高考物理一轮复习 考点巩固卷50 波的干涉和衍射（解析版）

考点巩固卷50波的干涉和衍射建议用时：50分钟考点序号考点题型分布考点1波的干涉5单选+5多选考点2波的衍射5单选+5多选考点01：波的干涉（5单选+5多选）一、单选题1．（2023·福建福州·福建省福州第一中学校考二模）某人在池塘边演示波的干涉现象。把两个气球分别绑在两根木棍上，两手分别握着木棍，让两气球均匀拍打水面。两个气球相当于两个波源，观察水面发生的现象。下列说法正确的是（）A．若两个气球拍打水面的步调刚好相反，则不能观察到水波的干涉现象B．若两个气球拍打水面的振幅不同，则不能观察到水波的干涉现象C．若一个气球拍打水面的频率是另一个的2倍，则不能观察到水波的干涉现象D．若两个气球同时停止拍打水面，则水面上的干涉图样会立即消失【答案】C【详解】A．两个气球振动形成的两列水波的频率等于气球拍打水面的频率，若两个气球拍打水面的步调刚好相反，则两列水波的频率仍然相同，能在水面上观察道水波的干涉现象，故A错误；B．若两个气球拍打水面的振幅不同，但频率相同时，仍能观察到水波的干涉现象，只不过振动减弱点的振幅不为零，故B错误；C．频率不同的两列波无法产生稳定的干涉现象，因此若一个气球拍打水面的频率是另一个的2倍，则不能观察到水波的干涉现象，故C正确；D．若两个气球同时停止拍打水面，则已形成的水波会继续在水面上传播，水面上的干涉图样不会立即消失，故D错误。故选C。2．（2023·湖南长沙·长郡中学校考二模）如图所示，两位同学分别拉一根长为的水平绳两端，两同学同时抖动绳子两端，使开始在竖直方向做简谐振动，产生沿绳传播的两列波。开始振动开始计时，时刻，两列波恰好分别传播到两点，波形如图所示，则（）

A．两列波起振方向相反B．两列波在相遇的区域内能产生干涉现象C．从开始振动到两列波刚好相遇，质点A运动的路程为D．时刻处的质点偏离平衡位置的位移为【答案】C【详解】A．图示时刻两列波恰好传播到两点，根据上下坡法可得两点起振方向竖直向上，因此两列波起振方向相同，故A错误；B．由图可知，两列波的频率不同，不能产生干涉现象，故B错误；C．根据题意可知，两列波传播速度相同，大小为则从开始振动到两列波刚好相遇所用时间为由图可知，端产生的波的周期为则质点A运动的路程为故C正确；D．根据题意可知，左侧波源振动传播到处所用时间为则时，处的质点振动了，左侧波源引起处的质点振动方程为则左侧波源引起处的质点振动产生的位移为右侧波源振动传播到处所用时间为则时，处的质点振动了，右侧波源的振动周期为，则右侧波源引起处的质点振动位移为根据波的叠加原理可得位移为故D错误。故选C。3．（2023·湖北·模拟预测）如图甲所示，在平面内有两个波源（，）和（4m，），两波源做垂直于平面的简谐运动，其振动图像分别如图乙和图丙所示，两波源形成的机械波在平面内向各个方向传播，波速均为。平面上有A、B两点，其位置坐标分别为A（，），（，），则（）

A．两波源形成的波不同，不能产生干涉现象B．图中点A（，）的振幅为C．AB连线上有一个振动加强点D．两波源的连线上有11个振动加强点，它们的位移大小始终是6m【答案】C【详解】A．由图乙、图丙可知两列波的周期都为，则两列波的频率都为可知两列波的频率相同，相位差恒定，可形成稳定的干涉现象，故A错误；B．两列波的波长均为A点到两波源的波程差为由于两波源的起振方向相反，可知A点为振动减弱点，故A点的振幅为故B错误；C．点到两波源的波程差为由于两波源的起振方向相反，可知A、两点均为振动减弱点，而两波源到A点波程差为，两波源到点波程差为，因此A、连线上有一个波程差为的点，该点为振动加强点，故C正确；D．两波源的连线上（不含波源）点与两波源的波程差满足由于两波源的起振方向相反，可知当波程差满足时，该点为振动加强点，则有可知两波源的连线上有12个振动加强点，它们的振幅为，位移在到之间变化，故D错误。故选C。4．（2023·山东济南·山东师范大学附中校考模拟预测）如图两列简谐横波，甲波波源位于原点并沿x轴正方向传播，乙波波源位于处并沿x轴负方向传播，波速均为，两个波源的振幅均为。如图所示为时刻两列波的图像，此刻平衡位置在和处的两质点刚开始振动。质点M的平衡位置位于处，下列说法正确的是（）

A．甲波比乙波早起振B．时，质点P的位移为C．时间内，质点P经过的路程为D．质点M位移始终为零【答案】C【详解】A．根据题意，由公式可知，甲波传到点的时间为乙波传到点的时间为则甲波比乙波早起振故A错误；B．根据题意，由公式可知，时，甲波质点的振动形式传播到点，位移为乙波处质点的振动形式传播到点，位移为由波的叠加原理可知，此时点的位移为故B错误；C．根据题意，由图可知，甲波的振幅为，波长为，由公式可得，周期为，由公式可知，时，乙波恰好传播到点，则时间内，质点的振动的路程为故C正确；D．由图可知，质点到、两点距离相等，由同侧法可知，甲、乙波的起振方向均为沿轴正方向，则点位振动加强点，则质点M位移不始终为零，故D错误。故选C。5．（2023·浙江温州·乐清市知临中学校考模拟预测）如图所示，波I和波II的振动方向相同，并在同一介质中传播。时，波I传至A点，其振动图像如图2所示，波II传至B点，其振动图像如图3所示。已知A、C间距为2m，B、C间距为1.5m；时，波I传至C，则（）

A．波I的频率B．波II的波速C．波I和波II传到C点时，其合振幅为15cmD．5s内C点的路程为30cm【答案】D【详解】A．由图2可知，波I的周期为2s，则其频率为，故A错误；B．已知A、C间距为2m，时，波I传至C，由此可知波I的波速为而波I和波II在同种介质中传播，因此其波速相同，即波II的波速为，故B错误；C．波II传播到C点的时间为可知波II先传播到C点，使质点C先振动了1s后波I才恰好传播至C点，而由图3可知，波II的周期为2s，起振方向与波I相同，均向上起振，则时，由波II在C点引起的振动使C点恰好振动了半个周期后回到平衡位置，之后将向下振动，而波I的振动此刻恰好传播到C点，将使C点的质点向上振动，可知两列波传播到C点使质点C振动减弱，其合振幅为或解释为：两列波的频率相同，相位差恒定，可发生稳定干涉，且振动方向相同，而两列波到C点的波程差为波长的奇数倍，则C点振动减弱，故C错误；D．时波II传播到C点，从到，质点C的路程为时两列波在C点发生干涉，振动减弱，但周期不变，则从到质点C的路程为可得质点C在5s内的路程为故D正确。故选D。二、多选题6．（2023·湖南衡阳·衡阳市八中校考模拟预测）在某一均匀介质中由波源O发出的简谐横波在x轴上传播，某时刻的波形如图，其波速为5m/s，则下列说法正确的是（）

A．此时（，）、（，）两点运动方向相同B．能与该波发生干涉的横波的频率一定为3HzC．波的频率与波源的振动频率无关D．从图示时刻开始，Q点的振动方程可以表示为【答案】AD【详解】A．根据波形平移法可知，此时、两点的振动方向均沿轴负方向，故A正确；B．由图可知波长为，则周期为该波的频率为可知能与该波发生干涉的横波的频率一定为，故B错误；C．因波源振动一个周期波传播一个波长的距离，故波的频率与波源的振动频率相同，故C错误；D．根据波形平移法可知，此时Q点从平衡位置沿轴负方向振动，从图示时刻开始，Q点的振动方程可以表示为故D正确。故选AD。7．（2023·吉林长春·东北师大附中校考模拟预测）两列简谐横波的振幅都是10cm，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．实线波和虚线波的频率之比为2：3B．平衡位置为x=6m处的质点此刻速度方向为沿y轴正方向C．平衡位置为x=8.5m处的质点此刻位移y=10cmD．从图示时刻起再经过0.25s，平衡位置为x=5m处的质点的位移y<0【答案】BD【详解】A．根据可知实线波和虚线波的频率之比为3：2，故A错误；B．根据上下坡法可知，实线波平衡位置为x=6m处的质点沿y轴正方向运动，虚线波平衡位置为x=6m处的质点沿y轴正方向运动，可知平衡位置为x=6m处的质点此刻速度方向为沿y轴正方向，故B正确；C．实线波平衡位置为x=8.5m处的质点的位移为，虚线波平衡位置为x=8.5m处的质点的位移为，根据位移的叠加可知平衡位置为x=8.5m处的质点此刻位移大于10cm，故C错误；D．实线波的频率为2Hz，周期为，虚线波的周期为，从图示时刻起再经过0.25s，实线波平衡位置为x=5m处的质点位于波谷，虚线波平衡位置为x=5m处的质点位于y轴上方，不在波峰，根据位移的叠加可知平衡位置为x=5m处的质点的位移y<0，故D正确。故选BD。8．（2023·安徽六安·安徽省舒城中学校考模拟预测）在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速，已知时刻，波刚好传播到坐标x1=40m处，如图所示，在坐标x2=400m处有一接收器（图中未画出），则下列说法中正确的是（  ）

A．波源开始振动时方向沿y轴负方向B．从开始经0.15s，的质点运动的路程为0.6mC．接收器在时才能接收此波D．若该波与另一列频率为5Hz沿x轴负方向传播的简谐横波相遇，不能产生稳定的干涉图样【答案】ABD【详解】A．波沿x轴正方向传播，运用波形平移法可知，由图中处质点的起振方向为沿y轴负方向，则波源开始振动时方向也沿y轴负方向，故A正确；B．由图读出波长为周期为由于从开始经0.15s时的质点运动的路程故B正确；C．接收器与的距离为波传到接收器的时间为故C错误；D．若该波频率为10Hz，与另一列频率为5Hz沿x轴负方向传播的简谐横波相遇，频率不同，不能产生稳定的干涉图样，故D正确。故选ABD。9．（2023·安徽滁州·安徽省定远中学校考模拟预测）如图甲所示，A、B、C是介质中的三个点，A、C间距为，B、C间距为1m，两个波源分别位于A、B两点，且同时从时刻开始振动，振动图像如图乙所示。已知A点波源振动形成的波长为2m。则（）A．A点波源振动形成的波在此介质中波速为B．B点波源振动形成的波长为1.5mC．A、B中点是振动加强点D．时C点位移为-7cm【答案】AD【详解】A．根据乙图可知，A点波源振动的周期为0.4s，故形成的波在此介质中波速为选项A正确；B．同种介质中，两列波的传播速度相等，故B的波速也为5m/s，根据乙图可知，B点波源振动的周期为0.6s，B点波源振动形成的波长为选项B错误；C．由于两列波的周期不同，在同一位置不同时刻振动的叠加效果不同，A、B中点不是振动加强点，故选项C错误；D．根据乙图可知，A点波源的振动波在C的振动位移关系为B的振动位移图像为将t=2.15s代入得选项D正确。故选AD。10．（2023·海南省直辖县级单位·嘉积中学校考模拟预测）如图甲所示，在同一均匀介质中波源、相距5m，在时，同时向外发出两列相干波，波源处的质点的振动图像均如图乙所示。在以、连线为直径、O为圆心的圆周上有A、B两点，且，B点在、连线中垂线上，两列波在介质中传播速度大小均为。则下列判断正确的有（）

A．甲、乙两列波在介质中的波长为5mB．在时，A处质点处于波峰C．B点为振动加强点，且始终处于波峰位置D．A点为振动加强点，振幅为1cm【答案】BD【详解】A．由图可知波的传播周期为所以波长A错误；B．处波传播至A点用时处波传播至A点用时因此在时，只有处波到达A点，并且使A处质点振动，所以此时A点应该处于波峰，B正确；C．由于、为同相位波源，且所以B点为振动加强点，但B点是处于振动状态，并非一直处于波峰，C错误；D．由于所以A点为振动加强点，振幅为1cm，D正确。故选BD。考点02：波的衍射（5单选+5多选）一、单选题1．（2023·海南·统考模拟预测）一列沿轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形图如图所示，此时波的前端恰好传到质点，质点平衡位置的坐标为为波上的一点，质点平衡位置的坐标为，该波的波速为，下列说法正确的是（）

A．波源的起振方向沿轴负方向 B．质点的振幅比质点的振幅大C．内质点通过的路程为 D．该波很容易绕过宽度为的障碍物【答案】D【详解】A．根据周期性，质点的起振方向喝波源的起振方向相同，根据同侧法可知波源的起振方向沿轴正方向,A错误；B．P、Q两质点的振幅相同，都为8cm，故B错误C．由图可知波长为，周期为即时间内质点通过的路程C错误；D．该波波长为，很容易绕过宽度为的障碍物，D正确。故选D。2．（2023·安徽滁州·安徽省定远中学校考模拟预测）如图甲所示，、和是同一水平面内的三个点，沿竖直方向振动的横波Ⅰ在介质中沿方向传播，与相距40cm，点的振动图像如图乙所示；沿竖直方向振动的横波Ⅱ在同一介质中沿方向传播，与相距50cm，点的振动图像如图丙所示。在时刻，两列波同时分别经过、两点，两列波的波速都为20cm/s，两列波在点相遇，则以下说法不正确的是（）A．两列波的波长均为20cmB．点是振幅是为10cmC．4.5s时点在平衡位置且向下振动D．波遇到20cm的障碍物将发生明显衍射现象【答案】B【详解】A．由图知，两列波的周期都是由得波长故A正确；B．因为而时刻两波的振动方向相反，则是振动加强的点，振幅等于两波振幅之和，即为，故B错误；C．波从传到的时间为波从传到的时间为在时刻，横波Ⅱ与横波Ⅰ两波叠加，质点经过平衡向下运动，在时刻，经过了两个周期，质点经过平衡向下运动，故C正确；D．依据明显衍射条件，因遇到的障碍物，将发生明显的衍射现象，故D正确。本题选择不正确的，故选B。3．（2023·江苏南京·模拟预测）如图，挡板M固定，挡板N可以上下移动，现在把M、N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，P点的水没有振动起来。为使挡板左边的振动传到P点，可以采用的办法是（）

A．挡板N向下平移一段距离B．增大波源振动频率C．挡板M和N向右移动一段距离D．波源向左匀速移动【答案】D【详解】ABC．P点的水没有振动起来，说明P点波没有明显衍射过去，原因是MN间的缝太宽或波长太小，因此若使P点的水振动起来，可采用N板上移减小小孔的间距，也可以增大水波的波长，即减小振源的频率，故ABC错误；D．波源向左匀速移动时，设该水波波源未移动时的传播速度为v，波源移动的速度为u，根据多普勒效应可知波源向左匀速移动后M、N两块挡板中的空隙接收到的波的频率为可知M、N两块挡板中的空隙接收到的水波的频率减小了，水波波长增大，可以使P点的水振动起来，故D正确。故选D。4．（2023·广东汕头·汕头金山中学南区学校校考三模）两束单色光a、b分别沿半径方向由空气射入半圆形透明介质中，如图所示。出射光从圆心O点射出时，合成一束复色光c。下列说法正确的是（

）

A．b光的折射率比a光小B．b光的频率比a光大C．b光比a光更容易发生明显衍射现象D．由该介质入射到空气，b光发生全反射的临界角比a光大【答案】B【详解】AB．从该介质射向空气中时，出射角相同设为，a光的的入射角设为，b光的入射角设为，则由折射定律可知两束光在该介质中的折射率分别由图知可得而折射率越大则光的频率就越大，A错误，B正确；C．由于b光的频率大于a光的频率，由可知b光的波长小于a光的波长，而波长越长的波相对而言更容易发生衍射现象，因此a光更容易发生明显衍射现象，故C错误；D．根据全反射临界角与折射率的关系式可知，折射率越小，临界角越大，由此可知，a光发生全反射的临界角比b光的大，故D错误。故选B。5．（2023·江苏南通·统考模拟预测）甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播，两列波在时的部分波形曲线如图所示。则（）A．该时刻，处的质点的位移为零B．该时刻，处的质点沿y轴负向运动C．处的质点一直不振动D．两列波遇到宽度为4m的障碍物时不能发生明显的衍射现象【答案】C【详解】AB．由图可知，该时刻，两列波在处的质点均沿y轴正向运动，且位移均为正，则处的质点的位移不为零，质点沿y轴正向运动，故AB错误；C．由图可知，两列波在处的质点振动相位差为，则此点为振动减弱点，质点一直不振动，故C正确；D．由图可知，两列波的波长为，遇到宽度为4m的障碍物时能发生明显的衍射现象，故D错误。故选C。二、多选题6．（2023·重庆巴南·重庆市实验中学校联考一模）振源S在O点做沿竖直方向的简谐运动，频率为5Hz，t=0时刻向右传播的简谐横波如图所示。则以下说法正确的是（）

A．该横波的波速大小为10m/sB．t=0时，x=1m处的质点振动方向向下C．t=0.5s时，x=3m处的质点处在平衡位置且振动方向向下D．传播过程中该横波遇到小于1m的障碍物或小孔都能发生明显的衍射现象【答案】ACD【详解】A．从图中可知波长为故波速为故A正确；B．根据上下坡法可得，t=0时，x=1m处的质点振动方向向上，故B错误；C．简谐横波振动周期为则时，满足=所以x=3m处质点与t=0时x=2m处质点的振动方向相同，t=0时x=2m处质点的振动方向向下，所以t=0.5s时，x=3m处的质点处在平衡位置且振动方向向下，故C正确；D．当障碍物的尺寸、孔的宽度与波长接近或者比波长更小时，有明显的衍射现象发生，因此当波长为2m的横波遇到小于1m的障碍物或小孔都能发生明显的衍射现象，D正确；故选ACD。7．（2023·全国·二模）2022年12月1日12时57分在安徽省某地（东经117.45度，北纬31.35度）发生了3级地震，震源深度8千米。地震发生时合肥监测站监测到了一列沿x轴传播的地震横波，t=0时刻的波形图如图（a）所示，质点P从时刻开始的振动图像如图（b）所示。则下列说法正确的是（）A．该波沿x轴正方向传播B．该波沿x轴传播距离需要C．该波在传播过程中遇到尺寸的障碍物时不会发生明显的衍射现象D．该波与频率为的简谐横波相遇，一定能形成稳定的干涉图样【答案】BD【详解】A．由图（b）可知质点P从时刻开始沿轴负方向振动，根据波形平移法可知，该波沿轴负方向传播，故A错误；B．由图（a）可知，波长为，由图（b）可知周期为，则有波速为该波沿x轴传播距离需要的时间为故B正确；C．由于波长为，该波在传播过程中遇到尺寸的障碍物时会发生明显的衍射现象，故C错误；D．该波与频率为的简谐横波相遇，能形成稳定的干涉图样，故D正确。故选BD。8．（2023·河南·校联考三模）如图所示，一列沿x轴传播的横波时刻的波形图如图所示，波峰第一次由P传播到Q用时，第一次由Q传播到M用时，下列说法正确的是（）A．波沿x轴负方向传播B．该列波的波速为C．时刻Q点的坐标为D．P处质点经向前迁移了E．该波遇到的小孔时，能发生明显的衍射现象【答案】BCE【详解】A．波峰第一次由P依次传播到Q、M间隔和，可知时刻P点沿y轴正方向振动，则波沿x轴正方向传播，选项A错误；B．波从P传到M点需要时间，则该列波的波速为选项B正确；C．P和Q沿水平方向的距离为该时刻波形图的表达式为代入可得，Q点的坐标为，选项C正确；D．机械波传播的是振动形式，振动质点并不能随波迁移，选项D错误；Ｅ．由题图可知，该波的波长为12m，当障碍物或者孔的尺寸与波长相差不多，或者比波长更小时，可以发生