高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册波的干涉课后测评

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册波的干涉课后测评，共9页。试卷主要包含了2 s时，F点的位移最大等内容，欢迎下载使用。
基础对点练
题组一 波的叠加
1.两列波叠加时，关于介质中的任一质点的振动，下列说法正确的是( )
它的周期一定是两分振动周期之和
它的频率一定是两分振动频率之和
它的振幅一定是两分振动振幅之和
它的位移一定是两分振动位移之和
2.(多选)如图所示为两列相向传播、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 ( )
A B C D
3.(多选)两列频率相同、相位差恒定、振动方向相同、振幅分别为A1和A2的简谐横波相遇。下列说法正确的是( )
波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1－A2|
波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1＋A2
波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移
波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅
4.(多选)如图所示，S1、S2是虚线两端的两个波源，它们的振动周期都为T，振幅都为A。某时刻S1发出的波恰好传到C，同一时刻S2发出的波恰好传到D，且S1C＝S2D，图中只画出了此时刻两列波在D、C之间部分的叠加波形，S1、D间和S2、C间波形没有画出，下列说法正确的是( )
D、B、C三点都是振动减弱点
D、C是振动减弱点，B是振动加强点，其振幅为2A
再经过eq \f(T,4)，D、C间的波形是一条直线
再经过eq \f(T,4)，D、C间的波形仍为图示波形
题组二 波的干涉
5.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声相位相反的声波，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( )
降噪过程外界噪声的能量消失了
降噪原理是使声波发生干涉
图乙中的质点P处于平衡位置且速度最大
图乙中的质点P经过一个周期沿波的传播方向传播了一个波长的距离
6.(2024·江苏苏州高二统考)如图所示，S1、S2为两个振动情况完全一样的波源，两列波的波长都为λ，它们在介质中产生干涉现象，S1、S2在空间共形成了5个振动加强的区域，如图中实线所示。P是振动加强区域中的一点，从图中可看出( )
S1波在该区域的传播速度比S2波的大
P点到两波源的距离差等于1.5λ
P点此时刻振动加强，过半个周期后振动减弱
S1、S2连线和加强区交点等间距，间距为半波长
7.如图所示，S1、S2是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同，实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波峰和波谷，关于图中所标的a、b、c、d四个质点，下列说法正确的是( )
质点a为振动减弱点，位移始终为零
质点b为振动加强点，经过半个周期后变为振动减弱点
质点c到两波源的波程差为波长的一半
质点d既不是振动加强点也不是振动减弱点
8.(多选)固定在同一个振动片上的两根细杆，当振动片振动时，两根细杆周期性地触动水面，形成两个波源。两列波相遇后，形成稳定的干涉图样，如图仅为示意图。已知两波源间的距离为0.6 m，波长为0.25 m，下列判断正确的是( )
两波源的频率相同，相位差恒定
振动加强区域各质点的振动频率为波源的2倍
在水面上放一树叶，树叶会振动着向水槽边缘飘去
两波源的连线上振动加强的位置有5处
9.甲、乙两列完全相同的横波，分别从波源A、B两点沿直线Ox相向传播，t＝0时的图像如图所示，若两列波的波速均为1 m/s，则( )
t＝0.2 s时，F点的位移最大
t＝0.2 s时，E、F、G三点的位移最大
t＝0.5 s时，F点的位移最大
t＝0.5 s时，F点的位移最小
综合提升练
10.(多选)(2024·福建厦门高二月考)甲、乙两列横波在同一介质中分别从波源M、N两点沿x轴相向传播，波速为2 m/s，振幅相同，某时刻的图像如图所示，则( )
甲、乙两波起振方向相反
甲、乙两波的频率之比为3∶2
再经过3 s，平衡位置在x＝7 m处的质点振动方向向下
再经过3 s，x＝6 m处质点的位移为零
11.(2023·1月浙江选考，6)主动降噪耳机能收集周围环境中的噪声信号，并产生相应的抵消声波，某一噪声信号传到耳膜的振动图像如图所示，取得最好降噪效果的抵消声波(声音在空气中的传播速度为340 m/s)( )
振幅为2A
频率为100 Hz
波长应为1.7 m的奇数倍
在耳膜中产生的振动与图中所示的振动同相
12.如图所示，在半圆形跑道ACB的起点A和终点B放置两个由同一信号发生器带动的扬声器，小明从A点沿跑道ACB走到B点，已知扬声器发出的声波波长为5 m，半圆形跑道的半径为r＝10 m，除去A、B点外，小明听到的声音最强点的个数为( )
6 7 8 9
培优加强练
13.(2024·山东潍坊高二期末)如图所示为某学校报告厅的平面图，AB是主席台，S1、S2是报告厅墙壁上的两个喇叭。报告者的声音经喇叭放大后传回话筒，重复放大时可能会产生啸叫。为避免啸叫，话筒最好摆放在主席台上适当的位置，在这些位置上两个喇叭传来的声音强度因干涉而减弱。主席台上有四个位置a、b、c、d，到S1的距离分别为5 m、6 m、7 m、8 m，到S2的距离分别为8 m、6 m、5 m、4 m。已知空气中声速为340 m/s，假设报告人声音的频率为170 Hz，则话筒最好摆放在( )
a b c d
第4节 波的干涉
1.D [两列波叠加时，振动的周期和频率不一定等于两者之和，例如频率相同的两列波叠加，某点的振动频率可能等于每列波的频率，某点的振幅可能等于两列波的振幅之和，也可能等于两列波的振幅之差，但位移一定是两列波振动的位移之和，故D正确。]
2.BD [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。]
3.AD [波峰与波谷相遇处质点的实际振幅为|A1－A2|，故选项A正确；波峰与波峰相遇处，质点的振幅最大，合振幅为A1＋A2，但此处质点仍处于振动状态，其位移随时间按正弦规律变化，故选项B错误；振动减弱点和振动加强点的位移均随时间按正弦规律变化，故选项C错误；波峰与波峰相遇时振动加强，波峰与波谷相遇时振动减弱，振动加强点的振幅大于振动减弱点的振幅，故选项D正确。]
4.AC [两列波同时开始传播，由波形可知，S1开始振动时方向向下，S2开始振动时方向向上，所以根据叠加原理可知，D、B、C三点都是振动减弱点，振幅都为零，故A正确，B错误；画出再经过eq \f(T,4)后，两列波单独传播时的波形，如图所示，可知D、C间振动叠加后的位移都是零，叠加后D、C间的波形是一条直线，故C正确，D错误。]
5.B [由题图乙可以看出，降噪声波与环境噪声波长相等，频率相等，则两列波叠加时会发生干涉，由于两列声波相位相反，所以振动减弱，能起到降噪的作用，但并不是外界噪声的能量消失，故A错误，B正确；题图乙中的质点P处于平衡位置，但因为两列声波振幅相等，相位相反，所以合振幅为零，则质点P静止不动，故C错误；质点P只在自己的平衡位置附近振动，并不会随波迁移，故D错误。]
6.D [两列波在同一介质中传播，传播速度相等，故A错误；振动加强点与两波源的距离之差Δs＝nλ(n＝0，1，2，…)，由题图可知中央直线上的点到两波源的距离差为零，对应Δs＝nλ中n＝0时的情况，P点所在实线对应Δs＝nλ中n＝1时的情况，P点到两波源的距离差等于λ，故B错误；P点处于振动加强区，此时刻振动加强，经过半个周期振动仍然加强，故C错误；S1、S2连线和加强区交点等间距，间距为半波长，故D正确。]
7.A [质点a是两列波波峰与波谷叠加的地方，为振动减弱点，由于两列波振幅相同，故位移始终为零，A正确；质点b是波峰与波峰相遇点，为振动加强点，经过半个周期后是波谷与波谷叠加的地方，但还是振动加强点，B错误；质点c是两列波波谷与波谷叠加的地方，是振动加强点，故到两波源的波程差为波长的整数倍，C错误；质点d处在两加强点的连线上，故质点d为振动加强点，D错误。]
8.AD [能形成稳定的干涉图样，两列波必须频率相同，相位差恒定，A正确；振动加强区和减弱区各质点的振动频率与波源相同，B错误；树叶会上、下振动，但不会沿波的传播方向移动，C错误；设s1、s2为两波源连线上某点到两波源的距离，两波源连线上的加强点应满足|s1－s2|＝nλ(n＝0，1，2，3，…)，且|s1－s2|≤0.6 m，λ＝0.25 m，所以n可能的取值为0，1，2，则两波源连线上振动加强的位置有5处，D正确。]
9.C [t＝0.2 s时，波传播的距离x＝vt＝0.2 m，两列波都传到F点，此时两列波单独引起F点的振动方向均向下，但位移为0，E、G两点位移也未达到最大，故A、B错误；t＝0.5 s时，波传播的距离x＝vt＝0.5 m，两列波的波峰同时传到F点，F点的位移最大，故C正确，D错误。]
10.ABD [根据题意，甲波向右传播，起振方向向下，乙波向左传播，起振方向向上，两波起振方向相反，故A正确；根据题图可知甲波波长为4 m，甲波周期为T甲＝eq \f(λ甲,v)＝2 s，频率f甲＝eq \f(1,2) Hz；乙波波长为6 m，周期为T乙＝eq \f(λ乙,v)＝3 s，频率为f乙＝eq \f(1,3) Hz，则f甲∶f乙＝3∶2，故B正确；再经过3 s，甲波波谷到达x＝7 m处，乙波周期为T乙＝3 s，波形向前传播距离等于波长，所以叠加后该质点应该向上振动，故C错误；再经过3 s，甲波向右传播6 m，乙波向左传播6 m，根据波的叠加知，x＝6 m处质点的位移为零，故D正确。]
11.B [主动降噪耳机是利用了波的干涉原理，抵消声波与噪声的振幅、频率相同，相位相反，叠加后才能相互抵消来实现降噪的，抵消声波的振幅为A，A错误；抵消声波的频率f＝eq \f(1,T)＝100 Hz，B正确；抵消声波的波长为λ＝vT＝340×0.01 m＝3.4 m，C错误；抵消声波在耳膜中产生的振动与图中所示的振动反相，D错误。]
12.B [设小明在某一点D时听到的声音最强，则有|AD－BD|＝nλ(n＝0，1，2，3，…)，由题意可知0≤|AD－BD|≤20 m，代入数据解得0≤n≤4，即n＝0，1，2，3，4，除去A点和B点，考虑到半圆的对称性，小明听到的声音最强点的个数为7个，B正确。]
13.A [声音的频率f＝170 Hz，声波的波长λ＝eq \f(v,f)＝eq \f(340,170) m＝2.0 m，a到两波源的距离差为Δsa＝3 m＝eq \f(3,2)λ，则从两个喇叭传来的声波在a点因干涉而相消，同理Δsb＝0，两个喇叭传来的声波在b点因干涉而加强，Δsc＝2 m＝λ，两个喇叭传来的声波在c点因干涉而加强，Δsd＝4 m＝2λ，两个喇叭传来的声波在d点发生干涉而振动加强，故A正确。]