高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册4 波的干涉巩固练习

第4课  波的干涉

随堂练习

一、单选题

1．如图所示，沿x轴正方向传播的一列横波，传到A点的同时，沿x轴负方向传播的另一列横波恰传到B点，这一时刻A、B质点的速度方向相同。两列波的波速相同，波长都是2m，质点的振幅都是2cm，继续传播足够长的时间后（　　）

A．质点M的振幅是2cm

B．质点M的振幅是4cm

C．质点N（1.5m处）的振幅是4cm

D．质点M、N的振幅都是0

2．一条弹性绳子呈水平状态，M为绳子中点，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，下列判断正确的是（　　）

A．左边的波先到达中点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．绳的两端点P、Q开始振动的方向相同

3．如图所示，、是两个振动步调完全相同的相干波源，其中实线表示波峰，虚线表示波谷。若两列波的振幅均保持5cm不变，关于图中所标的a、b、c、d四点，下列说法中正确的是（　　）

A．d点始终保持静止不动

B．图示时刻质点c的位移为零

C．b点振动始终加强，c点振动始终减弱

D．图示时刻，b、c两点的竖直高度差为10cm

4．如图甲所示，振动方向相同的两横波，横波1沿方向传播，B点的振动图象如图乙所示；横波2沿方向传播，C点的振动图象如图乙所示，P与B相距，P与C相距，波速都为。两横波在P处相遇，P点振幅为（　　）

A． B． C． D．

5．下列关于波的干涉和衍射的说法中，正确的是（　　）

A．两列波在相遇的区域内，一定能发生干涉现象

B．频率不同的两列波叠加时，也可能发生干涉现象

C．只要是波都能发生衍射，衍射是波特有的现象

D．波长比障碍物或孔的宽度大得多时，衍射不明显

6．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，两根细杆周期性地触动水面，形成两个波源。这两列波相遇后，在它们重叠的区域形成如图所示的图样。下列说法中正确的是（　　）

A．这是水波的衍射现象

B．这两个波源的振动频率相同

C．加强区和减弱区在水面上的位置会发生变化

D．这是水波特有的现象，其它波没有此类现象

二、多选题

7．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，若波速为200m/s，则下列说法中正确的是（）

A．从图示时刻开始，质点b的加速度将增大

B．图示时刻，质点b的振动方向沿y轴正方向

C．若此波遇到另一列波并发生稳定干涉现象，则另一列波的频率为50Hz

D．从图示时刻开始，经过0.01s，质点a沿波传播方向迁移了2m

8．在弹性绳左右两端垂直于绳轻摇一下，产生两列振幅和波长都相同的简谐横波，t=0时刻两列波传播至如图所示位置。已知左侧波向右传播速度大小为v1=1m/s，下列说法正确的是（　　）

A．t=2.5s时刻，O点处质点的速度方向向上

B．t=3.0s时刻，O点处质点的速度方向向下

C．右侧波向左传播的速度v2大小与v1大小一定相等

D．t=0时刻坐标在x=－2m处的质点，t=2s时刻运动到了O点

9．如图所示表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷，设两列波的振幅均为5cm，且在图示的范围内振幅不变，波速和波长分别为1m/s和0.5m。C点是BE连线的中点，下列说法正确的是（　　）

A．A点为振动加强点，B点为振动减弱的点

B．图示时刻A、B两点的竖直高度差为20cm

C．图示时刻C点正处在平衡位置且向上运动

D．从图示的时刻起经0.25s后，B点通过的路程为20cm

10．一水平长绳上系着一个弹簧和小球组成的振动系统，小球振动的固有频率为2Hz，现在长绳两端分别有一振源P、Q同时开始以相同振幅A上下振动了一段时间，某时刻两振源在长绳上形成波形如图，两列波先后间隔一段时间经过弹簧振子所在位置，观察到小球先后出现了两次振动，小球第一次振动时起振方向向上，且振动并不显著，而小球第二次则产生了较强烈的振动，则 （ ）

A．由Q振源产生的波先到达振动系统

B．Q振源离振动系统较远

C．由Q振源产生的波的波速较接近4m/s

D．有4个时刻绳上会出现振动位移大小为2A的点

参考答案

1．B

【解析】ABD．质点M到A、B的路程差为

所以质点M是振动加强点，振幅为

故AD错误，B正确；

C．质点N到A、B的路程差为

所以质点N是振动减弱点，振幅为

故C错误。

故选B。

2．D

【解析】因波速由介质决定，则它们的传播速度相同，因此两波同时到达中点M，故A错误；波速由介质决定，与波长和频率无关，两列波波速之比为1：1，故B错误；由于波的频率不同，故两列波并不能干涉，M点并不是振动加强点，故C错误；由图可知，左边波向右传播，而右边的波向左，依据上下坡法，则它们起振方向相同，再依据波产生的原理：带动、重复、滞后，即可判定P、Q开始振动的方向相同，故D正确；故选D．

3．A

【解析】A．d点是波峰与波谷相遇，振动减弱，振幅为零，故保持静止，故A正确；

BCD．b点是波峰与波峰相遇，c点是波谷与波谷相遇，它们均属于振动加强点，由于振幅是5cm，则b点相对平衡位置位移为10cm，而c点是波谷与波谷相遇，则c点相对平衡位置的位移为-10cm，所以b、c两点的竖直高度差为20cm，故BCD错误。

故选A。

4．A

【解析】周期T=1s，波速为v=0.2m/s，故波长

λ=vT=0.2m/s×1s=0.2m

PC-PB=50cm-40cm=10cm=0.1m=0.5λ

而t=0时刻两波的振动方向相反，则P是振动加强的点，振幅等于两波振幅之和，即为70cm；
故选A。

5．C

【解析】AB．任意的两列波相遇，不一定都能产生稳定的干涉现象，只有两列波频率完全相同，才会出现稳定的干涉现象，AB错误；

CD．衍射是波特有的现象，一切波都能发生衍射现象，只有当孔或障碍物的尺寸比波长要小得多或相差不大时才能产生明显的衍射现象，C正确，D错误。

故选C。

6．B

【解析】A．这是水波的干涉现象，A错误；

B．形成稳定的干涉图案时，两列波的频率一定相同，B正确；

C．加强区和减弱区在水面上的位置是固定的，不会发生变化，C错误；

D．干涉现象是波所特有的现象，只要是波，就一定能产生干涉现象，D错误。

故选B。

7．AC

【解析】AB．图示时刻质点b向下运动，质点的加速度正在增大，A正确；B错；

C．此波周期为T= 0.02s，则频率为50Hz，若此波遇到另一列波并发生稳定的干涉现象，则另一列波的频率也为50Hz，C正确；

D．质点a只上下振动，不会随波向前迁移，D错误。

故选AC。

8．BC

【解析】AC．在同一介质中，两列波的波速相等，则t=2.5s时刻，两列波各传播2.5m，此时两列波的“波峰”这种振动状态传至O点，因此O点位移向上达到最大，速度为0，故A错误，C正确；
B． t=0时刻坐标在x=-3m和x=+3m处的质点都处于平衡位置且向下运动，其振动形式在t=3s时刻传至O点，此时O点处质点的速度方向向下，故B正确；
D．波在介质中传播时，介质中质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波的传播而迁移，故D错误。
故选BC。

9．BCD

【解析】AB．加强区是质点A、B、E的连线处，减弱区是过D、F的连线处和过P、Q的连线处，C、E为振动加强点，图示时刻，A在波峰，B在波谷，它们的振动是加强的，故振幅均为两列波振幅之和，即A=A1+A2=10cm，此时两点的高度差为20 cm，选项A错误，B正确；

C．波是由E向A处传播的，在图示时刻，A、B、C、E等质点的波形图如图所示，由图可知，C点在平衡位置向上运动，选项C正确；

D．波的周期T＝＝0.5 s

t＝0.25 s＝

B点是振动加强点，则通过的路程为s＝2A＝2×10 cm＝20 cm

故D正确。

故选BCD。

10．BCD

【解析】A．由“上下坡”法得知P振源起振方向向上，Q振源起振方向向下，由于小球第一次振动时起振方向向上，故先经过弹簧振子所在位置的是P波，故A错误；

B．s=vt，由于两列波在同一介质中传播，波速相等，Q波后到达弹簧振子所在位置，故Q振源离振动系统较远，故B正确；

C．Q晚到达弹簧振子所在位置，且小球产生了较强烈的振动，即共振，故Q的振动频率接近2Hz，则周期接近0.5s，波速

故C正确；

D．由于两列波的频率不同，不会产生稳定干涉现象，由于两列波的波长不等，则根据波的叠加原理，有4个时刻绳上会出现振动位移大小为2A的点，故D正确．

故选BCD．

【名师点睛】

本题关键掌握共振现象及其产生的条件是解题关键，第二次弹簧振子产生了较强烈的振动，小球与波上的质点达产生了共振是本题的突破口，同时要知道机械波的波速由介质决定，同类波在同一介质中传播时波速相等．