沪科版 (2019)选择性必修 第一册第3章 机械波3.5 波的干涉与衍射巩固练习

3.5波的干涉与衍射同步练习2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．一列简谐横波，某时刻的波形如图甲所示，从该时刻开始计时，波上B质点的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　）

A．该波沿x轴正向传播

B．A、B两点的速度和位移有可能在某个时刻均相同

C．经过0.3s，B质点通过的路程大小为0.1m

D．若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象，则所遇到的波的频率为2.5Hz

2．如图所示，为机械波a和机械波b在同一介质中传播时某时刻的波形图，则下列说法中正确的是(       )

A．b波的速度比a波的速度大

B．b波的波长比a波的波长大

C．b波的频率比a波的频率大

D．这两列波可能会发生干涉现象

3．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，下列说法正确的是(　　)

A．a点的振动加强，e点的振动介于加强点和减弱点之间

B．c、f两点的振动加强

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

4．我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，其发射的无线电波波长在范围内，则这种无线电波（　　）

A．频率比红外线高

B．照射锌板能打出光电子

C．在各种介质中传播的速度相同

D．在空间传播时能发生明显的衍射现象

5．如图所示，在均匀介质中S1和S2是同时起振（起振方向相同）、频率相同的两个机械波源，它们发出的简谐波相向传播．在介质中S1和S2平衡位置的连线上有a、b、c三点，已知（λ为波长），则下列说法中正确的是

A．b点的振动总是最强，a、c两点的振动总是最弱

B．b点的振动总是最弱，a、c两点的振动总是最强

C．a、b、c三点的振动都总是最强

D．a、b、c三点的振动都是有时最强有时最弱

6．关于波的干涉、衍射等现象，下列说法正确的是（       ）

A．有的波只能发生干涉现象，有的波只能发生衍射现象

B．产生干涉现象的条件之一，就是两列波的频率相等

C．屋外的人虽然看不到屋里的人，却能听到屋里人的声音，这属于波的干涉现象

D．泊松亮斑是光的干涉现象

7．如图所示，正中O是水面上一波源，实、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷，A是挡板，B是小孔，经过一段时间，水面上的波形将分布于（　 　）

A．整个区域 B．阴影Ⅰ以外区域

C．阴影Ⅱ以外区域 D．阴影Ⅲ以外区域

8．如图所示，实线和虚线表示两个波长和振幅都相同的简谐横波（各只有半个波形），两波在同一根弹性绳上分别向左、向右传播。某一时刻两列波的位置如图所示。P、Q、S表示弹性绳上的三个质点的平衡位置，下列说法正确的是（　　）

A．该时刻，P的速度向上，Q的速度为零，S的速度向下

B．该时刻，P的速度向下，Q的速度为零，S的速度向下

C．该时刻，P、Q、S都处于各自的平衡位置，各点振动速度相同

D．该时刻，P、Q、S都处于各自的平衡位置，但Q的速度最大

9．有下列声学现象：①夏日的雷声能持续很长时间；②敲响一只音叉，另一只与其相隔不远的音叉也能发出声音；③敲响一只音叉，在其周围某些区域声音较强，某些区域声音较弱；④屋子外的人虽然看不到屋内的人，但却能听到屋内人的谈笑声．则(     )

A．①和②是反射现象，③是共鸣现象，④是衍射现象

B．①是干涉现象，②是反射现象，③是衍射现象，④是折射现象

C．①是反射现象，②是折射现象，③是干涉现象，④是衍射现象

D．①的是反射现象，②是共鸣现象，③是干涉现象，④是衍射现象

10．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．

11．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

12．甲、乙两列简谐横波沿同一直线传播，时刻两波叠加区域各自的波形如图所示，已知甲沿x轴正方向传播，乙沿x轴负方向传播，两列波的传播速度大小相同，甲波的周期为，则（　　）

A．乙波的周期为

B．时，平衡位置在处质点的速度沿y轴负方向

C．时，平衡位置在处质点的位置为

D．两列波在相遇区域可能会发生干涉现象

13．如图甲所示，手机小孔位置内置降噪麦克风，通过其降噪系统产生与外界噪音相位相反的声波，从而实现降噪的效果。图乙表示的是理想情况下的降噪过程，实线对应环境噪声，虚线对应降噪系统产生的等幅反相声波。则（　　）

A．降噪过程外界噪音的能量消失了

B．降噪原理是使声波发生干涉

C．图乙所示，此时介质中的质点P处于平衡位置、速度最大

D．图乙所示，介质中的质点P经过一个周期沿波的传播方向传播了一个波长的距离

14．如图是水平面上两列频率相同的波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

15．下列说法正确的是（　　）

A．在摆角很小时，单摆的周期与振幅有关

B．只有发生共振时，受迫振动的频率才等于驱动力的频率

C．只有障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或小得多，波才能发生衍射

D．受迫振动系统在非共振状态时，同一振幅对应的驱动力频率一定有两个

二、填空题（共4题）

16．如图所示，S是水面波的波源，S1、S2是挡板上两个能够打开或闭合的狭缝（SS1=SS2，狭缝的宽度比波长小得多）。如果S1、S2都打开，则水面波在挡板右侧发生_______现象；如果S1打开，S2闭合，水面波通过狭缝S1发生_________现象。

17．S1和S2是两个振动情况完全相同的波源，振幅均为A，波长均为λ，波速均为v，实线和虚线分别表示波峰和波谷，那么在A、B、C、D四点中，______是振动加强点。从图示时刻开始，D点第一次运动到波谷需要的时间为______。

18．如图所示，是一演示波的衍射的装置，S为在水面上振动的波源，M、N是水面上的两块挡板，其中N板可以移动，两板中有一狭缝，此时测得图中A处水没有振动，为了使A处的水也能发生振动，则可以使M、N两板的间距_____（填“变大”或“变小”）。

19．相控阵雷达是在一平板上按点阵形式排布一系列电磁波发射源和接收装置，其性能优异， 广泛应用于尖端战斗机、战舰、导弹等军备和民用 4G、5G 通信设备上。相控阵雷达发射电磁波 的原理可简化成如下模型：在 Y 轴上 A（0、d）和 B（0、- d）两点各有一个波源，向右侧平面 内先后发射两列完全相同脉冲波，在两波干涉加强区域合成一束波向前传播，其它区域信号微弱可忽略不计。已知波速为 c，B 波源比 A 波源早发射时间，求：

（1）两波最开始的相遇点在 Y 轴位置；

（2）合成波的轨迹方程。

三、综合题（共4题）

20．如图所示，两列简谐波均沿x轴传播，传播速度的大小相等，其中一列沿正x方向传播（图中实线所示），一列沿x轴负方向传播（图中虚线所示）。这两列波的频率相等，振动方向均沿y轴，则图中x＝1、2、3、4、5、6、7、8各点中振幅最大的是哪些点？振幅最小的是x为多少的哪些点？

21．从M、N两点产生的两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴向正方向和负方向传播，振幅均A=20cm．t=0时两列波刚好都传播到坐标原点，波的图象如图所示，x=1m的质点P的位移为10 cm．再经∆t=0.01s，坐标原点的位移第一次变为40 cm．求：

(i)波的传播速度和波源的振动频率；

(ii)之后M、N两点之间所有振动减弱点的位置坐标

22．如图所示，一波源在绳的左端产生一个波1，频率为f1，振幅为A1，波长为λ1；同时另一波源在绳的右端产生一个波2，频率为f2，振幅为A2，图中AP=PB，f1<f2。

(1)求波2的波长λ2；

(2)两列波相遇到分开的过程中，求绳上振幅可达（A1＋A2）的质点有几个并写出这些点与P点之间的距离。

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．D

2．C

3．D

4．D

5．C

6．B

7．B

8．A

9．D

10．C

11．D

12．B

13．B

14．D

15．D

16．     干涉     明显的衍射

17．     B、D    

18．减小

19．（1）；（2）（）

20．4和8；2和6

21．（i）300m/s；25Hz（ii）振动减弱点对应的坐标分别为-3m与3m；-9m与9m．

22．(1)λ1；(2) 两个，，

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。