高中3.5 波的干涉与衍射复习练习题

【名师】物理沪科版选择性必修第一册第5节波的干涉与衍射-1优选练习

一．单项选择

1．如图所示，在某均匀介质中的一条直线上有两个振源A．B，相距6m，C点在A．B的中间位置。t=0时，A．B以相同的频率开始振动，且都只振动一个周期，振幅也相同，图甲为A的振动图像，乙为B的振动图像。t1=0.3s时，A产生的向右传播的波与B产生的向左传播的波在C点相遇，则下列说法正确的是（　　）

A．振源A起振方向为y轴负方向

B．两列波在A．B间的传播速度大小为1m/s

C．在两列波相遇过程中，中点C为振动加强点

D．t2=0.75s时，B在波谷处

2．下列四种声现象，哪一种属于声波的干涉（　　）

A．火车驶来，车站边的乘客感觉声音变尖

B．隔着院墙与人谈话，虽然不见其人，却能闻其声

C．环绕正在发声的音叉走一周，会觉得声音有强弱的变化

D．把耳朵贴在铁轨上可以听到远处的火车声

3．两列振幅均为A．频率均为10Hz的简谐横波，分别沿x轴正．负方向传播，在某一时刻到达B．E点，如图中实线．虚线所示。两列波的波速均为10m/s，下列说法正确的是（　　）

A. BE之间的所有质点都不会振动

B. 质点P．O横坐标的差为2.75m

C. 质点P．O开始振动的时刻之差为0.05s

D. 两列波叠加时，C点的振幅为2A

4．甲．乙两列波振幅分别为．，在同一介质中相向传播，某时刻的波形图如图所示，处的质点再过1 s将第一次到达波谷，以下说法正确的是（　　）

A．这两列波不能发生干涉现象

B．经过4 s两波会相遇

C．当两列波叠加时，处的质点振幅为A

D．当两列波叠加时，处的质点振动加强

5．水槽中，与水面接触的两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．不同质点振动的振幅都相同

B．不同质点振动的位移都相同

C．不同质点振动的频率都相同

D．不同质点振动的相位都相同

6．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．

7．在同一均匀介质中有两列简谐横波，甲向右．乙向左，波速大小为0.5m/s，沿x轴相向传播，t 0时刻的波形如图所示，下列说法中正确的是（　　）

A．两列波相遇时能发生稳定的干涉

B．一观察者正经x=2m处沿x轴正向运动，在他看来，两波的频率可能相同

C．x轴上第一个位移达到6cm的质点的横坐标为x2.75m

D．t0时刻，处质点的振动方向与x5.1m处质点的振动方向相反

8．如图表示两个相干波源S1．S2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，下列说法不正确的是（　　）

A．a点位移始终处于最大位置

B．a．c两点的振动加剧，b．d两点的振动减弱

C．加强点和减弱点的位置固定不变

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

9．如图所示，在轴上，A．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．

10．关于波的衍射．干涉，下列说法正确的是（　　）

A．超声波定位利用了波的衍射

B．“闻其声不见其人”中的“闻其声”是声波发生明显衍射的结果

C．两列波叠加时一定可以观察到稳定的干涉图样

D．两列波发生稳定干涉时，介质中某点的振动可能时而加强时而减弱

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．如图所示，S1．S2是振动情况完全相同的两列水波的波源，振幅为A。a．b．c三点分别位于S1．S2连线的中垂线上，且ab＝bc。某时刻a是两列波的波峰相遇点，c是两列波的波谷相遇点，则（　　）

A. c处质点的位移始终为－2A

B. b处质点的振幅为2A

C. a．c处质点是振动的加强点， b处质点是振动的减弱点

D. 此时刻a处质点有向上的最大加速度

13．两波源I．II在水槽中形成的波形如图所示，其中实线为波峰，虛线为波谷，则（　　）

A．a是振动始终加强的点

B．b是振动始终加强的点

C．a和b都是振动始终加强的点

D．a和b都不是振动始终加强的点

14．如图实线与虚线分别表示频率相同的两列机械波某时刻的波峰和波谷，两列波的振幅分别为5cm和4cm，此时刻O．M两点偏离平衡位置的位移之差为x1，N．P两点偏离平衡位置的位移之差为x2，则（　　）

A．x1=18cm，x2=2cm B．x1=9cm，x2=1cm

C．x1=18cm，x2=0 D．x1=0，x2=2cm

15．如图所示，振幅均为A的两个相干波源．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，虚线表示该时刻的波谷，下列说法正确的是（　　）

A．图中a点的振动减弱，b点的振动加强

B．图中a．b连线上的中点振动减弱

C．图中c点的振动减弱，但再过半个周期振动加强

D．b点的振幅为，c点的振幅为零

16．如图是水平面上两列频率相同的放在某时刻的叠加情况，以波源．为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线），的振幅，的振幅。则下列说法正确的是（　　）

A．质点是振动减弱点

B．质点是振动加强点

C．再过半个周期，质点和质点都变成振动加强点

D．质点．在该时刻的高度差为

17．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是波峰与波峰的相遇点，下列说法中正确的是（　　）

A．质点M始终处在波峰位置

B．质点N始终处在平衡位置

C．随着时间的推移，质点M向O点处移动

D．从该时刻起，经过半个周期，质点O到达平衡位置

18．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，相隔半个周期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点的振幅不为零

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

参考答案与试题解析

1．【答案】D

【解析】

A．由图甲可知，震源A的起振方向是y轴的正方形，故A错误；

B．设两列波的速度为v，则由题可得

解得

故B错误；

C．由振动图可知A起振方向向上，B起振发方向向下，两列波相遇过程中，中点C是两列波波峰和波谷的相遇点，振动减弱，故C错误；

D．A波经过0.6s传到B点t2=0.75s时刻，A波经过0.6s传到B点，则还多了0.15s，由甲可得刚好在波谷，而B波已经不会振动，故B点处于波谷，故D正确。

故选D。

2．【答案】C

【解析】

A．属于多普勒现象，故A错误；

B．属于声波的衍射，故B错误；

C．属于声波的干涉，故C正确；

D．属于声波的直线传播，声波在金属中传播的速度比在空气中传播的快。故D错误。

故 选C。

3．【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．质点D在两列波中振动方向均向下，叠加后向下振动。A错误；

B．根据波速公式得

据图可得，质点P．O横坐标的差为

B正确；

C．由图可知，质点P振动的时间为

质点O振动的时间为

振动的时间差为

C错误；

D．两列波叠加时，C点的振幅为0。D错误。

故选B。

4．【答案】D

【解析】

A．由题图可知，两列波的波长相同，且在同种介质中传播时两波的波速相同，则两波的频率相同，因此会发生干涉现象，A错误；

B．由题图可知波长，由处的质点再过1s将第一次到达波谷可知周期，则波速

两列波相遇所需时间

B错误；

C．和的质点振动情况相反，两质点到的距离相等，可知两列波在处相互减弱，因此在处的质点振幅为，C错误；

D．和的质点振动情况相同，两质点到的距离相等，因此在处的质点振动加强，D正确。

故选D。

5．【答案】C

【解析】

A．在波的干涉实验中，质点在振动加强区的振幅是两列波振幅之和，质点在振动减弱区的振幅是两列波振幅之差，故A错误；

B．不同质点各自在自己的平衡位置附近上下振动，振动步调不尽相同，故位移并不相同，故B错误；

C．两波源振动频率相同，其他各质点均做受迫振动，故频率均与振源频率相同，故C正确；

D．不同位置处的质点起振的先后顺序不同，离波距离不同的质点，振动的相位是不同的，故D错误。

故选C。

6．【答案】C

【解析】

A．经过，波沿x轴正方向传播距离为

波前传播到处，和处的两个质点位于波谷，处的质点位于波峰，A错误；

B．经过，波沿x轴正方向传播的距离为

波前传播到处，和处的两个质点位于波谷，和处的两个质点位于波峰，B错误；

C．经过，波沿x轴正方向传播的距离为

处的波峰向前移动6m到处，处的波谷遇到墙变成波峰反射也移动到处，两个波峰在处相遇振动加强，处的质点位于波峰处且振幅等于原来的2倍，C正确；

D．经过，波沿x轴正方向传播的距离为

处的波谷向前移动8m到处，处的波峰向前移动7m遇到墙变成波谷反射运动到处，两个波谷在处相遇振动加强，处的质点的位于波谷处且振幅等于原来的2倍，D错误。

故选C。

7．【答案】C

【解析】

A．由

可得

发生稳定干涉的条件是频率相同，故A错误；

B．由多普勒效应可知，一观察者正经x=2m处沿x轴正向运动，在他看来，甲波的频率在降低，乙波的频率增大，由A选项可知，两波的频率不可能相同，故B错误；

C．要使质点的位移第一次达到6cm，必定是两列波相距最近的两个波峰相遇，t=0时这两个波峰相距

故从此时开始到两者相遇，两波峰移动的距离均为

因甲波的第一个波峰t=0的横坐标为，想x轴正方向移动3.75m后横坐标为2.75m，故C正确；

D．由同侧法可得处质点向下振动，x5.1m处质点也是向下振动，故D错误。

故选C。

8．【答案】A

【解析】

AB．由图可知a点是波谷与波谷相遇点，c点是波峰和波峰的相遇点，而b．d点是波峰与波谷相遇点。由于当波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强，当波峰与波谷相遇时振动减弱，所以振动加强点是a与c，振动减弱点是b．d；但加强点并不是位移始终处于最大位置，选项A错误，B正确；

C．振动加强和减弱的区域位置是固定不变的，选项C正确；

D．根据波动过程可知，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，选项D正确。

本题选不正确的，故选A。

9．【答案】D

【解析】

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

则质点在内完成2次全振动，所以路程为

所以D正确；ABC错误；

故选D。

10．【答案】B

【解析】

A． 超声波定位利用了波的反射，故A错误；

B．“闻其声不见其人”中的“其声闻”是声波绕过障碍物继续传播，是声波发生明显衍射的结果，故B正确；

C．两列波频率完全相同时，叠加才可以观察到稳定的干涉图样，故C错误；

D．两列波发生干涉时，介质中某点的振动如果加强始终加强，如果减弱始终减弱，故D错误。

故选B。

11．【答案】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．【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．a．b．c三点到达波源的路程差都为零，都为振动加强点，即振幅都为2A，但位移不是始终处于最大值，AC错误B正确；

D．a是两列波的波峰相遇点，此时刻a处质点有向下的最大加速度，D错误。

故选B。

13．【答案】D

【解析】

由题图可知，两列波的波长不同，而在同一介质中波速相同，则根据

可知，两列波的频率不相同，故不会产生干涉现象，因此a．b两点的振动均不会始终加强。

故选D。

14．【答案】A

【解析】

O点是波峰与波峰叠加，位移为

在平衡位置上方

M点是波谷与波谷叠加，位移为

在平衡位置下方

则此时刻O．M两点偏离平衡位置的位移之差

N是波谷和波峰叠加，位移为

在平衡位置上方

P是波谷和波峰叠加，位移为

在平衡位置下方

N．P两点偏离平衡位置的位移之差

故选A。

15．【答案】D

【解析】

A．图中a点是两个相干波源．在同一种均匀介质中波谷与波谷相遇的点，b点是两相干波波峰与波峰相遇的点，两点均为振动加强点，故A错误；

B．图中a．b连线上的点均为振动加强点，故B错误；

C．相干波源叠加产生的干涉是稳定的，不会随时间变化，故图中c点的振动一直减弱，故C错误；

D．两列波在b点的振动位移始终相同，叠加后的振幅为2A，在c点的振动位移始终相反，叠加后振幅为零，故D正确。

故选D。

16．【答案】D

【解析】

AB．题图中质点A．D分别是波峰与波峰相遇．波谷与波谷相遇，是振动加强点，而质点B．C是波峰与波谷相遇，是振动减弱点，选项AB错误；

C．振动的干涉图样是稳定的，质点A．D一直是振动加强点，而质点B．C一直是振动减弱点，选项C错误；

D．该时刻质点A的位移为

3cm + 2cm = 5cm

质点D的位移为

- 3cm - 2cm = - 5cm

故质点A．D在该时刻的高度差为10cm，选项D正确。

故选D。

17．【答案】B

【解析】

AB．由题图可知，图中O．M为振动加强点，此时刻O处于波谷，M处于波峰，N．P为减弱点，且两列波振幅相同，因此，N．P两点振幅为零，即两质点始终处于平衡位置，而质点M依然围绕平衡位置剧烈振动，故A错误，B正确；

C．质点不会随波向前推移，而仅在平衡位置上下振动，C错误；

D．质点O3均在波谷，从该时刻经半个周期，两列波在O点分别引起的振动都位于波峰，故D错误；

故选B。

18．【答案】B

【解析】

A．所有的质点都在各自平衡位置上下振动或静止不动，不会向左飘或向右飘，A错误；

B．两列波叠加后，O点总是波峰和波谷相遇点，因此振动始终减弱，B正确；

C．由于G．H都在中垂线上，也是波峰和波谷相遇点，振幅始终为零，C错误；

D．由图可知，波源A．B之间恰好为2个波长，而两个波源的振动相反，因此当B引起的波传到E点后，E点的振动始终处于减弱状态，D错误。

故选B。