高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第3节 波的干涉和衍射精练

3.3波的干涉和衍射基础训练2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．如图所示，实线和虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷。此刻，M点是波峰与波峰相遇点，下列说法中正确的是（　　）

A．M点始终处在波峰位置

B．P、N两点振动始终减弱

C．O点距离两个波源的位移差为半波长的奇数倍

D．从该时刻起，经过二分之一周期，M点所在位置变成振动减弱区

2．如图所示，实线和虚线分别表示振幅和频率均相同的两列简谐横波的波峰和波谷，此时M点是波峰与波峰的相遇点。设两列波的振幅均为A，则（　　）

A．P点为振动减弱点，位移始终为0 B．N点为振动加强点，位移始终为

C．M点为振动加强点，位移始终为 D．从此刻起，经过半个周期，M点的位移为A

3．两列平面简谐横波在空中叠加，其中简谐横波a（图中虚线所示）沿x轴正方向传播，简谐横波b（图中实线所示）沿x轴负方向传播，波速都是20m/s。t＝0时，这两列波的波动图像如图所示，那么位于x＝45m处的质点P第一次到达波峰的时刻和第一次处于平衡位置的时刻分别是 （   ）

A．1.50s，0.25s

B．0.25s，0.75s

C．0.50s，0.75s

D．0.50s，0.25s

4．一列简谐横波a，某时刻的波形如图甲所示．从该时刻开始计时，波上质点A的振动图像如图乙所示．波a与另一列简谐横波b相遇能发生稳定干涉现象，则下列判断正确的是（ ）

A．波a沿x轴负方向传播

B．波b的频率为0.4Hz

C．从该时刻起，再经过0.4s质点A通过的路程为40cm

D．若波b遇到障碍物能发生明显衍射现象，则障碍物的尺寸一定比0.4m大很多

5．下列现象属于波的衍射现象的是（　　）

A．在空旷的山谷里喊叫，可以听到回声

B．只闻其声，不见其人

C．余音绕梁，三日而不绝

D．夏日的雷声有时轰鸣不绝

6．在水面上有两个振幅和频率相同的波源和 ，开始起振时两波源的振动方向相反，在两波源连线的中垂线上有三点，经过一段时间这三点都处于两列波的叠加区域内，如图所示，下列说法中正确的是（ ）

A．点是振动加强点， 点是振动减弱点

B．点是振动加强点， 点是振动减弱点

C．点此时刻振动加强，经过一段时间后变为振动减弱点，而 点可能变为振动加强点

D．三点都是振动减弱点

7．在教室外的走廊上虽看不见教师，却能听到教室里教师的讲话声，这一现象是声波的（　　）

A．反射 B．折射 C．干涉 D．衍射

8．甲、乙两列完全相同的横波，分别从波源A、B两点沿直线Ox相向传播，时的图像如图所示，若两列波的波速均为1m/s，则（　　）

A．时，F点的位移最大 B．时，E、F、G三点的位移最大

C．时，F点的位移最大 D．时，F点的位移最小

9．如图所示，在直线PQ的中垂线OM上有A、B两个声源，分别距O点6m和1m，两个声源同时不断向外发出波长都为2m的完全相同的声波．在直线PQ上从﹣∞到+∞的范围内声波干涉减弱的区域共有（　　）

A．无穷多个 B．7个 C．5个 D．3个

10．海浪从远海传向海岸．已知海浪的传播速度与海水的深度有关，海水越深，速度越大．一艘大船停泊在离岸较远处，振动的周期为8s．则

A．海浪拍打海岸的周期大于8s

B．海浪从远海传向海岸，相邻波峰之间的距离变大

C．悬挂在船上摆长为 l m 的单摆振动周期为8s

D．让船停泊在离海岸更近处，海浪通过船体的衍射现象更明显

11．噪声会影响我们的生活，有一种具有主动降噪功能的耳机，其工作原理如图所示。下列关于该原理说法正确的是（　　）

A．耳机的降噪原理为声波的干涉 B．耳机的降噪原理为声波的反射

C．耳机的降噪原理为声波的衍射 D．耳机的降噪原理为声波的多普勒效应

12．如图所示表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷。设两列波的振幅均为5cm，且图示的范围内振幅不变，波速和波长分别为1m/s和0.5m，C点是BE连线的中点，下列说法中正确的是（ ）

A．C、E两点都保持静止不动

B．图示时刻 A、B两点的竖直高度差为10cm

C．图示时刻C点正处于平衡位置且向水面上运动

D．从图示的时刻起经 0.25s，B点通过的路程为10cm

13．对于教材中的四幅插图，下列说法正确的是（　　）

A．图甲中，由电子偏转轨迹可判断a端应为磁铁的N极

B．图乙中，回旋加速器所接电压U应为直流电

C．图丙中，线圈中插入铁芯，自感系数L将变小

D．图丁中，水波波长远小于狭缝的宽度

14．消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题。图示的消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声。频率为f的声波沿水平管道自左向右传播，在声波到达a处时，分成上下两束波，这两束波在b处相遇时可削弱噪声。设上下两束波从a运动到b的时间差为△t，不考虑声波在传播过程中波速的变化。关于该消声器的工作原理及要达到良好的消声效果必须满足的条件，下列说法正确的是（　　）

A．利用了波的干涉，△t是的奇数倍

B．利用了波的衍射，△t是的奇数倍

C．利用了波的干涉，△t是的奇数倍

D．利用了波的衍射，△t是的奇数倍

15．将一根柔软弹性细绳沿水平的x轴放置，其一端固定于位置为的墙面上，另一端不断上下振动，在绳中形成绳波如图，在时刻的质点刚好开始振动。当波传至固定点时，绳波将发生反射。反射处质点在反射前后的振动速度大小不变方向反向，波的传播方向也反向。则下列各个时刻细绳的波形图（实线）正确的是（　　）。

A． B．

C． D．

二、填空题（共4题）

16．如图所示，两列频率相同、传播方向相互垂直的平面波在空间相遇发生干涉，它们的振幅均为A，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，e是a、d连线的中点，则e处质点振动________（选填“加强”、减弱、或不振动），d处质点的振幅为____________。

17．如图所示是两个相干波源发出的水波，实线表示波峰，虚线表示波谷．已知两列波的振幅都为10cm，C点为AB连线的中点。图中A、B、C、D、E五个点中，振动减弱的点是___，A点的振幅为___cm。

18．一条弹性绳子呈水平状态，M为绳子中点，两端P、Q同时开始上下振动，一小段时间后产生的波形如图所示，对于其后绳上各点的振动情况，以下判断正确的是（____）

A．两列波将同时到达中点M

B．两列波波速之比为1：2

C．中点M的振动总是加强的

D．M点的位移大小在某时刻可能为零

E．绳的两端点P、Q开始振动的方向相同

19．如图是观察水波衍射现象的实验装置，AB和CD是两块挡板，BC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）之间的距离表示一个波长，则此时______（选填“能”或“不能”）明显观察到波的衍射现象，挡板前后波纹之间的距离______。（选填“相等”或“不相等”）

三、综合题（共4题）

20．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？

21．在挡板上安装一个宽度可以调节的狭缝，缝后放一个光屏。用平行单色光照射狭缝，当缝的宽度较小时，我们会从光屏上看到衍射条纹。此时，如果进一步调小狭缝的宽度，所看到的衍射条纹有什么变化？做这个实验，看你的判断是否正确。也可以用游标卡尺两个卡脚之间的缝隙做单缝，用眼睛通过这个单缝观察线状光源。

22．如图所示，在坐标原点O和x=3m的A处，有振动情况完全相同的的振源S1、S2.振源发出频率为680Hz，波速为340m/s的简谐横波。P的坐标为（0，4m），已知两波源振动的初始相位相同。求：

（1）简谐横波的波长；

（2）P点是振动加强还是减弱？（请写出判断的主要过程）

（3）OP间有几个合振动振幅最小的位置？

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。

参考答案

1．B

2．A

3．B

4．C

5．B

6．D

7．D

8．C

9．C

10．C

11．A

12．C

13．A

14．A

15．C

16．  加强  2A

17．DE    20   

18．ADE

19．能    相等   

20．a是振动加强点；过 时间c质点到达平衡位置，位移最小。

21．调小狭缝的宽度时，我们看到衍射条纹宽度增大。

22．（1）0.5m；（2）P点为振动加强点；（3）4个

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。