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波的干涉和衍射--2025-2026学年高中物理鲁科版选择性必修第一册课时作业
一、单选题
1．以下说法中正确的是( )
A.波的衍射现象必须具备一定的条件，否则不可能发生衍射现象
B.要观察到水波明显的衍射现象，必须使狭缝的宽度远大于水波波长
C.波长越长的波，越容易发生明显的衍射
D.只有横波才有衍射现象
2．已知空气中的声速为340 m/s。现有几种声波：①周期为1/20 s；②频率为；③波长为10 m。它们传播时若遇到宽约为13 m的障碍物，能产生明显的衍射现象的是( )
A.①和② B.②和③ C.①和③ D.都可以
3．如图所示，上世纪中叶英国物理学家富兰克林使用X射线拍摄的DNA晶体照片，这属于X射线的( )
A.衍射现象 B.偏振现象 C.干涉现象 D.全反射现象
4．某同学使用如图所示的实验装置观察水面波衍射，、是挡板，是一个孔，O是波源.图中曲线中，每两条相邻波纹之间距离是一个波长，波经过孔之后，下列描述正确的是( )
A.不能观察到明显的波的衍射现象
B.挡板前后波纹间距离不相等
C.如果将孔扩大，仍可能观察到明显的衍射现象
D.如果孔的大小不变，使波源频率减小，仍能观察到明显的衍射现象
5．水面上有两个频率、振幅、振动方向均相同的振源，先后开始振动形成两列水波在空间叠加。先振动，形成的水波如图所示，是连线上的点，e点是的中点，此时均处在波峰处，b点和d点分别是和的中点。当振动一段时间后，观察到e处水面始终平静。已知两振源的频率为f，波速为v，下列说法中正确的是( )
A.c点是振动加强点，b点是振动减弱点
B.振动加强区的质点一直处于最大位移处
C.d点到两振源之间的距离差为
D.d点到两振源之间的距离差为
6．两列频率、振幅均相同的简谐波Ⅰ和Ⅱ分别从绳子的两端持续相向传播，在相遇区域发生了干涉，在相距0.48 m的A、B间用频闪相机连续拍摄，依次获得1、2、3、4、5五个波形，如图所示，且1和5是同一振动周期内绳上各点位移都达到最大值时拍摄的波形.已知频闪时间间隔为0.12 s，下列说法正确的是( )
A.简谐波Ⅰ和Ⅱ的波长均为0.24 m
B.简谐波Ⅰ和Ⅱ的周期均为0.48 s
C.绳上各点均做振幅相同的简谐运动
D.两波源到A点和C点的路程差之差的绝对值0.48 m
7．主动降噪耳机能收集周围环境中的噪声信号，并产生相应的抵消声波，某一噪声信号传到耳膜的振动图像如图所示，取得最好降噪效果的抵消声波（声音在空气中的传播速度为340 m/s）( )
A.振幅为2A
B.频率为100 Hz
C.波长应为1.7 m的奇数倍
D.在耳膜中产生的振动与图中所示的振动同相
8．在水槽中放置两块挡板，中间留一个狭缝，观察到水波通过狭缝后的传播现象如图所示。现适当减小狭缝宽度，则( )
A.水波波长变长 B.水波振幅变大
C.水波波速变小 D.衍射现象更明显
9．如图所示，是两个振动情况完全相同的相干波源，相距，激起两列相干波的波长均为，则在以连线为半径，为圆心的圆周上振动最弱的点共有( )
A.4处 B.6处 C.8处 D.10处
10．如图，机场地勤人员通过佩戴降噪耳机，能减少噪声对耳部的伤害。降噪耳机内设有麦克风，用来收集噪声信号，同时耳机的处理器会发出与噪声振幅、频率相同而相位相反的声波，从而达到消声的效果。降噪耳机消声的原理是利用( )
A.声波的干涉 B.声波的衍射 C.声波的反射 D.声波的多普勒效应
11．如图所示，一小型渔港的防波堤两端MN相距60m，在防波堤后A、B两处有两个小船进港躲避风浪。某次海啸引起的波浪沿垂直于防波堤的方向向防波堤传播，下列说法正确的是( )
A.假设波浪的波长为10m，则A、B两处小船明显受到波浪影响
B.假设波浪的波长为58m，则A、B两处小船明显受到波浪影响
C.假设波浪的波长为61m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响
D.假设波浪的波长为85m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响
12．某均匀介质中相距15m的两端，分别安装由同一发生器带动的两个相同且可视为质点的振动器。两个振动器连续发出波长为5m的简谐横波，则在这两个振动器之间连线上（不含端点），振动加强点的个数为( )
A.7 B.5 C.3 D.1
二、多选题
13．如图所示，一小型渔港的防波堤两端M、N相距约，在防波堤后A、B两处有两个小船进港躲避风浪。某次海啸引起的波浪沿垂直于防波堤的方向向防波堤传播，下列说法正确的有( )
A.假设波浪的波长约为，则A、B两处小船明显受到波浪影响
B.假设波浪的波长约为，则A、B两处小船基本上不受波浪影响
C.假设波浪的波长约为，则A、B两处小船明显受到波浪影响
D.假设波浪的波长约为，则A、B两处小船基本上不受波浪影响
14．如图1是摄影师航拍到钱塘江两波潮水娓娓向对方走来，交织在一起形成壮观的景象。其原理为两列平面波相遇的干涉现象，可将两列波简化成如图2示意图（其中实线表示波峰，虚线表示波谷），甲、乙两列频率均为0.5Hz的水波以2m/s的速度传播，振幅均为0.2m，波面间形成夹角，此时O点刚要开始起振，C点距O点8m，则( )
A.C点是振动加强点
B.经过，波传到C点
C.图中此刻A点经过的总路程比B点多1.6m
D.稳定干涉后，O、C连线间共有三个振动加强点（不含C、O）
15．同一均匀介质中有两个振源M、N，分别位于x轴上的和。取振源M开始振动时为时刻，时之间的波形如图所示。下列说法正确的是( )
A.时坐标原点O处的质点正在平衡位置向上振动
B.时坐标原点O处的质点的位移为
C.稳定时，坐标原点O处的质点的振幅为50cm
D.稳定时，振源M、N之间有16个振动加强点
16．多个点波源在空间也可以形成干涉图样，如图甲是利用软件模拟出某时刻三个完全相同的横波波源产生的干涉图样。图乙是三个完全相同的横波波源在均匀介质中的位置，波源，，分别位于等边三角形的三个顶点上，且边长为2m。三个波源时刻同时开始振动，振动方向垂直纸面，振动图像均如图丙所示。已知波的传播速度为0.25m/s，O处质点位于三角形中心，C处质点位于与连线中点。下列说法正确的是( )
A.位于O处的质点的振幅为6cm
B.时，C处质点开始振动
C.其中一列波遇到尺寸为0.8m的障碍物时，不能发生明显的衍射现象
D.若三列波频率不同，即使在同一种介质中传播时也能够发生干涉现象
三、填空题
17．某同学在水槽内做如图所示的两个实验。图（a）中为两块挡板，一列水波穿过之间的缝隙后如图所示；图（b）中和为两个波源，发出两列水波后形成如图所示的图案。两幅图中，属于波的衍射现象的是_____。能够观察到图（b）现象的条件是______。
18．如图所示为两列简谐横波在时刻的波形图，已知a波向右传播，b波向左传播，传播速度均为，则两列波相遇时，_________（选填“能”或“不能”）产生干涉现象，时，平衡位置在处质点的位移为_________cm。
四、实验题
19．在“观察水波的干涉”实验中得到如图所示的干涉图样。为波源，实线表示波峰，虚线为P位置与波源连线，且。
（1）P点是振动___________点（选填“加强”或“减弱”）。
（2）若有一小纸片被轻放在P点浮于水面上，则此后纸片运动情况是( )
A.一定沿箭头A方向运动 B.一定沿箭头B方向运动
C.一定沿箭头C方向运动 D.在P点处随水面上下运动
五、计算题
20．观察水波衍射的实验装置示意图如图所示。AC和BD是两块挡板，两板间有一狭缝AB，O是波源。图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻的波纹(图中曲线)之间的距离表示一个波长。如何使衍射现象更明显 为什么
21．拍摄干涉图样照片时，照片显示的干涉图样中的振动加强区与振动减弱区是否与拍摄时间无关
参考答案
1．答案：C
解析：衍射是波特有的现象，即任何波都会发生衍射现象，只不过存在明显与不明显的差别而已，只有当障碍物或孔的尺寸跟波长差不多或者比波长小时，才会观察到明显的衍射现象，只有C项正确。
2．答案：C
解析：由公式，得周期为的声波的波长为：；由公式得频率为的声波的波长为：，发生明显衍射的条件是孔径、障碍物的尺寸小于波长或者与波长相差不大，故①能产生明显的衍射现象，②不能产生明显的衍射现象。波长为10 m的声波，障碍物宽度为13 m，与该声波波长相差不大，故③能产生明显的衍射现象。因此，能产生明显的衍射现象的是①和③，故C正确，A、B、D错误。
3．答案：A
解析：富兰克林使用X射线拍摄的DNA晶体，属于衍射现象，是利用X射线具有波动性的性质。故选A。
4．答案：D
解析：由题图可知，孔的尺寸与水波的波长差不多，故此时能观察到明显的波的衍射现象，选项A错误；波通过孔后，波速、频率、波长不变，则挡板前后波纹间的距离相等，选项B错误；如果将孔扩大，若孔的尺寸远大于水波的波长，可能观察不到明显的衍射现象，选项C错误；如果孔的大小不变，使波源频率减小，因为波速不变，根据知，波长增大，仍能观察到明显的衍射现象，选项D正确.
5．答案：C
解析：A.当振动一段时间后，观察到e处水面始终平静，所以，e点为振动减弱点，即两波源都振动时，振动完全相反。c点到e点的距离为λ，则c点到两波源的距离差为，所以c点为振动减弱点；b点到e点的距离为，则b点到两波源的距离差为，所以b点为振动减弱点，故A错误；
B.振动加强区的质点振幅最大，并不是一直处于最大位移处，故B错误；
CD.根据
d点到e点的距离为，则d点到两波源的距离差为λ，即距离差为，故C正确，D错误。
故选C。
6．答案：D
解析：由题意知，简谐波Ⅰ和Ⅱ的波长均为0.48 m，选项A错误；从波形1到波形5经历的时间为，则，可得简谐波Ⅰ和Ⅱ的周期均为，选项B错误；绳上各点中振动加强点和振动减弱点振幅不相同，选项C错误；A、C两点均为振动减弱点，则两波源到两点的路程之差分别为和，则两波源到A点和C点的路程差之差的绝对值是，选项D正确.
7．答案：B
解析：主动降噪耳机是利用波的干涉，产生的抵消声波与噪声的振幅、频率相同，相位相反，叠加后相互抵消来实现降噪.
选项 分析 正误
A 抵消声波与噪声的振幅相同，为A ×
B 抵消声波与噪声的频率相同，为 √
C 抵消声波与噪声的波速、频率相同，则波长也相同，为 ×
D 抵消声波在耳膜中产生的振动与题图中所示的振动反相 ×
8．答案：D
解析：AC.适当减小狭缝宽度，水波通过狭缝后，波速与频率不变，根据
波长不变，AC错误；
B.波源不变，适当减小狭缝宽度，则波阵面最前方起振的点减少，能量减少，水波振幅减小，B错误；
D.波发生明显的衍射现象的条件是：当孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或比波长更小，波长不变，适当减小狭缝宽度，衍射现象更明显，D正确。
故选D。
9．答案：C
解析：两列相干波在空间上会发生稳定的干涉现象，其振动加强或减弱由两波源到该点的距离差及波长决定，当距离差时，振动加强；当时，振动减弱。设圆周上某点P振动最弱，如图所示
由干涉条件得而
的范围为0~8m，分别代入后可得共有8处振动最弱的点，故选C。
10．答案：A
解析：耳机的处理器发出与噪声振幅、频率相同而相位相反的声波，两列波叠加后振幅为零，从而达到消声的目的，则降噪耳机消声的原理是利用声波的干涉。故选A。
11．答案：B
解析:A.发生明显衍射的条件是孔径、障碍物尺寸小于波长或者与波长相差不大。当波浪的波长为10m时，小于防波堤两端距离，不会有明显的衍射现象，受到影响较小，故A错误。
BCD.发生明显衍射的条件是孔径、障碍物尺寸小于波长或者与波长相差不大。当波浪的波长为58m，或者61m，或者85m时，接近防波堤两端距离，会有明显的衍射现象，故小船受到明显的波浪影响，故B正确，CD错误；
故选B。
12．答案：B
解析：两同相波源形成的振动加强点需满足波程差为波长整数倍，即（n为整数）两波源间距15m，波长。连线上任一点到两波源的距离差为，需满足解得时，时，或10m；时，或12.5m。以上x均满足，共5个点。故选B。
13．答案：BC
解析:AB.波发生明显行射的条件是孔径，障碍物尺寸小于波长或者与波长相差不大，假设波浪的波长约为10m，防波堤两端M、N相距约80m，大于波长，不会发生明显的衍射现象，A、B两处小船基本上不受波浪影响，故A错误，B正确
CD.假设波浪的波长约为90m，波浪两端M、N相距约80m，两者相差不大，会有明显的衍射现象，则4、B两处小船明显受到波浪影响，故C正确，D错误
14．答案：AC
A.OA.O点刚要开始起振，将过O点的两列波面等效为波源，C点到两波面间距相等，即间距差为0，根据干涉原理可知，C点是振动加强点，故A正确；
B.O点刚要开始起振，波面间形成夹角，C点到过O点的两列波面间距
波传到C点的时间
故B错误；
C.根据图2可知，AO沿垂直于右侧波面的投影比BO沿垂直于左侧波面的投影长一个波长，即A点比B点振动时间多一个周期，由于A、B均为振动加强点，则图中此刻A点经过的总路程比B点多
故C正确；
D.将过O点的两列波面等效为波源，由于O、C连线上各个质点到左右两波面的间距相等，可知，O、C连线上各个质点均为振动加强点，故D错误。
故选AC。
15．答案：AB
解析：A.由图像可知振源N的周期为，波长为，则波速为
振源M产生的波形从位置传播到O点的时间为
振源N产生的波形从位置传播到O点的时间为
则时只有振源M产生的波形传播到O点，根据“同侧法”可知振源M起振方向为向上，的质点在7s时刚好传到O点，，所以时坐标原点O处的质点正在平衡位置向上振动，故A正确；
B.振源M做简谐运动的位移和时间关系式为
时，O处质点振动的时间为1.25s，则
故B正确；
C.两个振源M、N到O点的波程差为
所以两个振源M、N传播到O点波属于振动减弱点，振幅为
故C错误；
D.两个振源M、N之间的距离为
两列波波峰与波峰、波谷与波谷相遇，则振动加强，振源M、N之间有17个振动加强点，故D错误。
故选AB。
16．答案：AB
A.OA.O处质点位于三角形中心，该点到三个波源的间距相等，可知该点为振动加强点，则该点振幅为
B.由图乙可知，所形成的机械波在水平面内传播，在时开始震动，故B正确。
C.根据图丙可知，周期为4s，根据波速表达式有
代入数据解得
根据发生明显衍射的条件可知，能发生明显的衍射现象，故C错误；
D.根据干涉的条件可知，机械波要发生干涉波的频率必须相等，即三列波的频率不同时不能够发生干涉现象，故D错误。
17．答案：图(a)；两列波的频率相同
解析：图(a)中水波通过小孔后能继续传播,属于波的衍射现象。能够观察到稳定干涉现象的是图(b),其条件中两列波的频率相同。
18．答案：能；
解析：两列波a和b的波长都为8m，传播速度均为10m/s，因此它们的频率相同。根据干涉的条件，两列波的频率相同，波长相同，可以产生干涉现象，因此，两列波相遇时能产生干涉现象；
a波向右传播，时，a波向右传播了
则处（波谷）的振动形式传递到处；
b波向左传播，时，b波向左传播了
则7m处（平衡位置谷）的振动形式传递到处；
根据波的叠加原理，处质点的总位移为a波和b波位移的代数和，即
19．答案：（1）加强（2）D
解析：（1）据图可知，两列波的波长相同，所以两列波的频率相同，由于，所以路程差为波长的整数倍，所以该点P为振动加强点；
（2）据波传播的特点，各质点并不随波迁移，而是在平衡位置附近做简谐运动，所以小纸片在P点随水面上下运动，故ABC错误，D正确。
故选D。
20．答案：使狭缝AB的宽度减小可以使衍射现象更明显。
解析：因为当狭缝的宽度跟波长相差不大或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象。
21．答案：干涉图样中的振动加强区与振动减弱区的位置是固定的，与拍摄时间无关。
解析：
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)

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