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

3.4波的干涉 姓名：__________ 班级：__________ 考号：__________ 一、单选题 1.在同一水平面上有两个波源P和Q，沿垂直水平面方向同时开始振动，振幅分别为A和2A，经过半个周期，P和Q同时停止振动，此时C点处于波峰位置，D点处于波谷位置。一段时间后，M点先后出现了两次振动，，，，则(　　) A. 两列波的波长均为2L B. M点振动的总路程为6A C. 两列波相遇后，波速均发生改变 D. 若两波源一直振动，P和Q连线上的振动加强点始终处于波峰或波谷位置 2.两个相干波源的相位相同，它们发出的波叠加后，在下列哪条线上总是加强的（　　） A. 两波源连线的垂直平分线上 B. 以两波源连线为直径的圆周上 C. 以两波源为焦点的任意一条椭圆上 D. 以两波源为焦点的任意一条双曲线上 3.两个振动情况完全相同的波源，在同一介质中形成的两列波相遇后，某一时刻在它们的重叠区域形成如图所示的干涉图样，实线表示波峰，虚线表示波谷，图中P点恰好处于两条实线的交点上，Q点恰好处于实线和虚线的交点上，M是P、Q之间连线上的一点(图中未画出)，下列说法正确的是(　　) A. P点总是在最大位移处 B. M点不可能是振动加强点 C. P、Q之间的距离一定等于半个波长 D. 若将波源S1向S2稍微靠近，P点的振幅一定不变 4.如图所示，平静水面上相距的两点、为波源，振动后形成的两列波沿两点连线相向传播，某时刻两列波传播到图示位置。已知点处波源振动的频率为，振幅为；点处波源振动时振幅为，点为连线的中点。不考虑波在传播过程中能量的损失，下列说法正确的是(　　) A. 两波源的起振方向相同 B. 两列波的传播速度均为 C. 再经过，点的位移大小为 D. 两列波的频率不同 5.蜻蜓在水面上，“点水”激起一圈圈波纹，如图所示。水面上有一开有两小孔A、B的挡板，A、B离波源S的距离分别为30cm、40cm，AB间距为50cm，O为AB中点， AB 中垂线上的C点，距O 点100cm。波源在水面处振动形成的水波视为简谐横波，t=0 时波源自平衡位置起振。已知波速为20cm/s，小孔A 处质点第一次处于波谷时，小孔B 处质点刚好第一次处于波峰，下列说法不正确的是(　　) A. 波源S起振方向向上 B. t=4s时A、B两处质点振动方向相反 C. OC线段的中点为减弱点 D. 若蜻蜓点水的频率增大，则波速增大 6.如图所示，MN是水池的边缘，S1和S2是水池中水面上两个振动情况完全相同的相干波源，它们激起的水波波长为2 m．S1和S2连线垂直于MN，且它们与MN的距离分别是8 m和3 m．设MN足够长，则在水池边界MN上共有几处水面是平静的(　　) A. 1处 B. 3处 C. 5处 D. 无数处 7.气流流动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，则(　　) A. 该消声器在b处可削弱噪声，是因为上下两列波到达b处的波速不同 B. 该消声器在b处可削弱噪声，是因为上下两列波在b处振幅不同 C. 该消声器在b处削弱噪声时，上下两列波从a到b的路程差可能为λ D. 该消声器在b处削弱噪声时，上下两列波从a到b的路程差可能为λ 8.如图甲所示，在均匀介质的同一平面内有A、B、C、D四点，A、B、C三点位于同一直线上，，，。时刻，A、B、C处三个完全相同的波源同时开始振动，振动方向与平面ABD垂直，振动图像如图乙所示，振动在介质中产生的横波波长。关于D处的质点，下列说法错误的是(　　) A. 时，质点开始振动 B. 时，质点的速度为0 C. 时，质点位于平衡位置 D. 时，质点的位移为4cm 二、多选题 9.如图所示，两列简谐横波a和b均沿x轴正方向传播，波速为40 m/s，下列说法正确的是(　　) A. a波的周期为0.2 s，b波的周期为0.1 s B. 对于b波，x轴上x＝1 m处的质点经过0.1 s就传到x＝5 m处 C. a、b两列波相遇时不能发生稳定干涉 D. x＝8 m处的质点振动总是加强的 E. 若两列波进入另一种介质，它们的频率都不会改变 10.如图所示，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，下列说法正确的是(　　) A. 该时刻质点O正处在平衡位置 B. P、N两点始终处于平衡位置 C. M点到两波源的距离之差一定是波长的整数倍 D. 从该时刻起，经过四分之一周期，质点M到达平衡位置 11.S1和S2为同一均匀介质中的两个波源，S1位于坐标原点，S2位于x＝10 m处，t＝0 时波源S1从平衡位置开始向上做简谐运动，形成的简谐波沿x轴正方向传播，振幅为10 cm，振源频率为0.5 Hz.1 s后，振源S2也做同样的简谐运动，形成的简谐波沿x轴负方向传播，t＝6 s时两波的波峰首次相遇．则下列说法正确的是(　　) A. 由于不是同时起振的，所以这两列波相遇时不会发生干涉现象 B. 这两列波在介质中的波长为0.5 m C. 这两列波在介质中的传播速度均为1 m/s D. t＝10 s时，x＝2 m处质点的位移为0 12.主动降噪耳机能根据环境中的噪声(纵波)产生相应的降噪声波，降噪声波与环境噪声同时传入人耳，两波相互叠加，达到降噪的目的。下列说法正确的是(　　) A. 降噪声波与环境噪声的波长相同，且环境噪声频率高低不影响从耳机传播到耳膜的速度 B. 耳膜振动方向与环境噪声传播方向垂直 C. 降噪声波和环境噪声发生干涉，耳膜振动减弱 D. 该现象利用到了波的洐射 三、计算题 13.A、B两位同学分别手提长度L=4.0 m绳子的两个端点从t=0时刻起同时开始振动,t1=0.40 s时绳子上所形成的波形图线如图甲所示。 (1)求再经多长时间左、右两列波恰好相遇; (2)在图乙上画出t2=0.90 s时刻绳子上的波形图线。 14.两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于和处，波源的振幅均为，传播速度相同。如图所示为时刻两列波的图像，此刻平衡位置在和的、Q两质点刚开始振动，且时刻，质点P第一次到达波谷处，质点M的平衡位置处于处。求： （1）简谐波的传播速度v及两列波的相遇时刻； （2）从到内，质点M运动的路程。 第1页 共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.4波的干涉 姓名：__________ 班级：__________ 考号：__________ 一、单选题 1. B【解析】由于波源只振动了半个周期，可以判断得出波源开始起振方向垂直纸面向外，首先波源用到达最大位移处，然后再用将波峰状态传播到点；可以判断得出波源开始起振方向垂直纸面向里，首先波源用到达最大位移处，然后再用将波谷状态传播到点，因此，解得两列波的波长均为，故A错误；因为质点到两波源的路程差为，当左侧波峰到达点时右侧波还未传到点，会到达位置，当右侧波谷传播到达点时左侧波已完全通过点，则会到达位置，随后两波均通过点，会到达平衡位置，因此振动经过的总路程为，故B正确；C．在同一介质中传播，两列波相遇后，波速均不发生改变，故C错误；D．振动加强点是波峰和波峰或波谷和波谷的叠加，经过半个周期后，加强点将从波峰叠加变为波谷叠加(或从波谷叠加变为波峰叠加)，所以必须经过平衡位置，因此若两波源一直振动，P和Q连线上的振动加强点不是始终处于波峰或波谷位置，故D错误。 2. A【解析】由相干波源加强点应满足该点到两波源的距离差，由数学关系可知只有垂直平分线满足此条件。故选A。 3. B【解析】P点为两波峰相遇，为振动加强点，即振幅最大，但并不是总在最大位移处，故A错误；M点处于相邻的振动加强点与振动减弱点之间，不可能是振动加强点，故B正确；P点为振动加强点，Q点为振动减弱点，当两质点处于平衡位置时，两点间的距离等于半个波长，处于其它位置时均不等于半个波长，故C错误；若将波源S1向S2稍微靠近，P点可能不是振动加强点，其振幅可能发生变化，故D错误。 4. C【解析】由图可知，A波的起振方向向下，B波的起振方向向上，故A错误；对A波，由图可知，波长为，则波速为，两波在同种介质中传播，则波速相同，由图可知，波长相同，所以两波频率相同，故B、D错误；两列波的周期为，A波传到O点所需时间为，再振动，则A波处于波谷，即A波在O点的位移为，B波传到O点所需时间为，再振动，则B波处于波谷，即B波在O点的位移为，所以，此时O点的位移为，故C正确。 5. D【解析】A、B离波源S的距离分别为30cm、40cm，A离波源S较近，则A先振动，小孔A处质点第一次处于波谷时，小孔B处质点刚好第一次处于波峰，可知波源S起振方向向上，且A、B两处质点振动向总相反，故t=4s时，A、B两处质点振动方向相反，OC线段的中点到A、B两点距离相等，则始终处于减弱点，故A、B、C正确；波速只与介质有关，若蜻蜓点水的频率增大，波速不变，故D错误。 6. C【解析】在MN上任取一点P，连接PS1、PS2，由几何知识可知 PS1－PS2≤S1S2＝5 m 所以(PS1－PS2)取1 m、3 m、5 m时，路程差为半波长的奇数倍，此处是振动减弱点．取5 m时即对应图中的P0点，取1 m、3 m时，P0点左右可分别取点，所以共计有5处水面是平静的． 7. D【解析】在同一介质中，波速相等，故A错误；声波在a处分成上下两列波，即成为两列相干声波，两列波的频率振幅相等，故B错误；声波在a处时分成上下两列波，两列波的频率相同，经过不同的波程在b处相遇，若波程差满足半波长的奇数倍，即Δx＝x2－x1＝(2k＋1)，即可在b处削弱噪声，故D正确，C错误． 8. D【解析】这三列波的周期T=4s，则波速均为，由图甲可知，D处距离波源最近的距离为3m，故开始振动后波源C处的横波最先传播到D处，故C处的波传到D点的时间为 时，D处的质点开始振动，选项A正确；AB两处的波传到D点的时间为，故时，C处的波在D点振动了1s，由振动图像可知，质点此时处于最大位移处，故质点的速度为0，选项B正确；时，AB两处的波刚好传到D点，C处的波在D点振动了2s，则D处的质点处于平衡位置，选项C正确；时，AB两处的波在D点振动1s，则在D点引起的位移为4cm，C处的波在D点振动了3s，在D点引起的位移为-2cm，则D处的质点的位移是2cm，选项D错误。 二、多选题 9. ACE【解析】从题图中可知λa＝8 m，λb＝4 m，故Ta＝＝＝0.2 s，Tb＝＝＝0.1 s，A正确；波上的质点在传播过程中，只在平衡位置附近上下振动，不随波迁移，B错误；由于两列波周期不相同，即频率不相等，故不能发生稳定干涉，则x＝8 m处的质点振动并不总是加强的，C正确，D错误；波的频率等于波源的振动频率，由波源决定，而与介质无关，所以其频率不变，E正确． 10. BD【解析】由题图可知，O、M为振动加强的点，此时O点处于波谷，M点处于波峰，M点是波峰与波峰相遇点，只有当两波源振动相位相同时，M点到两波源的距离差才是波长的整数倍，若两波源振动相位相反，则M点到两波源的距离差为半波长的奇数倍，故选项A、C均错误；N、P两点为减弱点，又因为两列波的振幅相同，因此N、P两点的振幅为零，即两点始终处于平衡位置，选项B正确；从该时刻经周期，两列波分别引起的振动都使M点位于平衡位置，故M点位于平衡位置，选项D正确． 11. CD【解析】两列波的频率相同，则这两列波相遇时会发生干涉现象，A错误；由vt＋v(t－1)＝x＋，且λ＝＝2v，解得v＝1 m/s，λ＝2 m，B错误，C正确；t＝10 s时，由S1产生的波向右传播的距离为10 m＝5λ；由S2产生的波向左传播的距离为9 m＝4λ；则由两列波在x＝2 m处引起的振动位移均为零且质点振动方向相反，可知此时在x＝2 m处质点的位移为0，D正确． 12. AC【解析】降噪声波与环境噪声叠加后实现降噪，根据波的干涉条件可知，降噪声波与环境噪声频率相同，速度相同，波长相同，相位相反，声波传播的速度取决于介质，与其频率无关。故A正确；声波属于纵波，纵波是振动方向与波的传播方向一致。故B错误；降噪声波和环境噪声发生干涉，耳膜振动减弱。故C正确；D错误。 三、计算题 13. (1)0.40 s　(2)见解析 【解析】(1)由题图甲可知,波的周期T=0.40 s,波长λ=1.0 m,所以波速v==2.5 m/s 则Δt== s=0.40 s 所以再经0.40 s两列波恰好相遇。 (2)与题图甲t1=0.40 s时相比,t2=0.90 s时刻两边的波都各自再前进1λ,在相遇的部分叠加,则绳子上的波形图线如图所示: 14. （1），；（2） 【解析】（1）根据题意，由图可知，点的振动方向沿轴正方向， 简谐横波的波长为 设简谐波的周期为T，则有 且有 代入数据得， 由图可知，时刻，两波的距离为 则两列波的相遇时刻 （2）根据题意可知，右侧波在时传播到质点M，左侧波经时传播到质点M，可知，在内，质点M不动， 内，质点M运动半个周期，运动的路程 内，两列波分别在质点M的振动情况恰好相反，即质点M不动， 所以从到内，质点M运动的路程 第1页 共1页 学科网（北京）股份有限公司 $