高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册4 波的干涉精练

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册4 波的干涉精练，共13页。试卷主要包含了单选题，综合题等内容，欢迎下载使用。

1.声波能绕过某一建筑物传播，这是因为（ ）
A. 声波是纵波 B. 声波是横波 C. 声波的波长较长 D. 声波的频率较长
2.关于机械波，下列说法与事实不一致的是（ ）
A. 能在真空中传播 B. 频率由波源决定 C. 能产生干涉、衍射现象 D. 在传播过程中能传递能量
3.下列说法不正确的是（ ）
A. 机械波和电磁波都能发生干涉和衍射现象
B. 可以用紫外线验钞
C. 只有频率相同的两列波才能干涉
D. 在双缝干涉现象里，相邻两亮条纹和暗条纹的间距是不相等的
4.物理学原理在现代科技中有许多重要应用．例如，利用波的干涉，可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航．
如图所示，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧，它们类似于杨氏干涉实验中的双缝．两天线同时都发出波长为λ1和λ2的无线电波．飞机降落过程中，当接收到λ1和λ2的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道．下列说法正确的是（ ）
A. 天线发出的两种无线电波必须一样强 B. 导航利用了λ1与λ2两种无线电波之间的干涉
C. 两种无线电波在空间的强弱分布稳定 D. 两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合
5.如图所示是利用水波槽观察到的水波衍射图象，从图象可知（ ）
A. B侧波是衍射波 B. A侧波速与B侧波速相等
C. 增大水波波源的频率，衍射现象将更明显 D. 增大挡板之间的距离，衍射现象将更明显
6.如图所示表示两列同频率相干水波在t＝0时刻的叠加情况，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，已知两列波的振幅均为2cm，波速为2m/s，波长为0.4m ，E点是BD连线和AC连线的交点，下列说法正确的是（ ）
A. A，C两点是振动减弱点 B. E点是振动减弱点
C. B，D两点在该时刻的竖直高度差为4cm D. t=0.05s，E点离开平衡位置2cm
7.消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题。图示的消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声。频率为f的声波沿水平管道自左向右传播，在声波到达a处时，分成上下两束波，这两束波在b处相遇时可削弱噪声。设上下两束波从a运动到b的时间差为△t，不考虑声波在传播过程中波速的变化。关于该消声器的工作原理及要达到良好的消声效果必须满足的条件，下列说法正确的是（ ）
A. 利用了波的干涉，△t是 12f 的奇数倍 B. 利用了波的衍射，△t是 12f 的奇数倍
C. 利用了波的干涉，△t是的奇数倍 1f D. 利用了波的衍射，△t是的奇数倍 1f
8.将一端固定在墙上的轻质绳在中点位置分叉成相同的两股细绳，它们处于同一水平面上。在离分叉点相同长度处用左、右手在身体两侧分别握住直细绳的一端，同时用相同频率和振幅上下持续振动，产生的横波以相同的速率沿细绳传播。因开始振动时的情况不同，分别得到了如图甲和乙所示的波形。下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中两手开始振动时的方向并不相同
B. 甲图中绳子的分叉点是振动减弱的位置
C. 乙图中绳子分叉点右侧始终见不到明显的波形
D. 乙图只表示细绳上两列波刚传到分叉点时的波形
9.如图所示为两列相干水波的干涉图样，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷。已知两列波的振幅均为5cm，C点是BE连线的中点，下列说法中正确的是（ ）

A. 再过半个周期，A点变为减弱点
B. 图示时刻C点正处于平衡位置且向下运动
C. D点保持静止不动
D. 图示时刻A，B两点的竖直高度差为10cm
10.如图所示为某学校报告厅的平面图，AB是主席台， S1 、 S2 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 S1 的距离分别为5m、6m、7m、8m，到 S2 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
11.如图，x轴上 -2m 、l4m处有两个振动周期相同、振幅均为lcm的波源 S1 、 S2 ，某时刻同时开始竖直向上振动，产生波长均为4m沿x轴传播的简谐横波则 x=8m 和 x=9m 处的质点的振幅分别为（ ）
A. 1cm 1cm B. 0 2cm C. 2cm 0 D. 2cm 2cm
12.如图所示，S为波源，M、N是两块挡板，其中M板固定，N板可左右移动，两板中间有一狭缝，此时观察不到A点振动，为了使A点能发生振动，可采用的方法是（ ）
A. 增大波源的频率 B. 增大波源的振幅 C. 将波源S向左移 D. 将N板向左移
13.小河中有一个实心桥墩P，A为靠近桥墩浮在平静水面上的一片树叶，俯视如图所示。现在S处以某一频率拍打水面，使形成的水波能带动树叶A明显振动起来，可以采用的方法是（ ）
A. 提高拍打水面的频率 B. 降低拍打水面的频率
C. 只要拍打，A就会振动起来 D. 无论怎样拍打，A都不会振动起来
14.如图所示，a、b、c、d是均匀媒质中x轴上的四个质点，相邻两点的间距依次为2m、4m和6m．一列简谐横波以2m/s的波速沿x轴正向传播，在t＝0时刻到达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t＝3s时a第一次到达最高点．下列说法正确的是（ ）
A. 质点b开始振动后，其振动周期为4s B. 在t＝5s时刻波恰好传到质点d处
C. 在t＝5s时刻质点c恰好到达最高点 D. 当质点d向下运动时，质点b一定向上运动
15.如图，S1、S2为两个振动情况完全一样的波源，两列波的波长都为入，它们在介质中产生干涉现象，S1、S2在空间共形成了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 λ
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，另一列波的波峰不一定传到P点
16.两列简谐横波，波源的振动频率相同，如图为某时刻两列波在介质中相遇的情景，实线表示波峰，虚线表示波谷，则下面说法正确的是（ ）
A. a、b点是干涉加强的位置，c点振动最弱
B. 当振源的振动频率同时增加时，干涉区域的干涉图样不发生任何变化
C. 再过 T4 ，a、b将变成振动减弱的位置，e点的振动将加强
D. a、b、c点是干涉加强的位置，e点振动最弱
二、综合题
17.如图所示，A处放一频率为40Hz的音叉，经过橡皮管ACB和ADB连通到B处，在B处完全听不到音叉振动的声音，已知管ACB的长度为0.4m，声音在空气中传播速度为320m/s，求：
（1）声波的波长；
（2）管ADB的长度至少为多少米？
18.如图1所示两个相干波源S1、S2产生的波在同一均匀介质中相遇．图中实线表示波峰，虚线表示波谷，c和f分别为ae和bd的中点，则：
（1）在a、b、c、d、e、f六点中，振动加强的点是________．振动减弱的点是________．
（2）若两振源S1和S2振幅不相同，此时位移为零的点是________．
（3）在图2中画出此时刻ace连线上，以a为原点的一列完整波形，标出e点．
19.两列横波在x轴上沿相反方向传播，如图所示，传播速度v＝6 m/s，两列波的频率都是f＝30 Hz，在t＝0时，这两列波分别从左和右刚刚传到S1和S2处，使S1和S2都开始向上做简谐振动，S1的振幅为2 cm，S2的振幅也为2 cm，已知质点A与S1、S2的距离分别是S1A＝2.25 m，S2A＝4.25 m。
（1）判断在两波到达A点后A点的振动情况。
（2）若A点发生振动，求其在 s内通过的路程。
答案解析
1.【答案】 C
【解析】声波能绕过某一建筑物传播，声音发生了衍射，说明声波波长较长．声波虽是纵波，但绕过阻碍物的现象不能说明声波是纵波．
故选：C
2.【答案】 A
【解析】A、机械波的传播需要介质；不能在真空中传播；故A错误；
B、机械波的频率与波源振动的频率相同；故B正确；
C、机械波可以产生干涉及衍射现象；故C正确；
D、机械波的传播过程也是传递能量的过程；故A正确；
本题选择与事实不一致的，故选：A．
3.【答案】 D
【解析】A、波都能发生干涉和衍射现象，而机械波和电磁波都是波，故A正确；
B、利用紫外线的荧光作用，可以用紫外线验钞，故B正确；
C、据波的干涉条件可知，只有频率相同的两列波才能干涉，故C正确；
D、双缝干涉现象里，相邻两亮条纹和暗条纹的间距是相等的，故D错误．
故选：D ．
4.【答案】 C
【解析】A、干涉要求两波源的频率相同，而对强度没有要求，故A错误．
B、由于无线电波以光速传播，根据 v=cλ 知，波长不同，频率不同，所以两种无线电波之间不会发生干涉现象，故B错误．
C、空间中某点加强与减弱取决于到两波源的距离差为半波长的奇、偶数倍．所以两种电波的干涉强弱分布是固定的，而中垂线上的点都是加强点，故C正确，D错误．
故选：C．
5.【答案】 B
【解析】A．档板左边是衍射波的波源，A不符合题意；
B．在同一种介质水中，机械波的波速相等，B符合题意；
C．波速不变，增大水波波源的频率，水波的波长将在减小，而挡板间距没变，所以衍射现象将没有原来的明显，C不符合题意；
D．在波长没改变的情况下，可以增大挡板间距，衍射现象将没有原来的明显，D不符合题意。
故答案为：B。
6.【答案】 A
【解析】A．由图可知A、C两点在该时刻是波峰和波谷相遇，所以是减弱的，A符合题意；
C．同理可知，B、D两点是振动加强点，且高度差为 4A=8cm
C不符合题意；
BD．水波运行的周期 T=λv=
当 t=0.05s=T4 时，两波的波峰传过来，E处于波峰 x=2A=4cm
故E是加强点，BD不符合题意。
故答案为：A。
7.【答案】 A
【解析】根据干涉特点知，两相干波源的距离差为半波长的奇数倍时，此点为振动减弱点，要减弱声音，所以满足距离差 Δx=v·Δt 为半波长的奇数倍，而波长 λ=vT ，整理可得：△t为 12f 的奇数倍，A符合题意，BCD不符合题意；
故答案为：A。
8.【答案】 C
【解析】AB．从甲图中可知在分叉点以后其横波的振幅变大，所以可以得出两手开始振动时的方向相同，则甲图中分叉点是振动加强的位置，所以AB不符合题意；
CD．从乙图的分叉点之前可以得出两个手的振动方向相反所以其分叉点时振动减弱的位置，所以在分叉点的右侧由于波叠加后都是减弱区域所以看不到明显的波形图；所以C符合题意；D不符合题意；
故选C。
9.【答案】 C
【解析】A．此时A点波峰与波峰相遇，振动加强点，但不是总是处于波峰位置，不过总是处于振动加强点，所以再过半个周期，A点还是振动加强点，所以A不符合题意；
B．图示时刻点C处于平衡位置，两列波单独引起的速度均向上，故点此时的合速度向上，则B不符合题意；
C．由图可知，D点是波峰与波谷相遇点，所以D点保持静止不动，则C符合题意；
D．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AB相差20cm，则D不符合题意；
故答案为：C。
10.【答案】 A
【解析】相应于声频f=170Hz的声波的波长是 λ=vf=340170=2.0m
a到两波源的距离差为 Δsa=3m=32λ 则a点从两个喇叭来的声波因干涉而相消，同理 Δsb=0 即为b点为两个喇叭来的声波因干涉而加强 Δsc=2m=λ
即为b点为两个喇叭来的声波因干涉而加强 Δsd=4m=2λ
d点为两个喇叭来的声波因干涉而加强
故答案为：A。
11.【答案】 C
【解析】 x=8m 处的质点到两个振源的距离差为10m-6m=4m=λ
则该点为振动加强点，则振幅为2A=2cm； x=9m 处的质点到两个振源的距离差为11m-5m=6m= 32 λ
则该点为振动减弱点，则振幅为0。
故答案为：C。
12.【答案】 D
【解析】观察不到A点振动，说明衍射现象不明显，要使得衍射现象明显，狭缝的尺寸要和波长差不多或者比波长小些。因此可以减小波源的频率，增大波源的波长；或将N板向左移，减小狭缝的尺寸。故 ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
13.【答案】 B
【解析】拍打水面时，水波中的质点上下振动，形成的波向前传播，提高拍打水面的频率，则质点振动的频率增加，波的频率与振动的频率相等，根据 λ=vf 波速不变，频率增大，波长减小，衍射现象不明显，反之降低频率，波长增大，衍射现象更明显，B符合题意。
故答案为：B。
14.【答案】 A
【解析】由于质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t＝3s时a第一次到达最高点，可知振动周期为T=4s，则质点b开始振动后，其振动周期也为4s，选项A符合题意； ad间距离为x=12m，波在同一介质中匀速传播，则波从a传到d的时间为 t=xv=122s=6s ，即在t=6s时刻波恰好传到质点d处．故B不符合题意．波从a传到c的时间为 t=xv=2+42s=3s ，则在t=5s时刻质点c已振动了2s，而c起振方向向下，故在t=5s时刻质点c恰好经过平衡位置向上．故C不符合题意．该波的波长：λ=vT=2×4=8m，而bd之间的距离：x′=4+6=10m=5λ/4，所以当质点d向下运动时，质点b不一定向上运动．故D不符合题意．
故答案为：A
15.【答案】 A
【解析】A.由题意知：S1、S2在空间共形成了5个振动加强的区域，图中直线上各点到两波源的距离相等，则P到两波源的距离差等于 λ ，A符合题意
B.两列波在同一介质中传播，所以传播速度相等，B不符合题意
C.P点的振动始终加强，所以P点此刻振动最强，则过半个周期后，振动仍为最强，C不符合题意
D.由于P点的振动加强，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，D不符合题意
故答案为：A
16.【答案】 D
【解析】解：图是两列频率相同的相干水波于某时刻的叠加情况，实线和虚线分别表示波峰和波谷，则b点是波谷与波谷相遇点，a是波峰与波峰相遇点，c点处于振动加强区域，e两点是波峰与波谷相遇点．则ab连线上也是振动加强的，则a、b、c三点是振动加强的，e两点是振动减弱的．
A、a、b点是振动加强的位置，c点的振动也最强，故A错误；
B、波源的振动频率同时增加时，则波长也发生变化，因此干涉区域的干涉图样发生变化，故B错误；
C、再过 T4 ，a、b将变成振动加强的位置，e点的振动将减弱，故C错误；
D、a、b、c点是干涉加强的位置，e点振动最弱，故D正确；
故选：D．
17.【答案】 （1）解：根据公式 λ=vf = 32040 =8m
答：声波的波长8m
（2）解：由波的干涉原理， lADB-lACB=λ2
所以 lADB=lACB+λ2 =0.4+4=4.4m
答：管ADB的长度至少为4.4米
【解析】根据公式 λ=vf ，结合波速与频率，即可求解波长，再由干涉原理，当光程差为半个波长的奇数倍时，即为振动减弱，从而即可求解．
18.【答案】 （1）ace；bdf
（2）cf
（3）解：
【解析】解：（1）由图可知：a点是波谷与波谷相遇点，而b、d点是波峰与波谷相遇点，e点是波峰与波峰相遇点．由于当波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强，在波的传播方向上，振动加强的点的连线上的c点也是振动的加强点；当波峰与波谷相遇时振动减弱，所以振动加强点是a与e，振动减弱点是b、d；f在振动减弱的连线上，因此c是振动加强点，而f是振动减弱点；（2）若两振源S1和S2振幅不相同，波峰与波谷相遇的位移不为零，平衡位置相遇为零，此时刻位移为零的点是：c、f．（3）在图2中画出此时刻ace连线上，以a为原点的一列完整波形，如图：
故答案为：（1）a c e，b d f；（2）c f （3）
19.【答案】 （1）由公式λ＝得：λ＝ m＝0.2 m，质点A与S1、S2的距离差为：Δx＝|S2A－S1A|＝2 m＝10λ。即质点A为振动加强点，振幅A＝2 cm＋2 cm＝4 cm。故A点以振幅为4 cm，周期为 s做机械振动。
（2）由(1)知，A点在时间 s内经过了两个全振动，通过的路程为8倍振幅，即4×8 cm＝32 cm。
【解析】【分析】由波速公式 求出波长．根据A到S1、S2的距离之差与波长的关系，分析A点的振动是加强还是减弱，即可确定其振幅．