教科版 (2019)选择性必修 第一册5 波的干涉与衍射课后测评

3.5波的干涉和衍射同步练习2021—2022学年高中物理教科版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．两列平面简谐横波在空中叠加，其中简谐横波a（图中虚线所示）沿x轴正方向传播，简谐横波b（图中实线所示）沿x轴负方向传播，波速都是20m/s。t＝0时，这两列波的波动图像如图所示，那么位于x＝45m处的质点P第一次到达波峰的时刻和第一次处于平衡位置的时刻分别是 （     ）

A．1.50s，0.25s

B．0.25s，0.75s

C．0.50s，0.75s

D．0.50s，0.25s

2．在水面上有两个振幅和频率相同的波源和 ，开始起振时，两波源的振动方向相反，在两波源连线的中垂线上有三点，经过一段时间这三点都处于两列波的叠加区域内，如图所示，下列说法中正确的是（     ）

A．点是振动加强点，点是振动减弱点

B．点是振动加强点，点是振动减弱点

C．点此时刻振动加强，经过一段时间后变为振动减弱点，而点可能变为振动加强点

D．三点都是振动减弱点

3．音箱装饰布网既美观又能阻止灰尘进入音箱内部，但是它又有不利的一面，对于音箱发出的声音来说，布网就成了声波衍射的障碍物，造成了声音失真．有的生产厂家就把装饰布网安装了子母扣，这样听音乐时就可以把布网卸下来，从而获得高保真的听觉效果．听同样的音乐不卸下布网和卸下布网相比较，你认为声音损失掉的主要是（       ）

A．高频部分 B．低频部分 C．中频部分 D．不能确定

4．如图所示，S1、S2是振动情况完全相同的两个机械波波源，a、b、c三点位于S1、S2连线的中垂线上，且ab=bc。某时刻a是两列波波峰的相遇点，c是两列波波谷的相遇点，则（　　）

A．a处质点始终处于波峰 B．c处质点始终处于波谷

C．b为振动减弱点 D．c为振动加强点

5．甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中传播，甲波沿轴正方向传播，乙波沿轴负方向传播，时刻两列波的波形如图所示。已知波速，下列说法正确的是（　　）

A．波的频率

B．两列波波源的起振方向相同

C．在时刻，处质点第一次到达处

D．两列波相遇时，处质点第一次到达处

6．如图所示，在双曲线的两个焦点F1和F2上放置两个频率相同的波源，它们激起的波的波长为4 cm。就图中A、B、C、D四个质点的振动，下列说法正确的是（　　）

A．若A、B振动加强，则C、D振动一定减弱 B．若A、B振动加强，则C、D振动一定加强

C．A、B、C、D一定振动加强 D．A、B、C、D一定振动减弱

7．一只汽船以4 m/s的速度在无风的河面上航行，船上发出一声鸣笛，旅客在3 s后听到前方悬崖反射回来的声音，设声音在空气中的传播速度为340 m/s。则悬崖离汽船鸣笛的位置（　　）

A．504 m B．516 m C．1 008 m D．1 032 m

8．如图所示，是水平面上两列频率相同的波在某时刻叠加情况，图中实线为波峰波面，虚线为波谷波面，已知两列波的振幅均为2cm，波速均为2m/s，波长均为8m，E点是BD和AC连线的交点，下列说法正确的是（       ）

A．A、C两处质点是振动加强点

B．B、D两处质点在该时刻的竖直高度差为4cm

C．E点处质点是振动减弱的质点

D．经2s，B点处质点通过的路程是8cm

9．如图所示，为沿x轴正方向传播的一列简谐波在某时刻的波形图，其波速为200m/s，P是平衡位置为x=1m处的质点，Q是平衡位置为x=4m处的质点，下列说法中正确的是（　　）

A．图示时刻质点Q向下运动

B．从图示时刻开始，经过0.01s，质点P通过的路程一定为0.1m

C．若此波遇到另一列波并发生稳定干涉现象，则另一列波的频率一定为50Hz，振幅一定为10cm

D．若该波传播中遇到宽约4m的障碍物，能发生明显的衍射现象

10．如图，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 （且在图示范围内振幅不变）。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两点是振动加强点

B．B、D、E点是振动加强点

C．B、D两点在该时刻的竖直高度差8cm

D．t=0.05s时，E点离平衡位置的位移大小4cm

11．如图甲、乙分别为两列横波I、Ⅱ的振动图像，t=0时刻分别同时从图丙的A、B两点开始向四周传播，并在t=2s时恰好相遇，已知A、B相距0.8m，C为AB中点，D距A点0.15m，则下列说法错误的是（　　）

A．直线上A、B外侧均为振动加强点

B．直线上A、B间（不包括A、B点）共有8个振动加强点

C．t=4s内直线上C点通过的路程为零

D．t=3.75s时D点经平衡位置向下振动

12．两束单色光Ⅰ、Ⅱ从水下同一位置同一方向射向水面，只产生两束光线，光路图如图所示，则

A．两束光在水中传播时，光束Ⅱ的速度大于光束Ⅰ的速度

B．两束光在水中传播时波长一样

C．两束光线通过同一小孔时，光线Ⅰ的衍射现象更明显

D．光束Ⅰ从水中到空气中频率变大

13．已知空气中的声速为340m/s．现有几种声波：①周期为1/20s，②频率为104Hz，③波长为10m．它们传播时若遇到宽约为13m的障碍物，能产生显著的衍射现象的是(　 　)

A．①和② B．②和③ C．①和③ D．都可以

14．如图所示，均匀介质中两波源S1、S2，分别位于x轴上x1＝0、x2＝10m处，在t＝0时刻同时从各自平衡位置开始沿y轴正方向做简谐运动，周期均为T=1s，产生的机械波的传播速度均为v=4 m/s，振幅均为A＝2 cm．质点P位于x轴上xp＝4m处，设质点P从t＝0到t＝2.5s内通过的路程为L，在t＝3.25 s时刻的位置为y，则（  ）

A．L＝4 cm

B．L＝12 cm

C．y＝2 cm

D．y＝－2 cm

15．轻质弹性绳呈水平状，绳的中点为M，两端P、Q同时开始上下振动，一段时间后产生的波形如图，以下判断正确的是(   )

A．波源P的起振方向竖直向上

B．波源Q产生的波先到达中点M

C．波传至M点后，M点的振动始终加强

D．波源P的频率是波源Q的频率的两倍

二、填空题（共4题）

16．（1）波的衍射现象：波能______障碍物继续传播的现象，产生明显衍射现象的条件是缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差_______或者______波长。

（2）一切波都能发生衍射，它是波特有的现象。

17．几列波相遇时能够保持各自的运动特征，继续传播，在它们重叠的区域里，介质的质点______参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的______．

18．如图所示，时刻平静水面上的点和点受到同样的扰动开始做简谐运动，开始振动时的运动方向都竖直向下，频率都为，振幅都为，将两点由于受到扰动各自形成的水波都看成简谐横波，时，、两点连线上的点处的漂浮物（可视为质点）开始振动。已知与的距离为，与的距离为。则该简谐横波的波长为___________；点为振动___________（填“加强点”或“减弱点”）。

19．一条弹性绳子呈水平状态.M为绳子中点,两端P.Q同时开始上下振动,一小段时间后产生的波形如图所示,对于其后绳上各点的振动情况,以下判断正确的是_____(填正确答案标号)

A．两列波将同时到达中点M

B．M点的位移大小在某时刻可能为零

C．中点M的振动总是加强的

D．两列波波速之比为1:2

E绳的两端点P、Q开始振动的方向相同

三、综合题（共4题）

20．在双缝干涉实验中,用氦氖激光器作光源,其发出的红光频率为4.74×1014 Hz，从双缝射出的光的振动情况完全相同，它们到达光屏上某点的路程差为2531.6 nm.通过计算说明该点将出现怎样的干涉图样．

21．如图所示为两个相干波源某一时刻的干涉图样，实线表示波峰，虚线表示波谷，同一颜色表示属于同一波。图中a，b两点哪一个是振动加强点？从图所示时刻经过多长时间，点c偏离平衡位置的位移最小？

22．从两个波源发出的两列振幅相同、频率均为5Hz的简谐横波，分别沿x轴正、负方向传播，在某一时刻到达A、B点，如图中实线、虚线所示．两列波的波速均为10m/s．求

（i）质点P、O开始振动的时刻之差；

（ii）再经过半个周期后，两列波在x=1m和x=5m之间引起的合振动振幅极大和极小的质点的x坐标．

23．如图所示，均匀介质中两波源S1、S2分别位于x轴上x1=0、x2=14m处，t=0时两波源开始振动，波源S1的振动方程为y=3sin5πtcm，波源S2的振动方程为y=5sin5πtcm，质点P位于x轴上xP=4m处，已知质点P在t=0.4s时开始振动，求：

（1）这两列波在均匀介质中的波长；

（2）t=0至t=1.5s内质点P通过的路程。

参考答案：

1．B

2．D

3．A

4．D

5．C

6．B

7．B

8．D

9．D

10．C

11．A

12．C

13．C

14．A

15．A

16．     绕过     不大     小于

17．     同时     矢量和

18．     2     加强点

19．ABE

20．两束红光在该点振动加强,出现红色的明条纹

21．a是振动加强点；过 时间c质点到达平衡位置，位移最小。

22．（i）0.05s（ii）两列波在x=1m和x=5m之间引起的合振动振幅极大的质点的x坐标为：2m、3m、3m、4m、5m．合振动振幅极小的质点的x坐标为1.5m、2.5m、3.5m、4.5m．

23．（1）4m；（2）28cm