2020-2021学年3.5 波的干涉与衍射复习练习题

3.5波的干涉与衍射同步练习2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．如图所示，实线表示波源S1、S2发出的两列水波的波峰位置，则图中（　　）

A．a、b均为振动减弱

B．a、b均为振动加强

C．a振动加强，b为振动减弱

D．a振动减弱，b为振动加强

2．如图所示，S1、S2是一对相干波源，实线表示波峰，虚线表示波谷，两列波振幅相等，关于一段时间内介质中各点的振动情况，下列说法正确的是（　　）

A．a点一直处于平衡位置 B．b点一直处于波峰位置

C．c点处于加强区 D．d点处于减弱区

3．两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

4．如图所示，在坐标原点O和x＝3m的A点有两个完全相同的振源，两个振源发出的横波波长均为1m，在y轴正方向上除O点外的振动加强的位置有（　　）

A．1处

B．2处

C．3处

D．（2n＋1）处（n＝0，1，2…）

5．如图所示的杨氏双缝干涉实验中，如果光屏上的P点是亮条纹，那么光波从缝S1、S2到P的光程差Δr应是（　　）

A．波长的整数倍 B．半波长的整数倍

C．只是波长的奇数倍 D．只是半波长的奇数倍

6．如图所示，沿x轴正方向传播的简谐横波传到A点时，沿x轴负方向传播的简谐横波传到B点，这时A、B两点的速度方向都是竖直向上.已知相距，这两列波的波长都是，各质点的振幅都是，且频率相同，继续传播后，两列波叠加，叠加后（P点距A点，Q点距A点）（       ）.

A．质点P的振幅为零 B．质点P的振幅为

C．质点Q的振幅为零 D．质点Q的振幅为

7．水面上有A、B两个质点振动情况完全相同的振源．在A、B连线的中垂线上有三个点a、b、c，已知某时刻a点是两列波波峰的相遇点，c是离a最近的两列波波谷的相遇点，b处于a、c连线上，如图所示，下列说法正确的是（     ）

A．a和c都是振动加强的点，b是振动减弱的点

B．a是振动加强的点，c是振动减弱的点

C．a和c此时都是振动加强点，经过一段时间，会变成振动减弱点

D．a、b、c都是振动加强点

8．两列简谐横波的振幅都是，传播速度大小相同，实线波的频率为，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，则下列说法错误的是（　　）

A．实线波和虚线波的频率之比为

B．平衡位置为处的质点此刻速度为零

C．平衡位置为处的质点此刻位移

D．从图示时刻起再经过，平衡位置为处的质点的位移

9．下列说法正确的是（　　）

A．单摆做简谐运动的周期与摆长成正比

B．做单摆运动的小球摆到最高处时加速度不为零

C．在同一种物质中，不同波长的光波传播速度都一样

D．人讲话的声波经过生活中尺寸为1米左右的障碍物时，不会产生明显的衍射现象

10．甲、乙两列机械波在同种介质中相向而行，甲波波源位于O点，乙波波源位于x=11m处，在t=0时刻所形成的波形与位置如图所示。已知甲的波速为0.4m/s，下列说法正确的是（　　）

A．乙的波速为0.8m/s

B．甲、乙两波相遇后不能形成稳定的干涉图像

C．甲的波谷经过13.75s与乙的波峰第一次相遇

D．振动减弱点的振幅为0，x=5m处是振动加强点

11．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

12．如图所示，一根长橡皮绳上波峰A向右传播，波谷B向左传播，它们的振幅、波长都相同，当它们完全相遇时，质点a、b、c、d的运动方向是（　　）

A．a、b向下，c、d向上

B．a、d静止，b向下，c向上

C．a、b向上，c、d向下

D．a、b、c、d都静止

13．一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图所示，介质中质元A的平衡位置在距坐标原点8cm处，质元B的平衡位置在距坐标原点16cm处．从该图象对应时刻算起，当质元A的运动状态与图示时刻质元B的运动状态相同，所需的最短时间为0.12s．则（　　）

A．该简谐横波的频率为Hz

B．从图示时刻起，质元A比质元B先回到平衡位置

C．介质中平衡位置=10cm处质点的振动方程为

D．该波传播中遇到宽度为2m障碍物能发生明显的衍射现象

14．甲，乙两列简谐横波在同一均匀介质中传播，甲波沿x轴正方向传播，乙波沿x轴负方向传播，t=0时刻两列波的波形图如图所示。已知波速v=8m/s，下列说法正确的是（　　）

A．波的频率f=0.5Hz

B．t=0时刻，x=4m与x=8m处的两质点振动方向相同

C．两列波叠加后，x=6m处为振动加强点

D．在t=0.5s时刻，x=5m处的质点第一次到达y=-7cm处

15．两波源、的振动频率均为，在同一均匀介质中的传播速度。下列说法正确的是（             ）

A．介质中一点P到波源的距离为，到波源的距离为，两列波在P点引起的振动总是加强的

B．介质中一点P到波源的距离为，到波源的距离为，两列波在P点引起的振动总是减弱的

C．若两波源振动情况始终相反，相遇时不能形成进干涉图样

D．若两波源振动情况始终相同，相遇时能形成进干涉图样

二、填空题（共4题）

16．（1）薄膜干涉是液膜前后两个面______的光共同形成的。

（2）不同位置液膜前后两个面的反射光的______不同，某些位置两列波叠加后相互______，出现亮条纹，另一些位置，两列波相互______，出现了暗条纹。

17．如图所示，S1、S2是两个振幅相等的相干波源，实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷，其中d点处于图示波峰和波谷的正中间位置．在a、b、c、d四点中，振动加强点有__，振动减弱点有__，此时恰处于平衡位置的有__．

18．两频率相同、振幅均为10cm的横波在传播过程中某一时刻叠加情况的俯视图如图所示。图中实线表示波峰，虚线表示波谷，质点沿垂直于纸面方向振动，则该时刻a、c两点的高度差为_____cm；b点是振动_____（选填“加强”或“减弱”）的点。

19．如图所示，在水波槽中放入两块挡板，挡板间留狭缝，调节挡板位置，可改变狭缝宽度现产生持续的平面波，且波长保持不变，观察下列两种情况下水波通过狭缝时的实验现象．

(1)调节狭缝的宽度，使其远大于水波的波长；

(2)调节狭缝的宽度，使其接近水波的波长。

三、综合题（共4题）

20．如图所示，S是水面波的波源，x、y是挡板，S1、S2是两个狭缝(SS1=SS2，狭缝的尺寸比波长小得多)，试回答以下问题：

(1)若闭上S1，只打开S2，会看到什么现象？

(2)若S1、S2都打开，会发生什么现象？

(3)若实线和虚线分别表示波峰和波谷，那么在A、B、C、D四点中，哪些点是振动加强点，哪些点是振动减弱点？

(4)若两列波单独传播时的振幅相等，都为A，现两列波同时传播。关于加强点的理解，小明认为：由于加强点始终加强，故加强点的位移始终是2A，他的说法对吗？为什么？

21．如图，挡板是固定的，挡板可以上下移动。现在把、两块挡板中的空隙当作一个“小孔”做水波的衍射实验，出现了图示中的图样，点的水没有振动起来。为了使挡板左边的振动传到点，可以采用什么办法？

22．如图所示，在均匀绳介质中，A、B是两个波源，A简谐运动表达式为xA=2sin（40πt）m，B简谐运动表达式为xB=3sin（40πt）m，均匀绳介质中M点与A、B两波源间的距离分别为8m和10m，两波源形成的简谐横波分别沿AM、BM方向传播，波速都是20m/s。求：

(1)简谐横波的波长；

(2)M点振动的振幅为多少，以及A、B之间有几个振动加强点？

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．D

2．A

3．C

4．B

5．A

6．C

7．D

8．B

9．B

10．C

11．D

12．A

13．C

14．D

15．D

16．     反射     路程差     加强     削弱

17．     bcd     a     ad

18．     40cm     加强

19．(1)无明显的衍射现象。

(2)有明显的衍射现象。

20．

(1)只打开S2时，波源S产生的波传播到狭缝S2时，由于狭缝的尺寸比波长小，于是水面波在狭缝S2处发生衍射现象，水面波以狭缝S2处为波源向挡板另一侧传播；

(2)由于SS1＝SS2，所以从波源发出的水波传播到S1、S2处时它们的振动情况完全相同，当S1、S2都打开时产生相干波，它们在空间相遇时产生干涉现象，一些地方振动加强，一些地方振动减弱，加强区与减弱区相互隔开，发生明显的干涉现象；

(3)质点D是波峰与波峰相遇处，是振动加强点；质点B是波谷与波谷相遇处，也是振动加强点，质点A、C是波峰与波谷相遇的地方，这两点是振动减弱点；

(4)不对；加强点的最大位移，即振幅是2A，但加强点也是做简谐运动的．若某时刻加强点处于波峰，经过，位移为0(处于平衡位置)，经过，处于波谷．位移是－2A，位移是时刻变化的。

21．N板上移或减小水波的频率

22．(1)1m；(2)5m，35个

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。