物理选择性必修 第一册3.5 波的干涉与衍射巩固练习

【精挑】物理沪科版选择性必修第一册第5节波的干涉与衍射-2优选练习

一．单项选择

1．已知有两列水波，发生干涉后产生了稳定的干涉图样。如果某一时刻一列波的波谷与另一列波的波谷在P点相遇，则下列说法中正确的是（ 　　）

A．质点P始终振动加强 B．质点P始终振动减弱

C．质点P的位移始终最大 D．质点P的位移不可能为零

2．一列向右传播的简谐横波，当波传到x=2.0m处的P点时开始计时，该时刻波形如图所示。t=0.9s时观测到质点P第三次到达波峰位置。下列说法不正确的是（　 　）

A．t=1.6s时，x=4.5m处的质点Q第三次到达波谷

B．经1.4s质点P运动的路程为70cm

C．波速为0.5m/s

D．与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率一定为2.5Hz

3．下列说法中正确的是（　 　）

A．电磁波在真空中以光速c传播

B．在空气中传播的声波是横波

C．声波只能在空气中传播

D．声波不会发生干涉现象

E.光需要介质才能传播

4．如图所示，两列振幅和波长都相同而传播方向相反的机械横波，在相遇的某一时刻“突然”消失。设在这一时刻两波相遇的介质里有a．b．c三个介质质点，则关于这三个质点的情况下列说法中不正确的是（　　）

A. 此时质点a．b．c的位移都为零

B. 此时质点a的振动速度不为零且方向向下

C. 此时质点c的振动速度不为零且方向向下

D. 此时质点b的振动速度为零

5．在同一介质中两列简谐横波沿x轴以相同速度0.4m/s相向传播，波源分别位于（-0.2m，0）和（1.2m，0）处，振幅均为2cm，t=0时刻波的图像如图所示，此时（0.2m，0）．（0.8m，0）的两个质点E．F刚好开始振动，B．C．D的平衡位置坐标分别为（0.4m，0）．（0.5m，0）．（0.6m，0），以下说法错误的是（　 　）

A．两列波叠加后C点振动位移始终为0

B．两列波叠加能够发生干涉现象

C．两列波叠加后B点的位移为0

D．两列波叠加后D点的振幅为4cm

6．下列说法不符合两列波相遇．叠加时情景的是（　　）

A. 相遇之后，振幅小的一列波将减弱，振幅大的一列波将加强

B. 相遇之后，两列波的振动情况与相遇前完全相同

C. 在相遇区域，任一点的总位移等于两列波分别引起的位移的矢量和

D. 几个人在同一房间说话，相互间听得清楚，这说明声波在相遇时互不干扰

7．华为手机采用了双麦克风降噪技术，以保证优秀的通话体验。一个麦克风为用户通话时使用的麦克风，用于收集人声，而另一个配置在机身顶端的麦克风采集周围环境噪音，通过特定的模块对这两路信号进行技术处理，实现降噪功能。技术处理用到的原理是（　　）

A. 干涉 B. 衍射 C. 调制 D. 解调

8．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

9．关于波的叠加和干涉，下列说法正确的是（　 　）

A．两列频率不相同的波相遇时，因为没有稳定的干涉图样，所以波没有叠加

B．两列频率相同的波相遇时，振动加强的点只是波峰与波峰相遇的点

C．两列频率相同的波相遇时，介质中振动加强的质点在某时刻的位移可能是零

D．两列频率相同的波相遇时，振动加强的质点的位移总是比振动减弱的质点的位移大

10．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=4 cm，S2的振幅A2=3 cm，则下列说法正确的是（　　）

A. 质点D是振动减弱点

B. 质点A．D在任何时刻的高度差为14 cm

C. 再过半个周期，质点B．C是振动加强点

D. 质点C的振幅为1 cm

11．发波水槽中产生一列水波，用一支圆珠笔插入水中，如图所示，笔对波的传播（　 　）

A．有影响，水波发生明显衍射现象

B．有影响，水波不发生明显衍射现象

C．无影响，水波发生明显衍射现象

D．无影响，水波不发生明显衍射现象

12．如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻，该波传播到x轴上的质点B处，质点A在负的最大位移处。在t=0.3s时，质点A恰第二次出现在正的最大位移处，则（　 　）

A．该波的周期为0.3s

B．该波的波速等于10m/s

C．t=0.6s时，质点B在平衡位置处且向下运动

D．该简谐横波遇到宽为0.8m的障碍物时，不能发生明显衍射现象

13．沿x轴正方向传播的一列横波t=0时刻的波形如图所示，其波速为200 m/s，下列说法正确的是（　　）

A．从t=0时刻开始，质点b比质点a先到达平衡位置

B．从t=0时刻开始，经0.01 s质点a通过的路程为0.2 m

C．从t=0时刻开始，经0.01 s质点a沿x轴正方向传播了2 m

D．若该波传播过程中遇到宽约3 m的障碍物，能发生明显的衍射现象

14．下列说法正确的是（ 　　）

A．做简谐运动的物体，在平衡位置时合力为0

B．红光和蓝光在空中某位置相遇，一定发生干涉现象

C．当声源靠近观察者运动时，观察者接收到的频率大于声源发出的频率

D．发生地震时，传播的只有纵波，没有横波

15．对于光的衍射现象的定性分析，下列说法错误的是（　　 ）

A．只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比甚至比波长还要小的时候，才能产生明显的衍射现象

B．光的衍射现象是光波相互叠加的结果

C．光的衍射现象否定了光的直线传播的结论

D．光的衍射现象说明了光具有波动性

16．如图甲所示，在水平面内，有三个质点a．b．c分别位于直角三角形的三个顶点上，已知ab＝6m，ac＝8m。在t1＝0时刻a．b同时开始振动，振动图像均如图乙所示，所形成的机械波在水平面内传播，在t2＝4s时c点开始振动，则正确的是（　　）

A．该机械波的波长为8m

B．该机械波的传播速度大小为8m/s

C．两列波相遇后，c点的振动频率增大

D．两列波相遇后，c点振动加强

17．如图所示为某学校报告厅的平面图，AB是主席台，．是报告厅墙壁上的两个喇叭。报告者的声音经喇叭放大后传回话筒，重复放大时可能会产生啸叫。为避免啸叫，话筒最好摆放在主席台上适当的位置，在这些位置上两个喇叭传来的声音强度因干涉而减弱。主席台上有四个位置a．b．c．d，到的距离分别为5m．6m．7m．8m，到的距离分别为8m．6m．5m．4m。已知空气中声速为340m/s，假设报告人声音的频率为170Hz，则话筒最好摆放在（　 　）

A．a B．b C．c D．d

18．如图，在观察水面波的衍射的实验装置中，AC和BD是两块挡板，AB是一个小孔，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）之间距离等于一个波长，则关于波经过孔之后的传播情况，下列表述中正确的是（　 　）

A．不能观察到波的衍射现象

B．挡板前后波纹间距离相等

C．如果将孔AB扩大，能观察到更明显的衍射现象

D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，能观察到更明显的衍射现象

参考答案与试题解析

1．【答案】A

【解析】【来源】湖南省常德市临澧县第一中学2020-2021学年高二（下）第一次月考物理试题

P点是波谷与波谷相遇处，则说明两波的振动方向相同，故P处于加强区域，在振动中的位移可能为最大，也可能为零，故A正确BCD错误；

故选A。

2．【答案】C

【解析】【来源】江苏省盐城市射阳县第二中学2020-2021学年高二（下）开学考试模拟检测物理试题

C．t=0时刻P向上振动，t=0.9s时质点P第三次到达波峰，可得

解得周期T=0.4s，由波形图可知波长，则波速为

C错误，符合题意；

B．因1.4s=，故质点P运动的路程为14A，即70cm，B正确，不符合题意；

A．波谷从x=0.5m传播到x=4.5m处的Q历时

则Q再经2T=0.8s第三次到达波谷，故总时间为0.8s+0.8s=1.6s，A正确，不符合题意；

D．因该波的周期为T=4s，所以该波的频率为2.5Hz，发生干涉的条件是两列波的频率相同，故与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率一定为2.5Hz，D正确，不符合题意。

故选C。

3．【答案】A

【解析】

A．电磁波在真空中以光速c传播，故A正确；

B．在空气中传播的声波是纵波，故B错误；

C．声波在气体．液体和固体均可以传播，故C错误；

D．声波可以发生干涉现象，故D错误；

E．光在真空和透明介质中均可以传播，故E错误。

故选A。

4．【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．两列波相遇时，质点同时参与了两列波的振动，位移等于两列波引起位移的矢量和．所以a．b．c质点的位移都为零，A正确，不符合题意；

B．向右传播的波引起a质点的振动方向向下，向左传播的波引起a质点的振动方向向下，所以此时a振动速度不为零，方向向下，B正确，不符合题意；

C．向右传播的波引起c质点的振动方向向上，向左传播的波引起a质点的振动方向向上，所以c质点振动的速度不为零，方向向上，C错误，符合题意；

D．两列波引起b质点振动的速度都为零，所以质点b振动速度为零，D正确，不符合题意．

故选C。

5．【答案】C

【解析】【来源】 江苏省苏州市姑苏区第三中学2020-2021学年高二（下）期中物理试题

A．C点距离两波源的距离相等，距离差为零，由图可知两波源的起振方向相反，所以两列波叠加后C点振动位移始终为0，故A正确，不符合题意；

B．由题意知，两列波动波长．波速都相等，所以频率相同，又相位差恒定，两列波叠加能够发生干涉现象，故B正确，不符合题意；

C．由图可知，两列波长均是

B点到两波源的距离差为

则

由于两波源起振方向相反，故B点是振动加强点，两列波叠加后B点的位移不一定为0，故C错误，符合题意；

D．D点到两波源的距离差为

故D点是振动加强点，两列波叠加后D点的振幅为

故D正确，不符合题意。

故选C。

6．【答案】A

【解析】

【详解】ABC．两列波相遇时，每一列波引起的振动情况都保持不变，而质点的振动则是两列波共同作用的结果，故选项A错误，符合题意；选项BC正确，不符合题意；

D．几个人在同一房间说话，声音振动发出的声波在空间中相互叠加后，并不改变每列波的振幅．频率，所以声波传到人的耳朵后，仍能分辨出不同的人所说的话，故选项D正确，不符合题意；

故A。

7．【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】降噪麦克风是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，且环境噪音与降噪声波频率相同，两列波发生了干涉现象。

故选A。

8．【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。

9．【答案】C

【解析】

A．两列波相遇时一定叠加，没有条件，A错误；

B．振动加强是指振幅增大，而不只是波峰与波峰相遇，B错误；

CD．振动加强点的振幅增大，质点仍然在自己的平衡位置附近振动，故某时刻的位移可以是振幅范围内的任何值，C正确，D错误；

故选C。

10．【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．质点D是谷谷相遇点，则是振动加强点，选项A错误；

B．质点A是峰峰相遇点，是振动加强点，而D点也是振动加强点，在该时刻的高度差为2(A1+A2)=14 cm，任意时刻不一定。选项B错误；

C．质点B．C是振动减弱点，则再过半个周期，质点B．C还是振动减弱点，选项C错误；

D．质点C的振幅为A=A1-A2=1 cm，选项D正确。

故选D。

11．【答案】C

【解析】

ABCD．发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小，或跟波长相差不多，圆珠笔的尺寸跟水波的波长差不多，故能发生明显的衍射现象，对水波的传播无影响，C正确。

故选C。

12．【答案】B

【解析】

A．从t=0到t=0.3s质点A恰第二次出现在正的最大位移处

可得，故A错误。

B．由

故B正确。

C．t=0时刻质点B在平衡位置处且向上运动，则t=0.6s时，即3T后，质点B仍在平衡位置处且向上运动，故C错误。

D．发生明显衍射现象的条件是障碍物的尺寸跟波长差不多或者比波长更小，该简谐横波遇到宽为0.8m的障碍物时，能发生明显衍射现象。故D错误。

故选B。

13．【答案】D

【解析】

A．由题图可知，t=0时刻质点b正向下运动，故a比b先到达平衡位置，A错误；

B．根据题图像知波长λ=4 m，则波的周期为

T==0.02 s

经过0.01 s恰好为半个周期，质点a运动的路程为振幅的2倍，即路程为0.4 m，B错误；

C．波在传播过程中质点不随波迁移，C错误；

D．发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸接近或小于波长，D正确；

故选D。

14．【答案】C

【解析】【来源】2021届重庆市沙坪坝区南开中学高三（下）第六次质量检测物理试题

A．简谐运动的位移是相对平衡位置的，故每次经过平衡位置时的位移为零，据F=-kx可知，回复力为零；单摆模型在平衡位置时，合力不为零，其加速度也不为零；而弹簧振子在平衡位置时，合力一定为零，加速度一定为零，故A错误；

B．两束光在相遇的区域内发生干涉现象需要具备的条件是①振动方向相同；②振动频率相同；③相位相同或相位差保持恒定，而红光和蓝光的频率不同，故B错误；

C．根据多普勒效应可知，当声源靠近观察者运动时，观察者接收到的声波频率大于声源发出的频率，故C正确；

D．发生地震时，传播的既有纵波也有横波，故D错误。

故选C。

15．【答案】C

【解析】【来源】河南省洛阳市第一高级中学2020-2021学年高二（下）3月物理试题

A. 只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比甚至比波长还要小的时候，才能产生明显的衍射现象，故A正确；

B. 各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射，致使影的轮廓模糊不清，出现明暗相间的条纹，这些条纹是由于来自障碍物上不同位置的光通过障碍物之后叠加时加强活削弱的结果，所以光的衍射现象是光波相互叠加的结果，故B正确；

C.我们所说的“光沿直线传播”只是一种特殊情况。光在没有障碍物的均匀介质中是沿直线传播的，在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下，衍射现象不明显，也可以认为光是沿直线传播的。但是，在障碍物的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象十分明显，这时就不能说光沿直线传播了。因此衍射现象并没有否定光的直线传播的结论。

D. 光的衍射现象说明了光具有波动性，故D正确。

故选C。

16．【答案】D

【解析】

B．由于两列波的波速相同，且ab<bc，则a处振动形成的波先到达c点，由波速公式有

所以B错误；

A．根据振动图像可知周期，由波长公式有

所以A错误；

C．由于两列波在同一介质中传播，且周期相同，所以两列波的频率相同，则两列波相遇后，c点的振动频率不变，所以C错误；

D．由于a．b两点到c点的路程差为

则两列波相遇后，c点振动加强，所以D正确；

故选D。

17．【答案】A

【解析】

相应于声频f=170Hz的声波的波长是

a到两波源的距离差为

则a点从两个喇叭来的声波因干涉而相消，同理

即为b点为两个喇叭来的声波因干涉而加强

即为b点为两个喇叭来的声波因干涉而加强

d点为两个喇叭来的声波因干涉而加强

故选A。

18．【答案】B

【解析】

A．因为波长与孔的尺寸差不多，所以能够观察到明显的衍射现象，故A错误；

B．波通过孔后，波速．频率．波长不变，则挡板前后波纹间的距离相等，故B正确；

C．如果将孔AB扩大，孔的尺寸大于波的波长，可能观察不到明显的衍射现象，故C错误；

D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，因为波速不变，根据

可知，波长减小，可能观察不到明显的衍射现象，故D错误。

故选B。