高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第一册3.5 波的干涉与衍射课堂检测

【特供】物理沪科版选择性必修第一册第5节波的干涉与衍射-3优质练习

一．单项选择

1．如图所示，水面上有A．B两个振动情况完全相同的振源，在AB连线的中垂线上有a．b．c三个质点，已知某时刻，a点是两列波波峰的相遇点，c点是与a点相邻的两列波波谷的相遇点，b为a．c的中点，则以下说法正确的是（　 　）

A．a点是振动加强点，c点是振动减弱点

B．a点与c点都是振动加强点，b点是振动减弱点

C．a点与c点此时刻是振动加强点，经过一段时间后变成振动减弱点，而b点可能变成振动加强点

D．a．b．c都是振动加强点

2．下列关于振动和波的说法，正确的是（　 　）

A．声波在空气中传播时，空气中各点有不相同的振动频率

B．水波在水面上传播时，水面上各点沿波传播方向移动

C．声波容易绕过障碍物传播是因为声波波长较长，容易发生衍射

D．当两列波发生干涉时，如果两列波波峰在某质点相遇，则该质点位移始终最大

3．电磁波已广泛运用于很多领域。下列关于电磁波的说法符合实际的是（　 　）

A．电磁波不能产生衍射现象

B．常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机

C．根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度

D．红外线的显著作用是热作用，温度较低的物体不能辐射红外线

4．对声波的各种现象，以下说法中正确的是（   ）

A．在空房子里讲话，声音特别响，这是声音的共鸣现象

B．绕正在发音的音叉为圆心走一圈，可以听到忽强忽弱的声音，这是多普勒效应现象

C．古代某和尚房里挂着的磐常自鸣自响，属于声波的共鸣现象

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

5．近年来我国的航空事业迅速发展，战机的超音速飞行已十分普遍。当战机在法库上空返航时，地面上的人经常会听到一声雷鸣般的巨响，引起房屋门窗的剧烈颤动。这是因为飞机返航加速过程中，当飞机速度接近声速时会使发动机发出的声波波面在飞机的前方堆积形成音障，当飞机加速冲破音障时而发出的巨大响声，称为音爆。关于音障的形成与下列哪种现象的形成原理最为相近（   ）

A. 音叉周围有些区域声音较强，有些区域声音较弱

B. 敲响一只音叉，不远处的另一只音叉也发出声音

C. 火车进站时鸣笛的音调会变高，出站时会变低

D. 在屋外看不见屋内的人，却能听见屋内人说话

6．关于机械波的特性，下列说法正确的是（　 　）

A．频率不同的同类机械波相遇时，可以叠加，但不会发生干涉现象

B．机械波在进入两种不同介质界面前后，波速不变，频率随波长变化

C．只有波长比障碍物的尺寸小或相差不多的时候才会发生明显的衍射现象

D．火车鸣笛时向我们驶来，听到的笛声频率将比声源发出的频率低，声音变得低沉

7．如图所示，S1．S2为两个振动情况完全相同的波源，两列波的波长都为λ，它们在介质中产生干涉现象，S1．S2在空间中共形成了5个振动加强的区域，如图中实线所示。P是振动加强区域中的一点，从图中可看出（　　 ）

A．P点到两波源的距离差等于1.5λ

B．S1的传播速度大于S2的传播速度

C．P点此时刻振动最强，过半个周期后，振动变为最弱

D．当一列波的波峰传到P点时，另一列波的波峰也一定传到P点

8．湖面上的水波可以绕过障碍物是由于波在传播过程中发生了（　 　）

A．反射 B．折射 C．干涉 D．衍射

9．如图所示是水面上两列频率相同的波在某时刻相遇时的示意图，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＝4cm。则下列说法正确的是（   ）

A. 质点D是振动减弱点

B. 质点B是振动加强点

C. 质点A．D在该时刻的高度差为16cm

D. 再过半个周期，质点C是振动加强点

10．如图为时刻的波形图，波速为1.2m/s，下述错误的是（　　 ）

A．振源振动的频率为2.5Hz

B．若质点a比质点b先回到平衡位置，则波沿x轴负方向传播

C．波源O点在时刻位移为7.5cm

D．该波遇到1m的障碍物将不会发生衍射

11．如图是沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的图象，a,b为波上的两个质点，已知此列波的波速为20m/s，则（   ）

A．经过0.1s，质点a运动到质点b的位置

B．经过0.2s，质点a的速度最小，加速度最大

C．经过0.2s，质点a的动能开始减小，势能开始增大

D．该波能与一列频率为10Hz的波发生干涉现象

12．一列简谐横波在t1=0时的波形如图甲中实线所示，t2=3.0s时的波形如图甲中虚线所示。图乙是图甲中质点a的振动图像，则（　 　）

A．在t1到t2时间内，质点a通过的路程为15m

B．x=1m处的质点在做简谐运动，其振动方程y=5sin0.5πt（cm）

C．t=1.5s，a的加速度方向与速度方向相同

D．若该波与另一列频率为0.25Hz沿x轴负方向传播的简谐横波相遇，能产生稳定的干涉图样

13．在弹性绳左右两端垂直绳轻摇一下，产生两个振动方向．振幅和波长都相同的简谐横波，t = 0时刻两孤波传播至如图所示位置，已知左侧孤波向右传播速度大小为v1 = 1m/s，下列说法正确的是（   ）

A．右侧孤波向左传播的速度大小v2，与v1大小不一定相等

B．t = 2.5s时刻，O点处质点的速度方向向下

C．t = 3s时刻，O点处质点的速度方向向上

D．t = 2.5s ~ 3.5s内，x = ±0.5m处的质点一直保持静止

14．在同一介质中，两列相干波相互叠加，则(    )

A. 波峰与波峰叠加的点振动最强，波谷与波谷叠加的点振动最弱

B. 波峰与波峰叠加的点在经过半个周期后将是波谷与波谷在该点相遇，振动始终最强

C. 振动最强的点经过四分之一周期后刚好经平衡位置时，它的振动最弱

D. 如果两相干波源振幅不等，则振动最弱的点将不会出现

15．如图所示，实线与虚线分别表示振幅振幅为．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，下列说法中不正确的是（   ）

A. O．M连线的中点是振动加强的点，其振幅为2A

B. P．N两处的质点始终处在平衡位置

C. 随着时间的推移，M处的质点将向O处移动

D. 从该时刻起，经过四分之一周期，M处的质点到达平衡位置，此时位移为零

16．如图所示，．是两个振动步调完全相同的相干波源，其中实线表示波峰，虚线表示波谷。若两列波的振幅均保持5cm不变，关于图中所标的a．b．c．d四点，下列说法中正确的是（　　）

A. d点始终保持静止不动

B. 图示时刻质点c位移为零

C. b点振动始终加强，c点振动始终减弱

D. 图示时刻，b．c两点的竖直高度差为10cm

17．一个波源在绳的左端发出半个波①：频率为f1，振幅为A1；同时另一个波源在同一根绳的右端发出半个波②：频率为f2，振幅为A2。P为两波源的中点，由图可知，下列说法中正确的是（　　 ）

A．f1>f2

B．波①先到达点P

C．两列波相遇后，P点波峰值可达A1＋A2

D．两列波相遇时，绳上波峰可达A1＋A2的点只有一点

18．下列说法正确的是(　 　)

A．受迫振动的频率总等于振动系统的固有频率

B．波长越短的电磁波越容易发生衍射

C．利用超声波的多普勒效应，可测量心脏血液的流速

D．声波从空气传入水中时频率不变，波长变短

参考答案与试题解析

1．【答案】D

【解析】

因为a点是两列波波峰的相遇点，可知a点是振动加强点，c点是相邻的两列波波谷的相遇点，可知c点也是振动加强点，则在ac连线上所有的点都是振动加强点；加强点是由该点相对两振源的位置决定的，无论经过多长时间总是加强点。

故选D。

2．【答案】C

【解析】

A．声波在空气中传播时，空气中各点在波源带动下做受迫振动，则振动频率相同，故A错误；

B．水波在水面上传播时，水面上各点沿垂直于波的传播方向上振动，故B错误；

C．声波容易绕过障碍物传播是因为声波波长较长，容易发生衍射，故C正确；

D．当两列波发生干涉时，如果两列波波峰在某质点相遇，则该质点振动加强，振幅最大，但是位移不是始终最大，故D错误。

故选C。

3．【答案】C

【解析】

A．电磁波是一种波，可以产生衍射现象，A错误；

B．常用的遥控器用红外光信号来遥控电视，B错误；

C．由于波源与接受者的相对位移的改变，而导致接受频率的变化，称为多普勒效应，所以可以判断遥远天体相对于地球的运动速度，C正确；

D．红外线的显著作用是热作用，任何物体都会产生红外辐射，D错误。

故选C。

4．【答案】C

【解析】

在空房子里讲话，声音特别响，是声波的反射，A错误；绕正在发音的音叉为圆心走一圈，可以听到忽强忽弱的声音，是干涉现象，B错误；把耳朵贴在铁轨上可以听到远处的火车声，是声波在固体中传播比气体中快，D错误；古代某和尚房里挂着的磐常自鸣自响，属于声波的共鸣现象，C选项正确．

5．【答案】C

【解析】音叉周围有些区域声音较强，有些区域声音较弱，这是声音的干涉现象，故A错误；敲响一只音叉，不远处的另一只音叉也发出声音，这是声音的共振现象，故B错误；火车进站时鸣笛的音调会变高，出站时会变低，音调会变低表示远离，音调会变高表示靠近，该现象与音障的形成类似，故C正确；在屋外看不见屋内的人，却能听见屋内人说话，这是声音的衍涉现象，故D错误。所以C正确，ABD错误。

6．【答案】A

【解析】【来源】山东省济宁市第一中学2019-2020学年高二下学期第三次网络测试物理试题

【分析】

【详解】

A．频率相同是发生干涉现象的必要条件，故频率不同的同类机械波相遇时，可以叠加，但不会发生干涉现象。故A正确；

B．机械波在进入两种不同介质界面前后，频率不变，波长与波速变化。故B错误；

C．发生明显的衍射现象的条件是障碍物的尺寸比波长小或相差不多。故C错误；

D．火车鸣笛时向我们驶来，距离变小，听到的笛声频率将比声源发出的频率高，声音变得高亢。故D错误。

故选A。

7．【答案】D

【解析】【来源】河北省承德市第一中学2019-2020学年高二下学期3月线上物理试题

【分析】

【详解】

A．由题意可知，S1．S2在空间共形成5个振动加强的区域，则P点到两波源的距离差等于λ的整数倍，故A错误；

B．S1．S2为振动情况完全相同的波源，在同一种介质中传播，则S1的传播速度等于S2的传播速度，故B错误；

C．若P点此时刻振动最强，过半个周期后，振动仍为最强，故C错误；

D．因P点是振动加强区，当一列波的波峰传到P点时，另一列波的波峰也一定传到P点，故D正确。

故选D。

8．【答案】D

【解析】

湖面上的水波可以绕过障碍物是由于波在传播过程中发生了衍射现象。

故选D。

9．【答案】C

【解析】

【详解】A．B：两列频率相同的相干水波相遇时发生稳定的干涉，D点是波谷与波谷相遇点，A是波峰与波峰相遇点，B．C两点是波峰与波谷相遇点。则A．D两点是振动加强的，且B．C两点是振动减弱的，故AB错误；

C．S1的振幅A1=4cm，S2的振幅A2=4cm，质点A是处于波峰叠加位置，相对平衡位置高度为8cm，而质点D处于波谷叠加位置，相对平衡位置为-8cm，因此质点A．D在该时刻的高度差为16cm，故C正确；

D．质点C是振动减弱点，再过半个周期，仍是减弱点，故D错误。

10．【答案】D

【解析】

A．由题图可知

又

所以振源振动的频率为

A正确，不符合题意；

B．若质点a比质点b先回到平衡位置，则可知a质点正在向下运动，b质点正在向下运动，根据同侧法可知，该波沿x轴负方向传播，B正确，不符合题意；

C．根据题意可得该波源O点的振动方程为

当

时

C正确，不符合题意；

D．衍射现象时波特有的一种现象，任何情况下都会发生衍射，所以当该波遇到1m的障碍物还会发生衍射，D错误，符合题意。

故选D。

11．【答案】B

【解析】【来源】天津市河东区2019届高三下学期第一次模拟考试物理试题

【详解】

A．由图λ=4m，，可知经过0.1s，质点a的波形运动传播到b位置，质点不随波迁移。故A错误。

B．经过0.2s，A又回到了原来的位移，即位移最大处，此时速度为零，加速度最大。故B正确；

C．经过0.2s，A又回到了原来的位移，即位移最大处，此时速度为零，质点a动能开始增大，故C错误；

D． ，所以该波能与一列频率为5Hz的波发生干涉现象，故D错误；

12．【答案】D

【解析】

A．在t1到t2时间内，质点经过，路程为

A错误；

B．时质点向上振动，根据同侧法可知简谐波沿轴负方向传播，所以处的质点在做简谐运动，时刻沿轴负方向运动，周期，则

则振动方程为

B错误；

C．时，质点远离平衡位置向轴负方向最大位移处运动，所以速度与加速度方向相反，C错误；

D．简谐波的频率为

所以若该波与另一列频率为0.25Hz沿x轴负方向传播的简谐横波相遇，能产生稳定的干涉图样，D正确。

故选D。

13．【答案】D

【解析】

A．在同一介质中，同一种波的传播速度相同，A错误；

B．t = 2.5s时刻，两个孤波的“波峰”这种振动状态传至O点，因此O点位移向上达到最大，速度为0，B错误；

C．t = 0时刻坐标在x = ？3m和x = + 3m处的质点都处于平衡位置且向下运动，其振动形式在t = 3s时刻传至O点，此时O点处质点的速度方向向下，C错误；

D．t = 2.5～3.5s内，两个孤波在x = ±0.5m处引起的振动位移．速度都正好大小相等．方向相反，故这段时间内，这两处的质点保持静止，D正确。

故选D。

14．【答案】B

【解析】

【详解】A.波峰和波峰叠加，为振动加强点，且始终振动加强；波谷与波谷叠加，振动也始终加强，而波谷与波谷叠加，为振动减弱点，且始终振动减弱。故A错误。

B.波峰与波峰叠加的点在经过半个周期后将是波谷与波谷在该点相遇，且振动始终最强。故B正确。

C.振动最强的点经过四分之一周期后刚好经过平衡位置，它们的振动仍然相同，因此也是振动加强。故C错误。

D.如果两相干波源振幅不相等，则振动最弱的点仍将出现。故D错误。

15．【答案】C

【解析】A．由于O．M是振动加强点，结合图可知，由图知连线的中点到两波源的距离差为半个波长的偶数倍，所以该点是振动加强的点，其振幅为2A，故A正确；
B．P．N两点是波谷和波峰叠加，位移始终为零，即处于平衡位置，B正确；
C．振动的质点只是在各自的平衡位置附近振动，不会“随波逐流”，C错误；
D．从该时刻起，经过四分之一周期，质点M到达平衡位置，D正确。

点睛：介质中同时存在几列波时，每列波能保持各自的传播规律而不互相干扰；在波的重叠区域里各点的振动的物理量等于各列波在该点引起的物理量的矢量和。

16．【答案】A

【解析】A．d点是波峰与波谷相遇，振动减弱，振幅为零，故保持静止，故A正确；

BCD．b点是波峰与波峰相遇，c点是波谷与波谷相遇，它们均属于振动加强点，由于振幅是5cm，则b点相对平衡位置位移为10cm，而c点是波谷与波谷相遇，则c点相对平衡位置的位移为-10cm，所以b．c两点的竖直高度差为20cm，故BCD错误。

故选A。

17．【答案】D

【解析】

A．由图可知，在 同一介质中波速相同，根据

故f1<f2，A错误；
B．两个波源离P距离相同，它们的波速也相同，则两列波会同时到达中点P，故B错误；
C．两列波相遇时，相互叠加，两列波会同时到达中点P，但两列波的波长不相等，两列波的波峰不会同时到达P点，P点波峰值不可达A1+A2，故C错误；
D．两列波相遇时，振动方向相同的位移相加，则绳上波峰可达A1+A2的点只有一点，故D正确。

故选D。

18．【答案】C

【解析】

A．受迫振动的频率总等于策动力的频率，故A错误；

B．波长越长的电磁波，越容易发生衍射，故B错误；

C．多普勒效应是波特有的现象，医生利用超声波的多普勒效应可以探测病人血管中血液的流速，故C正确；

D．声波从空气传入水中时频率不变，周期不变，波速变大，则由λ＝vT可知波长变长，故D错误。

故选C。