高中物理 12.4 波的衍射和干涉每课一练 新人教版选修3-4--(附解析答案)
人教版物理选修3-4《12.4 波的衍射和干涉》每课一练(含答案)
1．关于波的衍射现象，下列说法正确的是( )A．当孔的尺寸比波长大时，一定不会发生衍射现象B．只有孔的尺寸与波长相差不多，或者比波长还小时才会观察到明显的衍射现象C．只有波才有衍射现象D．以上说法均不正确2．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3．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4．水波通过小孔，发生了一定程度的衍射，为使衍射现象更明显，下列做法可取的是( )A．增大小孔尺寸 B. 减小小孔尺寸C．增大水波频率D．减小水波频率5．在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子振动的频率是5 Hz，水波在水波槽中的传播速度是0.05 m/s，为观察到显著的衍射现象，小孔直径d应为( )A．10 cm B．5 mC．d>1 cm D．d<1 cm6．波长为60 m和17 m的两列声波在空气中传播时，下列叙述中正确的是( ) A．波长60 m的声波比波长17 m的声波传播速度慢B．波长60 m的声波比波长17 m的声波频率小C．波长60 m的声波比波长17 m的声波易发生衍射D．波长60 m的声波不能被反射7．如下图所示是水波遇到小孔或障碍物后的图象，图中每两条实线间的距离约为一个波长，则其中可能出现的图象是( )8．如图3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( )图3A．整个区域 B．阴影Ⅰ以外区域C．阴影Ⅱ以外区域D．上述答案均不对9．下列关于两列波相遇时叠加的说法中正确的是( )A．相遇之后，振幅小的一列波将减弱，振幅大的一列波将加强B．相遇之后，两列波的振动情况与相遇前完全相同C．在相遇区域，任一点的总位移等于两列波分别引起的位移的矢量和D．几个人在同一房间说话，相互间听得清楚，这说明声波在相遇时互不干扰图410．波源在绳的左端发出半个波①，频率为f1，振幅为A1；同时另一波源在绳右端发出半个波②，频率为f2(f2＞f1)，振幅为A2，P为绳的中点，如图4所示，下列说法错误的是( )A．两列波同时到达P点B．两列波相遇时P点波峰值可达到A1＋A2C．两列波相遇再分开后，各自保持原波形传播D．因频率不同，这两列波相遇不能叠加11．两列波在同一种介质中传播时发生了干涉现象，则( )A．振动加强区域，介质质点的位移总是比振动减弱区域介质质点的位移大B．振动加强区域，介质质点的振幅总比振动减弱区域介质质点的振幅大C．振动加强区域，介质质点的位移随时间做周期性变化D．振动加强区域，介质质点的振幅随时间做周期性变化12．水槽中步调相反的波源S1、S2发出两列波长相等的水波，设某一时刻P点恰好是两波谷相遇，则( )A．这两列波能干涉B．P点始终就在波谷C．P是振动加强点D．P的位移有时可为零13．如图5所示，图5实线和虚线分别表示振幅、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( )A．该时刻质点O正处在平衡位置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向O点处移动D每只船每分钟上下浮动20次，当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有5 个波峰．(1)此水波的波长为多少？波速为多少？(2)若此波在传播过程中遇到一根竖立的电线杆，是否会发生明显的衍射现象？(3)若该波经过一跨度为30 m的桥洞，桥墩直径为3 m，桥墩处能否看到明显衍射？(4)若该桥为一3 m宽的涵洞，洞后能否发生明显衍射？参考答案6．BC [两列声波在同种介质中波速相同，选项A 错误；由v ＝λf 得f ＝vλ，波长越大，频率越小，选项B 正确；波长越大越容易发生衍射，选项C 正确；一切波都能发生反射，选项D 错误．]7．AB6．B [从题图中可以看出挡板A 比波长大的多，因此波不会绕过挡板A ，而小孔B 的大小与波长差不多，能发生明显的衍射现象，故B 正确．]9．BCD [两列波相遇时，每一列波引起的振动情况都保持不变，而质点的振动则是两列波共同作用的结果，故选项A 错误，选项B 、C 正确；几个人在同一房间说话，声音振动发出的声波在空间中相互叠加后，并不改变每列波的振幅、频率，所以声波传到人的耳朵后，仍能分辨出不同的人所说的话，故选项D 正确．]10．BD [因两波源同时起振，形成的都是绳波，波速相同，因此两列波同时到达P 点，选项A 正确；因f 2＞f 1，有λ2＜λ1，当①的波峰传至P 点时，②的波峰已过了P 点，即两波峰在P 点不会相遇，根据波的叠加原理，P 点的波峰值不可达到A 1＋A 2，选项B 错误，选项C 正确；因波的叠加没有条件，故选项D 错误．]11．BC [振动加强区域，各质点的位移随时间做周期性变化，它的位移某时刻可能为零，也不一定比振动减弱区域的位移大，故A 错误，C 正确；振幅是质点振动的最大位移，故B 正确，D 错误．]12．ACD [步调相反容易理解成振动方向不同，这是两个截然不同的概念，振动方向相同包括步调相同、步调相反等情况．另由两波波长相等可知两波频率相同，所以两列波能发生干涉，选项A 正确．因某时刻P 点是两波谷相遇，故P 点是振动加强点，选项C 正确，再过14T ，P 点就是两平衡位置相遇，选项B 错误，D 正确．]13．BD [本题考查对干涉图样的认识．由图可知，图中O 、M 为振动加强点，此时刻O 处于波谷，M 处于波峰，因此A 错误；N 、P 为减弱点，又因两列波振幅相同，因此，N 、P 两点振幅为零，即两质点始终处于平衡位置，B 正确；质点不会随波向前推移，C 不正确；从该时刻经14周期，两列波在M 点分别引起的振动都位于平衡位置，故M 点位于平衡位置，D 正确．]14．(1)4811 m 1611m/s (2)会 (3)能 (4)能解析 (1)由题意知：周期T ＝6020s ＝3 s.设波长为λ，则5λ＋λ2＝24 m ，λ＝4811m.由v ＝λT 得，v ＝4811×3 m/s ＝1611m/s.(2)由于λ＝4811m ，大于竖立电线杆的直径，所以此波通过竖立的电线杆时会发生明显的衍射现象．(3)、(4)由于λ＝4811m>3 m ，所以此波无论是通过直径为3 m 的桥墩，还是通过宽为3 m 的涵洞，都能发生明显的衍射现象．。
高中物理 12.4 波的干涉和衍射每课一练 新人教版选修3-4
12.4 波的干涉和衍射 同步练习（人教版选修3-4）1．下列哪些现象是波的衍射现象( )A ．面对障碍物大叫一声，过一会儿听见自己的声音B ．夏天听到天空中轰鸣不绝的雷声C ．在障碍物的后面可以听到前面人说话的声音D ．一人敲一下长钢管的一端，另一人用耳朵贴近钢管的另一端，先后听到两次声音 答案：C2．水波通过小孔，发生一定程度的衍射，为使衍射现象更明显，可( )A ．增大小孔尺寸，同时增大水波的频率B ．增大小孔尺寸，同时减小水波的频率C ．缩小小孔尺寸，同时增大水波的频率D ．缩小小孔尺寸，同时减小水波的频率解析：选D.根据观察到明显衍射的条件是缝、小孔或障碍物的尺寸可与波长相比拟，或小于波长，因此应缩小小孔的尺寸或增大波的波长，选项A 、B 错误；根据公式v ＝λf 且水波的波速由介质决定，即水波的波速不变，则有λ＝v f，可见减小频率可以使波长增大．故选项C 错误，选项D 正确．3．下列关于两列波相遇时叠加的说法，不正确的是( )A ．相遇后振幅小的一列波将减弱，振幅大的一列波将加强B ．相遇后两列波各自的波形和传播方向与相遇前完全相同C ．在相遇区域，任一点的总位移等于两列波分别引起的位移的矢量和D ．几个人在同一房间说话，相互都听得清楚，说明波在相遇时互不干扰答案：A4．(2011年高考上海单科卷)两波源S 1、S 2在水槽中形成的波形如图12－4－9所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，则( )图12－4－9A ．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 ．a 点的振动始终加强D ．a 点的振动始终减弱解析：选B.由图知，两列波的波长不相等，不满足波的干涉条件，故B 正确，A 、C 、D 错误．5.如图12－4－10所示，S 是水面波的波源，x 、y 是挡板，S 1、S 2是两个狭缝(SS 1＝SS 2，狭缝的尺寸比波长小得多)，试回答以下问题：图12－4－10(1)若闭上S 1，只打开S 2，会看到什么现象？(2)若S 1、S 2都打开，会发生什么现象？(3)若实线和虚线分别表示波峰和波谷，那么在A 、B 、C 、D 各点中，哪些点向上振动最强，哪些点向下振动最强，哪些点振动最弱？答案：(1)水面波以狭缝S 2处为波源向挡板另一侧传播开来(2)发生明显的干涉现象(3)D B A 、C一、选择题1．(2010年高考上海卷)利用发波水槽得到的水面波形如图12－4－11a 、b 所示，则( )图12－4－11A ．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解析：选D.由波的干涉和衍射概念知，图a 是一列波的传播，显示了波的衍射现象，图b 是两列波的传播，显示了波的干涉现象．2．(2011年泰安高二检测)关于波的干涉和衍射现象，下列说法中正确的是( )A ．一切种类的波都能产生干涉和衍射现象B ．波只要遇到障碍物就能够发生明显的衍射现象C ．在干涉现象中在振动加强区域的质点总是处于波峰或总是处于波谷D ．发生干涉现象的两列波频率必然相同答案：AD3.(2011年郑州高二检测)如图12－4－12所示是观察水面波衍射的实验装置，AC 和BD 是两块挡板，AB 是一个孔，O 是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹(图中曲线)之间距离表示一个波长，则对于波经过孔之后的传播情况，下列描述中正确的是( )图12－4－12A ．此时能明显观察到波的衍射现象B ．挡板前后波纹间距离相等C ．如果将孔AB 扩大，有可能观察不到明显的衍射现象D ．如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显地观察到衍射现象解析：选ABC.从题图可以看出，孔AB 尺寸与波长差不多，衍射现象的明显程度与波长及障碍物线度有关：当两者较接近或波长大于障碍物线度时，衍射现象明显，否则不明显，故选项A 、C 正确．由λ＝v f知，v 不变，f 增大，则λ减小，故选项D 错．既然衍射是指“波绕过障碍物而传播的现象”，那么经过孔后的波长自然不变，故选项B 是正确的．4．两列波叠加时，关于介质中的任一质点的振动，下列说法正确的是( )A ．它的周期一定是两分振动周期之和B ．它的频率一定是两分振动频率之和C ．它的振幅一定是两分振动振幅之和D ．它的位移一定是两分振动位移之和解析：选D.两列波叠加时，振动的周期和频率不一定等于两者之和．例如频率相同的两列波叠加，某点的振动频率可能等于每列波的频率，也可能不振动，A 、B 不对．某点的振幅可能等于两列波的振幅之和，也可能等于两列波的振幅之差．但位移一定是两分振动的位移之和，D 正确．5.如图12－4－13所示，沿一条直线相向传播的两列波的振幅和波长均相等，当它们相遇时可能出现的波形是下图中的图12－4－13图12－4－14解析：选BC.当两列波的前半个波(或后半个波)相遇时，根据波的叠加原理，在前半个波(或后半个波)重叠的区域内所有的质点振动的合位移为零，而两列波的后半个波(或前半个波)的波形保持不变，所以选项B 正确．当两列波完全相遇时(即重叠在一起)，由波的叠加原理可知，所有质点振动的位移均等于每列波单独传播时引起的位移的矢量和，使得所有的质点振动的位移加强，所以选项C 也是正确的．6．两列沿相反方向传播的、振幅和波长都相同的半波如图12－4－15甲所示，在相遇的某一时刻如图乙所示，两列波“消失”，此时图中a 、b 质点的振动方向是( )图12－4－15A ．a 向上，b 向下B ．a 、b 都静止C ．a 向下，b 向上D ．a 、b 都向上解析：选C.由波的叠加原理知，波在相遇后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，a 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C 是正确的．7．两列波在同一种介质中传播时发生了干涉现象，则( )A ．在振动加强区域，介质质点的位移总是比振动减弱区域介质质点的位移大B ．振动加强区域，介质质点的振幅总比振动减弱区域介质质点的振幅大C ．振动加强区域，介质质点的位移随时间做周期性变化D ．振动加强区域，介质质点的振幅随时间做周期性变化解析：选BC.振动加强区域，各质点的位移随时间做周期性变化，它的位移某时刻可能为零，也不一定比振动减弱区域的质点的位移大，故A 错误，C 正确．振幅是质点振动的最大位移，故B 正确，D 错误．8.如图12－4－16所示，S 1、S 2是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同．实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷．关于图中所标的a 、b 、c 、d 四点(d 点与b 点在同一条直线上)，下列说法中正确的有( )图12－4－16A ．该时刻a 质点振动最弱，b 、c 质点振动最强，d 质点振动既不是最强也不是最弱B ．该时刻a 质点振动最弱，b 、c 、d 质点振动最强C ．a 质点振动始终是最弱的，b 、c 、d 质点的振动始终是最强的D ．再过T 4后的时刻a 、b 、c 三个质点都将处于各自的平衡位置，因此振动最弱解析：选BC.该时刻a 质点振动最弱，b 、c 质点振动最强，这不难理解．但是d 既不是波峰和波峰叠加，又不是波谷和波谷叠加，如何判定其振动强弱？这就要用到充要条件：“到两波源的路程之差是波长的整数倍时振动最强”，从图中可以看出，d 是S 1、S 2连线的中垂线上的一点，到S 1、S 2的距离相等，所以必然为振动加强点．描述振动强弱的物理量是振幅，而振幅不是位移．每个质点在振动过程中的位移是在不断改变的，但振幅是保持不变的，所以振动最强的点无论处于波峰还是波谷，振动始终是最强的．本题应选B 、C.9．如图12－4－17所示，在均匀介质中S 1和S 2是同时起振(起振方向相同)、频率相同的两个机械波源，它们发出的简谐波相向传播．在介质中S 1和S 2平衡位置的连线上有a 、b 、c 三点，已知S 1a ＝ab ＝bc ＝cS 2＝λ/2(λ为波长)，则下列说法中正确的是( )图12－4－17A ．b 点的振动总是最强，a 、c 两点的振动总是最弱B ．b 点的振动总是最弱，a 、c 两点的振动总是最强C ．a 、b 、c 三点的振动都总是最强D ．a 、b 、c 三点的振动都是有时最强有时最弱解析：选C.由于|aS 1－aS 2|＝|cS 1－cS 2|＝λ，故a 、c 两点为振动加强点，|bS 1－bS 2|＝0，b 点也是振动加强点．相对于固定不动的相干波源，a 、b 、c 总是振动加强的，故C 项正确．10.如图12－4－18所示，S 为上下振动的波源，频率为100 Hz ，所产生的正弦波向左、右传播，波速为80 m/s ，已知SP ＝17.4 m ，SQ ＝16.2 m ，则当S 通过平衡位置向上振动时，则( )图12－4－18A ．P 在波峰，Q 在波谷B ．都在波峰C ．P 在波谷，Q 在波峰D ．均在平衡位置解析：选A.由λ＝v f 得λ＝0.8 m ，即依题意可得SP ＝2134λ，SQ ＝2014λ，当S 在平衡位置向上振动时，Q 、P 都应在最大位移处，画出最简波形图如图所示．故P 在波峰，Q 在波谷，A 正确，B 、C 、D 错．二、非选择题11．(2011年高考上海单科卷)两列简谐波沿x 轴相向而行，波速均为v ＝0.4 m/s ，两波源分别是位于A 、B 处，t ＝0时的波形如图12－4－19所示．当t ＝2.5 s 时，M 点的位移为________cm ，N 点的位移为________cm.图12－4－19解析：由题图可知，两列波的波长分别为λA ＝0.2 m ，λB ＝0.4 m ，波源的起振方向都沿y轴负方向，可知两波的周期分别为T A ＝λA v ＝0.5 s ，T B ＝λB v＝1 s ．由于t ＝0时M 点距A 波波前0.5 m ，距B 波波前0.3 m ，故两波传播到M 点时经历的时间分别为Δt A ＝1.25 s ，Δt B＝0.75 s ．当t ＝2.5 s 时，A 波使M 点已振动的时间为t －Δt A ＝1.25 s ＝52T A ，引起质点M的位移x A ＝0；B 波使M 点已振动的时间为t －Δt B ＝1.75 s ＝134T B ，引起质点M 位移x B ＝2.0 cm ，由波的叠加可知此时质点M 的位移x ＝x A ＋x B ＝2.0 cm.N 点位移可用同样方法判定． 答案：2.0 012.(2010年高考新课标全国卷)波源S 1和S 2振动方向相同，频率均为4 Hz ，分别置于均匀介质中x 轴上的O 、A 两点处，OA ＝2 m ，如图12－4－20所示．两波源产生的简谐横波沿x 轴相向传播，波速为4 m/s.已知两波源振动的初始相位相同．求：图12－4－20(1)简谐横波的波长；(2)OA 间合振动振幅最小的点的位置．解析：(1)设简谐横波波长为λ，频率为f ，则v ＝λf ，代入已知数据，得λ＝1 m.(2)以O 为坐标原点，设P 为OA 间的任意一点，其坐标为x ，则两波源到P 点的波程差Δl ＝x －(2－x )，0≤x ≤2.其中x 、Δl 以m 为单位．合振动振幅最小的点的位置满足Δl ＝(k ＋12)λ，k 为整数，所以x ＝12k ＋54又－52≤k ≤32，故k ＝－2、－1、0、1.解得：x ＝0.25 m,0.75 m,1.25 m,1.75 m.答案：(1)1 m(2)x ＝0.25 m,0.75 m,1.25 m,1.75 m。
高中物理 12.4 波的干涉和衍射每课一练 新人教版选修3
4 波的干涉和衍射(时间：60分钟)知识点基础中档稍难波的衍射1、2、4 3波的叠加及干涉现象5、6、78、9、10综合提升1112、13知识点一波的衍射现象1．下列现象属于波的衍射现象的是 ( )．A．“隔墙有耳”B．“空山不见人，但闻人语声”C．“余音绕梁，三日而不绝”D．夏日雷声轰鸣不绝解析“余音绕梁，三日而不绝”和夏日雷声轰鸣不绝主要是声音的反射现象所引起的．答案AB2．对于波长为100 m的声波，下列说法正确的是 ( )．A．在同一均匀的介质中，此波长比20 m的声波传播得快B．不能被听见C．波长太长，不能产生明显的衍射D．不能产生干涉解析对于波长为100 m的声波，其频率为：f＝vλ＝340100Hz＝3.4 Hz＜20 Hz，故正常人听不见，选项B正确．由于在同一种均匀的介质中，故声波的传播速度相同，选项A错误．由于声波也是机械波，具有波的一切性质，故C、D错误．答案 B3.一列水波通过某孔的实际情况如图12－4－10所示，现把孔的尺寸变小，或者把水波的波长变大，对水波通过孔后的假想情况的四幅图中，其假想错误的图示有 ( )．解析 由发生明显衍射现象的条件知，波长不变，孔变小时衍射现象明显，故A 正确，B 错误；当孔不变，波长变大时衍射现象更明显，故C 正确，D错误．答案 BD4.在空旷的广场上有一堵较高大的墙MN ，墙的一侧O 点有一个正在播放男女声合唱歌曲的声源．某人从图12－4－11中A 点走到墙后的B 点，在此过程中，如果从声波的衍射来考虑，则会听到 ( )．A ．声音变响，男声比女声更响B ．声音变响，女声比男声更响C ．声音变弱，男声比女声更弱D ．声音变弱，女声比男声更弱解析 男声的频率比女声的频率低，其波长大，更易衍射所致．答案 D知识点二 波的叠加及干涉现象5．两列波相叠加发生了稳定的干涉现象，那么 ( )．A ．两列波的频率不一定相同B ．振动加强区域的各质点都在波峰上C ．振动加强的区域始终加强，振动减弱的区域始终减弱D ．振动加强的区域和振动减弱的区域不断地周期性地交换位置解析 两列波发生稳定的干涉的条件必须是两列波的频率相同且相位差恒定，故A 错，且振动加强区始终加强，振动减弱的区域始终减弱，形成稳定的干涉图样，C 对D 错，振动加强区域的各质点，只是振幅最大，它们也在自己的平衡位置附近振动，并不是只在波峰上，B 错．图12－4－10 图12－4－11答案 C6．下列关于两列波相遇时叠加的说法正确的是 ( )．A ．相遇后，振幅小的一列波将减弱，振幅大的一列波将加强B ．相遇后，两列波的振动情况与相遇前完全相同C ．在相遇区域，任一点的总位移等于两列波分别引起的位移的矢量和D ．几个人在同一房间说话，相互间听得清楚，这说明声波在相遇时互不干扰解析 两列波相遇时，每一列波引起的振动情况都保持不变，而质点的振动则是两列波共同作用的结果，故A 选项错误，B 、C 选项正确．几个人在同一房间说话，声带振动发出的声波在空间中相互叠加后，不改变每列波的振幅、频率，所以声波传到人的耳朵后，仍能分辨出不同的人所说的话，故D正确．答案 BCD7．水槽中步调相反的波源S 1、S 2发出两列波长相等的水波，设某一时刻P 点恰好是两波谷相遇，则 ( )．A ．这两列波能干涉B ．P 点始终就在波谷C ．P 是振动加强点D ．P 的位移有时可为零解析 步调相反容易理解成振动方向不同，这是两个截然不同的概念，振动方向相同包括步调相同、步调相反等情况．另由两波波长相等可知两波频率相同，所以两列波能发生干涉，选项A 正确．因某时刻P 点是两波谷相遇，故P 点是振动加强点，选项C 正确；再过14T ，P 点就是两平衡位置相遇，选 项B 错误，D 正确．答案 ACD8.如图12－4－12所示，水面上有A 、B 两个振动情况完全相同的振源，在AB 连线的中垂线上有a 、b 、c 三个质点，已知某时刻，a 点是两列波的波峰相遇点，c 点是与a 点相邻的两列波的波谷相遇点，b 为a 、c 的中点，则以下说法正确的是 ( )．A ．a 点是振动加强点，c 点是振动减弱点B ．a 点与c 点都是振动加强点，b 点是振动减弱点图12－4－12C．a点与c点此时刻是振动加强点，经过一段时间后变成振动减弱点，而b点可能变成振动加强点D．a、b、c都是振动加强点解析在A、B的垂直平分线上的所有的点到A、B的路程差都等于0，因此都是振动加强点，故D选项正确．答案 D9.如图12－4－13所示，实线和虚线分别表示振幅、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 ( )．A．该时刻质点O正处在平衡位置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到达平衡位置解析本题考查对干涉图样的认识．由题图可知，图中O、M为振动加强点，此时刻O处于波谷，M处于波峰，因此A错误．N、P为减弱点，又因两列波振幅相同，因此，N、P两点振幅为零，即两质点始终处于平衡位置，B正确．质点不会随波向前推移，C不正确．从该时刻经14周期，两列波在M点分别引起的振动都位于平衡位置，故M点位于平衡位置，D正确．答案BD10．如图12－4－14所示，S1、S2为水波槽中的两个波源，它们分别激起两列水波，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，已知两列波的波长分别为λ1、λ2，且λ1>λ2，该时刻在P点为两列波波峰与波峰相遇，则以下叙述中正确的是( )．图12－4－14A．P点有时在波峰有时在波谷，振动始终加强B．P点始终在波峰，不可能在波谷图12－4－13C．因为λ1>λ2，所以P点的振动不遵守波的叠加原理D．P点的振动遵守波的叠加原理，但并不始终振动加强解析由波面图可知：该时刻P点的振动为两列波的波峰与波峰相遇，振动加强．由于两列波是在同种介质中传播，两列波的波速相同，但两列波的波长关系为：λ1>λ2，所以两列波的下一个波峰到达P点的时间不相同，即P点的振动并不是始终加强的．而波的叠加原理对于不是始终加强的点仍能适用，故正确答案为D.答案 D11．如图12－4－15所示，沿一条直线相向传播的两列波的振幅和波长均相等，当它们相遇时可能出现的波形是下图中的 ( )．图12－4－15解析当两列波的前半个波(或后半个波)相遇时，根据波的叠加原理，在前半个波(或后半个波)重叠的区域内所有的质点振动的合位移为零，而两列波的后半个波(或前半个波)的波形保持不变，所以选项B正确．当两列波完全相遇时(即重叠在一起)，由波的叠加原理可知，所有质点振动的位移均等于每列波单独传播时引起的位移的矢量和，使得所有的质点振动的位移加倍，所以选项C也是正确的．答案BC12.两列简谐波频率相等，波速大小相等，分别沿＋x和－x传播，则图12－4－16中x＝1、2、3、4、5、6、7、8各点中振幅最大的是x＝________的点，振幅最小的是x＝________的点．解析 该题考查振动加强点和减弱点的判断．两列波频率相等叠加发生干涉，2、6两点振动 总相反，此为波峰与波谷相遇，振动减弱，振幅最小．质点4此时位于平衡 位置，但两列波在该点引起的振动均沿y 轴正向，则此时质点4向y 轴正向 振动，T 4后两列波在该处均形成波峰，振幅为两波振幅之和，是加强区，振幅 最大，同理质点8此时沿y 轴负向振动，T 4为两列波的波谷、波谷相遇处，也 是加强区，则振幅最大的质点为4和8.叠加时不仅是位移为分位移的矢量和， 速度也为分速度的矢量和，另外本题也可把两列波沿各自传播方向平移T 4、T2 等，再看各点位移情况．答案 4和8 2和613.在图12－4－17中，A 、B 是同一介质中两相干波源，其振幅均为A ＝5 cm ，频率均为f ＝100 Hz ，当A 点为波峰时，B 点恰好为波谷，波速v ＝10 m/s ，判断P 点为振动加强点还是振动减弱点？解析 A 到P 与B 到P 的波程差为Δx ＝25 m －15 m ＝10 m ．这两列波的波长为λ＝v f ＝10100 m ＝ 0.1 m ．10 m 恰好为0.1 m 的整数倍，又因A 、B 步调相反，因此P 点为减弱 点．答案 减弱点图12－4－16图12－4－17。
高中物理 12.4 波的衍射和干涉 新人教版选修3-4
2.波的衍射的实质:波传到小孔(障碍物)时，小孔(障 碍物)仿佛是一个新波源，由它发出的与原来同频率的 波在小孔(障碍物)后传播，就偏离了直线方向。波的 直线传播只是在衍射不明显时的近似情况。
3.衍射现象与观察的矛盾:当孔的尺寸远小于波长时尽 管衍射十分突出，但由于衍射波的能量很弱，衍射现 象不容易观察到。
知识点一 对波的衍射现象的理解 探究导入: 光是一种波，如图为灯泡发光的情况。
(1)生活中见到的光的传播有何特点。 (2)满足什么条件才能使光发生衍射？ 提示:(1)沿直线传播。 (2)障碍物或孔的尺寸与光的波长相差不多。
【归纳总结】 1.波的衍射的条件:应该说衍射是没有条件的，衍射是 波特有的现象，一切波都可以发生衍射。衍射只有 “明显”与“不明显”之分，障碍物或小孔的尺寸跟 波长差不多，或比波长小是产生明显衍射的条件。
【过关训练】 1.(2018·宜春高二检测)一列波在传播过程中遇到一 个障碍物，发生了一定程度的衍射，一定能使衍射现 象更明显的措施是 ( )
A.增大障碍物尺寸，同时增大波的频率 B.缩小障碍物尺寸，同时增大波的频率 C.增大障碍物尺寸，同时减小波的频率 D.缩小障碍物尺寸，同时减小波的频率
【解析】选D。波在介质中传播时波速是由介质决定的， 与波的频率无关，所以改变波的频率不会改变波速， 但由v=λf可知，当波速一定时，减小频率则波长增大， 而发生明显衍射的条件是障碍物或孔、缝的尺寸比波 长小或相差不多，所以缩小障碍物的尺寸，同时减小 波的频率会使衍射现象更明显，D选项正确。故选D。
A.a点是振动加强点，c点是振动减弱点 B.a点与c点都是振动加强点，b点是振动减弱点 C.a点与c点此时刻是振动加强点，经过一段时间后变 成振动减弱点，而b点可能变成振动加强点 D.a、b、c点都是振动加强点
高中物理第十二章机械波第4节波衍射及干涉练习含解析新人教选修34
波的衍射和干预( 40分钟)1.已知空气中的声速为340 m/s 。
现有几种声波: ①周期为 0. 05 s, ②频次为104 Hz, ③波长为10 m。
它们流传时若碰到宽约为13 m 的阻碍物 , 能产生明显的衍射现象的是()A. ①和②B. ②和③C. ①和③D. 都能够分析：①②③三种声波的波长分别为λ 1=340×0.05 m=17 m,λ2=0.034 m,λ 3=10 m,依据发生显然衍射现象的条件可知, ①③两声波的波长与阻碍物的尺寸差不多, 能产生显然的衍射现象,应选项 C 正确。
答案： C2.两列波叠加时, 对于介质中的任一质点的振动, 以下说法正确的选项是()A.它的周期必定是两分振动周期之和B.它的频次必定是两分振动频次之和C.它的振幅必定是两分振动振幅之和D.它的位移必定是两分振动位移之和分析：两列波叠加时, 振动的周期和频次不必定等于二者之和。
比如, 频次同样的两列波叠加,某点的振动频次可能等于每列波的频次, 也可能不振动。
某点的振幅可能等于两列波的振幅之和 , 也可能等于两列波的振幅之差, 但位移必定是两分振动的位移之和, 应选 D。
答案： D3.甲一列水波经过某孔的实质状况如图甲所示, 现把孔的尺寸变小, 或许把水波的波长变大, 对水波经过孔后的设想状况的四幅图( 如图乙所示 ) 中 , 其设想错误的图示有()乙分析：由发生显然衍射现象的条件知, 波长不变 , 孔变小时衍射现象变显然, 应选项 A 正确 , 选项 B 错误 ; 当孔不变、波长变大时衍射现象变显然, 应选项 C 正确 , 选项 D错误。
答案： BD4.如下图 , 水面上有、B 两个振动状况完整同样的振源, 在AB连线的中垂线上有a、、c三A b个质点。
已知某时辰,a 质点处是两列波的波峰的相遇点, c质点处是与 a 质点处波峰相邻的两列波的波谷的相遇点, b质点处为a、c两质点所在处的中点, 则以下说法正确的选项是 ()A. a质点是振动增强点, c质点是振动减短处B. a质点与c质点都是振动增强点, b质点是振动减短处C. a质点与c质点此时辰是振动增强点, 经过一段时间后变为振动减短处, 而b质点可能变为振动增强点D. a、b、c质点都是振动增强点分析：在 AB的垂直均分线上的全部的点到A、B 的行程差都等于0, 所以都是振动增强点, 应选项 D正确。
高二物理选修3-4第十二章：12.4波的衍射和干涉(有答案)
波的衍射练习1．下列说法中正确的是（）A．衍射是一切波特有的现象B．障碍物或孔越大越易产生衍射C．在空旷的山谷里叫喊，可以听到回音，这是声波的衍射现象D．在空旷的山谷里叫喊，可以听到回音，这是声音的反射现象2．下述关于声波的传播速度中正确的说法是（）A．声波的频率越高，传播速度越大B．声波振幅越大，传播速度越大C．声波传播速度只由介质决定D．在空气中声速约是340m／s3．一列声波由空气传到水中（）A．频率不变，波长变小B．频率不变，波长变大C．频率变小，波长变长D．频率变大，波长变大4．以下关于波的衍射的说法中正确的是（）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，衍射现象很明显C．当孔的大小比波长小时，衍射现象很明显D．只有当障碍物的尺寸与波长相差不多时，才会发生明显的衍射现象5．下列说法正确的是（）A．只有横波能发生衍射，纵波不能发生衍射B．当波长比孔的宽度小得越多时，波的衍射越明显C．声波能发生衍射现象，光不能发生衍射现象D．声波易发生明显的衍射现象，光不易发生明显的衍射现象6．下列说法正确的是（）A．衍射是一切波特有的现象B．对同一列波，障碍物或孔越小衍射越明显C．听到回声是声波的衍射现象D．听到墙外人的说话声是衍射现象7．如图所示，S是振源，MN是带孔的挡板，其中M固定，N可以上下移动，为了使原来不振动的A点振动起来，可采用的办法是（）A．增大S的振动频率B．减小S的振动频率C．N上移D．N下移8．如图是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD两块挡板，AB是一小孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹之间距离表示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下列描述中正确的是（）A．此时能明显观察到波的衍射现象B．挡板前后波纹距离相等C．如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显观察到衍射现象9．在用水波槽做衍射实验时，若打击水面的振子振动频率是5Hz，水波在水槽中的传播速度为0.05rn／s，为观察到明显的衍射现象，小孔的直径d应为（）A．10cm B．50cm C．d＞10cm D．d＜1cm10．有一障碍物的高度为10m，下列波衍射现象最朋显的是（）A．波长为40m的波B．波长为9．9m的波C．频率为40Hz的声波D．频率为5000MHz的电磁波（v＝3.0×108m／s）11．已知空气中的声速为340m/s，现有几种声波：（1）周期为201s；（2）频率为104Hz;（3）波长为10m．它们传播时若遇到宽度约为13m的障碍物，发生明显衍射现象的是（）A．（1）和（2）B．（2）和（3）C．（1）和（3）D．都可以12．一列波在传播过程中通过一个障碍物，发生了一定程度的衍射，以下哪种情况能使衍射现象更明显（）A．增大障碍物尺寸，同时增大波的频率B．增大障碍物尺寸，同时减小波的频率C．缩小障碍物尺寸，同时增大波的频率D．缩小障碍物尺寸，同时减小波的频率13．在空旷的广场上有一堵较高大的墙MN，墙的一侧O点有一个正在播放男女声合唱歌曲的声源。
高中物理第12章机械波第4节波的衍射和干涉练习含解析新人教版选修341130131
高中物理第12章机械波第4节波的衍射和干涉练习含解析新人教版选修3411301311．(2019·山东省诸城一中高二下学期月考)下列关于波的衍射的说法正确的是( B ) A．波要发生衍射现象必须满足一定的条件B．与光波相比声波容易发生衍射是由于声波波长较大C．对同一列波，缝、孔或障碍物越大衍射现象越明显D．只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象解析：衍射是波特有的现象，一切波都能发生衍射现象，故A、D错误；波长越长衍射现象越明显，B正确；对同一列波障碍物越大衍射现象越不明显，C错误。
2．(多选)(2019学年江苏省扬州中学高二下学期期中)如图所示，一水平长绳上系着一个弹簧和小球组成的振动系统，小球振动的固有频率为2 Hz。
现在长绳两端分别有一振源P、Q 同时开始以相同振幅A上下振动一段时间，某时刻两个振源在绳上形成的波形如图所示，两列波先后间隔一段时间经过弹簧振子所在位置，观察到小球先后出现了两次振动，小球第一次振动时起振方向向上，且振动并不显著，而小球第二次发生了显著的振动，则以下说法正确的是( AD )A．由振源P产生的波先到达弹簧处B．由振源Q产生的波先到达弹簧处C．两列波可能形成干涉D．由振源Q产生的波的波速接近4 m/s解析：由“上下坡”法知P振源起振方向向上，Q振源起振方向向下，故先到达振动系统的是P波，故振源P离振动系统较近，故A正确，B错误；干涉条件是两个波的频率相等，由于两列波的频率不相等，故不会形成干涉，故C错误；Q晚到达弹簧振子所在位置，且小球产生了较强烈的振动，即共振，故Q的振动频率接近2 Hz，则周期为0.5 s，波速v＝4 m/s，故D正确。
3. (2019·吉林省延边二中高二下学期期中)如图所示，实线和虚线分别表示振幅和频率均相同的两列简谐横波的波峰和波谷，此时M点是波峰与波峰的相遇点。
设两列波的振幅均为A，则( B )A．再过四分之一周期，Q点为振动减弱点B．图中位于P、N两处的质点正处于平衡位置C．M点为振动加强点，位移始终为2AD．从此刻起，经过半个周期，M点的位移为零解析：由图知Q点是波谷和波谷叠加，正处在波谷，故A错误；P、N两点是波谷和波峰叠加，位移始终为零，即处于平衡位置，故B正确；由图可知M点为波峰与波峰相遇，是振动加强点，但并不是位移始终为2A，故C错误；M点为波峰与波峰相遇，半个周期后为波谷与波谷相遇，M点处于波谷，位移为－2A，故D错误。
高中物理人教版选修3-4练习：第十二章第4节 波的衍射和干涉 随堂检测 含解析
解析：根据波的叠加原理，只要两列波相遇就会叠加，所以A错；两列频率相同的波相遇时，振动加强的点是波峰与波峰、波谷与波谷相遇，所以B错；振动加强的点仅是振幅加大，但仍在平衡位置附近振动，也一定有位移为零的时刻，所以选项C正
确，选项D错误。
答案：C
3．(对应要点二)如图12－4－6所示是甲、
乙两列相互垂直传播的波，实线表示波峰，虚线表示波谷，箭头表示波传播的方向，则图中P点(小正方形中央的一点)是( ) A．振动加强点
B．振动减弱点
图12－4－6
C．既不是加强点也不是减弱点
D．条件不足无法判断
解析：如图所示，P点处在减弱点连线EF上，故P点为振动减弱点。
答案：B。
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12.4 波的衍射和干涉每课一练（人教版选修3-4）
1．关于波的衍射现象，下列说法正确的是( )
A．当孔的尺寸比波长大时，一定不会发生衍射现象
B．只有孔的尺寸与波长相差不多，或者比波长还小时才会观察到明显的衍射现象
C．只有波才有衍射现象
D．以上说法均不正确
2．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
3．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
4．水波通过小孔，发生了一定程度的衍射，为使衍射现象更明显，下列做法可取的是
( )
A．增大小孔尺寸B. 减小小孔尺寸
C．增大水波频率D．减小水波频率
5．在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子振动的频率是5 Hz，水波在水波槽中的
传播速度是0.05 m/s，为观察到显著的衍射现象，小孔直径d应为( )
A．10 cm B．5 m
C．d>1 cm D．d<1 cm
6．波长为60 m和17 m的两列声波在空气中传播时，下列叙述中正确的是( )
A．波长60 m的声波比波长17 m的声波传播速度慢
B．波长60 m的声波比波长17 m的声波频率小
C．波长60 m的声波比波长17 m的声波易发生衍射
D．波长60 m的声波不能被反射
7．如下图所示是水波遇到小孔或障碍物后的图象，图中每两条实线间的距离约为一个波
长，则其中可能出现的图象是( )
8．如图3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( )。