【备战2022】高考物理选择题专项练习集：波的叠加 波的干涉、衍射现象(成都专栏)

这是一份【备战2022】高考物理选择题专项练习集：波的叠加 波的干涉、衍射现象(成都专栏)，共13页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，多项选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题（共20小题；共80分）
1. 两列波在空间相遇能形成稳定的干涉条纹，己知 A 点是振动的加强点，B 点是振动的减弱点，则下列说法中正确的是
A. A 点一定是两列波的波峰相叠加的位置
B. B 点的位移一定小于 A 点的位移
C. 经过一段时间后 A 点可能成为减弱点，B 点可能成为加强点
D. A 点永远是加强点，B 点永远是减弱点

2. 利用发波水槽得到的水面波形如图（a）、（b）所示，则
A. 图（a）、（b）均显示了波的干涉现象
B. 图（a）、（b）均显示了波的衍射现象
C. 图（a）显示了波的干涉现象，图（b）显示了波的衍射现象
D. 图（a）显示了波的衍射现象，图（b）显示了波的干涉现象

3. 在学校运动场上 50 m 直跑道的两端，分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器。两个扬声器连续发出波长为 5 m 的声波。一同学从该跑道的中点出发，向某一端点缓慢行进 10 m。在此过程中，他听到扬声器声音由强变弱的次数为
A. 2B. 4C. 6D. 8

4. 在水平面 Oxy 内有两个垂直水平面做简谐振动的波源 S1(2.0,0) 和 S2(14.0,0)，图为其俯视图。其振动周期为 2 s 、振幅为 0.5 cm，两列波的波速均为 1 m/s。t=0 时刻两波源同时从平衡位置开始垂直水平面向上振动。图中 A 点坐标 (4.5,0)，B 点坐标 (8.0,8.0)
A. 2.5 s 后 A 处质点开始振动，且振幅为 1 cm
B. 5 s 后 B 处质点开始振动，且振幅为 1 cm
C. t=7.5 s 时 A 处质点振动方向垂直水平面向下
D. t=10 s 时 B 处质点振动方向垂直水平面向下

5. 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

6. 关于机械波，下列说法正确的有
A. 两列波相遇时，只要频率相等就一定能够观察到稳定的干涉现象
B. 缝、孔或障碍物的尺寸跟波长差不多，或者比波长更小时，才会发生明显的衍射现象
C. 当观察者与波源间发生相对运动时，一定会发生多普勒效应
D. 根据公式 v=λf，机械波的频率越高，其传播速度越快

7. 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 的点只有一个

8. 两列频率、振幅均相同的简谐波Ⅰ和Ⅱ分别从绳子的两端持续相向传播，在相遇区域发生了干涉，在相距 0.48 m 的 A 、 B 间用频闪相机连续拍摄，依次获得 1 、 2 、 3 、 4 、 5 五个波形，如图所示，且 1 和 5 是同一振动周期内绳上各点位移都达到最大值时拍摄的波形。已知频闪时间间隔为 0.12 s，下列说法正确的是
A. 简谐波Ⅰ和Ⅱ的波长均为 0.24 m
B. 简谐波Ⅰ和Ⅱ的周期均为 0.48 s
C. 绳上各点均做振幅相同的简谐运动
D. 两波源到 A 点和 C 点的路程差之差的绝对值是 0.48 m

9. 两列振幅为 A 、波长相同的平面简谐横波，以相同的速率沿相反方向在同一介质中传播，如图所示为某一时刻的波形图，其中实线为向右传播的波，虚线为向左传播的波，a 、 b 、 c 、 d 、 e 为介质中沿波传播路径上五个等间距的质点。两列波传播的过程中，下列说法中正确的是
A. 质点 b 、 d 始终静止不动
B. 质点 a 、 b 、 c 、 d 、 e 始终静止不动
C. 质点 a 、 c 、 e 始终静止不动
D. 质点 a 、 c 、 e 以振幅 A 做简谐运动

10. 两列振幅和波长都相同而传播方向相反的波（如图甲所示），在相遇的某一时刻两列波“消失”（如图乙所示）。此时介质中 x 、 y 两质点的运动方向是
A. x 向下，y 向上B. x 向上，y 向下C. x 、 y 都向上D. x 、 y 都向下

11. 在观察水波通过挡板上的小孔发生衍射现象的实验中，若打击水面的振子使其振动的频率是 5 Hz，水波在水中传播的速度为 0.05 m/s，为了观察到明显的衍射现象，小孔直径 d 应
A. 等于 10 cm B. 等于 5 cm C. 大于 1 cm D. 小于 1 cm

12. 如图 P1 、 P2 是两个频率相同、同相振动的波源，产生两列波，O 点是 P1 、 P2 连线的中点，A 、 B 、 C 、 D 是距 O 点均为半个波长的四个点，有关 A 、 B 、 C 、 D 四点 的振动，下列说法正确的是
A. A 、 B 两点是振动减弱点，C 、 D 两点是振动加强点
B. A 、 B 两点是振动加强点，C 、 D 两点是振动减弱点
C. A 、 B 、 C 、 D 四点均为振动加强点
D. A 、 B 、 C 、 D 四点均为振动减弱点

13. 如图表示两列频率相同的水波在某时刻叠加后发生稳定干涉的图样，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，已知两列波的振幅相等，E 点是 BD 连线和 AC 连线的交点，下列说法不正确的是
A. B 、 D 两质点振动始终是加强的
B. B 、 D 两点的位移始终最大
C. E 质点是振动加强的点
D. E 质点的位移有时为零

14. 关于波的叠加和干涉，下列说法中正确的是
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，如果介质中的某点振动是加强的，某时刻该质点的位移可能是零
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

15. 如图分别表示一列水波在传播过程中遇到了小孔（① 、 ② 图）或障碍物（③ 、 ④ 图），其中能发生明显衍射现象的有
A. 只有 ①②④ B. 只有 ①④ C. 只有 ②③ D. 只有 ①③

16. 如图所示，图中 O 点是水面上一波源，实线、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. 上述答案均不对

17. 分析下列物理现象：
(1)夏天里在一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝；
(2)“闻其声而不见其人”；
(3)围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；
(4)当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高。
这些物理现象分别属于波的( )
A. 反射、衍射、干涉、多普勒效应B. 折射、衍射、多普勒效应、干涉
C. 反射、折射、干涉、多普勒效应D. 衍射、折射、干涉、多普勒效应

18. 波源甲、乙分别在一根水平放置的绳的左右两端，两波源发出的波在绳中的传播速度均是 1 m/s，在 t=0 时刻绳上的波形如图中（a）所示，则根据波的叠加原理，以下叙述中正确的是
A. 当 t=2 s 时，波形如图①，当 t=4 s 时，波形如图②
B. 当 t=2 s 时，波形如图①，当 t=4 s 时，波形如图③
C. 当 t=2 s 时，波形如图②，当 t=4 s 时，波形如图①
D. 当 t=2 s 时，波形如图②，当 t=4 s 时，波形如图③

19. 两列简谐横波的振幅都是 20 cm，传播速度大小相同。实线波的频率为 2 Hz，沿 x 轴正方向传播；虚线波沿 x 轴负方向传播。某时刻两列波在如图所示区域相遇，则
A. 在相遇区域会发生干涉现象
B. 平衡位置为 x=6 m 处的质点此刻速度为零
C. 平衡位置为 x=8.5 m 处的质点此刻位移 y<20 cm
D. 从图示时刻起再经过 0.25 s，平衡位置为 x=5 m 处的质点的位移 y<0

20. 一水平长绳上系着一个弹簧和小球，弹簧和小球组成的系统固有频率为 2 Hz，现让长绳两端 P 、 Q 同时以相同的振幅 A 均上下振动了一个周期，某时刻长绳上形成的波形如图所示。两列波先后间隔一段时间经过弹簧所在的位置，观察到小球先后出现了两次振动，第一次振动时起振方向向上，且振动并不显著，而第二次则产生了较强烈的振动，则
A. 有 2 个时刻长绳上会出现振动位移大小为 2A 的情况
B. 由 Q 振源产生的波在长绳上传播的速度约为 4 m/s
C. 由 P 振源产生的波先到达振动系统
D. 两列波相遇时，在相遇区域会产生干涉现象

二、双项选择题（共8小题；共32分）
21. 下列现象属于波的衍射现象的是
A. “隔墙有耳”B. "空山不见人，但闻人语响"
C. "余音绕梁，三日不绝"D. 夏日雷声轰鸣不绝

22. 空间同一水平面内有 A，B，C 三点，AB=5 m，BC=4 m，AC=3 m。A，C 两点处有振动情况完全相同的波源，振动频率为 680 Hz，产生的波波速为 340 m/s，下列说法正确的是
A. 两列波的波长为 5 mB. 振动减弱点的位移总是为零
C. 振动加强点的位移总是最大D. B 点为振动加强点

23. 如图所示，沿一条直线相向传播的两列波的振幅和波长均相等，当它们相遇时可能出现的波形是选项图中的
A. B.
C. D.

24. 图中 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 板可以上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得 A 处水没有振动，为使 A 处水也能发生振动，可采用的方法是
A. 使波源的频率增大B. 使波源的频率减小
C. 移动 N 使狭缝的间距增大D. 移动 N 使狭缝的间距减小

25. 如图所示，两列简谐横波分别沿 x 轴正方向和负方向传播，两波源分别位于 x=−2×10−1 m 和 x=12×10−1 m 处，两列波的波速均为 v=0.4 m/s，两波源的振幅均为 A=2 cm。图示为 t=0 时刻两列波的图象（传播方向如图所示），此刻平衡位置处于 x=0.2 m 和 0.8 m 的 P，Q 两质点刚开始振动。质点 M 的平衡位置处于 x=0.5 m 处，关于各质点运动情况判断正确的是
A. 质点 P，Q 都首先沿 y 轴负向运动
B. t=0.75 s 时刻，质点 P，Q 都运动到 M 点
C. t=1 s 时刻，质点 M 的位移为 +4 cm
D. t=1 s 时刻，质点 M 的位移为 −4 cm

26. 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，虚线表示某时刻的波谷，下列说法正确的是
A. a，c 两点的振动加强，b，d 两点的振动减弱
B. e，f 两点的振动介于加强点和减弱点之间
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

27. 如图所示，S 是波源，M，N 是两块挡板，其中 M 板固定，N 板可左右自由移动，两板中间有一狭缝，此时测得 A 点无明显振动，为使 A 点能发生明显振动，下列采取的办法可行的是
A. 增大波源振动频率B. 减小波源振动频率
C. 将 N 板向右移D. 将 N 板向左移

28. 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 2 cm，波速为 2 m/s，波长 0.4 m 、 E 点是 B 、 D 连线和 A 、 C 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 点是振动加强点
C. B 、 D 两点在该时刻的竖直高度差为 4 cm
D. t=0.05 s 时，E 点离平衡位置的位移大小为 2 cm

三、多项选择题（共2小题；共8分）
29. 如图所示，S1 、 S2 为两个振动情况完全一样的波源，两列波的波长都为 λ，它们在介质中产生干涉现象，S1 、 S2 在空间共形成 6 个振动减弱的区域（图中虚线处），P 是振动减弱区域中的一点，从图中可看出
A. P 点到两波源的距离差等于 15λ
B. P 点始终不振动
C. P 点此时刻振动最弱，过半个周期后，振动变为最强
D. 当一列波的波峰传到 P 点时，另一列波的波谷也一定传到 P 点

30. 当两列相干波发生干涉时，如果两列波的波峰在 P 点相遇，下列说法正确的是
A. 质点 P 的振动始终是加强的B. 质点 P 的振幅最大
C. 质点 P 的位移始终最大D. 质点 P 的位移有时为零
答案
第一部分
1. D
2. D
3. B
【解析】根据波的干涉的加强点和减弱点的条件，可知当某点与两个波源距离差为波长的整数倍时，该点为振动加强点，即声音加强点，由题可知，Δx=nλ=5n(n=0,1,2⋯)，所以这位同学距离跑道两端相差 5 m 的整数倍，也就是说这位同学每向前运动 2.5 m，就为一个声音加强点，10 m 内共有 4 个点，故选B。
4. C
5. B
6. B
【解析】频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列波相遇叠加时，才会发生稳定的干涉现象，故A错误；发生明显的衍射现象的条件是缝、孔或障碍物的尺寸跟波长差不多，或者比波长更小，故B正确；只有二者间有相对距离的变化时，才会发生多普勒效应，若观察者以波源为中心转动，则不会发生多普勒效应，故C错误；机械波的传播速度由介质决定，与频率无关，故D错误。
7. D
【解析】由图可知 λ1>λ2，在同一介质中波速相等，根据 v=λf，可知 f18. D
【解析】由图知，简谐波Ⅰ和Ⅱ的波长均为 0.48 m，故A错误；
1 和 5 是同一振动周期内绳上各点位移都达到最大值时拍摄的波形，相差半个周期，故简谐波Ⅰ和Ⅱ的周期均为 0.96 s，故B错误；
图中除 A 、 C 、 B 三点为振动减弱点，振幅为零外，其他各点振幅不为零，故C错误；
A 、 C 是相邻的振动减弱点，两波源到 A 点和 C 点的路程差均为半波长 0.24 m 的奇数倍，路程差之差的绝对值等于波长 0.48 m，故D正确。
9. A
10. A
【解析】题图乙所示的时刻两列波波峰与波谷叠加，振动减弱，两列波的振幅相等，两波“消失”。根据波形平移法判断可知，在题图乙所示的时刻，向右传播的波单独引起 x 的运动方向向下，y 的运动方向向上，向左传播的波单独引起 x 的运动方向向下，y 的运动方向向上，根据叠加原理可知，此时 x 质点的运动方向向下，y 质点的运动方向向上。
11. D
12. C
【解析】图中 A 、 B 两点到两个波源的路程差为一倍的波长，故是振动加强点；
图中 C 、 D 两点到两个波源的路程差为零，故也是振动加强点。
13. B
【解析】据干涉图象可知，BD 两点是振动加强点，始终是加强的，但位移却不总是最大的，故A正确，B错误；
B 处质点是两列波波峰与波峰叠加，而 D 点是波谷与波谷叠加的地方，均处于振动加强；则 E 点也处于振动加强点，由于振幅相同，所以两点的位移时而为零，时而最大，故CD正确。
14. C
【解析】根据波的叠加原理，只要两列波相遇就会叠加，所以A选项错；
两列频率相同的波相遇时，振动加强的点不只是波峰与波峰相遇的点还有波谷与波谷相遇的点，所以B选项错；
振动加强的点仅是振幅加大，但仍在平衡位置附近振动，也一定有位移为零的时刻，所以选项C正确，选项D错误。
15. A
【解析】图 ①② 中小孔与波长相差不多，能发生明显衍射，图 ④ 中障碍物与波长相差不多，能发生明显衍射，图 ③ 中障碍物比波长大得多，不能发生明显衍射，故正确答案为A。
16. B
【解析】从题图中可以看出挡板 A 比波长大的多，因此波不会绕过挡板 A，而小孔 B 的大小与波长差不多，能发生明显的衍射现象，故B正确。
17. A
【解析】【分析】衍射是绕过阻碍物继续传播，而干涉是两种频率相同的相互叠加出现明暗相间的现象，对于多普勒效应现象频率是在发生变化。
【解析】解：(1)夏天里在一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝，是由于声音在云层间来回传播，这是声音的反射；
(2)“闻其声而不见其人”，听到声音，却看不见人，这是声音的衍射；
(3)围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音，音叉发出两个频率相同的声波相互叠加，从而出现加强区与减弱区。这是声音的干涉；
(4)当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高。音调变高就是频率变高，因此这是多普勒效应现象；
故选：A。
【点评】无论反射、衍射还是干涉，其频率均不变，而多普勒效应频率即发生变化。
18. D
【解析】根据波的叠加原理，由于波速 v=1 m/s，因此在 t=2 s 时，两列波的波形在 x=2 m 和 x=3 m 之间上下对称，叠加后各质点位移为 0，如图②所示；两列波传播时互不干扰，因此 t=4 s 时，两列波都沿绳传播了 s=vt=4 m，向右传播的波传播到了 x=(1+4) m=5 m 处，向左传播的波传播到了 x=(4−4) m=0 处，如图③所示。因此D正确，A、B、C错误。
19. D
20. A
【解析】虽然这两列波的频率不同，不会产生干涉现象，但根据波的叠加原理，在长绳上一定存在这两列波的波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇的情况，此时振动位移大小为 2A，由于两列波的波长不等，波速相同，可知这两列波的波峰与波峰相遇、波谷与波谷相遇对应着 2 个不同的时刻，故A正确，D错误。由于小球第一次振动时起振方向向上，根据波形图可知，由 Q 振源产生的波先到达振动系统；第二次产生了较强烈的振动，是由于 P 振源产生的波到达振动系统，且有 P 振源的頻率与振动系统的固有频率相等，产生了共振现象，所以 P 振源的频率为 2 Hz；根据波速与波长、频率的关系可知，由 P 振源产生的波在长绳上传播的速度为 v=λf=1×2 m/s=2 m/s，因两列波的波速相等，可知由 Q 振源产生的波在长绳上传播的速度也等于 2 m/s，故B、C错误。故选A。
第二部分
21. A， B
【解析】"余音绕梁，三日不绝"和夏日雷声轰鸣不绝主要是声音的反射现象引起的，而“隔墙有耳”和"空山不见人，但闻人语响"均属于波的衍射现象.
22. B， D
23. B， C
【解析】当两列波的前半个波（或后半个波）相遇时，根据波的叠加原理，在前半个波（或后半个波）重叠的区域里所有的质点振动的合位移为零，而两列波的后半个波（或前半个波）的波形保持不变，所以当它们相遇时可能出现的波形是B图。当两列波完全相遇（即重叠在一起）时，由波的叠加原理可知，所有质点振动的位移均等于每列波单独传播时引起的位移的矢量和，使得所有质点振动的位移加倍，所以当它们相遇时可能出现的波形是C图。故选B、C。
24. B， D
25. A， D
【解析】根据“上下坡”法可以判断，质点 P，Q 都首先沿 y 轴负向运动；两列波波速相等，经过 t=0.75 s，两波传播的路程都为 30 cm，但 P，Q 两质点并不沿 x 轴运动；
t=1 s 时刻，左边波传到 x=60 cm 处，右边波传到 x=40 cm 处，两波的波谷相遇在 M 点，叠加后质点 M 的位移为 −4 cm。
26. A， D
【解析】波的干涉示意图表示某一时刻两列相干波叠加的情况，形成干涉图样的所有介质质点都在不停地振动着，其位移的大小和方向都在不停地变化着。但要注意，对稳定的干涉，振动加强和减弱的区域的空间位置是不变的。a 点是波谷和波谷相遇的点，c 点是波峰和波峰相遇的点，都是振动加强的点；而 b，d 两点都是波峰和波谷相遇的点，是振动减弱的点，A正确；
e 点位于加强点的连线上，也为加强点，f 点位于减弱点的连线上，也为减弱点，B错误；
相干波源叠加产生的干涉是稳定的，不会随时间变化，C错误；
因形成干涉图样的介质质点也在不停地做周期性振动，故经半个周期步调相反，D正确。
27. B， D
28. A， B
【解析】题图中 B 、 D 均为振动加强点，E 位于 B 、 D 的连线上，故也是振动加强点，而 A 、 C 两点为波峰与波谷相遇，故是振动减弱点，A、B项正确.
题图中所示时刻，B 点偏离平衡位置 −4 cm，而 D 点偏离平衡位置 4 cm，故二者竖直高度差为 8 cm 、C项错误；
此时 E 处于平衡位置，再过 Δt=0.05 s=14T ， E 点离平衡位置的位移大小为 4 cm 、D错误。
第三部分
29. A， B， D
【解析】振动减弱点到两波源距离差等于半波长的奇数倍，根据 P 点所处虚线的位置可知，P 点到 S1 、 S2 的距离之差为 1.5λ，A对；两波源振动情况相同，故 P 点振幅为零，B对、C错；在 P 点合位移为零，故其中一列波的波峰传到 P 点时，另一列波的波谷也一定传到 P 点，D对。
30. A， B， D
【解析】两列波的波峰在 P 点相遇，说明 P 点是振动加强点，P 点振幅等于两列波的振幅之和，质点 P 的振幅最大，质点 P 振动加强，位移随时间做周期性变化，位移有时为零，有时最大，选项A、B、D正确。