高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册第三章 机械波4 波的干涉精品练习

人教版新教材 物理选择性必修第一册 第三章《机械波》

3.4   波的干涉

精选练习

一、夯实基础

1．（2022·辽宁朝阳·高二开学考试）关于波的干涉，下列说法正确的是（　　）

A．在振动减弱区域，介质质点的位移总为零

B．在振动加强区域，介质质点的振幅随时间做周期性变化

C．产生干涉现象的必要条件之一，就是两列波的频率相等

D．两列波发生干涉时，振动加强点的位移一定大于振动减弱点的位移

2．（2022·浙江·高考真题）（多选）两列振幅相等、波长均为、周期均为T的简谐横波沿同一绳子相向传播，若两列波均由一次全振动产生，t=0时刻的波形如图1所示，此时两列波相距，则（　　）

A．时，波形如图2甲所示

B．时，波形如图2乙所示

C．时，波形如图2丙所示

D．时，波形如图2丁所示

3．（2022·江苏徐州·高二期末）如图甲所示，手机小孔位置内置降噪麦克风，通过其降噪系统产生与外界噪音相位相反的声波，从而实现降噪的效果。图乙表示的是理想情况下的降噪过程，实线对应环境噪声，虚线对应降噪系统产生的等幅反相声波。则（　　）

A．降噪过程外界噪音的能量消失了

B．降噪原理是使声波发生干涉

C．图乙所示，此时介质中的质点P处于平衡位置、速度最大

D．图乙所示，介质中的质点P经过一个周期沿波的传播方向传播了一个波长的距离

4．（2022·广东·广州市第二中学高二阶段练习）两列沿相反方向传播的振幅和波长都相同的半波，同时从绳子的两端产生，如图（甲）所示，相遇过程某时刻如图（乙），下列说法正确的是（   ）

A．该波是纵波，增大抖动频率，波在绳子上传播的时间不变

B．两列波相遇时，绳子中点的波峰可达原来各自振幅的两倍

C．两列波相遇后各自保持原来波形独立传播

D．乙图中a质点和b质点都静止

5．（2022·重庆八中高二阶段练习）如图所示为t＝0.1s时刻简谐横波a与b的波形图，其中a沿x轴正方向传播，b沿x轴负方向传播，波速都是10m/s，振动方向都平行于y轴。下列选项画出的是平衡位置在x＝2m处的质点从t＝0开始的振动图像，其中正确的是（　　）

A． B．

C． D．

6．（2022·湖南·衡阳市田家炳实验中学高二阶段练习）如图所示，沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200m/s，下列说法正确的是（　　）

A．图示时刻质点b的加速度正在减少

B．从图示时刻开始，经过0.01s，质点b通过的路程为2m

C．若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则该波所遇到的波的频率为50Hz

D．若该波发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物或孔的尺寸一定比4m大得多

7．（2022·辽宁·辽河油田第二高级中学高二开学考试）（多选）波的衍射和干涉都是波特有的现象，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．甲图中挡板N向下移动一段距离，衍射现象变得明显

B．甲图中减小波源的振动频率，衍射现象变得明显

C．乙图中M、N两质点均为振动加强点

D．乙图中M质点经过四分之一个周期后的加速度为零

8．（2022·全国·高一课时练习）两个振动情况完全一样的波源S1和S2相距6 m，它们发出的两列波在空间相遇时产生干涉，图中实线表示振动加强的区域，虚线表示振动减弱的区域。已知S1、S2间的距离等于两列波波长的整数倍，则下列说法正确的是 （　　）

A．两波源的振动频率一定相同 B．虚线一定是波谷与波谷相遇处

C．两列波的波长都是3 m D．两列波的波长都是1 m

9．（2022·山东·高三阶段练习）如图所示，波源O1、O2以相同的频率垂直纸面振动激发出横波在纸面内沿着各个方向传播，A、B、C三点在O1、O2连线的中垂线上，t＝0时刻O1、O2同时沿相同方向开始振动，经过4s的时间，与O1相距6m的A点开始振动，此后A点每分钟上下振动10次，且当A位于波峰时，B、C两点也同时位于离A点最近的两个波峰，则下列说法正确的是（　　）

A．波源O1激发的横波波长为9m B．波源O1激发的横波波长为18m

C．O1与B之间的距离为12m D．t＝12s时C点开始振动

10．（2022·浙江·高三阶段练习）如图甲、乙分别是A、B两列横波波源的振动图像，一起处在相同的介质中，C、D位置与A、B两个波源恰好组成一个矩形，其中边长为4m，边长为3m，以两波源同时起振的时刻开始计时，已知时D点开始振动，下列说法不正确的是（　　）

A．D点开始振动的方向是y负方向

B．到时间内，D点振动通过的路程为64cm

C．连线上（不包含波源）有7个点振幅为0

D．连线上（不包含波源）有3个点振幅为16cm

二、提升训练

11．（2022·辽宁·沈阳捷登教育培训学校模拟预测）一根长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、的相向传播的机械波。已知P的波速为。时刻的波形如图所示。下列判断正确的有（　　）

A．时，在之间（不含两点）绳上一共有5个质点的位移为

B．两列波叠加稳定时之间（不含两点）绳上有10个质点的振幅为

C．两波源的起振方向相同

D．两列波的叠加区域没有稳定干涉图样

12．（2022·全国·模拟预测）如图所示，在均匀介质中，位于和处的两波源和沿y轴方向不断振动，在x轴上形成两列振幅均为4cm、波速均为2m/s的相向传播的简谐横波，时刻的波形如图，下列说法正确的是（　　）

A．波源和的起振方向都沿y轴正方向

B．时，两列波的第一个波峰在处相遇

C．0~5s内，处的质点运动的路程为8cm

D．形成稳定干涉图样后，x轴上两波源间（不含波源）有9个振动加强点

13．（2022·江苏镇江·高二开学考试）、两声音在同一介质中的振动图像如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．、声音频率之比为

B．、声速之比为

C．、声音的波长之比为

D．、声音可以发生干涉

14．（2022·湖北·南漳县第二中学高二阶段练习）处于同一水平面的振源S1和S2做简谐运动，向四周分别发出两列振幅均为A的简谐横波，波在同一区域传播，形成如图所示稳定的干涉图样。图中实线表示波峰，虚线表示波谷，N点为波峰与波谷相遇点，M点为波峰与波峰相遇点。下列说法不正确的是（　　）

A．两个振源S1和S2的振动频率一定相同

B．M点为振动加强点，其振幅为A

C．N点始终处在平衡位置

D．从图示时刻开始经过四分之一周期，M、N两点竖直高度差为0

15．（2022·山东·青岛二中高二阶段练习）（多选）两波源分别位于x＝0和x＝20cm处，从t＝0时刻起两波源开始振动，形成沿x轴相向传播的简谐横波I和II，如图所示为t＝0.04s时刻两列波的图像．已知两波的振幅分别为A1＝2cm，A2＝3cm，质点P在平衡位置x＝1cm处，质点Q在平衡位置x＝18cm处．下列说法中正确的是（       ）

A．两列波的波源起振方向不相同

B．两列波的波长之比为1：2

C．t＝0.05s时，质点P向下振动，质点Q的坐标为（18cm，3cm）

D．I和II两列波将在t＝0.1s时相遇，之后叠加形成稳定的干涉图样

16．（2022·重庆一中高二）（多选）如图甲所示，在同一介质中，波源为与频率相同的两列机械波在时刻同时起振，波源的振动图象如图乙所示；波源为的机械波在时波的图象如图丙所示。P为介质中的一点，P点距离波源与的距离分别是，，则（　　）

A．质点P的位移不可能为0 B．时，质点P处于波谷

C．质点P的起振方向沿y轴正方向 D．波源为的起振方向沿y轴负方向

17．（2022·江西南昌·一模）（多选）如图所示，有两列频率相同、振动方向相同、振幅均为A、传播方向互相垂直的平面波相遇发生干涉，两列波的传播方向如图中箭头所示。图中实线表示波峰，虚线表示波谷，a为波谷与波谷相遇点，b、c为波峰与波谷相遇点，d为波峰与波峰相遇点，e、g是a、d连线上的两点，其中e为连线的中点，则下列描述正确的是（　　）

A．a、d处的质点振动加强，b、c处的质点振动减弱

B．图示时刻，e正处于波峰位置

C．从图示时刻经过半个周期，e处质点将处于平衡位置

D．e处的质点振幅为2A

E．图示时刻，g处质点正向波峰位置移动

18．（2022·浙江·丽水第二高级中学高三阶段练习）（多选）物理老师在讲台演示机械波，O点为上下振动的振源，振动频率为10Hz，P点为一固定节点，O与P之间用一根细线相连接。O点产生向右传播的机械波，经过P点反射后可以形成向左传播的机械波，此时在线中形成驻波，类似A点始终不动的点我们称之为“波节”，类似B点振幅最大的点称之为“波腹”，A、B平衡位置间距离0.5m，E点平衡位置位于A、B正中间。已知时刻，B点正处于波峰，下列说法正确的是（　　）

A．波长为2m B．波速20m/s

C．时，E点位于波峰 D．增大O点频率可以增加波节个数

19．（2022·河北·高三专题练习）如图所示，在平静湖面上有两个相距10m的频率均为2Hz、振幅分别为10cm和5cm、上下振动的振源、，已知两振源引起的水波的传播速率均为4m/s，起振方向均向上，在两振源连线上到距离为5.5m处有一质点A。

（1）若两振源同时开始振动，求质点A的振动方程（以波源开始振动为计时起点）；

（2）若其他条件不变，振源在振动半个周期后开始振动，求质点A振动时相对平衡位置的位移。

20．（2022·山东聊城·一模）某均匀介质中，波源位于水平面xOy的O点，从时波源开始沿垂直于水平面的z轴（z轴正方向竖直向上）从处开始做简谐运动，振动方程为．xOy水平面上P点的坐标是，Q点的坐标是．经时间，在、区域中第二次形成如图所示波面分布图（实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷）．

（1）求波速v和时间；

（2）若在Q点放一个也沿z轴方向做简谐运动的波源，其振动方程为，求振动稳定后P点在0.6s内的路程．