高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第一册3.5 波的干涉与衍射习题

这是一份高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第一册3.5 波的干涉与衍射习题，共13页。试卷主要包含了如图所示，水平面上有M，如图所示为两列频率等内容，欢迎下载使用。
【优选】物理沪科版选择性必修第一册第5节波的干涉与衍射-2作业练习一．单项选择1．在x=0和x=11m处分别有波源甲和乙，它们于不同时刻开始振动，形成两列波在同种介质中相向传播。在t=0时刻所形成的波形如图所示。已知甲的波速v甲＝0.4m/s，下列说法正确的是（　　）A. 甲的波谷经过13.75s与乙的波峰第一次相遇B. 甲．乙两波相遇后不能形成稳定的干涉图样C. 乙的波速为0.8m/sD. 振动减弱点的振幅为0，x=5m处是振动加强点2．如图所示，表示两列同频率相干水波在t＝0时刻的叠加情况，图中实线表示波峰，虚线表示波谷。已知两列波的振幅均为2cm，波速为2m/s，波长0.4m，E点是B．D连线和A．C连线的交点，下列说法正确的是（ 　　）A．A．C两点是振动加强点B．E点是振动减弱点C．B．D两点在该时刻的竖直高度差为4cmD．t＝0.05s时，E点离平衡位置的位移大小为4cm3．振源S在O点做沿竖直方向的简谐运动，频率为时刻向右传播的简谐横波如图所示，则以下说法错误的是（　 　）A．该横波的波速大小为B．时，处的质点振动方向向下C．时，处的质点处在平衡位置且振动方向向下D．传播过程中该横波遇到小于1m的障碍物或小孔都能发生明显的衍射现象4．如图所示，水平面上有M．N两个振动情况完全一样的振源．在水面上形成两列水波，在MN连线的中垂线上有a．b．c三点，已知某时刻a点是两波谷相遇点，b点是两波峰相遇点，则可以判断c点（　 　）A．一定是振动加强的点 B．一定是两波峰相遇点C．一定是两波谷相遇点 D．可能是波峰与波谷相遇5．如图所示，两列水波波源和的振幅分别为和A，某时刻它们形成的波峰和波谷分别由实线和虚线表示。下列说法正确的是（　 　）A．两列波在相遇区域发生干涉 B．波谷和波谷相遇处位移为零C．C点的位移始终为零 D．此刻C点和B点的位移大小分别是A和6．如图所示为两列频率．振幅相同的水波相遇时某一时刻的情况，实线表示波峰，虚线表示波谷。下列说法错误的是（　　）
 A. 质点M的振动始终是加强的B. 质点M的位移有时为0C. 质点M的位移始终最大D. 质点N保持静止7．蝉利用了a发出声音，某同学围绕蝉歇息的树干走了一圈，听到忽高忽低的蝉鸣声，这是由于声波的b现象，a．b组合正确的是（　　）A．蝉的嘴　干涉 B．蝉的腹鼓　干涉C．蝉的翅膀　共振 D．蝉的嘴　共振 8．以下关于波的衍射的说法，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大得多时，会发生明显的衍射现象C．当孔的大小比波长小时，会发生明显的衍射现象D．通常讲话产生的声波，经过尺寸为1mm左右的障碍物时会发生明显的衍射现象9．如图所示，实线是一列简谐横波在时刻的波形图，是平衡位置距点的质点，虚线是时刻的波形图。下列说法中错误的是（　　）
 A．该波遇到长度为的障碍物时将会发生明显衍射现象B．波速可能为C．若波速为，该波一定沿着轴负方向传播D．若波速为，从到时刻，质点运动的路程为10．两列波长相同的水波，发生干涉现象，某一时刻，两列波的波峰和波谷如图所示（实线为波峰，虚线为波谷）。则（　 　）A．质点A的位移始终最大B．质点C始终在波谷C．质点C的振动始终加强D．质点B始终处在平衡位置11．甲．乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正．负方向传播，甲波的波速为25cm/s。两列波在t=0时的波形曲线如图所示，下列说法正确的是（　 　）A．乙波的波速为30cm/sB．x=50cm处的质点为两列波干涉的振动加强点C．t=0时，x=-10cm处的质点向y轴负方向运动D．t=0.1s时，x=77.5cm处质点的位移为-16cm12．在开展研究性学习活动中，某校同学进行了如下实验：如图所示，从入口S处送入某一频率的声音，通过左右两条管道SAT和SBT传到了出口T处，并可以从T处监听声音，左侧B管可以拉出或推入以改变B管的长度，开始时左右两侧管道关于S．T对称，从S处送入某一频率的声音后，将B管逐渐拉出，当拉出的长度为l时，第一次听到最小的声音，设声速为v，则该声音的频率为 （　　）A.  B. C.  D. 13．某横波在介质中沿x轴传播，图甲为时的波形图，图乙为P点（处的质点）的振动图像，那么下列说法正确的是（　　）
 A．该波向右传播，波速为B．质点L与质点N的运动方向可能相同C．若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象，则该波所遇到的简谐横波频率为D．若此波遇到一直径为6m的圆形障碍物，不会发生衍射现象14．如图所示，在xOy平面内有两个沿z轴方向（垂直xOy平面）做简谐运动的点波源S1（1，0）和S2（4，0），振动方程分别为．。两列波的波速均为1m/s，两列波在点B（2.5，3）和点C（4，4）相遇时，分别引起B．C处质点的振动总是相互（　　）A. 加强．加强 B. 减弱．减弱C. 加强．减弱 D. 减弱．加强 15．钢琴的“中央C”即为C调do，频率约为261.2Hz，下列说法正确的是（ 　　）A．一边做仰卧起坐一边听，由于多普勒效应，琴发出的音调会有变化B．当障碍物尺寸接近波长或小于波长时，才能发生衍射现象C．隔着门缝听到琴声，是由于衍射现象造成的D．假如琴边古筝也有一根调到C调do的弦，由于构造不同，它们无法发生共振16．如图所示，在平面内有两个沿轴方向（垂直平面）做简谐运动的点波源和，振动方程分别为．。两列波的波速均为，两列波在点和点相遇时，分别引起B．C处质点的振动总是相互（　　）A. 加强．加强 B. 减弱．减弱C. 加强．减弱 D. 减弱．加强17．一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x=5m处的质点的振动图线如图甲所示，在x=11m处的质点的振动图线如图乙所示，以下说法正确的是（ 　　）A．该波的周期为6sB．该波的传播速度可能为2m/sC．从t=0时开始计时，x=5m处的质点做筒谐运动的表达式为D．该波在传播过程中若遇到4.8m的障碍物，不会发生明显衍射现象18．下列说法正确的是（　 　）A．有机械振动就一定有机械波B．光导纤维传递信号利用的是光的直线传播原理C．肥皂泡表面上的彩色条纹是由光的偏振引起的D．衍射与干涉均是一切波特有的现象
参考答案与试题解析1．【答案】A【解析】【分析】【详解】A．两列机械波在同一介质中传播，波速相同，设甲的波谷经过时间t 与乙的波峰第一次相遇，t=0时刻甲的波谷坐标相当于，与乙的波峰之间的距离为可知故A正确；B．甲乙两列波的波长相同，波速相同，频率相同，并且相位差恒定，是相干波，相遇后能形成稳定的干涉图样，故B错误；C．两列机械波在同一介质中传播，波速相同，乙的波速为0.4m/s，故C错误；D．振动减弱点的振幅为x=5m处是甲的波谷与乙的波峰第一次相遇的位置，是振动的减弱点，故D错误；故选A。2．【答案】D【解析】【来源】江苏省苏州市相城区陆慕高级中学2020-2021学年高二（下）4月物理试题 A．A．C两点此时是波峰和波谷相遇的位置，属于振动减弱点，A错误；B．由图可知，波源在左侧，D．B两点是振动加强的点，其连线上的各点振动均加强，故E点是振动加强点，B错误；C．D点是波和波峰相遇，此时位移为+4cm．B点是波谷和波谷相遇，此时位移为-4cm，故两点在该时刻的竖直高度差为8cm，C错误；D．由题意可得，周期为由波的传播特点可知，0时刻E点处于平衡位置，且向上振动，t＝0.05s，即时，E点到达波峰，即离平衡位置的位移大小为4cm，D正确。故选D。3．【答案】B【解析】A．由图可知，该波的波长是λ=2m，则波速大小为v=λ？f=2×5=10m/s故A正确；B．y轴右侧的波向右传播，根据波形的平移法得知，t=0时，x=1m处的质点振动方向向上。故B错误；C．该波的周期T==0.2s所以t=0.5s=2Tx=3m处的介质点与t=0时，x=2m处的介质点振动方向相同，t=0时，x=2m处的质点振动方向向下，那么所以t=0.5s时，x=3m处的质点在平衡位置且振动方向向下。故C正确；D．根据衍射的条件可知，传播过程中波只有遇到小于2m或与2m差不大的障碍物或小孔都能发生明显的衍射现象。故D正确。故选B。4．【答案】A【解析】【来源】江苏省苏州工业园区西交大附中2020-2021学年高二（下）3月物理试题 由题，A．B是两个振动情况完全相同的振源，a．b．c在AB连线的中垂线上，则a．b．c到两个波源的距离都相等，路程差都为零，三点的振动都加强，一定是振动加强的点，具体距离不清楚，故无法判断是两波峰还是波谷相遇点。
故选A。5．【答案】D【解析】A．由题图看出，波源形成的水波波长大于波源形成的水波波长，两列波在同一介质中传播，波速相等，由波速公式得知，两列波的频率不等，不会形成干涉现象，但能发生叠加现象，故A错误；B．两列水波波源和的振幅不相等，波谷和波谷相遇处位移大小为，并不为零，故B错误；C．因两列水波波源和的振幅分别为和A，由题图可知，此时C是波峰与波谷相遇，则位移大小为A，随着时间的推移，C的位移大小不断发生变化，不可能总为零，故C错误；D．根据两列水波波源和的振幅分别为和A，结合题图，可知，此时刻C点和B点的位移大小分别是A和，故D正确。故选D。6．【答案】C【解析】【分析】【详解】ABC．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，故AB正确，不符合题意；C错误，符合题意；D．N点是波峰与波谷叠加，是振动减弱点，振幅为零，位移始终为零，故D正确，不符合题意。故选C。7．【答案】B【解析】蝉发出的声音是蝉的腹鼓振动发出的，该同学围绕蝉歇息的树干走了一圈，听到忽高忽低的蝉鸣声，是声波的干涉现象。故选B。8．【答案】C【解析】【来源】 江苏省苏州高新区新草桥中学2020-2021学年高一（下）3月物理试题 ABC．凡是波都能发生衍射现象，不过有时衍射现象明显，有时衍射现象不明显。只有当缝．孔或障碍物的尺寸跟波长相差不多或比波长更小时，才能发生明显的衍射现象，AB错误．C正确；D．波速一般是340m/s，人耳听到的声音的频率是20Hz—20KHz，根据公式波长公式，得出人耳所能听到的声音的波长为0.017—17m，若讲话的声波为0.017mm而障碍物的尺寸为1mm，将不会发生明显的衍射现象，D错误。故选C。9．【答案】B【解析】A．由图中可以读出该横波波长为4m，故该波遇到长度为3m的障碍物时将会发生明显衍射现象，A正确；B．由题干知，经过0.2s内横波的位移为1+4n（波沿x轴正向传播）或3+4n（波沿x轴负向传播）米，因此波速为或n为正整数故v不可能为20m/s，B错误；C．由B的分析，若波沿x轴正向传播，则求得n=1.5并非正整数故舍弃若波沿x轴负向传播，则求得n=1为正整数，因此若波速为35m/s，该波一定沿着x轴负方向传播，C正确；D．波沿x轴负向传播，有则n=0，经过0.2s内横波经过了 即个周期，有图像知质点M的振幅为A=20cm因此其运动路程为D正确。本题选择错误的，故选B。10．【答案】C【解析】【来源】江苏省南京市十二校2020-2021学年高二（下）第一次调研测试物理试题 A．质点A波峰与波峰叠加，振动加强，质点的振幅最大，但质点仍在自己平衡位置附近振动，位移随时间变化，故A错误；BC．质点C波谷与波谷叠加，两列波引起的振动总是相互加强的，质点的振幅最大，但质点仍在自己平衡位置附近振动，不会始终在波谷，故B错误C正确；D．质点B是两列波的波峰与波谷相遇点，两列波在这引起的振动总是相互减弱的，质点的振幅最小，两列波的振幅不一定相同，所以振动始终减弱，质点仍在自己平衡位置附近振动，不一定始终处在平衡位置，故D错误。故选C。11．【答案】C【解析】A．机械波的波速由介质决定，则甲乙两波波速相同，故乙波的波速也为25cm/s，故A错误；B．由图像可知，甲乙的波长分别为，两列波的周期分别为，由可得则两波的频率不同，故两列简谐波不能发生稳定的干涉，故B错误；C．甲波沿x轴正方向传播，乙波沿x轴负方向传播，在t=0时，两波中x=-10cm处均沿y轴负方向运动，故t=0时，x=-10cm处的质点向y轴负方向运动，故C正确；D．两波的振动均为8cm，则质点最大振动位移为16cm;由B分析可得，在x=50cm处的质点的振动表达式为，则两波在x=77.5cm处振动表达式，则t=0.1s时，x=77.5cm处质点的位移故D错误。故选C。12．【答案】C【解析】【详解】当第1次听到最小的声音时，说明SBT和SAT的路程差是这一频率声波的半个波长，振动方向相反，从而相互消弱，则有而故故ABD错误，C正确。故选C。13．【答案】C【解析】A．在乙图中0.75sP点沿y轴负方向振动，根据振动方向与传播方向的关系，可知甲图中波向左传播，其波速为故A错误；B．甲图中，质点L与质点N相距半个波长，则二者振动情况相反。故B错误；C．根据公式可求出该波的频率为发生稳定的干涉现象的条件为两列波的频率相同，故该波所遇到的简谐横波频率为。故C正确；D．若此波遇到一直径为6m的圆形障碍物，不会发生明显的衍射现象，但会发生衍射。故D错误。故选C。14．【答案】D【解析】因为B点距两波源距离一样，而两波源的相位相反，所以在B处叠加总是相互减弱。由振动方程可知，周期为波长为C距两波源的距离差为而两波源的相位相反，所以在C点振动总是加强。故选D。 15．【答案】C【解析】A．因接受者和波源的总体位置不变，因此发出的音调不变，故A错误；B．当障碍物尺寸接近波长或小于波长时一定能衍射，但能发生明显的衍射，故B错误； C．隔着门缝听到琴声，是由于衍射现象造成的，C正确；D．若古筝也有一根调到C调do的弦，则两者频率相同，可以发生共振，故D错误；故选C。16．【答案】B【解析】【分析】【详解】AD．由于C点到两波源的距离相等，两列波从波源传到C点的路程差为，为波长的整数倍，由两波源的振动方程可知两波的振动方向相反，所以C为振动减弱点，则AD错误；BC．两列波从波源传到B点的路程差为由振动方程可知两列波源的振动周期为波长为两列波从波源传到B点的路程差为波长的整数倍，所以B点为振动减弱点，所以B正确；C错误；故选B。17．【答案】B【解析】A．由图可知，该波的周期为12s。故A错误；B．t=0s时，在x=5m处的质点的位移为零，正通过平衡位置向上运动，在x=11m处的质点在负的最大位移处。在x=5m处的质点比x=11m处的质点早振动个周期，即， 联立可得（n=0，1，2，3…）由上可知，波速可能为2m/s，故B正确；C．由因此振动表达式为故C错误；D．由波长为 （n=0，1，2，3…）波长的最大值为24m，大于4.8m，可能会发生明显衍射现象。故D错误。故选B。18．【答案】D【解析】A．有机械振动，不一定有机械波，还必须有传播振动的介质，故A不符合题意；B．光导纤维传播光信号利用了光的全反射原理来传递信号，故B不符合题意；C．肥皂泡在阳光照耀下呈现彩色条纹是光的干涉现象，故C不符合题意；D．干涉与衍射是一切波特有的现象，故D符合题意。故选D。