高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第3节 波的干涉和衍射当堂检测题

3.3波的干涉和衍射同步练习2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．关于电磁波和机械波的说法中不正确的是（　　）

A．电磁波和机械波在真空中都能进行传播

B．电磁波和机械波在传播中：速度=波长x频率

C．电磁波和机械波都能发生干涉和衍射现象

D．电磁波和机械波都能够传递能量和信息

2．下列关于波的干涉和衍射说法正确的是（　　）

A．在干涉现象中，振动加强点的位移总比减弱点的位移要大

B．光的干涉和衍射都是光波叠加的结果

C．只有当障碍物或孔的尺寸可以跟波长相比，甚至比光的波长还小时，才能产生光的衍射现象

D．用单色光做双缝干涉实验时，将双缝中某一缝挡住，屏上不再出现亮、暗相间的条纹， 而是一片亮斑

3．同一介质里的两列简谐横波的振幅都是20cm，传播速度大小相同。实线波的频率为2Hz，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=6m处的质点此刻速度为零

C．平衡位置为x=8.5m处的质点此刻位移y>20cm

D．从图示时刻起再经过0.25s，虚线波向左传播了个波长的距离

4．关于机械波的干涉和衍射，下列说法正确的是

A．有的波能发生衍射现象，有的波不能发生衍射现象

B．产生干涉现象的必要条件之一，就是两列波的频率相等

C．只有障碍物的尺寸与波长相差不多或小得多时，才能发生衍射现象

D．在干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移始终保持最大

5．两列简谐横波的振幅都是20cm，传播速度大小相同。实线波的频率为2Hz。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．虚线波的传播速度为6m/s

C．实线波和虚线波的频率之比为3：2

D．平衡位置为处的质点此时刻速度为零

6．如图所示，实线和虚线分别表示振幅、频率、振动方向均相同的两列波的波峰和波谷，图示时刻，M点是波峰和波峰相遇点。下列说法中正确的是（　　）

A．M点振动加强，O点振动减弱

B．N、P两质点始终在平衡位置

C．M质点始终在波峰

D．从图示时刻起，经过周期，M点移动到O点

7．如图甲所示，振动方向相同的两横波，横波1沿方向传播，B点的振动图象如图乙所示；横波2沿方向传播，C点的振动图象如图乙所示，P与B相距，P与C相距，波速都为。两横波在P处相遇，P点振幅为（　　）

A． B． C． D．

8．如图，（a）为一波源的共振曲线，（b）图中的a表示该波源在共振状态下的振动形式沿x轴传播过程中形成的机械波在t=0时刻的波形曲线．则下列说法错误的是（   ）

A．（a）图中，若驱动力周期变小共振动曲线的峰将向频率f大的方向移动

B．（b）图中，波速一定为1.2m/s

C．（b）图中，a、b波形时间间隔可能为2.5s

D．（b）图中，遇到宽度为2m的狭缝能发生明显的衍射现象

9．在水波的衍射实验中,若打击水面的振子振动的频率是5Hz,水波在水槽中的传播速度是0.05m/s,为观察到显著的衍射现象,小孔直径d，应为（   ）

A．10cm B．5m C．d＞1cm D．d≤1cm

10．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

11．位于水面上的波源S1、S2产生两列周期均为T、振动方向相同、振幅均为A的相干波，实线、虚线分别表示在同一时刻它们所发出的波的波峰和波谷，如图所示，a、b、c、d、e是水面上的五个点，其中有一小树叶（未画出）位于d处，下列说法正确的是（　　）

A．b点的振动加强，d点的振动减弱

B．一段时间后，小树叶被水波推至b处

C．e点在某时间内也会振动

D．若波源S2突然停止振动，之后的2T内，b点通过的路程为16A

12．如图所示，两列水波波源和的振幅分别为和A，某时刻它们形成的波峰和波谷分别由实线和虚线表示。下列说法正确的是（　　）

A．两列波在相遇区域发生干涉 B．波谷和波谷相遇处位移为零

C．C点的位移始终为零 D．此刻C点和B点的位移大小分别是A和

13．2019年4月10日人类第一次发布了世界上首张黑洞图像，利用了射电望远镜对电磁波的捕捉．下列关于波的说法，正确的是

A．两列波叠加一定会出现稳定的干涉图样

B．在干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移始终保持最大；振动减弱区域的质点，其位移始终保持最小

C．只有障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或小得多，波才能发生衍射

D．当波源远离接收者时，接收者接收到的波的频率比波源频率低

14．小河中有一个实心桥墩P，A为靠近桥墩浮在水面上的一片树叶，俯视图如图所示，小河水面平静。现在S处以某一频率拍打水面，要使形成的水波能带动树叶A振动起来，可以采用的方法是（　　）

A．无论怎样拍打，A都能振动起来 B．无论怎样拍打，A都不会振动起来

C．降低拍打水面的频率 D．提高拍打水面的频率

15．一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2Hz，现让长绳两端P、Q同时以相同的振幅A上下各振动了一个周期，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1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4m/s

C．由P振源产生的波后到达振动系统

D．两列波相遇时，在相遇区域会产生干涉现象

二、填空题（共4题）

16．由发生明显衍射现象的条件可知：波的波长越________（填“长”或“短”），障碍物、小孔或狭缝的尺寸越_________（填“大”或“小”），衍射现象越明显。

17．同一介质中相向传播的两列简谐横波在某一时刻的波形如图所示，此时两列波分别向右传至x＝4 m和向左传至x＝8 m处，它们的振幅均为5cm．从此刻起经0.

25s，x＝2m处的质点A恰第1次到达波峰，则该两列波波速v＝______m／s，令它们相遇时t＝0，则x＝6 m处质点的振动方程为y＝_____________．

18．稳定干涉条件

（1）两列波的______必须相同．

（2）两个波源的______必须保持不变．

19．如图所示，一简谐横波在某区域沿x轴传播，实线a为t=0时刻的波形图线，虚线b为t=Δt时刻的波形图线，已知该简谐横波波源振动的频率为f=2.5Hz，虚线b与x轴交点P的坐标xp=1m．下列说法中正确的是

A．这列波的传播速度大小一定为20m/s

B．这列波一定沿x轴负向传播

C．可能有Δt=1.45s

D．可能有Δt=0.85s

E.若该列波遇到宽度为6m的障碍物能发生明显的衍射现象

三、综合题（共4题）

20．甲、乙二人分乘两只船在湖中钓鱼，两船相距24 m，有一列水波在湖面上传播，使每只船每分钟上下浮动10次，当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有一个波峰，则此水波的波长为多少？波速为多少？若此波在传播过程中遇到一根竖立的电线杆，是否会发生明显的衍射现象？

21．如图所示，在同一均匀介质中有S1和S2两个波源，这两个波源的频率、振动方向均相同，且振动的步调完全一致，S1与S2之间相距为4m，若S1、S2振动频率均为5Hz，两列波的波速均为10m/s，B点为S1和S2连线的中点，今以B点为圆心，以R=BS1为半径画圆。

(1)该波的波长为多少？

(2)在S1、S2连线上振动加强的点有几个，它们距S1的距离为多少？

(3)在该圆周上(S1和S2两波源除外)共有几个振动加强的点？

22．甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿轴正向和负向传播，波速度均为。两列波在时的波形曲线如图所示，求：

（1）时，介质中偏离平衡位置位移为的所有质点的坐标；

（2）从开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为的质点的时间。

23．向水面上扔一个石块，形成如图所示的波形，已知相邻实线间的距离等于一个波长，不考虑水波的反射，试大致画出水波通过图甲的孔和以及遇到图乙中障碍物和之后的传播情况。

参考答案：

1．A

2．B

3．C

4．B

5．C

6．B

7．A

8．A

9．D

10．C

11．D

12．D

13．D

14．C

15．C

16．     长     小

17．     4    

18．     频率     相位差

19．ADE

20．λ=16m，v=，会发生明显的衍射现象

21．(1)2m；(2)3个，1m，2m，3m；(3)6个

22．(1) ；(2)t=0.1s

23．

由题图可知，孔A和障碍物D跟波长相比相差不多，因此，从孔A传出的波和遇障碍物D之后的波均有明显的衍射现象；孔B和障碍物C跟波长相比相差较大，因此，从孔B传出的波和遇障碍物C之后的波无明显的衍射现象，在画通过孔A的衍射波时要强调画出的同心半圆都是以孔A为圆心的；遇障碍物D之后波的传播并没有受影响；而从孔B传出的波和遇障碍物C之后的波只沿直线传播，所以从孔A、B传出的波和遇障碍物C、D之后的波如图所示。