人教版高中物理选修3-4重点题型巩固练习] 波的衍射、干涉 基础

人教版高中物理选修3-4

知识点梳理

重点题型（

常考知识点

）巩固练习

【巩固练习】

一、选择题

1．下列属于明显衍射现象的是（）．

A．隔墙有耳

B．池中假山前有水波，假山后无水波

C．河中芦苇后面没有留下无波的区域

D．在大山前喊话，多次听到自己的声音

2．关于衍射，下列说法正确的是（）．

A．发生衍射就是波传到障碍物或孔的后面

B．发生衍射的同时把波源的能量传播到“衍射”区域

C．衍射只有波才能发生

D．只有孔才能发生衍射，一块挡板不可能发生波的衍射

3．水波槽中放一带孔的挡板，一水波通过孔后，宽度基本与孔等宽，这是因为（）．

A．孔太宽B．孔太窄C．振源振动频率太小D．振源振动频率太大

4．下列现象或事实属于衍射现象的是（）．

A．风从窗户吹进来

B．雪堆积在背风的屋后

C．水波前进方向上遇到突出水面上的小石，石对波的传播无影响

D．晚上看到水中月亮的倒影

5．(2014淄博张店检测)如图所示，正中O是水面上一波源，实、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

C．阴影Ⅱ以外区域

B．阴影Ⅰ以外区域

D．阴影Ⅲ以外区域

6．已知空气中的声速为340m／s，下列波遇到宽度约为12m的障碍物能发生明显衍射现象的是（）．

b

A．周期为0.05s的声波B．波长为13m的声波

C．频率为104Hz的声波D．频率为6×1014Hz的电磁波

7．关于机械波，下列说法正确的是（）．

A．在传播过程中能传递能量B．频率由波源决定

C．能产生干涉、衍射现象D．能在真空中传播

8．关于两列波的稳定干涉现象，下列说法正确的是（）．

A．任意两列波都能产生稳定干涉现象

B．发生稳定干涉现象的两列波，它们的频率一定相同

C．在振动减弱的区域，各质点都处于波谷

D．在振动加强的区域，有时质点的位移等于零

9．两列波在某区域相遇，下列说法中正确的是（）．

A．两列波相遇时能够保持各自的状态互不干扰

B．由于这两列波相遇时叠加，当它们分开时波的频率、振幅都会发生变化

C．如果这两列波叠加以后使某些区域振动加强，某些区域振动减弱，那么这两列波发生干涉D．两列波重叠的区域里，任何一点的总位移都等于两列波分别引起的位移的矢量和

10．关于波的干涉，下列说法中错误的是（）．

A．只有横波才能产生干涉，纵波不能产生干涉

B．任何两列波，都能产生稳定的干涉

C．不管是横波还是纵波，只要叠加的两列波的频率相等，振动情况相同，相差恒定就能产生稳定的干涉

D．波长很小的波可以产生衍射，不能产生干涉

11．两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（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12-5-12所示，那么位于x=45m处的质点P第一次到达波峰的时间和第一次处于平衡位置的时间分别是（）．

A．1.50s，0.25s B．0.25s，0.75s C．0.50s，0.75s D．0.75s，0.25s

12．（2015唐山校级月考）两列沿相反方向传播的振幅和波长都相同的半波（如图甲），在相遇的某一时刻（如图乙）两列波“消失”，此时图中a、b质点的振动方向是()

A．a向上，b向下B．a向下，b向上

C．a、b都静止D．a、b都向上

二、填空题

13．（2014榆阳区校级月考）如图是某时刻t两列波的叠加图，S1、S2是相干波源，它们的振动情况完全相同，发出两列完全相同的水波，波峰、波谷分别用实线、虚线表示，振动加强的点是，振动减弱的点是（填B、C、D、E四个点）

三、解答题

14．一根细绳上正在传播着正立和倒立的两个三角形波A和B，设在t=0时波形如图甲所示，而在t=T时波形如图乙所示，试在图丙中画出t

T

4时的波形图．

15．如图所示，在同一均匀介质中有S

1

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，S

1

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（S1和S2除外）有几个？

（3）在该圆周上（S

1

和S2两波源除外）共有几个振动加强的点？

【答案与解析】

一、选择题

1．【答案】A、C

【解析】假山前有波，假山后无波，说明波没有绕过障碍物，因此不属于明显衍射现象，B项不正确．对着大山喊话，多次听到自己的声音是波的反射现象，D项不正确．

2．【答案】A、B、C

【解析】波在发生衍射时，其衍射区域的质点振动，因此具有能量．小孔和障碍物只要满足条件都能发生明显的衍射现象。D项不正确．

3．【答案】A、D

f

f = 6 ⨯1014 v = 2s ，a 、b 两波的波峰第一次传到 P 点，

a 【解析】波通过小孔后，衍射现象不明显，是由于孔太宽，或者波长太小，因此A 、D 两项正确． 4．【答案】C

【解析】风从窗户吹进来，是空气分子的运动，而不是波动；雪花的运动是质点的运动，也不是 波动，因此 A 、B 两项不正确．水中月亮的倒影是波的反射，不是衍射现象，因此 D 项不正确．

5．【答案】B

【解析】由题图中可直观看出，半波长为实虚两圆半径之差，且可看出挡板 A 的尺寸比波长大得

多，而小孔 B 与波长长度差不多。据波发生明显衍射的条件知道，该波在挡板A 处的衍射现象很不明

显，即可认为波沿直线传播，故Ⅰ区内水面无波形，故 A 、C 、D 选项不正确；该波的波长与小孔 B

差不多，能够产生明显的衍射，故在阴影区Ⅲ、Ⅱ之内，明显存在衍射波的波形，故 B 选项正确。

6．【答案】A 、B

【解析】根据发生明显衍射的条件可知：声波的波长应在12 m 左右，或比 12 m 大，因此 B 项正

确． λ A =vT=17 m ＞12 m ，所以 A 项正确． λ C =

v

= 3.4 ⨯10-2 m ，所以 C 项不正确．电磁渡的波长

λ c 3 ⨯10

8 D = = 5 ⨯10-7 m ，所以 D 项不正确．

7．【答案】A 、B 、C

8．【答案】B 、D

【解析】两列波叠加产生稳定干涉现象是有条件的，不是任意两列波都能产生稳定的干涉现象．一 个必要条件是两列波的频率相同，所以选项 A 是错误，选项 B 是正确的．在振动减弱的区域里，只是 两列波引起质点振动始终是减弱的，质点振动的振幅等于两列波的振幅之差．如果两列波的振幅相同， 质点振动的振幅就等于零，也不可能各质点都处于波谷，所以选项 C 是错误的．在振动加强的区域里， 两列波引起质点振动始终是加强的，质点振动的最剧烈，振动的振幅等于两列波的振幅之和．但这些 点始终是振动着的，因而有时质点的位移等于零，所以选项 D 是正确的．

9．【答案】A 、D 10．【答案】A 、B 、D

【解析】波都可以产生干涉与衍射现象，但只有相干波源才能看到干涉图样． 11．【答案】B

【解析】从题图上可知两波波长均为 λ =40 m ，故 T =

λ

均需要 t = 5 15

s = 0.25s ，而平衡位置传到 P 要 t ' = s = 0.75s ．

20 20

12．【答案】B

【解析】由波的叠加原理知，波在相遇时互不影响地相互通过，通过后各自保持原有的状态继续 传播。在图乙所对应的时刻， 的振动是由左行波引起的，b 的振动是由右行波引起的，根据波的传播 方向和质点的振动方向之间的关系可以判定选项 B 是正确的。

二、填空题

13．【答案】B 、D ；C 、E

【解析】S 1、S 2 是两个振动情况完全相同的波源，产生的波向四周传播，实线表示波峰，虚线表 示波谷。所以 C 、E 点是波峰与波谷相遇点，D 点是波峰与波峰相遇点，B 点是波谷与波谷相遇点。