高三物理波的干涉和衍射试题答案及解析

1. 如图所示，实线与虚线分别表示振幅（A）、频率均相同的两列波的波峰和波谷。此刻，M是波峰与波峰相遇点，下列说法中正确的是 （填入正确选项前的字母。

选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分。每错1个扣3分，最低得分为0分） A．该时刻质点O正处于平衡位置 B．P、N两质点始终处在平衡位置

C．随着时间的推移，质点M将向O点处移动

D．从该时刻起，经过四分之一周期，质点M到达平衡位置，此时位移为零、 E．OM连线中点是振动加强的点，其振幅为2A

【答案】BDE

【解析】由图知O点是波谷和波谷叠加，是振动加强点，不是平衡位置，A错误；P、N两点是波谷和波峰叠加，由于振幅相同，位移始终为零，即处于平衡位置，故B正确；振动的质点只是在各自的平衡位置附近振动，不会“随波逐流”，所以C错误；此时M点在波峰位置，从该时刻起，经过四分之一周期，质点M到达平衡位置，D正确；因为OM是振动加强点，所以OM连线中点也是振动加强的点，其振幅为2A ，选项D 正确。 【考点】波的干涉。

2. (5分)如图是水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，以波源S1、S2为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰(实线)和波谷(虚线)，s1的振幅A1=4cm，S2的振幅A2=3cm，则下列说法正确的是_____(填正确答案标号。选对l个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分)

A．质点D是振动减弱点

B．质点A、D在该时刻的高度差为14cm C。再过半个周期，质点B、C是振动加强点 D．质点C的振幅为1cm

E．质点C此刻以后将向下振动 【答案】BDE

【解析】波峰与波峰或者是波谷与波谷的相遇点都是振动加强点，D点是波谷与波谷的相遇点，所以是加强点，选项A错。质点A在平衡位置之上的高度为两振幅之和即，质点D在平衡位置之下的高度为两振幅之和即，质点A、D在该时刻的高度差为

选项B对。振动加强点永远都是振动加强点，但质点B、C是波峰与波谷相遇点，

永远都是减弱点，选项C错。质点C为减弱的，振幅为两振幅之和即，选项D对。质点C此时位移为处于振动的最高点，所以此刻以后将向下振动选项E对。 【考点】波的叠加

3. （6分）如图所示，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x＝－0.2 m和x＝1.2 m处，两列波的速度均为v＝0.4 m/s，两波源的振幅均为A＝2 cm。图示为t＝0时刻两列波的图像（传播方向如图所示），此刻平衡位置处于x＝0.2 m和x＝0.8 m的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置处于x＝0.5 m处，关于各质点运动情况判断正确的是（ ）（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得6分；每选错1个扣3分，

最低得分为0分）

A．两列波相遇后振幅仍然为2cm

B．t＝1 s时刻，质点M的位移为－4 cm C．t＝1 s时刻，质点M的位移为+4 cm

D．t＝0.75 s时刻，质点P、Q都运动到M点 E．质点P、Q的起振方向都沿y轴负方向 【答案】ABD

【解析】两列波相遇后互不影响，振幅仍然为2cm ，A对；两列波的周期：时两列波同时到达M点，这时都向下振动，再经

t＝0.75 s

0.25s，M的位移是－4 cm ,B对C错；波在

传播过程中，P、Q只是上下振动，并没有水平移动，D错；质点P、Q的起振方向都沿y轴负方向，E对。

【考点】 波的叠加

4. （6分）如图所示，Sl、S2为两个振动情况完全一样的波源，两列波的波长都为，它们在介质中产生干涉现象，Sl、S2在空间共形成了5个振动加强的区域，如图中实线所示。P是振动加

强区域中的一点，从图中可看出

A．P点到两波源的距离差等于1．5 B．S1的传播速度大于S2的传播速度

C．P点此时刻振动最强，过半个周期后，振动变为最弱

D．当一列波的波峰传到P点时，另一列波的波峰也一定传到P点 E．两波源之间的距离一定在2个波长到3个波长之间 【答案】 DE

【解析】P点为振动加强点，P点到两波源的距离差等于的偶数倍，A错；能产生振动加强点，两列波的频率、在同一介质中的波速应该相同，B错；P点始终为振动加强点，C错；振动加强点是两波峰同时到达，D对；两波源之间有5个振动加强的区域所以它们之间的距离一定在2个波长到3个波长之间，E对。 【考点】本题考查了波的干涉。

5. 在学校运动场上50 m直跑道的两端，分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器。两个扬声器连续发出波长为5 m的声波。一同学从该跑道的中点出发，向某一端点缓慢行进10 m。在此过程中，他听到扬声器声音由强变弱的次数为（ ） A．2 B．4 C．6 D．8

【答案】B

【解析】向某一端点每缓慢行进2.5m，他距离两波源的路程差为5m，听到扬声器声音强，缓慢行进10 m，他听到扬声器声音由强变弱的次数为4次，选项B正确。 【考点】 考查波的干涉及其相关知识。

6. 在山中砍伐时发出的声音既含有频率较高的声波,也含有频率较低的声波,其中只有频率较低的“嘭”“嘭”声才能被远处的人听到.这是因为( ) A．频率较低的“嘭”“嘭”声能量大,能传到很远 B．频率较低的“嘭”“嘭”声速度快,最先到达

C．频率较低的“嘭”“嘭”声波长较长,容易产生衍射 D．以上说法均不对

【答案】 C

【解析】机械波的能量是由振幅决定的,声波在空气中的传播速度都相同,故A､B项错;由v=λf知,v一定,f小,λ大,则频率低的声音波长较长,易发生衍射,在山中较远处易听到,故C项正确.

7. 如图所示,甲､乙两平面波是振幅相同的相干波,甲波沿x轴正方向传播,乙波沿y轴正方向传播,图中实线表示某一时刻的波峰位置,虚线表示波谷位置,对图中正方形的a､b､c､d四点的振动

情况,正确的判断是( )

A．a､b点振动加强,c､d点振动减弱 B．a､c点振动加强,b､d点振动减弱 C．a､d点振动加强,b､c点振动减弱 D．a､b､c､d点的振动都加强

【答案】B

【解析】当两列波出现干涉现象时,要产生干涉图样,形成一条加强线,一条减弱线……即加强线､减弱线彼此相间隔的稳定的干涉图样,在图中设定A､B､C､D四点,实线相交点,即波峰与波峰相遇,都是振动加强点,可知B､D决定的直线为加强线,过A､C的平行于BD直线的两条直线也应是加强线,a､c两点在BD直线上,故a､c点是振动加强点,分别过b､d点且平行于BD直线的两条直线均在两加强线之间,应为减弱线,故b､d两点的振动是减弱的.

8. 医用“B超”发出的超声波频率为7.25×104 Hz,这种超声波在人体内传播的波长为2 cm.在给某患者的肝脏病变部分进行检测时,从探头发出的同一超声波脉冲经病变部分反射,回到探头有两个信号,相隔时间Δt=\"22\" μs,则患者病变部分的大小为__________. 【答案】1.6 cm

【解析】这列波在人体内的传播速度为v=f·λ=1.45×103 m/s,经病变部分前后表面反射的路程差为2 l=v·Δt, 则l=

=1.6×10-2m

=\"1.6\" cm.

9. 一列横波在x轴上传播,t1=0和t2=\"0.005\" s时的波形,如图所示的实线和虚线.

(1)设周期大于(t2-t1),求波速.

(2)设周期小于(t2-t1),并且波速为6000 m/s.求波的传播方向. 【答案】(1)若波沿x轴正向,v=400 m/s 若波沿x轴负向,v=1200 m/s (2)沿x轴负向

【解析】当波传播时间小于周期时,波沿传播方向前进的距离小于一个波长,当波传播的时间大于周期时,波沿传播方向前进的距离大于波长.这时从波形的变化上看出的传播距离加上n个波长才是波实际传播的距离.

(1)因Δt=(t2-t1)=400 m/s,

若波沿-x方向传播,则在0.005 s内传播了6 m,故波速为 v=

=1200 m/s.

(2)因(t2-t1)>T,所以波传播的距离大于一个波长,在0.005 s内传播的距离为 Δx=\"vt=6000×0.005\" m=\"30\" m,即Δx=3λ+λ.

因此,可得波的传播方向沿x轴的负方向.

10. 如图12－2－11所示，实线是某时刻的波形图，虚线是0.2 s后的波形

图．

(1)若波沿x轴负方向传播，求它传播的可能距离． (2)若波沿x轴正方向传播，求它的最大周期． (3)若波速是35 m/s，求波的传播方向．

【答案】(1)4(n＋)m (n＝0,1,2,3，…) (2)0.8 s (3)沿x轴负方向

【解析】(1)波沿x轴负方向传播时，传播的距离为 Δx＝(n＋)λ＝(n＋)×4 m (n＝0,1,2,3，…) 所以可能距离为3 m、7 m、11 m…

(2)波沿x轴正方向传播，求周期根据Δt＝(n＋)T 得T＝

＝

s (n＝0.1,2,3，…)

在所有的可能周期中，n＝0时周期最大，即最大为0.8 s. (3)波在0.2 s内传播的距离Δx＝vΔt＝7 m 传播的波长数n＝

＝1，可见波形图平移了λ的距离．由题图知波沿x轴负方向传播．

11. (2011·湖北黄冈)如图所示，S1、S2为两个振动情况完全一样的波源，两列波的波长都为λ，它们在介质中产生干涉现象，S1、S2在空间共形成6个振动减弱的区域(图中虚线处)，P是振动

减弱区域中的一点，从图中可看出 ( )

A．P点到两波源的距离差等于1.5λ

B．两波源之间的距离一定在2.5个波长到3.5个波长之间 C．P点此时刻振动最弱，过半个周期后，振动变为最强

D．当一列波的波峰传到P点时，另一列波的波谷也一定传到P点

【答案】ABD

【解析】从S1、S2的中点起到向右三条虚线上，S1、S2的距离差依次为0.5λ、1.5λ、2.5λ.

12. 两波源S1、S2在水槽中形成的波形如图所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，则

A．在两波相遇的区域中会产生干涉 B．在两波相遇的区域中不会产生干涉 C．点的振动始终加强 D．点的振动始终减弱

【答案】B

【解析】由波形图知两列波的波长、频率不同，在相遇区不能形成稳定的干涉图样，B正确。

13. 如图所示，A、B为半径相同的两个半圆环，以大小相同、方向相反的速度运动，A环向右，B环向左，则从两半圆环开始相交到最后分离的过程中，两环交点P的速度方向和大小变化为( )

(A)先向上再向下，先变大再变小． (B)先向上再向下，先变小再变大． (C)先向下再向上，先变大再变小． (D)先向下再向上，先变小再变大． 【答案】B

【解析】根据极限的思想，交点的位置先向上到最高点，再向下，而速度在最高点时为零，类似于两列波的叠加，所以选B。

14. 利用发波水槽观察波的衍射现象时，看到如图所示的图样。为使衍射现象更明显，可采用的办法有

A．适当增大挡板与波源之间的距离。 B．适当增大两个挡板之间的距离。 C．适当减小水波的振幅。 D．适当减小波源的频率。

【答案】D

【解析】衍射现象更明显的条件是：障碍物或孔的尺寸小于或等于波长。所以适当减小两个挡板间的距离，或者增大水波的波长，又因为

，水波的波速在水里的速度一定，减小频率，就

会使波长变大，所以选D.

15. 由两个波源产生两列波长相同的机械波，在传播的过程中相遇并叠加，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷。已知两列波的振幅均为A，P点位于M、N连线上靠近M点的位置。则P点的振

幅

A．约为零 C．约为A

B．约为2A D．约为A/2

【答案】B

【解析】波峰遇波峰是振动最强的点，振幅为两列波振幅之和。P点靠近波峰遇波峰的位置，振动加强，接近振动最强的振幅，即2A。答案选B。

16. 如右图所示，为水中两个振动情况完全相同的波源所形成的图样，这是水面波的

____________现象；下图中的A、B、C是不同频率的水面波通过相同的小孔所能达到区域的示意图，则其中水波的频率最大的是_________图。

【答案】干涉；C

【解析】【考点】光的干涉；光的衍射．

专题：光的干涉专题；光的衍射、偏振和电磁本性专题．

分析：两列波发生稳定的干涉现象的条件：两列波的频率相同．发生明显的衍射现象的条件：孔缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相近或更小．

解答：解：右图中有两个波源故形成两列波，在两列波相遇时发生叠加从而使有的地方振动加强，有的地方振动减弱，故出现干涉现象；而A、B、C三种不同频率的水面波传播速度相同，但A发生明显的衍射现象，C的衍射现象最不明显，由于当孔缝的宽度相同，波长越大时越容易发生衍射现象，故A的波长最大，C的波长最短，故C的频率最大． 故答案为：干涉；C．

点评：掌握了干涉和衍射图象的特点和发生干涉和衍射的条件才能顺利解决此类题目．

17. 如图所示是波遇到小孔或障碍物后的图像，图中每两条实线问的距离表示一个波长，其中正确的图像是 （ ）

【答案】B 【解析】略

18. 利用发波水槽得到的水面波形如图所示，则( )

A．图a、b均显示了波的干涉现象 B．图a、b均显示了波的衍射现象

C．图a显示了波的干涉现象，图b显示了波的衍射现象 D．图a显示了波的衍射现象，图b显示了波的干涉现象

【答案】D

【解析】图a中显示了一列波经过小孔的现象，是波的衍射，图b显示了两列波相遇的现象，是波的干涉现象，故D正确，其余错误。 【考点】波的衍射、干涉现象

19. 利用发波水槽观察波的衍射现象时，看到如图所示的图样．为使衍射现象更明显，可采用的

办法有（ ）

A．缩小挡板间距 B．增大挡板间距 C．增大波源频率 D．减小水波的振幅

【答案】A

【解析】分析：波长越长越容易发生衍射现象，与波的频率和振幅没有关系，在波长无法改变的情况下可以减小挡板间距．

解答：解：在相同条件下，波长越长的波越容易发生衍射现象，本题水波波长不变，适当缩小挡板间距相当于增大了波长，衍射现象更明显，故A正确，B错误； 衍射现象明不明显与频率和振幅无关，故CD错误． 故选A

点评：本题考查了衍射现象发生的条件：当障碍物或孔的尺寸与波长相差不大时发生衍射现象，难度较小，可以通过看书多积累．

20. 声波能绕过某一建筑物传播，这是因为 （ ） A．声波是纵波 B．声波是横波 C．声波的波长较长 D．声波的频率较长

【答案】C

【解析】声波的波长较长，容易发生衍射，从而绕过障碍物，故C正确 【考点】考查了波的衍射