B．一段时间后，小树叶被水波推至处
C．、两点在某时间内也会振动
D．若波源突然停止振动，之后的内，点通过的路程为
6．如图a所示，在某均匀介质中S1，S2处有相距L=12m的两个沿y方向做简谐运动的点波源S1，S2。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2.00m/s，p点为距S1为5m的点，则（　　）
A．两列简谐波的波长均为2m
B．P点的起振方向向下
C．P点为振动加强点，若规定向上为正方向，则t=4s时p点的位移为6cm
D．p点的振幅始终为6cm
E.S1，S2之间（不包含S1，S2两点），共有6个振动减弱点
7．平静的水池表面有两个振源A、B，固有振动周期均为T。某时刻A开始向下振动，相隔半周期B开始向下振动，二者振动的振幅相同，某时刻在水面上形成如图所示的水波图。其中O是振源连线的中点，OH为中垂线，交叉点G、H的中点为D，C点位于波峰和波谷的正中间，实线代表波峰，虚线代表波谷。下列说法中正确的是________。
A．如果在E点有一个小的漂浮物，经半个周期将向左漂到F点
B．两列波叠加后，O点的振动始终减弱
C．图中G、H两点振幅为零，D点的振幅也为零
D．当B引起的波传到E点后，E点的振动始终处于加强状态
E.C点此时振动的速度为零
8．如图所示，在xOy坐标系的x轴上x＝0和x＝16cm两点有频率都为2.5Hz的两个波源产生的两列简谐横波在同一介质中分别朝着x轴正、负方向传播，在t＝0时刻，两列波刚好传播到x＝4cm和x＝12cm两点，M、N、P分别为x轴上坐标为x＝3.5cm、x＝7cm、x＝8cm的三个质点，关于这两列波，下列说法正确的是
A．P点是振动加强点，其位移始终为20cm
B．N点开始振动的方向朝着y轴负方向
C．在t＝0.8s时，两列波都刚好传播到P点
D．在0～0.05s时间内，质点M朝着y轴负方向振动，振动的加速度在增大
9．一列简谐横波沿x轴正方向传播，如图甲所示为该波在t=1.0s时刻的图象，乙为参与波动的某一质点的振动图像，则下列说法错误的是（　　）
A．这列波的波速是4m/s
B．图示时刻起P质点比Q质点先回到平衡位置
C．乙图是甲图x=1m、2m、3m、4m处四个质点中x=4m处质点的振动图象
D．若此波遇到另一列波并发生稳定的干涉现象，则该波所遇到的波的频率一定为1Hz，振幅一定为0.2m
10．如图所示,甲图为沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波动图像,乙图为参与波动质点P的振动图像,则下列判断正确的是________.
A．该波的传播速率为4m/s
B．该波的传播方向沿x轴正方向
C．经过0.5s,质点P沿波的传播方向向前传播4m
D．该波在传播过程中若遇到2m的障碍物,能发生明显衍射现象
E.经过0.5s时间,质点P的位移为零,路程为0.4m
11．如图所示，在某一均匀介质中，A、B是振动情况完全相同的两个波源，其简谐运动表达式为x=0.1sin（10πt）m，介质中P点与A、B两波源间距离分别为4m和5m，两波源形成的简谐横波分别沿AP、BP方向传播，波速都是10m/s．则：这两个简谐横波的波长为____m．P点的振动______（填“加强”或“减弱”）
12．如图所示，为两个相干波源产生的干涉图样，________点振动加强，
__________点振动减弱。
13．在某介质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＝0到t＝20s内横坐标位置x=18m的质点通过的路程为__________cm，在这段时间内A波波峰与B波波峰相遇的次数为__________．
14．如图所示，S1、S2是两个振幅相等的相干波源，实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷，其中C点处于图示波峰和波谷的正中间位置．在A、B、C、D四点中，振动加强点有_______，此时处于平衡位置的有_________．
参考答案
1．C
【解析】
试题分析：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，则波锋与波峰、波谷与波谷相遇叠加，造成振动幅度比以前大，称之为加强，其实质点依然在振动．因此图中AC为振动加强点，BD为振动减弱点．由于f相同，v相同，所以波长相同，经过半个周期依然是AC振动加强和BD振动减弱，所以答案为C
考点：干涉
点评：本题讨论了机械波的干涉条纹，对于振动加强的理解等．在干涉中振动加强指的是振动的幅度，并不是说质点始终停留在最大位移处，质点依然在振动．
2．C
【解析】
M点是波峰与波峰叠加，是振动加强点，振幅最大，但是加强点不是始终处于波峰位置，位移不是始终最大，位移会随时间的变化而变化，有时为0，ABD正确，C错误．
3．C
【解析】
闻其声而不见其人”属于声音的衍射；夏天里在一次闪电过后,有时雷声轰鸣不绝,属于声音的反射；当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时,我们听到汽笛声的音调变高,属于波的多普勒效应；围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音,属于声音的干涉
故C正确；ABD错误；故选C
4．B
【解析】
A．由同侧原理可知，t=0时刻，x=1m处的质点与x=5m处的质点均沿y轴正方向运动，故A错误；
B．两列波相向运动
相遇，B项正确；
C．两列波的波长均为2m，x=3m处的质点到两波源距离差
两列波的起振方向相反，此点为振动加强点，故C错误；
D．t=2s时，甲波传播到x=3.
5m处时正处于波谷、乙波传播到x=3.
5m处时正处于波峰，所以质点的位移
故D项错误。
故选B。
5．D
【解析】
A．点是波峰和波峰叠加的点，点是波谷和波谷叠加的点，都是振动加强点，故A错误；
B．机械波传播的过程中，各质点并不随波迁移，故小树叶只在原位置上下振动，故B错误；
C．、都是波峰和波谷叠加的点，属于振动减弱点，由于两波源振幅相同，故这两点均静止不动，故C错误；
D．若波源突然停止振动，由图像可知，在之后内，质点b仍是振动加强点，振幅为，完成两次全振动，通过的路程为，故D正确。
故选D。
6．BCD
【解析】
A．两列简谐波的波长均为，选项A错误；
B．因S1起振方向向下，由振源S1形成的波首先传到P点，则P点的起振方向向下，选项B正确；
C．P点到两振源的距离之差为2m等于半波长的奇数倍，因两振源的振动方向相反，可知P点为振动加强点；由S1形成的波传到P点的时间为2.5s，t=4s时由S1在P点引起振动的位移为4cm；同理，由S2形成的波传到P点的时间为3.5s，t=4s时由S2在P点引起振动的位移为2cm；若规定向上为正方向，则t=4s时P点的位移为6cm，选项C正确；
D．P点为振动加强点，则P点的振幅始终为6cm，选项D正确；
E．S1，S2之间（不包含S1，S2两点），共有5个振动减弱点，分别在距离S1为2m、4m、6m、8m、10m的位置，选项E错误。
故选BCD。
7．BCE
【解析】
A．波在传播过程中，介质中的质点只在平衡位置附近振动，不会随着波的传播向前移动，A错误；
BC．点是振源的中点，波的传播路程差等于零，由于相位恰好相反，所以点以及中垂线上所有质点的振动均为叠加减弱，所以B、C正确；
D．由图可以看出，B引起的振动传到E点时与A引起的振动相位相反，为叠加减弱位置，D错误；
E．B引起的振动此时在C点使得质点具有向上的速度，而A刚好传到C点，具有向下的速度，叠加后速度为零．选项E正确。
故选BCE。
8．BD
【解析】
A．两振源的起振方向相反，而P点到两波源的路程差△x=0，则P点是振动减弱点，其振幅为零。故A错误。
B．左侧的波先传到N点，根据波形平移法知，质点N开始振动时的方向朝着y轴负方向，故B正确。
C．两波的波长均为λ=4m，波速为
v=λf=4×2.5=10m/s，波在0.4s内传播的距离为
x=vt=4m，则知在t=0.4s时，两列波都刚好传播到P点，故C错误。
D．在t=0时刻，质点M朝着y轴负方向振动，位移在增大，则知其振动的加速度在增大，故D正确。
故选BD.
9．CD
【解析】
A．由题图可知波长为4m，周期为1s，所以波速
故A正确，不符合题意；
B．由同侧法可判断，图示时刻Q质点沿y轴正方向振动，P质点在波峰，故P质点先回到平衡位置。故B正确，不符合题意；
C．由乙图可知t=1.0s时刻质点在平衡位置且沿y轴负方向振动，符合条件的只有甲图中x=2m处质点。乙图是甲图x=1m、2m、3m、4m处四个质点中x=2m处质点的振动图象。故C错误，符合题意；
D．发生稳定的干涉现象的条件是频率相同，对振幅没有要求，故D错误，符合题意。
故选CD。
10．ADE
【解析】
A．由甲图读出该波的波长为λ=4m，由乙图读出周期为T=1s，则波速为v==4m/s，故A正确；
B．在乙图上读出t=0时刻P质点的振动方向沿y轴负方向，在甲图上判断出该波的传播方向沿x轴负方向，故B错误；
C．质点P只在自己的平衡位置附近上下振动，并不随波的传播方向向前传播，故C错误；
D．由于该波的波长为4m，与障碍物尺寸相差较多，故能发生明显的衍射现象，故D正确；
E．经过t=0.5s=，质点P又回到平衡位置，位移为零，路程为S=2A=2×0.2m=0.4m，故E正确．
11．
2m，
减弱
【解析】由简谐运动表达式为x=0.1sin（10πt）m知，角频率ω=10πrad/s，则周期
由v=得，波长λ=vT=10×0.2m=2m；据题：P点到A、B两个波源的路程差△S=5m-4m=1m=λ，故P点的振动减弱．
点睛：本题要掌握简谐运动的表达式x=Asinωt，即可读出ω，求出周期和波长．根据路程与波长的关系，确定质点的振动强弱是常用的方法．
12．
a（或c）
b（或d）
【解析】试题分析：两列波干涉时，两列波的波峰与波峰、波谷与波谷相遇处，振动始终加强，波峰与波谷相遇处振动始终减弱．
b、d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、c质点处是两列波波峰与波峰或波谷叠加的地方，振动始终是最强的．
13．52
5
【解析】
B波传到横坐标位置x=18m的质点处需时间6s，此后B波向左传播10s的时间内，传播的距离为10m，即2.5T，此时间内x=18m的质点通过的路程为2.5×4A2=40cm；此时刻A波传到x=18m的质点，此时此质点的振动减弱，故在2s内，此质点的路程为2(A2-A1)=4cm；在以后剩下的2s内，波B在x=18m的质点的位移为2A2=8cm；故在t＝0到t＝20s内横坐标位置x=18m的质点通过的路程为40cm+4cm+8cm=52cm；
经过12s两波第一次波峰相遇，然后每经过2秒相遇一次，故在这20s时间内A波波峰与B波波峰相遇的次数为5次．
14．
A
C
B
D
C
【解析】（1）此时A质点处是两列波波峰与波峰叠加的地方，是振动加强点；B质点是两列波波峰与波谷叠加的地方，是振动减弱点；两列波在C质点处振动情况始终相同，是振动加强点；D质点是两列波波峰与波谷叠加的地方，是振动减弱点；所以振动加强点有AC。
（2）BD质点处是两列波波峰与波谷叠加的地方，始终处于平衡位置；C质点此时是两列波平衡位置与平衡位置相遇，位于平衡位置。根据波的叠加原则可知，此时恰处于平衡位置的有BDC。