课时作业(20) 波的干涉（配套练习）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第一册（人教版2019）

课时作业（二十） 波的干涉 答案精解Po (建议用时：40分钟) [基础题组练] 波源.两列波相遇后，形成稳定的干涉图样，如图仅 题组一波的叠加 为示意图.已知两波源间的距离为0.6m,波长为 0.25m,下列判断正确的是 () L.(多选)下列关于两列波相遇时叠加的说法正确 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.相遇并彼此穿过之后，两列波的运动特征与相遇 A.两波源的频率相同，相位差恒定 前完全相同 B.振动加强区域各质点的振动频率为波源的2倍 C.在相遇区域，任一点的总位移等于两列波分别在 C在水面上放一树叶，树叶会振动着向水槽边缘飘去 该点引起的位移的矢量和 D.两波源的连线上振动加强的位置有5处 D.相遇之后，叠加区域内质点的振动均加强 5.两列波相叠加产生了稳定的干涉现象，得到了干涉 2.已知S、S:为水波槽中的两个波源，它们在同一水 图样，下列关于干涉的说法错误的是 () 槽中分别激起两列水波，已知两列波的波长λ，< A.两列波的频率一定相等 入2，某时刻在P点两列波的波峰与波峰相遇，则下 B.振动加强区与振动减弱区总是相互间隔的 列叙述正确的是 ( C,振动加强区与振动减弱区交替变化 A.P点有时在波峰，有时在波谷，振动始终加强 D.振动加强区在空间的位置一直不变 B.P点始终在波峰 6.如图所示的是水面上的两列相互干涉的波在某时 C,P点的振动不遵守波的叠加原理，P点的运动也 刻的叠加情况，以波源S、S为圆心的两组同心圆 不始终加强 弧分别表示该时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚 D.P点的振动遵守波的叠加原理，但并不始终加强 线)，已知S,的振幅为4cm,S:的振幅为5cm,下 3.(多选)如图所示，S,S:是虚线两端的两个波源，它 列说法正确的是 () 们的振动周期都为T,振幅都为A.某时刻S,发出 的波恰好传到C,同一时刻S:发出的波恰好传到 D,且SC=SD,图中只画出了此时刻两列波在 D、C之间部分的叠加波形，S,、D间和S:,C间波形 A.质点A,D在该时刻的高度差为l8m 没有画出，下列说法正确的是 B.再过半个周期，质点B是振动加强点 B C,质点C的振幅为0 D.图中ABDC围成的区域为振动加强区 A.D、B,C三点都是振动减弱点 7.(多选)两列振动方向相同、振幅分别为A,和A:的 B.D、C是振动减弱点，B是振动加强点，其振幅 相干简谐横波相遇，下列说法正确的是 为2A A.波峰与波谷相遇处质点的振幅为A一A: C再经过牙，D,C间的波形是一条直线 B.波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始 终为A1十A D.再经过，D.C间的波形仍为图示波形 C.波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与 题组二波的干涉 波峰相遇处质点的位移 4.(多选)固定在同一个振动片上的两根细杆，当振动 D.波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与 片振动时，两根细杆周期性地触动水面，形成两个 波谷相遇处质点的振幅 ·1514 8.(多选)如图表示两列同频率相干水波在1=0时刻 C.加强区和减弱区在水面上的位置会发生变化 的叠加情况，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，已 D.这是水波特有的现象，其他波没有此类现象 知两列波的振幅均为2©m且在图中所示范围内振 11.(多选)如图所示，甲、乙分别为两列横波1、Ⅱ的 幅不变，波速均为2m/s,波长均为0.4m,E点为 振动图像，t=0时刻分别同时从图丙所示的A、B BD和AC的交点.下列说法正确的是 两点开始向四周传播，并在1=2s时恰好相遇，已 知A、B相距0.8m,C为AB中点，D距A点 0.15m,则 () 1/cm y/cm ADC B A.A、C两点都是振动减弱点 B.振动加强的点只有B、E、D A.直线上A,B外侧均为振动加强点 C.BD连线上的所有点都是振动加强点 B.直线上A、B间（不包括A,B点）共有6个振动 D.B、D两点在该时刻的竖直高度差为4cm 加强点 [能力提升] C,t=4s内直线上C点通过的路程为零 9.(多选)甲、乙两列横波在同一介质中分别从波源 D.1=3.75s时D点经平衡位置向下振动 M、V两点沿x轴相向传播，波速为2m/s,振幅相 12.两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播， 同，某时刻的图像如图所示，则 ( 两波源分别位于x轴一0.2m和1.2m处，两波 乙 的波速均为0.4m/s,波源的振幅均为2cm.如图 所示为1=0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在 x轴0.2m和0.8m的P、Q两质点开始振动.质 123456789101112xm 点M,N的平衡位置分别处于x轴0.5m和0.6m 处.求： 甲 A.甲、乙两波起振方向相反 MN 0 B.甲、乙两波的频率之比为3：2 -0.2-010八0.120.3040.5060.7080901.112xm C.再经过3s,平衡位置在x=7m处的质点振动方 向向下 (1)平衡位置在x=0处质点的振动方程： D.再经过3s,x=6m处质点的位移为零 (2)1=1s时，质点M的位移： (3)0一3s内质点N运动的路程 10.水槽中，波源是固定在同一个振动片上的两根细 杆，当振动片振动时，两根细杆周期性地触动水 面，形成两个波源.这两列波相遇后，在它们重叠 的区域形成如图所示的图样.下列说法正确的是 A.这是水波的衍射现象 B.这两个波源的振动频率相同 ·152·声波的发米为火一产-器m=0031m…产生明显行封现 以(1=0、1,2、3…)，n可能的取值为0、1、2，所以两波源连线 上振动加强的位置有5处，选项D正确. 象的条件是孔径、障碍物的尺寸小于波长或者与波长相差不 5.C解析发生稳定的千涉现象时，振动加强和振动减弱的区 大，故①能产生明显的衍射现象，②不能产生明显的衍射现 城是稳定的，加强的区城总是加强，减弱的区城总是减弱，选 象.波长为10m的声波，障碍物宽度为13m,与该声波波长 项A、B、D正确，C错误， 相差不大，故③能产生明显的衍射现象，因此，能产生明显的 6.A解析两列波叠加，A,D均为振动加强的，点，在该时刻，A 衍射现象的是①和③，选项C正确，A,B,D错误 在波峰，位移为十9cm,D在波谷，位移为一9cm,故质点A、 10.D解析由于墙很高大，故衍射现象比较弱，由于女声频率 D在该时刻的高度差为18cm,选项A正确：由题图可知，质 更高，波长更小，所以衍射现象更不明显 点B,C在该时刻是振动减弱的点，则它们始终是振动诚弱 11.CD解析该同学只会在平衡位置附近振动，不会随波迁 的点，振幅均为1cm,选项B、C错误：只有满足到两波源之 移，选项A错误：该水波的周期为T= n户白=2s,选项B错 间的距离差等于半波长的偶数倍的质点才是振动加强的，点， 显然图中ABDC国成区战内并不是所有质点都满足该条 误：根据波长公式得1=vT=6m,选项C正确：该水波可以 件，所以该区战不是振动加强区，选项D错误， 绕过石老人继续传播属于波的衍射现象，选项D正确， 7.AD解析波峰与波谷相遇时，振幅相消，故实际振幅为 12.解析设汽车在接收到P,P两个信号时距测速仪的距离 A一A,选项A正确：波峰与波峰相遇处，质，点的振幅最 分别为2，则 .1.7-0.5 大，合振幅为A十A,但此处质点仍处于振动状态中，其位 1=2·3.5-0.3A7=0.2m0r=68m, 移随时间按正弦规律变化，选项B错误：振动减弱，点和加强 1.4.4-3.5 点的位移随时间按正弦规律变化，选项C错误：波峰与波峰 =2w3.5-0.5A=0.150/=51m, (或波谷与波谷)相遏时振动加强，波峰与波谷相遇时振动减 汽车在接收到P、P两个信号之间的时间内前进的距离 弱，加强点的振幅大于减弱点的振幅，选项D正确. 为s=一2=17m. 8.AC解析A,C两，点都为波峰与波谷叠加，振动减弱，选项A 已知测速仪匀速扫描，由题图乙记录的数据可求出汽车前 正确：B、D两点是波谷和波谷、波峰和波峰的叠加点，为振动 进这段距离所用时间为 加强点，B、D连线上的所有点都为振动加强点，选项B错 3.5+4.40.5+1.7 误，C正确：该时刻，D点处于波峰，偏离平衡位置的位移大 2 2 小为4cm,B,点处于波谷，偏离平衡位置的位移大小为4m, 3.5-0.5 -△1=0.958. 则B、D两，点在该时刻的竖直高度差为8Cm,选项D错误. 汽车造动的建度=产-品m/s17.9m 9.ABD解析根据题意，甲波向右传播，起振方向向下，乙波向 左传播，起振方向向上，选项A正确：根据题图可知甲波波 累1717.9 1品匠霸在水特中激发的水波流长为-号-09m一Q01m 长为4m,甲波周期为T,==2s,频率f,=豆H,乙波 1cm.要使在小孔后产生明显的衍射现象，应使小孔的直径 波长为6m,周期为1=告=3，频率为么=号，则 跟波长相差不多或小于波长。 f:f之=3：2，选项B正确：再经过3s,甲波波谷到达x= 答案见解析 7m处，乙波周期为T无=3s,波形与题图所示波形相同，所 课时作业（二十） 以叠加后该质点应该向上振动，选项C错误：再经过3$，甲 波向右传格6m,乙波向左传播6m,根据波的叠加知，x= 1.C解析相逼的两列波，相互独立，互不干扰，选项A错误， 6m处质点的位移为零，选项D正确. B正确：两列波叠加后，某点的位移为两列波在该点的位移 10.B解析这是水波的千涉现象，选项A错误：形成稳定的千 失量和，选项C正确：叠加后，有的质点振动加强，有的质点 涉图样时，两列波的频率一定相同，选项B正确：加强区和 振动减弱，选项D错误. 减弱区在水面上的位置是围定的，不会发生变化，选项C错 2.D解析两波源产生的波都在水中传播，故波速v相等，而 误：干涉现象是波所特有的现象，只要是波，就一定能产生 两列波的波长入1<入2，根据一入∫可知，两列波的频率不同， 干涉现象，选项D错误. 所以两列波不能产生干涉现象，不能形成稳定的干涉图样， 11.CD解析由题意知，波长为0.2m,A、B两质，点的起振方 远项A错误：任意两列波都可以叠加，选项C错误，D正确： 向相反，AB间距满足波长的整数倍，故A、B外侧均为振动 P点在其平衡位置附近振动，选项B错误. 减弱点，选项A错误；振动加强，点满足该点距A,B的位移 3.AC解析两列波同时开始传播，由波形可知，S,开始振动 差为半波长的奇数倍，共有8个点，分别距A点的距离为 方向向下，S开始振动方向向上，所以根据叠加原理可知， 0.05m.0.15m.0.25m,0.35m.0.45m,0.55m.0.65m, D、BC三点都是振动减弱点，振幅都为零，选项A正确，B 0.75m,选项B错误：C点距A点0.4m,为振动减弱，点，其 错误：画出再经过干后，两列波单独传播时的波形，如图所 位移始终为零，选项C正确：D点为振动加强，点，1=3.25s 时，波Ⅱ刚传到D点，从平衡位置向上振动，此时波I已在 示，可知D、C间振动叠加后的位移都是零，叠加后D、C间的 D,点振动了2.55，也从平衡位置向上振动，再经0.5s,质 波形是一直线，选项C正确，D错误 点D经平衡位置向下振动，选项D正确. 12.解析(1)由题图图像可得，波长为1=0.4m, 周期为T=子-1sw-要=2mad/s 4.AD解析能形成稳定的干涉图样，两列波必须频率相同，相 平衡位置在x=0处质，点的振动方程为x=2sin21(cm). 位差恒定，选项A正确：振动加强区和减弱区各质，点的振动 频率与波源相同，选项B错误：树叶会上下振动，但不会沿波 (2)由图像可得，两列波同时到达M点，有1-=0.755， 的传播方向迁移，选项C错误：设，出为两波源连线上某点 到两波源的距离，两波源连线上的加强，点应满足1一s 1=1s时，有1一1=}工 ·210· 则1=1s时质点M的位移为一4cm 时三段时间内的速度关系为助>边>w,可知「1>「3>「2， (3)右侧波传到N点的时间t1=心=0.5s, 选项A正确. 10.C解扬根据多普物效应产生的原因，该图表示波源正在 左侧波传到N点的时间t妇=四=1.0$， 向B点移动，选项A错误；当波源向观察者运动时，观察者 接收到的频率一定比波源振动的频率高，当波源远高观察 1.0s后，N,点始终处于振动减弱状态，静止不动，所以V 者时，观察者接到的频率一定比波源振动的频率低，选项 点实际振动时间为0.5s,即半个周期，则N,点运动的路程 BD错误，C正确. 为s=2A=4cm 11.A 解析当飞机飞近人时，人听到飞机声音的频率越来越 答案(1)x=2sin2d(cm)(2)-4cm(3)4cm 低，但总是∫>∫，当飞机远离人时，人听到飞机声音的 课时作业（二十一） 频率越来越低，且都是∫所<∫爆，故在飞机飞过头顶的过程 中听到的声音频率一直是越来越低，选项A正确. 1.CD解析夏日雷声轰鸣不绝，属于声波的反射，选项A错 12.解析由题意知∫效由=2X10°H2,f4救一/台=400H2, 误：有两只相同的音叉，若一只被敲击振动发声，发现另一只 也振动发声，这是声音的共振，选项B错误：战场上士兵听到 6=3X10m/剥A=(1+2g)/: 敌方地弹飞行声音和听到我方地弹飞行声音不同，是多普勒 解得v年=30m/s 效应，选项C正确：探测器接收到超声波频率发生变化是由 答率30m/s 于血液发生流动，探测器与血液的观测点的距离发生变化， 可以用多普勒效应解释，选项D正确， 课时作业（二十二） 2,BD解粉多普勒效应是所有波共有的特征，无论是机械波、 L.ABD解析由题图可知，aO和O关于MN对称，所以aO 电磁波还是光波都会发生多普勒效应，产生多普勒效应的原 是入射光线，O%是反射光线，O是折射光线，选项A、BD正 因是观察者接收到的频率发生了变化，而波源的频率不变， 确，C错误， 选项B、D正确，A、C错误. 2.B解析光在同一种均匀、透明介质中沿直线传播，在不均 3.AC解析振针前进方向上的水波变得密集，在其移动反方 匀的透明介质中发生折射：由于大气层上疏下密，光线穿过 向的水波变得稀疏，因此振针在向右移动：波源远离观察者 不均匀的大气连续发生折射，傍晚当阳光的折射光线浴水平 时，观察者接收到的频摩变小，选项A、C正确. 线进入人眼时，入射光线已经在地平线以下了，人所看到的 4.CD解析根据多普勒效应可知，若波源和观察者间距离变 是太阳的虚像，真实的太阳已在地平线以下，选项B正确. 小，观察者接收到的频率一定比波源频率高：若波源和观察 3.AD解析如图所示，折射只有在入射角不等于0°的时候才 者间距离变大，观察者接收到的频率一定比波源频率低.观 发生，当人眼通过半球体观察的时候，B中心处报纸上的文 察者听到这个音乐的音调比原来降低，即接收到的声波频率 字反射的光线沿球面法线方向射出，所以不发生折射，通过 降低，说明观察者和火车之间的距离在变大，选项A,B错 半球体观察物、像重合，则看到B中的字和没有放玻璃半球 误，C、D正确. 时一样高：通过立方体观察时，由于光线发生了折射，折射角 5.C解析由于蝙蝠和墙壁发生相对运动，且相互靠近，因此 大于入射角，所以看到的像比物高，即看到A中的字比B中 墙壁接收到的频率大于39000Hz,频率为∫的波经墙 的字高，选项A、D正确。 壁反射后，与蝙蝠相互靠近，因此蝙蝠接收到反射波的频率 f>f·选项C正确， 6.BD解析看到闪电后，过一会儿才能听到雷声，是光和声音 在空气中的传播速度不同造成的，选项A错误：观察者听到 远去的列车发出的汽笛声，音调变低是由于列车与观察者的 距离发生变化引起的，可以用多普勒效应解释，选项B正确： 4.CD解析折射率是一个表明介质的光学特性的物理量，由 声波在空气中和水中的传播速度不同，是由于进入不同介 介质本身决定，与入射角，折射角无关，选项A,B错误，C正 质，波长发生变化引起的，选项C错误：观察者与双星的距离 发生变化，接收到的频率发生变化，产生周期性变化的光谱， 确：由于真空中光速是一个定值，由n=可知0与n成反 属于多普勒效应，选项D正确. 比，选项D正确 7.ABD解析有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声就能判断飞 5.D解析筷子在水中部分反射的光到达P 行的炮弹是接近还是远去，频率变高表示靠近，频率变低表 点后析射，如图所示，筷子的上半部分偏右， 示远离，运用了多普勒效应，选项A正确：医院检查身体的 下半部分更偏左，由于圆柱形盛水部分玻璃 “B超”仪向人体内发射频率已知的超声波，超声波被血管中 杯有放大作用，故下半部分会变粗，选项D 的血流反射后又被仪器接收，通过测出反射波的频率变化来 正确. 确定血流的速度，运用了多普勒效应原理，选项B正确：星球 正在远离地球时，地球上接收到该星球发出光的频率变小， 6.AC解析在折射定律中，比值m=n(常数)，这个常数是 sin r 则波长变大，选项C错误：测速仪对行进中的车辆发射频率 相对折射率，是由两种介质的性质决定的，选项A正确：光 已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频牵变 在不同介质中的传播速度不同，”与光在两种介质中的传播 化的多少就能知道车辆的速度，利用了多普勒效应，选项D 逸度有关，选项B错误；n反映介质的性质，由介质决定，与 正确， 入射角和折射角均无关，所以不能说n与入射角正弦成正 8.B解析由题意可知，该仪器是测量反射波的频率支化，而 比，跟折射角的正弦成反比，选项C正跪，D错误. 波的干涉、波的衍射及波的叠加都不会产生频率的变化，而 7.C解析因为折射角大于入射角，所以光是从介质射向真 多普勒效应中由于波源和接收者之间的相对移动而使接收 到的频率变化，故该技术体现的是多普勒效应，选项B正确. 空的，选项A错误：据折射率公式得一册8船≈1.73，选项 9.A解析轮船匀速靠近港口的过程中，测到的频率不随时间 B正确：=台，代入教据得1.73X10m/,选项C正确： 变化，但速度大时，频率大，由工~1图像可知，轮船靠近港口 由几何关系知，反射光线与折射光线成90°角，选项D错误 ·211·