高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第一册3.5 波的干涉与衍射第一课时当堂达标检测题

【基础】物理沪科版选择性必修第一册第5节波的干涉与衍射-1练习

一．单项选择

1．图示形状的甲．乙两列横波在同一均匀介质中相向传播，甲波振幅3cm．沿x轴正方向传播，乙波振幅4cm．沿x轴负方向传播。下列有关两列波的说法正确的是（　　）

A．乙波的波形先传到O点

B．甲波周期为乙波周期的2倍

C．两波相遇过程中O点的最大位移小于7cm

D．两波相遇之后，甲波的振幅会大于3cm，乙波的振幅会小于4cm

2．如图是水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，以波源S1．S2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）；S1的振幅A1=4cm，S2的振幅A2=3cm，则下列说法正确的是（　　）

A．质点D是振动减弱点

B．质点A．D在该时刻的高度差为14cm

C．再过半个周期，质点B．C是振动加强点

D．质点C此刻以后将向上振动

3．如图所示，甲乙两图分别表示两列相干水波的叠加情况，实线表示波峰，虚线表示波谷，设这两列波的振幅均为5cm。两列波传播中在图示范围内振幅各自不变，波速和波长均分别为1m/s和0.5m。如图用和图乙所示，C点是BE连线的中点，下列说法正确的是（　　）

A．两图C．D两点都保持静止不动

B．A点是振动加强点，它的位移总是最大

C．两图示时刻A．B两质点竖直高度差是20cm

D．从此时刻起经0.125s，甲图的C质点到达波谷

4．内燃机．通风机等在排放各种高速气流的过程中都发出噪声，而干涉型消声器可用来消弱高速气流产生的噪声，它的结构及气流运行情况如图所示，产生的波长为的声波沿水平管道自左向右传播。在声波到达a处时，分成两束相干波，它们分别通过r1和r2的路程，再在b处相遇。要达到消弱噪声的目的，路程差应为（　　）

A. 波长λ的整数倍 B. 波长λ的奇数倍

C. 半波长的偶数倍 D. 半波长的奇数倍

5．如图所示，在一条直线上两个振源A．B相距4m，振动频率相等，从t0=0时刻A．B开始动，且都只振动一个周期，振幅相等，甲为A的振动图像，乙为B的振动图像。若A向右传播的波与B向左传播的波在t1=0.4s时刻在AB中点C相遇，则（ 　　）

A．两列波在A．B间的传播速度均为10m/s

B．两列波的波长都是1m

C．在两列波相遇过程中，中点C为振动加强点

D．t2=0.9s时刻B点经过平衡位置且振动方向向上

6．下列关于机械波和机械振动说法正确的是（　　）

A．做简谐振动的物体每次经过同一位置时，位移可能不同

B．利用盛沙漏斗演示简谐振动，若漏斗里的沙子逐渐减少，则沙摆的频率先减小后增大

C．隔着很高很厚的墙听不到对面说话的声音是因为声波在这时没有发生衍射现象

D．介质中有机械波传播时，介质本身并不随波一起迁移，但波不能传递能量

7．如图所示，S1．S2是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同，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。关于图中所标的a．b．c．d四点，下列说法中正确的是（　　）

A．质点b处振幅始终最大

B．质点c到两波源的路程差为零

C．质点a经过半个周期时，振动加强

D．此时质点d处于平衡位置，质点d为振动减弱点

8．如图所示是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB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，每两条相邻波紋（图中曲线）之间距离表示个波长。则（　　）

A．水面波经过孔后波速会改变 B．水面波经过孔后波纹间距离可能变大

C．若波源频率增大，衍射现象更明显 D．如果将孔扩大，可能观察不到明显的衍射现象

9．在观察水波衍射实验的时候，在发波水槽盛有一定深度的水，改变波源的频率和狭缝的宽度，分别拍摄了以下四幅照片。对于照片上出现的情景，下列判断正确的是（　　）

①已知甲．乙中水波波长相同，由图可知狭缝的宽度越小衍射现象越明显

②已知甲．乙中水波波长相同，由图可知狭缝的宽度越大衍射现象越明显

③已知丙．丁中狭缝宽度一样，由图可知波长越短的水波衍射现象越明显

④已知丙．丁中狭缝宽度一样，由图可知波长越长的水波衍射现象越明显

A ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④

10．对声波的各种现象，以下说法正确的是（　　）

A. 在空房子里讲话，声音特别响，这是声音的共振现象

B. 绕正在发音的音叉走一圈，可以听到忽强忽弱的声音，这是声音的干涉现象

C. 火车驶离远去时，音调变低

D. 把耳朵贴在铁轨上可以听到远处的火车声，属于声波的衍射现象

11．如图所示是水波干涉示意图，S1．S2是两波源，A．D．B三点在一条直线上，两波源频率相同振幅相等，实线表示波峰，虚线表示波谷，则下列说法正确的是（　　）

A．A处质点一会儿在波峰，一会儿在波谷

B．B处质点一直在波谷，B处的质点与波源实现了共振

C．C处质点一会儿在波峰，一会儿在波谷

D．D处质点一直在平衡位置

12．如图所示，．是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同。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。关于图中所标的a．b．c．d四点，下列说法中正确的有（   ）

A．该时刻a质点振动最弱，b．c质点振动最强，d质点振动既不是最强也不是最弱

B．该时刻a质点振动最弱，b．c．d质点振动都最强

C．a，c质点的振动始终是最弱的，b．d质点的振动始终是最强的

D．再过后的时刻a．b．c三个质点都将处于各自的平衡位置，因此振动最弱

13．一般来说现在的手机上都会有2个麦克风，一个比较大的位于手机下方，另一个一般位于手机顶部。查阅手机说明后知道手机内部上麦克风为降噪麦克风。进一步翻阅技术资料得知：降噪麦克风通过降噪系统产生与外界噪音相位相反的声波，与噪音叠加从而实现降噪的效果。如图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。下列说法正确的是（　　）

A. 降噪过程实际上是声波发生了衍射

B. 降噪过程实际上是声波发生了干涉

C. 降噪声波与环境噪声的传播速度不相等

D. P点经过一个周期沿波的传播方向传播的距离为一个波长

14．下列关于波的衍射的说法正确的是（　　）

A．波要发生衍射现象必须满足一定的条件

B．与光波相比声波容易发生衍射是由于声波波长较大

C．对同一列波，缝．孔或障碍物越大衍射现象越明显

D．只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象

15．如图所示，S1．S2是一对相干波源，实线表示波峰，虚线表示波谷，两列波振幅相等，关于一段时间内介质中各点的振动情况，下列说法正确的是（　　）

A．a点一直处于平衡位置 B．b点一直处于波峰位置

C．c点处于加强区 D．d点处于减弱区

16．主动降噪耳机内设麦克风，麦克风用来收集周围环境中的噪声信号，耳机的处理器能够预测下一时刻噪声的情况，并产生相应的抵消声波实现降噪，关于主动降噪耳机的抵消声波分析正确的是（　　）

A．抵消声波的频率与噪声的频率不同

B．抵消声波的振幅与噪声声波的振幅相等

C．抵消声音的相位与噪声相位相同

D．抵消声波在耳膜中传播速度与噪声传播速度不等

17．一条弹性绳子呈水平状态，M为绳子中点，两端同时开始上下振动，两点振动图像分别如图像中①．②所示，对于其后绳上各点的振动情况，下列判断正确的是（　　）

A．P点产生的波先到达中点M B．两列波波速之比为

C．中点M的振动总是加强的 D．中点M的最大位移小于

18．如图所示，和为两相干波源，它们的振动方向均垂直于纸面，产生的两列简谐横波波长为。点是两列波相遇区域中的一点，已知点到两波源的距离分别为，，两列波在点干涉相消。波源的振动方程为，则的振动方程可能为（    ）

A.  B.

C.  D.

参考答案与试题解析

1．【答案】C

【解析】

A．由于两列横波在同一均匀介质中传播，所以波速相等，此时两列波前端到O点的距离相等，所以两列波同时传到O点，故A错误；

B．由图可知，甲波的波长为8m，乙波的波长为16m，根据可知，乙波周期为甲波周期的2倍，故B错误；

C．根据“左传左上，右传右上”规则判断可知，甲波右端的质点向下振动，乙波左端的质点向上振动，所以当两列波同时传到O点时，两列波叠加以后振动会相互抵消，则O点的最大振幅小于7cm，故C正确；

D．两波相遇时，两波之间互不干扰，所以两波各自的振幅不变，故D错误。

故选C。

2．【答案】B

【解析】

A．两列频率相同的波，质点D为两列波的波谷与波谷相遇，则是振动加强点，故A错误；

B．A是振动加强点，则图示时刻，质点A的位移为；质点的位移为，故质点A．在该时刻的高度差为，故B正确；

C．B．C两质点为波峰与波谷相遇，即为振动减弱点，振动的干涉图象是稳定的，则一直是振动减弱点，故C错误；

D．质点是振动减弱点，此刻在上方最大位移处，故质点此刻以后将向下振动，故D错误。

故选B。

3．【答案】C

【解析】

A．甲图中C点是振动加强点，波峰和波谷呈周期性交替，不是静止不动，故A错误；

B．振动加强点，振幅等于两列波振幅之和，其位移随时间作周期性变化，并不是总是最大，故B错误；

C．如图所示，频率相同的两列水波相叠加的现象。实线表波峰，虚线表波谷，则A．E是波峰与波峰相遇，B点是波谷与波谷相遇，它们均属于振动加强区；由于振幅是5cm，A点是波峰与波峰相遇，则A点相对平衡位置高10cm。而B点是波谷与波谷相遇，则B点相对平衡位置低10cm。所以A．B两质点竖直高度差是20cm。故C正确；

D．周期

则

此时C点在平衡位置向波峰运动，所以经过处于波峰位置，故D错误。

故选C。

4．【答案】D

【解析】

【详解】AB．根据干涉特点知，两相干波源距离差为波长的整数倍时，此点为振动增强点，而消除噪声不能加强，故AB错误；

CD．距离差为半波长的奇数倍时，此点为振动减弱点，要达到消弱噪声的目的，要减弱声音，故C错误，D正确。

故选D。

5．【答案】B

【解析】

A．设两列波的速度为，则由题意可知

解得

故A错误；

B．由振动图象读出周期

则波长为

故B正确；

C．由振动图象知道起振方向向上，起振方向向下，在两列波相遇过程中，中点是两列波的波峰和波谷相遇的点，振动减弱，故C错误；

D．时间满足

A波源振动产生的波需经过0.8s将波形传播到B点，所剩0.1s为二分之一个周期，B点向上起振动回到平衡位置向下，故D错误；

故选B。

6．【答案】B

【解析】

A．做简谐振动的物体每次经过同一位置时，位移一定相同，选项A错误；

B．利用盛沙漏斗演示简谐振动，若漏斗里的沙子逐渐减少，则沙摆摆长先增加后减小，则根据可知，周期先增大后减小，则频率先减小后增大，选项B正确；

C．隔着很高很厚的墙听不到对面说话的声音是因为声波在这时没有发生明显的衍射现象，选项C错误；

D．介质中有机械波传播时，介质本身并不随波一起迁移，波能传递能量，选项D错误。

故选B。

7．【答案】A

【解析】

A．质点b处是峰峰相遇，振动加强，则振幅始终最大，选项A正确；

B．质点c是振动加强点，到两波源的路程差为一个波长，选项B错误；

C．质点a是振动减弱点，则经过半个周期时，仍然是振动减弱点，选项C错误；

D．质点d处于两个振动加强点之间，则也是振动加强点，此时在平衡位置，选项D错误。

故选A。

8．【答案】D

【解析】

A．波的传播速度取决于介质，由于经过孔之后仍在水中传播，则水面波经过孔后波速不变，故A错误；

B．由于同一列波的频率不变，而衍射前后波速相同，故衍射前后波长相同，波纹间距离不变，故B错误；

C．由于介质不变，故水波的波速不变，而波的频率增大后，则波的波长变短，而孔缝的宽度不变时，波长越小，衍射越不明显，故C错误；

D．如果将孔扩大，有可能造成孔的宽度大于波的波长，而只有当孔．缝的宽度与波长差不多或者比波长还小时，能够发生明显的衍射现象，故D正确。

故选D。

9．【答案】B

【解析】

【详解】①已知甲．乙中水波波长相同，由图可知图乙的衍射现象更明显，可知狭缝的宽度越小衍射现象越明显，则①正确，②错误；

③已知丙．丁中狭缝宽度一样，由图可知图丙的衍射现象更明显，可知波长越长的水波衍射现象越明显，则④正确，③错误。

故选B。

10．【答案】BC

【解析】

【详解】A．在空房子里讲话，声音特别响，这是声音的反射现象，故A错误；
B．绕正在发音的音叉走一圈，可以听到忽强忽弱的声音，是由于路程差为半个波长的偶数倍为振动加强，若为奇数倍则为振动减弱，这声音的干涉结果，故B正确；
C．根据多普勒效应，火车驶离远去时，笛声音调变低，故C正确；
D．把耳朵贴在铁轨上可以听到远处的火车声，属于声波的直线传播，故D错误。
故选BC。

11．【答案】A

【解析】

ABD．ABD三处质点都是振动加强点，一会儿在波峰，一会儿在波谷，选项A正确，BD错误；

C．C处质点是振动减弱点，振幅为零，一直在平衡位置，选项C错误；

故选A。

12．【答案】B

【解析】

AB．该时刻a质点波峰与波谷相遇，振动最弱，b质点波峰与波峰相遇．c质点波谷与波谷相遇振动均最强，两波源连线的中垂线上的各质点振动均是加强的，即d质点振动最强，A错误，B正确；

C．振动加强的点始终加强，振动减弱的点始终减弱，可知a质点的振动始终是最弱的，b．c．d质点的振动始终是最强的，C错误；

D．由于两波振幅相同，故a质点位移始终未零，即未振动，再过后的时刻b．c两个质点都将处于各自的平衡位置，D错误。

故选B。

13．【答案】B

【解析】

【详解】AB．由图看出，降噪声波与环境声波波长相等，波速相等，则频率相同，叠加时产生干涉，由于两列声波等幅反相，所以振动减弱，起到降噪作用，故B正确，A错误；

C．机械波传播的速度由介质决定，则知降噪声波与环境噪声的传播速度相等，故C错误；

D．P点并不随波移动，故D错误。

故选B。

14．【答案】B

【解析】

A．波发生明显衍射的条件是：孔．缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或者比波长更小，但如果孔．缝的宽度或障碍物的尺寸，比波长大得多时，就不能发生明显的衍射现象，而发生衍射现象不需要条件限制，A错误；

B．声波容易发生衍射现象是由于声波波长较长，B正确；

C．对同一列波，缝．孔的宽度越小，障碍物越小衍射现象越明显，C错误；

D．衍射是一切波的特有的现象，不论是横波，还是纵波，D错误。

故选B。

15．【答案】A

【解析】

A．振动加强的点始终加强，振动减弱的点始终减弱，故a点此刻是波峰和波谷相遇，振动减弱，由于两列波振幅相等，故该点一直处于平衡位置，A正确；

B．b点此刻时波峰和波峰相遇，振动加强，即振幅变大（振动范围变大），并不是一直处于波峰位置，B错误；

C．同理可知，c点处于减弱区，d点此刻位置不明，无法确定是加强还是减弱，CD错误。

故选A。

16．【答案】B

【解析】

ABC．由题意，抵消声波与噪声能够实现干涉相消，需要二者的振幅．频率相同，相位相反，故 B正确，AC错误；

D．抵消声波在耳膜中传播速度与噪声传播速度相等，故D错误。

故选B。

17．【答案】D

【解析】

AB．波速由介质决定，与波长和频率无关，所以P．Q两点产生的波同时到达中点M，两列波波速之比为，故A．B错误；

C．由于波的频率不同，故两列波并不能干涉，M点并不是振动加强点，故C错误；

D．由振动图像可知，两列波的波峰（或波谷）不能同时到达M点，所以M的最大位移小于，故D正确。

故选D。

18．【答案】C

【解析】

【详解】由于

波源引起P点的相位为

由于

波源引起P点的相位为

引起两列波在点干涉相消的条件

当n=-1时解得

故选C。