第三章 第三节 机械波的传播现象-课时2 机械波的干涉-【高中必刷题】2025-2026学年高中物理选择性必修1同步课件(粤教版)

物理 选择性必修 第一册 YJ 1 2 课时2 机械波的干涉 刷基础 2 1.波源甲、乙分别在一根水平放置的绳的左右两端，两波源发出的波振幅和 波长均相等，在绳中的传播速度均是，在 时刻绳上的波形如图所 示，则根据波的叠加原理，以下说法中正确的是( ) D A.当时，波形如图中①所示，当 时，波形如图中②所示 B.当时，波形如图中①所示，当 时，波形如图中③所示 C.当时，波形如图中②所示，当 时，波形如图中①所示 D.当时，波形如图中②所示，当 时，波形如图中③所示 题型1 波的叠加 3 解析 波速,在时,两列波都传到和 之间,根据波的叠加原理可知,叠 加后各质点位移为0,如题图中②所示；两列波传播时互不干扰,因此 时,两列波都传到了对方 一侧,如题图中③所示,D正确. 题型1 波的叠加 4 方法总结 波的叠加原理 在两列波重叠的区域里,任何一个质点同时参与两个振动,其振动位移等于这两列波分别引起的位移 的矢量和,当两列波振动方向在同一直线上时,这两个位移的矢量和在选定正方向后可简化为代数和. 题型1 波的叠加 5 2.［广东深圳2024高二下联考］将一端固定在墙上的轻质绳在中点位置分叉成相同的两股细绳， 它们处于同一水平面上.在离分叉点相同长度处用左、右手在身体两侧分别握住直细绳的一端，同 时以相同频率和振幅上下持续振动，产生的横波以相同的速率沿细绳传播.因开始振动时的情况不 同，分别得到了如图甲和乙所示的波形.则( ) C 甲 乙 A.甲图中两手开始振动时的方向并不相同 B.甲图中绳的分叉点是振动减弱的位置 C.乙图中绳的分叉点右侧始终见不到明显的波形 D.乙图只表示细绳上两列波刚传到分叉点时的波形 题型1 波的叠加 6 解析 题图甲中两手开始振动时的方向相同,则题图甲中绳的分叉点是振动加强的位置,A、B错误； 题图乙中两手开始振动时的方向相反,则题图乙中绳的分叉点是振动减弱的位置,在分叉点的右侧 始终见不到明显的波形,C正确,D错误. 题型1 波的叠加 7 3.［江苏徐州三中2025高二上期中］（多选）一条弹性绳子呈水平状态， 为绳子中点，两端 、 同时开始上下振动，一小段时间后产生的波形如图所示，对于之后绳上各点的振动情况， 以下判断正确的是( ) ABD A.两列波将同时到达中点 B.绳的两端点、 开始振动的方向相同 C.中点的振动始终是加强的 D. 点的位移大小在某时刻可能为零 题型1 波的叠加 8 解析 机械波的波速由介质决定,波在同种介质中传播时波速相同,由于点距、 端距离相同,所 以两列波同时到达 点,故A正确；根据波的传播特点可知,各质点的起振方向与波源的起振方向相 同,由题图可知,左边的波向右传播,右边的波向左传播,依据“上下坡法”,可知它们起振方向相同, 所以绳子的两端点、 开始振动的方向相同,故B正确；由于两列波的波长不同，波速相同，则周 期不同，频率不同,故两列波并不能发生稳定的干涉现象,因此 点的振动并不总是加强或减弱的, 故C错误；当两波刚传到点时, 点位移为零,故D正确. 题型1 波的叠加 9 4.［湖北宜荆荆随恩2024高二下联考］（多选）如图所示，水平面内两个沿竖直方向振动的相干 波源、发出的简谐横波在同一均匀介质中相遇，波长均为，波源的振幅为， 的 振幅为.图中实线表示某时刻波峰，虚线表示该时刻波谷，、、三点均位于、 连线的 中垂线上，其中点是、连线的中点，、、 三点为所在两个圆弧的交点.下列说法中正确的 是( ) CD A. 点是振动加强点，位移始终保持最大 B. 点是振动减弱点，始终处于平衡位置 C.图中、、 三点位于同一条双曲线上 D.图示时刻、两点连线上的任意一点不含、 均向下振动 题型2 波的干涉条件和现象 10 解析 由题图可知,点是波谷与波谷相遇的点,点是波峰与波峰相遇的点,是、 连线的中点,而 该相干波源波长相同,能够形成稳定的干涉图样,因此点在平衡位置,而、 连线上的点始终处于 振动加强的状态,当两列波发生干涉,、两点连线上的任意一点不含、 在题图所示时刻都是 向着水平面下方运动的,D正确； 点是振动加强点,但也在其平衡位置附近上下振动,位移不是始终 保持最大,A错误；点是波峰和波谷相遇的点,为振动减弱点,由于两波振幅不相等, 点在其平衡位 置附近上下振动,而不是始终处于平衡位置,B错误；由题图可知，、、 三点到两个波源的距离 之差均为半波长,根据几何知识可得,满足该条件的点的连线为双曲线,C正确. 题型2 波的干涉条件和现象 11 5.［重庆2025高二上月考］（多选）甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中沿 轴相向传播，波 速，某时刻的波形如图所示，、、 为介质中的三个质点，则下列说法正确的是 ( ) CD A.两列简谐横波不能发生干涉现象 B.处的质点从图示时刻开始经通过的路程为 C.从图示时刻开始，经过，质点、 的速度相同 D.以质点开始振动时刻为计时起点，则质点 的振动方程为 题型2 波的干涉条件和现象 12 解析 根据题意和题图可知,两列波波速相同,波长相同,则周期均为,频率 , 频率相同,故两列简谐横波能发生干涉现象,故A错误；两波到达处叠加减弱,所以 处的质点振幅为,甲波传到该处的时间为,乙波传到该处的时间为 , 甲波到达该处但乙波未到达的时间为,甲、乙两波都到达该处的时间为 ,即 分别传播半个周期和四分之一个周期,所以 内该处质点通过的路程 ,故B错误；题图示时刻甲波波形的表达式为 ,因此可知此时,,波向右传播,经过传播距离为 , 即处的质点的振动形式传给,处的质点的振动形式传给, 处的质点此时 的位移为,处的质点的位移为 ,可知两质点相对各自平衡位置的 题型2 波的干涉条件和现象 13 位移大小相等,则两质点速度大小相等,根据“同侧法”可知两质点均向下运动,则速度方向相同,因 此后、两质点的速度相同,故C正确；两列波同时到达质点, 为振动加强点,振幅为两列波 的振幅之和,则质点的振动方程为 ,故D正确. 题型2 波的干涉条件和现象 关键点拨 波产生稳定干涉的条件是频率相同,由题可知两波的波长相同,波速也相同,则周期相同，频率相同. 题型2 波的干涉条件和现象 15 6.如图所示，、是水面上两个振动情况完全相同的波源，其振动方向为竖直方向，、 发 出的波在水面上形成稳定的干涉图样，且波长均为.是水面上的一点，且、、 三点刚 好构成一个直角三角形，、两点之间的距离为， . , ,下列说法中正确的是( ) D A. 点是振动减弱点 B. 连线中点始终处于最大位移 C.连线上（不包含、 两点）共有3个振动加强点 D.连线上（不包含 点）共有2个振动加强点 题型3 对振动加强点和减弱点的理解 16 解析 由几何关系可知,,,则、到 点的波程差为 ,因为波长,则 ,所以点是振动加强点,A错误； 连线中 点也在做简谐运动,振幅等于两波的振幅之和,所以 连线中点的位移可以为零,而不是始终处于 最大位移,B错误；因为两波源振动情况完全相同,则当波程差等于半波长的偶数倍时,该点为振动 加强点,所以连线上（不包含、两点）共有5个振动加强点,分别在距离为、 、 、、 的位置,C错误；因为两波源振动情况完全相同,则当波程差等于半波长的偶数 倍时,即满足,且,可得 连线 上（不包含点）共有2个振动加强点,分别在距离为、 的位置,D正确. 题型3 对振动加强点和减弱点的理解 17 7.［福建三明一中2024高二下期末］消声器可以用来削弱内燃机、通风机等排放高速气流过程中 发出的噪声.某消声器的结构及气流运行如图所示，波长为 的声波沿水平管道自左向右传播，当 声波到达处时，分成两束波，它们分别通过和的路程，再在 处相遇，从而达到削弱噪声的 目的.下列说法正确的是( ) B A.该消声器是根据波的衍射原理设计的 B.两束波到达点的路程差，则等于 的奇数倍 C.若声波的频率发生改变，则声波的传播速度也发生改变 D.若、在同一条直线上，、之间的距离为 ，则 为声波的加强 点 题型3 对振动加强点和减弱点的理解 18 解析 该消声器是根据波的干涉原理设计的,A错误；若要达到削弱噪声的目的，两束相干波在 处 相遇时振动减弱,所以两束相干波到达点的路程差,应等于 的奇数倍,B正确；若 声波的频率发生改变,由于声波的传播速度由介质决定,所以声波的传播速度不发生改变,C错误； 、在同一条直线上,、之间的距离为 ,当两束相干波到达点,路程差仍然等于 的奇数倍, 则 为声波的减弱点,D错误. 题型3 对振动加强点和减弱点的理解 19 8.［河北唐山二中2025高二上期中］两列简谐横波分别沿 轴正方向和负方向传播，波源分别位 于和处，两列波的波速均为，波源的振幅均为. 时刻两列 波的图像如图所示，此刻平衡位置在和的、两质点刚开始振动.质点 的平 衡位置位于 处.求： （1）两列波相遇的时刻； [答案] 解析 由题意和题图可知,两列波会在点相遇,即两列波还需要传播的距离为 , 两列波相遇的时刻 . 题型3 对振动加强点和减弱点的理解 20 （2）内质点 运动的路程； [答案] 解析 根据题图可知两列波的波长均为,则波传播的周期为 , 内,质点还没有开始振动,则内质点振动的时间为,即为,两波源与 点的 距离分别为、 , 可知波程差为零,由于两波源振动步调相同,故点为振动加强点,振幅为,可知在 内,质 点运动的路程为 . 题型3 对振动加强点和减弱点的理解 21 （3）、 之间振动加强点的坐标. [答案] 、、 解析 令、之间振动加强点的横坐标为 ,则加强点到两波源的波程差为 , 的位置为振动加强点, 解得、、,故、之间振动加强点的坐标为、、 . 题型3 对振动加强点和减弱点的理解 22 9.［广东中山华侨中学2025高二上月考］图示为水面上的两列相干波在某时刻的叠加情况，以波 源、为圆心的两组同心圆弧分别表示该时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线），已知 的振幅为，的振幅为 ，下列说法正确的是( ) C A.质点、在该时刻的高度差为 B.再过半个周期，质点 是振动加强点 C.质点的振幅为 D.质点一直在波峰，质点 一直在波谷 易错点 对振动加强区与减弱区的理解不透彻 23 解析 由题图和波的叠加原理可知，、均为振动加强点,在该时刻,在波峰,位移为, 在 波谷,位移为,故质点、在该时刻的高度差为 ,A错误；由题图和波的叠加原理可知， 质点、始终是振动减弱点,振幅为,B错误,C正确；两列波为相干波,、 均为振动加强点, 但它们不是静止不动的,而是在不停振动,D错误. 易错点 对振动加强区与减弱区的理解不透彻 24 易错分析 没有理解发生干涉时振动加强区振动始终加强,振动减弱区振动始终减弱的含义,认为减弱区位移 一定始终为零,加强区位移始终最大. 易错点 对振动加强区与减弱区的理解不透彻 25 $$