3.4 波的干涉 课时分层作业 -2026-2027学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

人教版选择性必修一《第四节　波的干涉》课时分层作业 班级：______________　　姓名：______________　　得分：______________ 第一部分　基础训练 本部分围绕波的形成与描述、波速波长频率关系、反射折射衍射等基础知识，选题侧重概念的直接判断与基本公式应用，重在夯实基础。 一、单项选择题（共7小题） 1．两列水波周期均为2×10-2s、振幅均为1cm，它们相遇的区域中，实线表示波峰，虚线表示波谷，如图所示，下列图中能表示B点的振动图象的是(     ) A． B． C． D． 2．利用发波水槽得到的水面波形如图所示，则(　　) A．图a、b均显示了波的干涉现象 B．图a、b均显示了波的衍射现象 C．图a显示了波的干涉现象，图b显示了波的衍射现象 D．图a显示了波的衍射现象，图b显示了波的干涉现象 3．两列完全相同的机械波于某时刻的叠加情况，如图所示，图中的实线和虚线分别表示波峰和波谷，此时（　　） A．a、b连线中点振动减弱 B．a、b、c、d四点速度均为零 C．再经过周期，c、d两点振动加强 D．再经过周期，c、d两点振动加强 4．下列说法正确的是    （　　） A．波发生反射时，波的频率不变，波速变小，波长变短 B．波发生反射时，频率不变、波长、波速均变大 C．波发生折射时，波的频率不变，但波长、波速发生变化 D．波发生折射时，波的频率、波长、波速均发生变化 5．一条弹性绳子呈水平状态，M为绳子中点，左右两侧的P、Q同时开始上下振动，一段时间后产生的波形如图，左侧的波长是右侧的2倍，以下判断正确的是（　　） A．M的振动始终是加强的 B．M的振动始终是减弱的 C．波源P的频率是Q的2倍 D．波源Q的频率是P的2倍 6．两波源I、Ⅱ在水槽中形成的波形如图所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，则以下说法正确的是（　　） A．点是振动始终加强点 B．点是振动始终加强点 C．点和点都是振动始终加强点 D．点和点都不是振动始终加强点 7．如图所示，水面上有M、N两个振动情况完全相同的振源，在水面上形成两列水波，在M、N连线的中垂线上有a、b、c三点，已知某一时刻，a点是两列波的波谷相遇点，b点是两列波的波峰相遇点，则可判断c点（　　） A．一定是振动加强的点 B．一定是两列波的波峰相遇点 C．一定是两列波的波谷相遇点 D．条件不足，无法判断 二、多项选择题（共3小题） 8．水槽中，与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上。振动片做简谐振动时，两根细杆周期性触动水面形成两个波源。两波源发出的波在水面上相遇。在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样。关于两列波重叠区域内水面上振动的质点，下列说法正确的是（　　） A．不同质点的振幅都相同 B．不同质点振动的频率都相同 C．不同质点振动的相位都相同 D．不同质点振动的周期都与振动片的周期相同 9．两个波源的振动频率相同，它们同时从平衡位置开始向相反的方向振动，当它们产生的两列波到达某点时（　　） A．该点到两个波源的距离之差为波长的整数倍时，该点的振动就加强 B．该点到两个波源的距离之差为半波长的奇数倍时，该点的振动就加强 C．该点到两个波源的距离之差为波长的整数倍时，该点的振动就减弱 D．该点到两个波源的距离之差为半波长的奇数倍时，该点的振动就减弱 10．如图甲，手机小孔位置内安装了降噪麦克风。降噪原理是通过降噪系统产生降噪声波，再使降噪声波与环境噪声叠加，从而实现降噪效果，如图乙、图丙表示的是理想情况下的降噪过程，实线表示环境噪声的声波，虚线表示降噪系统产生的等幅反相声波。则（　　） A．降噪过程应用的是声波的衍射原理 B．降噪过程应用的是声波的干涉原理 C．两列声波的频率大小相等 D．质点P是振动加强点 三、解答题（共1小题） 11．两列波相遇时，会不会像两个小球相碰时那样，各自的运动特征发生变化？ 第二部分　能力提升 本部分侧重波动图像的综合分析、波的干涉与衍射条件及多普勒效应等中档问题，提升图像分析与综合推理能力。 一、单项选择题（共4小题） 12．现为了在某海岸进行炸弹爆炸后的地质检测，在大海中的A处和陆地上的B处同时引爆炸弹，A、B处质点分别产生如图甲、乙所示的振动图像，且两处爆炸产生的波均向O处传播。已知两列波在海水中的传播速度均为v1＝1500m/s，在陆地上的传播速度均为v2＝3000m/s，AB＝600km，O为AB的中点，C为OB的中点，假设两列波在海水和陆地上的传播速度不变，忽略海水的流速。则（　　） A．O点为振动加强点 B．若A处有一漂浮物，漂浮物运动到陆地的最短时间为200s C．由于A、B处两列波在海水和陆地上的传播速度不同，故无法形成干涉现象 D．C点持续振动的时间为200s 13．如图所示为两列频率相同的相干水波在t=0时刻的叠加情况，图中实线表示图示时刻的波峰位置，虚线表示同一时刻的波谷位置，已知两列波的振幅均为2cm，且在图中所示范围内振幅不变，波速为2m/s，波长为0.4m，E点是B、D和A、C连线的交点，下列说法正确的是（　　） A．B、D两点在t=0时刻的竖直高度差为4cm B．B、D两点在t=0.1s时刻的竖直高度差为4cm C．E点的振幅为2cm D．在t=0.05s时刻，A、B、C、D四点相对平衡位置的位移均为0 14．一根长20m的软绳拉直后放置在光滑水平地板上，以绳中点为坐标原点，以绳上各质点的平衡位置为x轴建立图示坐标系。两人在绳端P、Q沿y轴方向不断有节奏地抖动，形成两列振幅分别为10cm、20cm的相向传播的机械波。已知P的波速为2m/s，t=0时刻的波形如图所示。下列判断正确的有（　　） A．两波源的起振方向相反，Q的传播速度小于2m/s B．t=4.5s时，坐标原点处质点位移为30cm C．两列波的频率均为2Hz，叠加区域有稳定干涉图样 D．两波在t=3.5s时第一次相遇，相遇处质点位移为10cm 15．甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中传播，甲波沿x轴正方向传播，乙波沿x轴负方向传播，波速为1m/s，t=0时刻两列波恰好在坐标原点相遇，波形图如图所示，则（　　） A．x=-1m处的质点起振时向y轴负向运动 B．两波叠加前后，x=-0.5m处的质点振幅不同 C．坐标原点的振动方程为 D．两个相邻振动加强点间的距离为2m 二、多项选择题（共2小题） 16．在纸面上有两波源和相距3m，频率均为2Hz，以为原点建立如图所示的坐标系，t=0时波源从平衡位置开始垂直纸面向上做简谐运动，所激发的横波在均匀介质中向四周传播。t=0.25s时波源也开始垂直纸面向上做简谐运动，在t=0.75s时两列简谐波的最远波峰传到了图示中的两个圆的位置。则（　　） A．波的传播速度为4m/s B．虚线x=1.5m为振动加强区 C．t=1.0s时波谷与波谷相遇的点共有2个 D．t=1.0s后和连线上有2个振动减弱的位置 17．甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中分别沿x轴正向和负向传播，速率均为0.5 m/s，t=0时刻两列波的部分波形如图，此时P、Q两质点刚开始振动。下列说法正确的是（　　） A．甲、乙两列波的波源起振方向均沿y轴负方向 B．两列波在相遇区域内会发生干涉现象 C．x=3 m处质点在t=8 s时的位移为0 D．t=5 s时，x=3.5 m处的质点第一次向下经过x轴 三、解答题（共1小题） 18．两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于和处，两列波的波速均为，波源的振幅均为。图为时刻两列波的图像，此刻平衡位置在和的P、Q两质点开始振动。质点M的平衡位置处于处。 （1）求两列波的波峰何处何时相遇。 （2）求质点M运动的路程。    第三部分　拔高训练 本部分选取波的多解问题、干涉图样综合及波与振动综合等难题，过程复杂、建模难度高，供学有余力的同学选做。 综合题（共2小题） 19．水槽中同一振动片上的两根细杆发出的两列波相遇后，在它们重叠的区域形成如图所示图样。 (1)两列波有什么关系？ (2)怎样理解振动加强点和振动减弱点？ (3)为什么发生干涉的两列波必须满足频率相同、相位差恒定、振动方向相同？ 20．两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别和处，两列波的波速均为0.4m/s，波源的振幅均为2cm。图为时刻两列波的图像，此刻平衡位置在和的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置处于处。 (1)经过多长时间质点M第一次到达波峰？ (2)质点M第一次到达波峰时，质点M运动的路程s及在该时刻的位移y为多少？ (3)经过足够长的时间后，两波源之间（不包含两波源）振动加强的质点有几个？平衡位置坐标分别是多少？ 参考答案与详解 一、客观题答案速查 基础训练·单项选择题（1~7题） 1 2 3 4 5 6 7 C D B C D D A 基础训练·多项选择题（8~10题） 8 9 10 BD BC BC 能力提升·单项选择题（12~15题） 12 13 14 15 D D B C 能力提升·多项选择题（16~17题） 16 17 AC BCD 二、解答题详解 11． 【答案】不会发生变化。 【详解】不会。波在相遇时仍保持各自的运动特征继续传播。 18． 【答案】（1）0.5m处；1.5s；（2）12cm 【详解】（1）两列波的波速均为，所以两列波的波峰相遇位置横坐标为 所以在M点相遇。相遇时刻 （2）波的周期 波传到M点需要时间 之后两列波在M点引起振动加强，振幅为两振幅之和，质点M运动的路程 19． 【答案】(1)波源是固定在同一个振动片上的两根细杆，两列波频率相同，振动方向也相同，振动的相位差保持不变。 (2)振动加强点是指在该点质点振动的振幅增大，振动减弱点是指在该点振动的振幅减小。 (3)如果两列波的频率不同，在相互叠加时，相遇区域的各个质点的振幅会随时间变化，不会出现振动总是加强与总是减弱的区域。如果两波源的相位差随时间变化，相遇区域的各个质点的相位差会随时间变化，同样不会出现振动总是加强与总是减弱的区域。另外，如果两列波在相遇区域引起的各质点振动方向不相同，也不会出现振动总是加强与总是减弱的区域。 【详解】（1）波源是固定在同一个振动片上的两根细杆，两列波频率相同，振动方向也相同，振动的相位差保持不变。 （2）振动加强点是指在该点质点振动的振幅增大，振动减弱点是指在该点振动的振幅减小，振幅增大的点为加强点，振幅减小的点为减弱点。不能认为加强点质点的位移始终最大，减弱点质点的位移始终最小。不论是振动加强点还是减弱点，质点均在振动，位移随时间不断变化，只是振幅不同。介质中的“加强点”与“减弱点”的位置是固定的，它们不随时间改变，即加强点振动一直加强，减弱点振动一直减弱。 （3）可用反证法说明。如果两列波的频率不同，在相互叠加时，相遇区域的各个质点的振幅会随时间变化，不会出现振动总是加强与总是减弱的区域。如果两波源的相位差随时间变化，相遇区域的各个质点的相位差会随时间变化，同样不会出现振动总是加强与总是减弱的区域。另外，如果两列波在相遇区域引起的各质点振动方向不相同，也不会出现振动总是加强与总是减弱的区域。 20． 【答案】(1)1.5s (2)12cm；4cm (3)7个，，，，，，， 【详解】（1）M第一次到达波峰的时间 （2）质点M与两波源的距离相等，两波源的波峰同时到达M，故M点为振动加强点，振幅为 可知质点M第一次到达波峰时，M点的位移为4cm； 由图可知波长 则周期 P点的振动传播到M点的时间 起振方向为从平衡位置向下。 M从开始振动到第一次到达波峰经历的时间 质点M第一次到达波峰时，质点M运动的路程 （3）两波源间振动最强的点到两波源的距离应该等于半波长的偶数倍，即（-0.2m<x<1.2m）（n=0，1，2……） 解得，，，，，， 共7个振动加强点。 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 $