3.4 波的干涉 分层作业 -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 分层作业 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ A层 1．关于机械波的说法正确的是（　　） A．两列波相遇时，只要频率相等就一定能观察到稳定的干涉现象 B．缝、孔或障碍物的尺寸跟波长差不多，或比波长更小时，才会发生明显的衍射现象 C．波的传播速度就是波源的振动速度 D．两列波相遇后频率会发生变化 2．两列频率、振幅均相同的横波相遇的情况如图所示，实线表示波峰，虚线表示波谷。点是波峰相遇点，点是波峰与波谷相遇点。下列分析正确的是（　　） A．处的质点随着波形向外迁移 B．处的质点始终处于波峰位置 C．处质点的位移始终为零 D．点到两个波源的距离差一定为波长的整数倍 3．（多选）某水波为一列简谐横波，时的波形图如图所示，平衡位置在处的质点正平行于轴向上振动，并在时第6次回到平衡位置。下列说法正确的是（　　） A．该波传播方向沿轴负方向 B．该波的波长为 C．该波的周期为 D．该波能与另一列频率为的水波发生干涉现象 4．（多选）如图甲所示是在t=0时刻一列沿x轴传播的简谐横波，P点的振动图像如图乙所示，由图可知（    ） A．这列波的波速为4m/s B．这列波沿x轴负方向传播 C．在t=0.8s时间内，质点P运动的路程为4m D．如果这列波能与另一列波发生稳定干涉，则另一列波的频率为1.25Hz 5．两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x=-0.2m和x=1.2m处，两列波的波速均为0.4m/s、波源的振幅均为2cm。 图示为0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在x=0.2m 和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动。 质点M的平衡位置处于x=0.5m处。 (1)求两列波相遇的时刻。 (2)求1.5s后质点 M运动的路程。 6．如图所示，操场中两根竖直杆上各有一个扬声器，接在同一扩音机上，一位同学沿着AB方向走来，他听到的声音会有什么变化？为什么？ B 层 7．两列频率相同、振幅均为A的水波相遇后，某时刻在它们重叠的区域形成如图所示的图样，实线表示波峰，虚线表示波谷，P、Q、M为叠加区域的三个点，则（　　） A．Q点始终静止不动 B．M点为振动减弱点 C．P点在半个周期内路程为2A D．P点经半个周期将变为振动减弱点 8．（多选）某铝合金工件在制造过程中可利用超声波检测其内部是否有缺陷。如图甲所示，在某次检测实验中，入射波为连续的正弦信号，探头先后探测到工件表面和缺陷表面的反射信号，分别如图乙、丙所示。已知超声波在铝合金材料中的波速为6300 m/s。不考虑半波损失，下列选项正确的是（    ） A．缺陷深度d=12.6 mm B．缺陷深度d=6.3 mm C．这两个反射信号在探头处叠加后振动加强 D．这两个反射信号在探头处叠加后振动减弱 9．甲、乙两列简谐横波在同一介质中沿x轴相向传播，时刻，两列波的部分波形如图所示，甲波恰好传播到原点O，乙波恰好传播到N点。质点P的平衡位置坐标，已知乙波的波速为，求： (1)质点P在内通过的路程； (2)质点P的振动方程。 C 层 10．均匀介质中同一直线上存在两个波源，从t=0时刻沿相同方向起振，振幅、周期均相同，两波源间一质点的振动图像如图所示，1.25s和3.75s时质点振动情况发生变化。已知波在介质中的传播速度v=2m/s。则（　　） A．两波源间的距离为7.5m B．该质点到距离其较近波源的距离为2m C．两波源间有5个振动加强点 D．该质点在0~5.5s时间内通过的路程为 11．（多选）如图所示，平面直角坐标系xOy的y轴在介质1和介质2的分界面上，两个完全相同的波源、分别位于和，为y轴上一点。时两波源同时开始垂直于xOy平面向纸外起振，形成频率1Hz的简谐波向周围传播，当发出的简谐波刚到达P点时，O点恰好第一次经过平衡位置向纸内振动，已知简谐波在介质1和介质2中传播速度之比为，则（　　） A．简谐波在介质2中传播时波长为2m B．两列波在x轴上刚相遇的坐标是 C．y轴上相邻两振动加强点的振动步调相反 D．x轴上的振动减弱点只有12个 12．x轴上的波源s1、s2分别位于和处，t=0时刻两波源同时开始振动，产生的两列简谐横波沿s1、s2连线相向传播，时两列波的图像如图所示。质点M的平衡位置位于处，求： (1)两列波传播速度的大小； (2)质点M从开始振动到时运动的路程。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《 3.4 波的干涉 分层作业》参考答案 题号 1 2 3 4 7 8 10 11 答案 B C ABC BD A BC C BD 1．B 【详解】A．两列波发生稳定干涉的条件是频率相等、相位差恒定，仅频率相等无法观察到稳定干涉现象，故A错误； B．衍射是波的固有属性，任何情况下都能发生，只有缝、孔或障碍物的尺寸跟波长差不多，或比波长更小时，才会发生明显的衍射现象，故B正确； C．波的传播速度是振动形式在介质中的传播速度，由介质性质决定；波源的振动速度是波源本身做机械振动的速度，随时间周期性变化，二者物理意义完全不同，故C错误； D．波的频率由波源决定，两列波相遇后会保持各自的运动状态独立传播，频率不会发生变化，故D错误。 故选B。 2．C 【详解】A．在波的传播过程中，介质中的质点只在各自的平衡位置附近做简谐振动，并不随波迁移，故A错误； B．M点是波峰与波峰相遇点，是振动加强点，其振幅最大。但质点在做简谐振动，其位移随时间周期性变化，并非始终处于波峰位置，故B错误； C．N点是波峰与波谷相遇点，是振动减弱点。由于两列波的频率、振幅均相同，所以在N点两列波引起的位移大小相等、方向相反，叠加后的总位移始终为零，故C正确； D．N点是振动减弱点，其到两个波源的距离差应为半波长的奇数倍，即，故D错误。 故选C。 3．ABC 【详解】A．时刻质点沿轴向上振动，结合题图可知该波传播方向沿轴负方向，A正确； B．由题图可知，该波的波长，故B正确； CD．由题图可知，每经过半个周期质点回到平衡位置，有，解得，频率，与的频率不同，不能发生干涉现象，故C正确，D错误。 故选ABC。 4．BD 【详解】A．由图甲可得，这列波的波长为，由图乙可得，这列波的周期为，所以这列波的波速为，故A错误； B．由图乙可得，在时刻，点向下运动，根据同侧法可知，这列波沿轴负方向传播，故B正确； C．0.8s是一个周期，质点运动中的路程为4个振幅，即，故C错误； D．发生稳定干涉的条件是频率相等，所以另一列波的频率为，故D正确。 故选BD。 5．(1)0.75s (2)12cm 【详解】（1）两列波在x=0.5m处相遇，则相遇的时刻 （2）由题意 两列波在0.75s同时传播到质点M处，在0.75s~1.2s，左右两侧波传到M，振动加强，则经过0.75s通过的路程 s2=3=12cmM点通过的总路程12cm。 6．声音忽强忽弱，因为声波发生了干涉现象 【详解】声音忽强忽弱，因为两声波发生了干涉现象。 7．A 【详解】A．Q为波峰与波谷相遇，振动减弱点，振幅为0，始终静止，A正确。 B．M为波谷与波谷相遇，为振动加强点，B错误； C．P为波峰与波峰相遇，为振动加强点，半个周期路程为4A，C错误； D．加强点与减弱点的位置是固定的，D错误。 故选A。 8．BC 【详解】AB．由图乙、丙可知，超声波的传播周期为 两个反射信号传播到探头处的时间差为 根据超声波测距原理，缺陷深度满足 解得，故A错误，B正确； CD．超声波在铝合金材料中的波长 两个反射信号的路程差 因为，即路程差为波长的整数倍，由于起振方向相同，所以两列反射波在探头处叠加后振动加强，故C正确，D错误。 故选BC。 9．(1) (2) 【详解】（1）在同一种介质中波速相同，则甲、乙两波的波速均为，由波形可知，又 解得 甲、乙两波同时传到P点，用时 两波步调一致，则P点是加强点，振幅 质点P振动时间 质点P从平衡位置开始振动，则路程 （2）质点P从开始由平衡位置开始向正方向振动，则其振动方程 又 得 10．C 【详解】A．由题图可知，时第一列波的振动传至该质点，时第二列波的振动传至该质点，则两波源间的距离，故A错误； B．该质点到距离其较近波源的距离，故B错误； C．由题图可知， 解得周期 则波长 由于两列波起振方向相同，振幅、周期均相同，则两波源间振动加强点到两波源的距离差应满足 又 解得，即两波源间有5个振动加强点，故C正确； D．0~1.25s内，该质点未振动，通过的路程为0； 1.25~3.75s内，第一列波的振动传至该质点，此时间内质点通过的路程； 3.75~5.5s内，该质点的振幅为，又，此时间内质点通过的路程 所以该质点在0~5.5s时间内通过的路程为，故D错误。 故选C。 11．BD 【详解】A．已知到的距离，到的距离为，频率，故周期。 设波在介质1中速度为，介质2中为，。当的波刚到时，第一次经过平衡位置向纸内振动。 波从传到的时间，波传到后，起振方向向外，经过第一次到达平衡位置向里，故。 解得，；波长，，A错误； B．当的波向右传播到O点时，正好向左传播到点（2，0）位置。 两波在O点与（2，0）区间的波速相同，故在其中点相遇，即相遇点的坐标为（1，0），B正确； C．y轴上任意点到、的距离相等，，相位差 振动加强条件为，得，相邻加强点对应和，相位差，振动步调相同，C错误； D．振动减弱条件为相位差，仅考虑（和全为加强，无减弱点） （介质1），解得共有个减弱点； （介质2），解得共有个减弱点； 总减弱点共，D正确。 故选BD 。 12．(1) ；(2) 【详解】(1)由图像可知，两列波的波长 1s内传播了一个波长，该波的周期 在同一种介质中两列波的传播速度相同，由 解得 (2)设再经时间，两列波传播至M点，则 到，M点振动时间 代入数据解得 M点为振动加强点，其振幅 根据简谐运动的周期性，质点M从开始振动到运动的路程 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $