4 波的干涉 同步练习（有解析）
文档属性
| 名称 | 4 波的干涉 同步练习（有解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 257.6KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-10-28 15:55:48 | ||
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文档简介
机械波
4 波的干涉
1．一条弹性绳子呈水平状态，M为绳子中点(图中未画出)，两端P、Q同时开始上下振动，一小段时间后产生的波形如图所示，对于其后绳上各点的振动情况，以下判断正确的是( )
A．两列波将同时到达中点M B．两列波波速之比为1∶2
C．中点M的振动总是加强的 D．M点的位移大小不可能为零
2．物体振动时，除了固有频率的基频波，还会产生频率为固有频率整数倍的倍频波．当如图所示的两种波同时在介质中传播时，物体振动形成的实际波形应为( )
A B C D
3．一般来说现在的手机上都会有2个麦克风，一个比较大的位于手机下方，另一个一般位于手机顶部．查阅手机说明后知道手机内部上麦克风为降噪麦克风．进一步翻阅技术资料得知：降噪麦克风通过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．如图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．下列说法错误的是( )
A．降噪过程实际上是声波发生了干涉
B．降噪过程本质上是两列声波相遇时叠加的结果
C．降噪声波与环境噪声的传播速度一定相等
D．P点经过一个周期沿波的传播方向传播的距离为一个波长
4．(多选)图甲为一列横波在t＝0时的波动图像，图乙为该波中x＝2 m处质点P的振动图像，下列说法正确的是( )
A．若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则所遇到的波的频率为0.25 Hz
B．若该波能发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物尺寸一定比4 m大很多
C．再过0.5 s，P点的动能最大
D．波沿x轴正方向传播
5．(2024年宿迁期末)两列完全相同的机械波在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．P、M连线中点振动减弱
B．P、M连线中点速度为0
C．P、M、Q、N四点速度均为0
D．再经过半个周期，Q、N两点振动加强
6．两列频率、振幅均相同的简谐波Ⅰ和Ⅱ分别从绳子的两端持续相向传播，在相遇区域发生了干涉，在相距0.48 m的A、B间用频闪相机连续拍摄，依次获得1、2、3、4、5五个波形，如图所示，且1和5是同一振动周期内绳上各点位移都达到最大值时拍摄的波形．已知频闪时间间隔为0.12 s，下列说法正确的是( )
A．简谐波Ⅰ和Ⅱ的波长均为0.24 m
B．简谐波Ⅰ和Ⅱ的周期均为0.48 s
C．绳上各点均做振幅相同的简谐运动
D．两波源到A点和C点的路程差之差的绝对值是0.48 m
7．两列简谐横波分别沿x轴相向传播，两波源分别位于x1＝－0.2 m和x2＝1.2 m处，两列波的波速均为0.4 m/s，波源的振幅均为2 cm.图为t＝0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在xP＝0.2 m和xQ＝0.8 m的P、Q两质点刚开始振动．质点M的平衡位置处于xM＝0.5 m处．下列说法正确的是( )
A．t1＝0.75 s时M点开始向上振动
B．若两波源只振动一个周期，在t2＝1.5 s时，P质点将向上振动
C．若两波源一直振动，相遇以后Q点为振动加强点，其振幅为4 cm
D．若两波源一直振动，相遇以后M点为振动加强点，其振幅为4 cm
8．(多选)如图甲所示，均匀介质中有处于同一水平线上的ABCDEFGHI九个质点，各质点间距均为d.从t＝0时刻起A、I 两质点开始在竖直方向上做简谐运动，振幅均为A，振动图像分别如图乙实线和虚线所示，测得t0时刻两振动形成的机械波相遇，则以下说法正确的是( )
A．质点F的起振方向向上
B．最早达到－2A位移的质点为D
C．稳定后质点C、E、G的振幅为2A
D．稳定后质点E、G的振幅为0
9．(多选)在水槽中，波源是固定在同一个振动片上的两根细杆，当振动片振动时，细杆周期性的击打水面，形成两列水面波，这两列波相遇后，在它们的重叠区域会形成如图甲所示的稳定干涉图样．如图乙所示，振动片做周期T的简谐运动，两细杆同步周期性地击打水面上的A、B两点，以线段AB为直径在水面上画一个半圆，半径OC与AB垂直．圆周上除C点外还有其他振幅最大的点，D点为距C点最近的振动振幅最大的点．已知半圆的直径为d，∠DBA＝37°，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则( )
A．水波的波长为
B．水波的传播速度
C．AB圆周上共有10个振动减弱点
D．若减小振动片振动的周期，C点可能为振幅最小的点
答案解析
1.【答案】A 【解析】根据题意，由于波在同种介质中传播，波速相同，又有M为绳子中点，则两波同时到达M点，故B错误，A正确；由于波长不同，则两列波并不能发生稳定的干涉现象，因此两波在M点相遇时，M点的振动并不总是加强或减弱，故C错误；当两波刚传到M点时，此时刻位移为零，所以M点的位移大小在某时刻可能为零，故D错误．
2.【答案】B 【解析】根据波的叠加，两列波叠加后，位移为两列波位移的矢量合．把倍频波的位移与基频波的位移叠加，如图所示．故B正确，A、C、D错误．
3.【答案】D 【解析】由图看出，降噪声波与环境声波波长相等，波速相等，则频率相同，叠加时产生干涉，由于两列声波等幅反相，所以振动减弱，起到降噪作用，故A、B正确；机械波传播的速度由介质决定，则知降噪声波与环境噪声的传播速度相等，故C正确；P点并不随波移动，故D错误．
4.【答案】CD 【解析】由图乙可知该波的频率为1 Hz，由波的干涉条件可知，A错误；由图甲可知该波的波长λ＝4 m，B错误；再过0.5 s P点处于平衡位置动能最大， C正确；由甲、乙图像可知，D正确．
5.【答案】C 【解析】此时M点波峰与波峰相遇，而P点是波谷与波谷相遇，是振动加强点，则P、M两点是振动加强点，且P、M连线上也是振动加强的， P、M两点连钱中点未达到波峰或波谷，故速度不为0，故A、B错误；P处于波谷，速度为零；M处于波峰，速度为零；Q、N两点振动减弱，则速度为零，即四点的速度均为0，故C正确；Q、N两点处于波谷与波峰相遇处，再经过周期Q、N两点振动仍然减弱，故D错误．
6.【答案】D 【解析】简谐波Ⅰ和Ⅱ的波长均为0.48 m，A错误；从波形1到波形5经历的时间为T，则T＝4×0.12 s可得简谐波Ⅰ和Ⅱ的周期均为T＝0.96 s，B错误；绳上各点中加强点和减弱点振幅不相同，C错误；A、C两点均为振动减弱点，则两波源到两点的距离之差分别为(2n＋1) 和(2n－1)，则 两波源到A点和C点的路程差之差的绝对值是＝λ＝0.48 m，D正确．
7.【答案】D 【解析】在0.75 s内波传播的距离x＝vt＝0.4×0.75 m＝0.3 m，由图可知，P、Q处的波形传到M，而t＝0时刻P、Q两点处的质点是向下振动的，所以经过0.75 s时间M点向下振动，故A错误；若两波源只振动一个周期，经过1.5 s，波传播的距离为x＝vt＝0.4×1.5 m＝0.6 m，左列波的波源处的振动形式传到0.4 m位置处，对于左列波来讲，不在P点引起振动了，右列波的Q点振动形式恰好传到P点，引起的振动是向下的，故B错误；若两波源一直振动，Q点到两波源的距离差为Δx＝1 m－0.4 m＝0.6 m＝1.5λ，所以振动是减弱的，故C错误；M点距两波源距离相等，所以M点是振动加强的点，振幅等于两振幅之和，故D正确．
8.【答案】BD 【解析】由题意可知，A点最开始向上振动，I点向下振动，结合图形可得，I质点振动的波先传递到F点，质点F的起振方向向下，故A错误；当质点同时处于两列波的波谷时，位移为－2A，由题意可知，波的周期为t0，且t0时刻，两列波刚好在E点相遇，AE、EI刚好是一个波长，此时D点距离左右两波沿传播方向的第一个波谷均是半个波长，则再经过半个周期，D点同时处于两波沿各自传播方向的第一个波谷处，根据波叠加原理，质点D的位移为－2A，故B正确；根据题意及上述分析可得，稳定后，质点C、E、G三点到两振源的距离差分别为λ、0、λ，由于两振源振动步调相反，所以质点C、E、G三点为振动减弱点，两列波振幅相同，所以三点的位移始终为零，即振幅为0，故C错误，D正确．
9.【答案】AC 【解析】依题意，DB与AD的长度差为波长，由几何知识可得DB＝dcos 37°，AD＝dsin 37° ，解得λ＝，故A正确；水波的传播速度为v＝＝，故B错误；在AB连线上取一点P，设它的振动是减弱的，令PA＝x，则PB＝d－x，P点到两波源的波程差为PA－PB＝2x－d＝(n＝±1，±3…)，在0
4 波的干涉
1．一条弹性绳子呈水平状态，M为绳子中点(图中未画出)，两端P、Q同时开始上下振动，一小段时间后产生的波形如图所示，对于其后绳上各点的振动情况，以下判断正确的是( )
A．两列波将同时到达中点M B．两列波波速之比为1∶2
C．中点M的振动总是加强的 D．M点的位移大小不可能为零
2．物体振动时，除了固有频率的基频波，还会产生频率为固有频率整数倍的倍频波．当如图所示的两种波同时在介质中传播时，物体振动形成的实际波形应为( )
A B C D
3．一般来说现在的手机上都会有2个麦克风，一个比较大的位于手机下方，另一个一般位于手机顶部．查阅手机说明后知道手机内部上麦克风为降噪麦克风．进一步翻阅技术资料得知：降噪麦克风通过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．如图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．下列说法错误的是( )
A．降噪过程实际上是声波发生了干涉
B．降噪过程本质上是两列声波相遇时叠加的结果
C．降噪声波与环境噪声的传播速度一定相等
D．P点经过一个周期沿波的传播方向传播的距离为一个波长
4．(多选)图甲为一列横波在t＝0时的波动图像，图乙为该波中x＝2 m处质点P的振动图像，下列说法正确的是( )
A．若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则所遇到的波的频率为0.25 Hz
B．若该波能发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物尺寸一定比4 m大很多
C．再过0.5 s，P点的动能最大
D．波沿x轴正方向传播
5．(2024年宿迁期末)两列完全相同的机械波在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．P、M连线中点振动减弱
B．P、M连线中点速度为0
C．P、M、Q、N四点速度均为0
D．再经过半个周期，Q、N两点振动加强
6．两列频率、振幅均相同的简谐波Ⅰ和Ⅱ分别从绳子的两端持续相向传播，在相遇区域发生了干涉，在相距0.48 m的A、B间用频闪相机连续拍摄，依次获得1、2、3、4、5五个波形，如图所示，且1和5是同一振动周期内绳上各点位移都达到最大值时拍摄的波形．已知频闪时间间隔为0.12 s，下列说法正确的是( )
A．简谐波Ⅰ和Ⅱ的波长均为0.24 m
B．简谐波Ⅰ和Ⅱ的周期均为0.48 s
C．绳上各点均做振幅相同的简谐运动
D．两波源到A点和C点的路程差之差的绝对值是0.48 m
7．两列简谐横波分别沿x轴相向传播，两波源分别位于x1＝－0.2 m和x2＝1.2 m处，两列波的波速均为0.4 m/s，波源的振幅均为2 cm.图为t＝0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在xP＝0.2 m和xQ＝0.8 m的P、Q两质点刚开始振动．质点M的平衡位置处于xM＝0.5 m处．下列说法正确的是( )
A．t1＝0.75 s时M点开始向上振动
B．若两波源只振动一个周期，在t2＝1.5 s时，P质点将向上振动
C．若两波源一直振动，相遇以后Q点为振动加强点，其振幅为4 cm
D．若两波源一直振动，相遇以后M点为振动加强点，其振幅为4 cm
8．(多选)如图甲所示，均匀介质中有处于同一水平线上的ABCDEFGHI九个质点，各质点间距均为d.从t＝0时刻起A、I 两质点开始在竖直方向上做简谐运动，振幅均为A，振动图像分别如图乙实线和虚线所示，测得t0时刻两振动形成的机械波相遇，则以下说法正确的是( )
A．质点F的起振方向向上
B．最早达到－2A位移的质点为D
C．稳定后质点C、E、G的振幅为2A
D．稳定后质点E、G的振幅为0
9．(多选)在水槽中，波源是固定在同一个振动片上的两根细杆，当振动片振动时，细杆周期性的击打水面，形成两列水面波，这两列波相遇后，在它们的重叠区域会形成如图甲所示的稳定干涉图样．如图乙所示，振动片做周期T的简谐运动，两细杆同步周期性地击打水面上的A、B两点，以线段AB为直径在水面上画一个半圆，半径OC与AB垂直．圆周上除C点外还有其他振幅最大的点，D点为距C点最近的振动振幅最大的点．已知半圆的直径为d，∠DBA＝37°，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则( )
A．水波的波长为
B．水波的传播速度
C．AB圆周上共有10个振动减弱点
D．若减小振动片振动的周期，C点可能为振幅最小的点
答案解析
1.【答案】A 【解析】根据题意，由于波在同种介质中传播，波速相同，又有M为绳子中点，则两波同时到达M点，故B错误，A正确；由于波长不同，则两列波并不能发生稳定的干涉现象，因此两波在M点相遇时，M点的振动并不总是加强或减弱，故C错误；当两波刚传到M点时，此时刻位移为零，所以M点的位移大小在某时刻可能为零，故D错误．
2.【答案】B 【解析】根据波的叠加，两列波叠加后，位移为两列波位移的矢量合．把倍频波的位移与基频波的位移叠加，如图所示．故B正确，A、C、D错误．
3.【答案】D 【解析】由图看出，降噪声波与环境声波波长相等，波速相等，则频率相同，叠加时产生干涉，由于两列声波等幅反相，所以振动减弱，起到降噪作用，故A、B正确；机械波传播的速度由介质决定，则知降噪声波与环境噪声的传播速度相等，故C正确；P点并不随波移动，故D错误．
4.【答案】CD 【解析】由图乙可知该波的频率为1 Hz，由波的干涉条件可知，A错误；由图甲可知该波的波长λ＝4 m，B错误；再过0.5 s P点处于平衡位置动能最大， C正确；由甲、乙图像可知，D正确．
5.【答案】C 【解析】此时M点波峰与波峰相遇，而P点是波谷与波谷相遇，是振动加强点，则P、M两点是振动加强点，且P、M连线上也是振动加强的， P、M两点连钱中点未达到波峰或波谷，故速度不为0，故A、B错误；P处于波谷，速度为零；M处于波峰，速度为零；Q、N两点振动减弱，则速度为零，即四点的速度均为0，故C正确；Q、N两点处于波谷与波峰相遇处，再经过周期Q、N两点振动仍然减弱，故D错误．
6.【答案】D 【解析】简谐波Ⅰ和Ⅱ的波长均为0.48 m，A错误；从波形1到波形5经历的时间为T，则T＝4×0.12 s可得简谐波Ⅰ和Ⅱ的周期均为T＝0.96 s，B错误；绳上各点中加强点和减弱点振幅不相同，C错误；A、C两点均为振动减弱点，则两波源到两点的距离之差分别为(2n＋1) 和(2n－1)，则 两波源到A点和C点的路程差之差的绝对值是＝λ＝0.48 m，D正确．
7.【答案】D 【解析】在0.75 s内波传播的距离x＝vt＝0.4×0.75 m＝0.3 m，由图可知，P、Q处的波形传到M，而t＝0时刻P、Q两点处的质点是向下振动的，所以经过0.75 s时间M点向下振动，故A错误；若两波源只振动一个周期，经过1.5 s，波传播的距离为x＝vt＝0.4×1.5 m＝0.6 m，左列波的波源处的振动形式传到0.4 m位置处，对于左列波来讲，不在P点引起振动了，右列波的Q点振动形式恰好传到P点，引起的振动是向下的，故B错误；若两波源一直振动，Q点到两波源的距离差为Δx＝1 m－0.4 m＝0.6 m＝1.5λ，所以振动是减弱的，故C错误；M点距两波源距离相等，所以M点是振动加强的点，振幅等于两振幅之和，故D正确．
8.【答案】BD 【解析】由题意可知，A点最开始向上振动，I点向下振动，结合图形可得，I质点振动的波先传递到F点，质点F的起振方向向下，故A错误；当质点同时处于两列波的波谷时，位移为－2A，由题意可知，波的周期为t0，且t0时刻，两列波刚好在E点相遇，AE、EI刚好是一个波长，此时D点距离左右两波沿传播方向的第一个波谷均是半个波长，则再经过半个周期，D点同时处于两波沿各自传播方向的第一个波谷处，根据波叠加原理，质点D的位移为－2A，故B正确；根据题意及上述分析可得，稳定后，质点C、E、G三点到两振源的距离差分别为λ、0、λ，由于两振源振动步调相反，所以质点C、E、G三点为振动减弱点，两列波振幅相同，所以三点的位移始终为零，即振幅为0，故C错误，D正确．
9.【答案】AC 【解析】依题意，DB与AD的长度差为波长，由几何知识可得DB＝dcos 37°，AD＝dsin 37° ，解得λ＝，故A正确；水波的传播速度为v＝＝，故B错误；在AB连线上取一点P，设它的振动是减弱的，令PA＝x，则PB＝d－x，P点到两波源的波程差为PA－PB＝2x－d＝(n＝±1，±3…)，在0