波的衍射和干涉 -高二物理课时同步练（人教版选修3-4）（原卷版）

选修3-4第十二章机械波第四节波的衍射和干涉一、多选题1．（2021·杭州市富阳区第二中学高二月考）将一根较长的弹性细绳沿x轴放置，左端记为坐标原点，将绳子拉平后，手握左端，以固定的频率和振幅上下抖动（简谐运动），如图1所示。从抖动开始计时，在t=0.3s时的波形如图2所示，下列说法正确的是（）A．手抖动绳的频率为2.5HzB．在t=0.75s时，A点的速度方向向上C．在0~0.3s的时间内，质点B经过的路程为6cmD．该列波遇到宽度为6m的障碍物时能发生明显衍射2．（2021·安徽池州市·高三一模）t=0时刻，位于O点的波源从平衡位置开始沿y轴方向做简谐运动，经0.5s形成如图所示的一列沿x轴正方向传播的简谐横波，此时振动恰好传播至质点P（5m，0），则下列说法正确的是（）A．t=0.15s时刻波源正在做加速运动B．0~1.1s时间内质点P经过的路程为6mC．t=1.3s时刻质点Q（10m，0）恰好处于波峰位置D．波源的振动方程为cmE.能与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率一定为2.5Hz3．（2021·浙江衢州市·高三二模）如图为某一种声波消音器的原理示意图。噪声由D1管道输入，经过空气腔室S，由D2管道输出。当某一频率为f的声波从声源传到空气腔室左侧的S1面时，恰好与右侧S2面反射回来的同频率的声波相消时，消音的效果最好。已知声波在空气腔室中传播的速度为v，下列说法正确的是（）A．该消音器是根据波的干涉原理设计的B．该消音器是根据波的多普勒效应设计的C．空气腔室长度l与声波频率f的关系满足（n=0，1，2，3……）时，消音效果最好D．空气腔室长度l与声波频率f的关系满足（n=1，2，3…）时，消音效果最好4．（2021·浙江温州市·高三二模）如图甲所示，A、B、P是同一水平面内的三个点，有两列性质相同且振动均沿竖直方向的横波Ⅰ、Ⅱ在同一介质中分别沿着和方向传播，已知A与P相距，B与P相距，在时刻，两列波同时分别传到A、B两点，A、B两点的振动图象如图乙、丙所示，在时刻，横波Ⅰ传播到P点，则以下说法正确的是（）A．两列波的波长均为 B．P点为振动减弱点且振幅为C．时P点在平衡位置且向下振动 D．内P点通过的路程为5．（2021·安徽高三月考）在同一介质中两列简谐横波沿轴以相同速度相向传播，波源分别位于和处，振幅均为，时刻波的图像如图所示，此时、的两个质点、刚好开始振动，、、的平衡位置坐标分别为、、，以下说法正确的是________。A．两列波恰好在点相遇B．两列波叠加能够发生干涉现象C．两列波叠加后点的位移始终为D．两列波叠加后点的位移始终为0E.两列波叠加后点振动周期为6．（2021·江西高三月考）如图所示，沿x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200m/s，关于这列波有以下说法，其中正确的是（）A．图示时刻，质点b正在向平衡位置移动B．从图示时刻开始，经过0.01s质点a通过的路程为0.4mC．这列波的频率为50HzD．若该波传播中遇到宽约3m的障碍物能发生明显的衍射现象E.此时刻质点b的振幅正在增大7．（2021·湖南衡阳市·高三一模）有一列沿轴传播的简谐横波，在某一时刻它的波形图如图甲所示，和是这列简谐横波上的两个质点，从该时刻起某同学记录下了质点在一段时间内的振动图像，如图乙所示。则下列说法正确的是（）A．该列简谐横波正以的速度沿轴负方向传播B．图甲所示时刻和两质点的速度都为零C．时质点距离平衡位置最远，其加速度最大，且沿轴正方向D．在内质点向左移动了E.该波在传播过程中若遇到直径的圆形障碍物，能发生明显衍射现象8．（2021·山东烟台市·高三一模）如图所示，沿水平x轴方向放置一根弹性轻绳，轻绳两端的坐标分别为x=0和x=12m，x轴上各点为弹性轻绳各个质点振动的平衡位置，现使轻绳上x=0与x=12m两端处的质点同时开始沿着竖直方向上下做简谐运动，一段时间后形成沿x轴方向相向传播的甲、乙两列简谐波，已知两列波在绳中的传播速度为1m/s，两列波振动的振幅都为A，在t=0时刻形成的波形如图所示。下列说法中正确的是（）A．甲、乙两列波波源振动的频率之比为1︰2B．t=5s时刻，x=5m处质点处于平衡位置C．两列波波源的起振方向相反D．在t=0到t=4s时间内，x=7m处质点运动的路程为4A二、单选题9．（2021·山东高三其他模拟）如图甲为一列简谐横波在时的波形图，图乙是质点a的振动图像，下列说法正确的是（）A．该波向x轴负方向传播B．该波波速为2m/sC．该波碰到尺寸为120m的障碍物不能发生衍射现象D．该波碰到频率为0.25Hz的波能发生干涉10．（2021·江苏南京市·高二月考）两列波长相同的水波，发生干涉现象，某一时刻，两列波的波峰和波谷如图所示（实线为波峰，虚线为波谷）。则（）A．质点A的位移始终最大B．质点C始终在波谷C．质点C的振动始终加强D．质点B始终处在平衡位置11．（2021·江苏南京市·高二月考）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的振动速度为零12．（2021·辽宁大连市·高三一模）p、q两列简谐横波在同一均匀连续介质中沿+x方向传播，振幅为5cm，波速为v=10m/s。在t=0时刻的波形如图所示，则（）A．此时x=-1.5m处质点的位移为-5cmB．此时x=-1.0m处的质点正沿-y方向振动C．p、q两列波的波长之比为2：3D．p、q两列波能形成稳定的干涉图样13．（2021·江苏苏州市·常熟中学高二月考）如图所示，甲为一列简谐波在t=3.0s时刻波的图像，Q为x=4m的质点。乙为甲图中P质点的振动图像，则下列说法正确的是（）A．此波沿x轴正方向传播B．t=8.0s时，P质点的位移为2cmC．若障碍物的尺寸大于12m，则该波不能发生明显衍射现象D．该波能与另一列频率为4Hz的简谐波发生稳定的干涉现象14．（2021·江苏省震泽中学高二月考）下列四幅图中关于机械振动和机械波的说法正确的是A．粗糙斜面上的金属球m在弹簧作用下的运动是简谐运动；B．单摆的摆长为L，摆球的质量为m、位移为x，此时回复力为（摆角较小）：C．一列水波经过孔时可以发生射，若增大AB，则衍射现象会更明显D．两列振幅均为1cm的相干水波某时刻的波峰和波谷位置（实线表示波峰，虚线表示波谷），图示时刻A、B两点的竖直高度差为2cm15．（2021·浦东新区·上海师大附中高三月考）两列振幅相同的相干水波如图所示，其中实线为波峰、虚线为波谷，点是连线的中点，则再过个周期（）A．点变为振动加强点B．点变为振动减弱点C．点处于平衡位置且向下运动D．点处于平衡位置且向下运动16．（2021·苏州新草桥中学高一月考）以下关于波的衍射的说法，正确的是（）A．波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象B．当障碍物的尺寸比波长大得多时，会发生明显的衍射现象C．当孔的大小比波长小时，会发生明显的衍射现象D．通常讲话产生的声波，经过尺寸为1mm左右的障碍物时会发生明显的衍射现象三、填空题17．（2021·河南许昌市·高三一模）一振动片以某一频率做简谐振动时，固定在振动片上的两根细杆同步周期性地触动水面上的a、b两点，两波源发出的波在水面上形成稳定的干涉图样。c是水面上的一点，a、b、c间的距离均为L，ce连线垂直ab连线，bc连线上的d点到c的距离为，ce连线与ad连线相交于f点，如图所示。已知两波源发出的波的波长为。则d点是振动______，f点是振动______。（均选填“加强点”或“减弱点”）18．（2020·上海黄浦区·）如图所示，操场上有两个振动情况完全相同的扬声器均发出频率为f=34Hz的声音，已知空气中声速=340m/s，则该声波的波长为____m，图中ED=16m，DF=9m，CD=12m，则观察者在C处听到的声音是_____（填写“减弱的”或“加强的”）。四、实验题19．（2020·全国高三课时练习）(1)在利用发波水槽得到水面波形的实验中:(1)下图为利用发波水槽得到的水面波形图，a图样是水面波的________现象，b图样是水面波的________现象．(2)如图所示用实线表示波峰，虚线表示波谷来描述波的干涉图样，两列波的振幅都为10cm，波速和波长分别为1m/s和0.2m，C点为AB连线的中点．则图示时刻C点的振动方向________(选填"向上”或“向下”)，从图示时刻再经过0.25s时，A点经过的路程为________cm．20．（2020·全国高三课时练习）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。五、解答题21．（2021·陕西西安市·西安中学高三其他模拟）如图所示，在操场平面内建立平面直角坐标系，平面内有一半径为R=10m的圆形轨道，圆心在O处，A、B分别为圆上两点。现于A（-10m，0）、B（10m，0）两点分别安装了两个扬声器。两个扬声器连续振动发出简谐声波，其振动图像如下图所示。已知声波在空气中的传播速率为v=340m/s，两波频率均为f=68Hz，振幅相等。试求：（1）一同学从B点沿直线运动到A点（不含A、B点），该同学有几次听不到声音及听不到声音的位置坐标；（2）一同学