3.4 波的干涉 同步练-2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

高中物理人教版选择性必修第一册 第三章《 机械波》 3.4 波的干涉 同步练 训练时间： 60分钟 试卷分值：100分 姓名： 班级： 考号： 成绩： 1、 单项选择题（共计7题，每小题6分，共计42分） 1.答案　D 解析　只有两列频率相同、相位差恒定的波叠加才会出现稳定的干涉图样，故A错误；在干涉图样中，振动加强区域的质点，只是振幅变大，其位移随时间周期性变化，振动减弱区域的质点，只是振幅变小，其位移随时间周期性变化，故B错误；衍射是波的特有属性，在任何条件下波都会发生衍射，只是障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或比波长小时，波才会发生明显的衍射现象，故C错误；根据多普勒效应，当波源远离接收者时，接收者接收到的波的频率比波源频率低，故D正确。 2.答案　C 解析　任意两列机械波传播时，在相遇的区域均能发生叠加，A错误；两列波相遇时，每一列波的振动情况都保持不变，与相遇前完全相同，B错误；如果两列波的振幅相同，叠加时减弱点的振幅为零，一直处于平衡位置，C正确；两列波叠加时，只有加强点(即波峰与波峰、波谷与波谷相遇点)的振幅最大，为两列波振幅之和，D错误。 3.答案　B 解析　当水波的波长比M、N之间狭缝大得多或者相差不大时，水波才能发生明显的衍射现象，A错误；题图乙中，M点为两列波波峰的交点，M点为振动加强点，B正确；题图乙中，N点为两列波波峰和波谷的交点，N点为振动减弱点，C错误；质点是在不停振动着的，M点的位移可能为零，D错误。 4.答案　D 解析　衍射现象是一切波所特有的现象，两列波遇到宽为3 m的障碍物，会发生衍射现象，A错误；弧AB与CD的间距为1 m，则这两列波的波长λ＝2 m，根据波速公式得v＝＝10 m/s，B错误；由题图可知，两列波的波峰能同时到达E点，所以该点振动加强，C错误；E点为振动加强点，其振幅为10 cm，则1 s内运动的路程为s＝×4A＝2 m，D正确。 5.答案　D 解析　两列水波同步振动、频率相同、振幅均为A，在叠加的区域会发生干涉现象，形成稳定的干涉图样。M和N是振动加强的点，振幅均为2A，且振动始终加强，但振动的位移随时间变化；质点P是振动减弱的点，其振幅为0，位移也始终为0；振动加强和减弱的区域在水面上的位置稳定不变，A、B、C错误，D正确。 6.答案　D 解析　该消声器工作原理是利用波的干涉原理，故A错误；无论是纵波还是横波都能发生干涉现象，所以该装置无法说明声波是横波还是纵波，故B错误；当a处分成的上下两束声波传到b处需满足波程差是半波长的奇数倍时振动减弱，减噪效果最好，故C错误，D正确。 7.答案　A 解析　此刻A、D是振动加强点，A、D连线上的所有质点一定都是振动加强点，故A正确；两列波的频率相同，又在同一介质中传播，波速一定相同，故B错误；干涉图样是稳定存在的，此刻质点B、C是振动减弱点，之后振动也始终减弱，故C错误；振动加强指的是振动范围(振幅)变大，某时刻仍会回到平衡位置，质点D的位移可能为零，故D错误。 2、 多项选择题（共计3题，每小题6分，选对但不全得3分，错选不得分，共计18分） 8.答案　BD 解析　当左列波的波峰和右列波的波谷在O点相遇时，叠加后的图像为B；当两列波的波峰在O点相遇时，叠加后的图像为D；而A和C是不可能出现的。 9.答案　CD 解析　因两列波波速相等，故两列波能同时到达P点，A错误；因f1<f2，由λ＝可知，λ1>λ2，故当两列波同时到达P点时，a波的波峰离P点的距离比b波的波峰离P点的距离大，因此两波峰不能同时到达P点，两波峰应相遇在P点左侧，此位置对应的位移为A1＋A2，位移最大，综上所述，B错误，C、D正确。 10.答案　CD 解析　O点和a点处有两个振动情况完全相同的波源，b点到两波源路程差Δs＝9 m－4.5 m＝4.5 m＝·，不满足路程差是半个波长的奇数倍，故不是振动减弱点，振幅不为零，故A错误；c、d到两波源的距离相等，路程差为零，为振动加强点，振幅为2A，但位移周期性变化，不是始终最大，故B错误；根据题意，两列相干波的波长均为λ＝2 m，而两波源相距4.5 m，由于某点到两波源的路程差是波长的整数倍时为振动加强点，则当Δs＝nλ时为加强点，又－4.5 m≤Δs≤4.5 m，且n为整数，则－2≤n≤2且为整数，由于上下对称，故加强点共有10个，故C正确；当某点到两波源的路程差为半波长的奇数倍时为振动减弱点，则当Δs＝(2n＋1)时，为减弱点，又－4.5 m≤Δs≤4.5 m，且n为整数，则－2≤n≤1且为整数，由于上下对称，故减弱点为8个，故D正确。 3、 填空题（共计2题，共计26分） 11.答案　2　减弱　加强 解析　由题图知两列波的周期均为T＝2 s，则波长λ＝vT＝2 m，由几何关系可知两波源到A点的距离为AS1＝10 m，AS2＝8 m，所以两波源到A点的路程差为2 m；同理可得，BS1－BS2＝0，为波长的整数倍，由振动图像知两振源振动方向相反，故B处质点振动减弱；两波源到C点的路程差为Δx＝CS1－CS2＝1 m，所以C处质点振动加强。 12.答案　(1)相反　(2)0　减弱　1　加强　2　减弱 解析　(2)S1A＝S2A，Δr1＝0，因为两波源振动方向相反，故A点为减弱点；波长λ＝vT＝2 m，Δr2＝S1B－S2B＝1 m＝，故B点为加强点； S1C＝10 m，S2C＝8 m，Δr3＝S1C－S2C＝2 m＝λ，故C点为减弱点。 四、解答题（共计1题，共计14分） 13.答案　(1)1 m　(2)见解析 解析　(1)由λ＝，解得 λ＝1 m。 (2)设P为AB上任意一点，P点距A的距离为x，则距B的距离为1.2－x，P点到两波源的路程差为Δs＝|x－(1.2－x)|，其中0≤x≤1.2 m 合振动振幅最大的点，应该满足Δs＝2k·λ(k＝0、1、2、3…) 解得k＝0时，x＝0.6 m k＝1时，x＝1.1 m或者x＝0.1 m。 学科网（北京）股份有限公司 $ 高中物理人教版选择性必修第一册 第三章《 机械波》 3.4 波的干涉 同步练 训练时间： 60分钟 试卷分值：100分 姓名： 班级： 考号： 成绩： 1、 单项选择题（共计5题，每小题6分，共计30分） 1．下列关于波的说法正确的是(　　) A．两列波叠加一定会出现稳定的干涉图样 B．在干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移始终保持最大；振动减弱区域的质点，其位移始终保持最小 C．只有障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或比波长小时，波才能发生衍射 D．当波源远离接收者时，接收者接收到的波的频率比波源频率低 2．关于机械波的叠加，下列说法中正确的是(　　) A．不同频率的机械波在空气中相遇时不会叠加 B．两列机械波相遇之后，振幅小的一列波将减弱，振幅大的一列波将加强 C．两列机械波叠加时，振动减弱点可能一直处于平衡位置 D．两列波叠加时，叠加区域所有质点的振幅都是两列波振幅之和 3.波的干涉和衍射都是波特有的现象。图甲为水波的衍射实验，挡板M是固定的，挡板N可以上下移动。图乙为两列频率相同的横波相遇时某一时刻的情况，实线表示波峰，虚线表示波谷。下列说法正确的是(　　) A.甲图中不管挡板N处于什么位置，水波都能发生明显的衍射现象 B.乙图中M点为振动加强点 C.乙图中N点为振动加强点 D.乙图中M点的位移不可能为零 4.如图是两列周期为0.2 s，振幅为5 cm的同种横波相遇时某一时刻的情况，实线表示波峰，虚线表示波谷，弧AB与CD的间距为1 m，E为AC、BD连线的交点。则下列说法正确的是(　　) A．两列波遇到宽为3 m的障碍物，不会发生衍射现象 B．两列波的波速大小均为5 m/s C．E点为振动减弱点 D．E点在1 s内运动的路程为2 m 5.同步振动、频率相同、振幅均为A的两列水波在水面上相遇后，在它们重叠的区域形成如图所示的图样，其中实线代表波峰，虚线代表波谷。在图示时刻，M为波峰与波峰相遇点、N为波谷与波谷相遇点、P为波峰与波谷相遇点。则以下说法正确的是(　　) A.质点P是振动减弱的点，但其振动并不始终减弱 B.质点N是振动减弱的点，其位移始终为0 C.质点M是振动加强的点，其位移大小始终等于2A D.振动加强和减弱的区域在水面上的位置稳定不变 6.消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题，内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都会发出噪声，如图所示的消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声。波长为λ的声波沿水平管道自左向右传播，在声波到达a处时，分成上下两束波，这两束声波在b处相遇时可削弱噪声。下列说法正确的是(　　) A．该消声器工作原理是利用波的衍射 B．该装置可以说明声波是横波 C．该消声器对不同波长的声波都有相同的减噪效果 D．要达到良好的减噪效果，从a处分成的上下两束声波传到b处需满足波程差是半波长的奇数倍 7.如图为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＝4 cm，S2的振幅A2＝3 cm，则下列说法正确的是(　　) A．A、D连线上的所有质点一定都是振动加强点 B．S1、S2两列波的传播速度可以不相同 C．再过半个周期，质点B、C是振动加强点 D．质点D的位移不可能为零 2、 多项选择题（共计3题，每小题6分，选对但不全得3分，错选不得分，共计18分） 8.如图所示为两列相向传播的、振幅和波长都相同的横波，它们在O点相遇，此后可能出现的状态是 (　　) 9.如图所示，波源S1在绳的左端发出频率为f1、振幅为A1的半个波形a，同时另一个波源S2在绳的右端发出频率为f2、振幅为A2的半个波形b，且f1<f2，P为两个波源连线的中点(图中未画出)。已知机械波在介质中传播的速度只由介质本身的性质决定。下列说法正确的是(　　) A．两列波比较，a波将先到达P点 B．两列波在P点叠加时，P点的位移最大可达A1＋A2 C．b波的波峰到达P点时，a波的波峰还没有到达P点 D．两列波相遇时，绳上位移可达A1＋A2的点只有一个，此点在P点的左侧 10.如图所示，水面上有一个半径为4.5 m的圆，圆心O与圆周上的a点各放一个波源，两波源的振动情况完全相同，产生波长为2 m的水波，c、d为Oa连线的中垂线与圆周的交点，则(　　) A．圆周上b点的振幅为零 B．c、d两点的位移始终最大 C．圆周上振动加强的点共有10个 D．圆周上振动减弱的点共有8个 3、 填空题（共计2题，共计26分） 11.如图(a)，在xOy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源S1(0,4 m)和S2(0，－2 m)。两波源的振动图线分别如图(b)和图(c)所示。两列波的波速均为1.00 m/s。两列波从波源传播到点A(8 m，－2 m)的路程差为________m，两列波引起的点B(4 m,1 m)处质点的振动相互__________(填“加强”或“减弱”)，点C(0,0.5 m)处质点的振动相互________(填“加强”或“减弱”)。 12.如图(a)，在xOy平面内有两个沿z方向(z方向垂直xOy平面，图中未画出)做简谐运动的点波源S1(0,4 m)和S2(0，－2 m)。两波源的振动图线分别如图(b)和图(c)所示。两列波的波速均为1.00 m/s。 (1)两列波波源起振方向________(填“相同”或“相反”)。 (2)两列波到A点(4 m,1 m)的路程差为________ m，两列波引起质点A的振动总是________(填“加强”或“减弱”)。两列波到B点(0,0.5 m)的路程差为________ m，两列波引起质点B的振动总是________(填“加强”或“减弱”)。两列波到C点(8 m，－2 m)的路程差为________ m，两列波引起质点C的振动总是________(填“加强”或“减弱”)。 四、解答题（共计1题，共计14分） 13.波源S1和S2振动方向相同，频率f均为4 Hz，分别置于均匀介质中的A、B两点处，xAB＝1.2 m，如图所示。两波源产生的简谐横波沿直线AB相向传播，波速v为4 m/s。已知两波源振动的初始相位相同，求： (1)(4分)波长λ； (2)(10分)A、B间合振动振幅最大的点离A点的距离x。 学科网（北京）股份有限公司 $