新教材高中物理第三章機(jī)械波第4節(jié)波的干涉導(dǎo)學(xué)案新人教版選擇性必修第一冊(cè)

．波的干涉1．了解波的疊加原理。2.知道波的干涉現(xiàn)象和波發(fā)生干涉的條件；知道一切波都能發(fā)生干涉，干涉是波特有的現(xiàn)象。3.經(jīng)驗(yàn)波的干涉的探討過程，理解干涉現(xiàn)象中振動(dòng)加強(qiáng)與減弱的含義。一、波的疊加1．波的獨(dú)立傳播：幾列波相遇時(shí)能夠eq\o(□,\s\up2(01))保持各自的eq\o(□,\s\up2(02))運(yùn)動(dòng)特征，接著傳播，即各自的波長、頻率等eq\o(□,\s\up2(03))保持不變。2．波的疊加：在幾列波重疊的區(qū)域里，介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)eq\o(□,\s\up2(04))同時(shí)參加這幾列波引起的振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)的位移等于這幾列波單獨(dú)傳播時(shí)引起的位移的eq\o(□,\s\up2(05))矢量和。二、波的干涉1．定義：eq\o(□,\s\up2(01))頻率相同、相位差恒定、振動(dòng)方向相同的兩列波疊加時(shí)，某些區(qū)域的振動(dòng)eq\o(□,\s\up2(02))總是加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動(dòng)eq\o(□,\s\up2(03))總是減弱，這種現(xiàn)象叫作波的干涉。所形成的穩(wěn)定圖樣叫作eq\o(□,\s\up2(04))干涉圖樣。2．發(fā)生干涉的條件(1)兩個(gè)波源的頻率是eq\o(□,\s\up2(05))相同的。(2)兩個(gè)波源的相位差是eq\o(□,\s\up2(06))保持不變的。(3)兩列波在相遇區(qū)域各質(zhì)點(diǎn)引起的振動(dòng)方向總是eq\o(□,\s\up2(07))相同的。3．干涉的普遍性：一切波只要滿意上述條件都能夠發(fā)生干涉，干涉是eq\o(□,\s\up2(08))波特有的現(xiàn)象。判一判(1)隨意兩列波都能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣。()(2)兩列波相遇后振幅小的一列波將減弱，振幅大的一列波將加強(qiáng)。()(3)兩列波相遇后各自的波形和傳播方向與相遇前完全相同。()(4)在兩列波相遇區(qū)域，任一質(zhì)點(diǎn)的總位移等于兩列波分別引起的位移的矢量和。()(5)兩列波發(fā)生干涉時(shí)，振動(dòng)加強(qiáng)的位置和減弱的位置是不變的。()(6)在振動(dòng)減弱的區(qū)域，各質(zhì)點(diǎn)都處于波谷。()(7)在振動(dòng)加強(qiáng)的區(qū)域，有時(shí)質(zhì)點(diǎn)的位移等于零。()提示：(1)×(2)×(3)√(4)√(5)√(6)×(7)√想一想(1)當(dāng)教室內(nèi)樂隊(duì)合奏時(shí)，我們聽到的某種樂器的聲音是否受到其他樂器影響而與這種樂器獨(dú)奏時(shí)發(fā)出的聲音不同？你能用學(xué)到的物理學(xué)問說明這是為什么嗎？提示：沒有不同。這是因?yàn)椴ň哂歇?dú)立傳播的特性，幾列波相遇時(shí)能夠保持各自的波長、頻率等運(yùn)動(dòng)特征不變，接著傳播。(2)如圖所示，操場(chǎng)中兩根豎直桿上各有一個(gè)揚(yáng)聲器，接在同一擴(kuò)音機(jī)上，一位同學(xué)沿著AB方向走來，結(jié)果他聽到的聲音忽強(qiáng)忽弱，這屬于什么物理現(xiàn)象？提示：波的干涉現(xiàn)象。課堂任務(wù)波的疊加細(xì)致視察下列圖片，細(xì)致參加“師生互動(dòng)”?；顒?dòng)1：從圖a和圖b中可以得到什么結(jié)論？提示：兩列波相遇后，每列波將保持各自原來的波形接著向前傳播，相互不會(huì)發(fā)生干擾?；顒?dòng)2：圖a和圖b中兩列波重疊區(qū)域質(zhì)點(diǎn)的位移有什么規(guī)律？提示：在它們重疊的區(qū)域里，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)同時(shí)參加這幾列波引起的振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)的位移等于這幾列波單獨(dú)傳播時(shí)引起的位移的矢量和?；顒?dòng)3：圖a和圖b有什么不同？提示：圖a中兩列波相遇時(shí)振動(dòng)加強(qiáng)，振幅增大；圖b中兩列波相遇時(shí)振動(dòng)減弱，振幅減小。1．波的獨(dú)立傳播原理幾列波相遇時(shí)能夠保持各自的運(yùn)動(dòng)特征，接著傳播，即各自的波長、頻率等保持不變，不因其他波的存在而受影響，就似乎沒有跟其他波相遇一樣。2．波的疊加原理在幾列波重疊的區(qū)域里，介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)同時(shí)參加這幾列波引起的振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)的位移等于這幾列波單獨(dú)傳播時(shí)引起的位移的矢量和。在幾列波重疊的區(qū)域里，不僅僅是位移，速度、加速度都等于兩列波分別引起的速度、加速度的矢量和。波的疊加原理描述的是介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀況，即介質(zhì)中每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是各列波在該點(diǎn)引起的運(yùn)動(dòng)的矢量和。例1如圖所示，橡皮繩上甲波峰向右傳播，乙波谷向左傳播，若它們的振幅和波長都相同，則它們相遇時(shí)相互疊加如圖所示。此時(shí)圖中的M、N、x、y質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀況是()A．M向上、N向下B．M向下、N向上C．M向右、N向左D．x、y均靜止甲、乙波在重疊區(qū)域的振動(dòng)方向怎么推斷？提示：左邊質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)看乙波，右邊質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)看甲波。[規(guī)范解答]橡皮繩上的甲、乙脈沖半波在傳播過程中波形保持不變，始終向前平移。在相遇處相互疊加，據(jù)波的疊加原理可推斷出下一時(shí)刻M、x質(zhì)點(diǎn)位移為負(fù)，N、y質(zhì)點(diǎn)位移為正，因此M質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向向下，N質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向向上，x質(zhì)點(diǎn)速度方向向下，y質(zhì)點(diǎn)速度方向向上，但各質(zhì)點(diǎn)此時(shí)位移的矢量和均為零，B正確，A、C、D錯(cuò)誤。[完備答案]B規(guī)律點(diǎn)撥1利用波的疊加原理和波形圖分析疊加區(qū)域質(zhì)點(diǎn)的位移。2利用波的疊加原理和波的傳播方向推斷疊加區(qū)域質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向。eq\a\vs4\al([變式訓(xùn)練1－1])(多選)如圖所示，沿一條直線相向傳播的兩列波的振幅和波長均相等，當(dāng)它們相遇時(shí)可能出現(xiàn)的波形是下列選項(xiàng)中的()答案BC解析兩列波的前半個(gè)波形或后半個(gè)波形重疊時(shí)，波形如B項(xiàng)所示，B正確；當(dāng)兩列波完全重疊在一起時(shí)，由波的疊加原理可知，在波重疊的區(qū)域里，全部質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的位移均等于每列波單獨(dú)傳播時(shí)引起的位移的矢量和，波形如C項(xiàng)所示，C正確。eq\a\vs4\al([變式訓(xùn)練1－2])如圖所示，兩列簡諧橫波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播，兩波源分別位于x＝－2×10－1m和x＝12×10－1m處，兩列波的波速均為v＝0.4m/s，兩波源的振幅均為A＝2cm。圖示為t＝0時(shí)刻兩列波的圖像(傳播方向如圖)，此刻平衡位置處于x＝0.2m和x＝0.8m的P、Q兩質(zhì)點(diǎn)剛起先振動(dòng)。質(zhì)點(diǎn)M的平衡位置處于x＝0.5m處，下列關(guān)于各質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)狀況的推斷正確的是()A．質(zhì)點(diǎn)P、Q都首先沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)B．t＝0.75s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P、Q都運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)C．t＝1s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)M的位移為＋4cmD．t＝1s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)M的位移為－4cm答案D解析由波的傳播方向和波形圖可知P、Q兩質(zhì)點(diǎn)剛起先振動(dòng)時(shí)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；波傳播過程質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移，B錯(cuò)誤；由T＝eq\f(λ,v)＝1s，知t＝1s時(shí)刻，平衡位置處于x＝0.1m和x＝0.9m處的兩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)狀況傳播到M質(zhì)點(diǎn)處，質(zhì)點(diǎn)M振動(dòng)位移為－4cm，C錯(cuò)誤，D正確。課堂任務(wù)波的干涉細(xì)致視察下列圖片，細(xì)致參加“師生互動(dòng)”?；顒?dòng)1：如圖，水槽中的波源是固定在同一個(gè)振動(dòng)片上的兩根細(xì)桿，當(dāng)振動(dòng)片振動(dòng)時(shí)，兩根細(xì)桿周期性地觸動(dòng)水面，形成兩個(gè)波源。這兩個(gè)波源發(fā)出的波頻率相同嗎？振動(dòng)方向相同嗎？相位差如何？提示：兩個(gè)波源都做受迫振動(dòng)，振動(dòng)頻率相同，所以發(fā)出的波頻率相同。兩列波的振動(dòng)方向也相同，都沿上下方向。由于兩根細(xì)桿是同步振動(dòng)的，所以它們振動(dòng)的相位差保持不變，即總是0?；顒?dòng)2：如圖，這兩列波相遇后，在它們重疊的區(qū)域形成的圖樣是怎樣的？提示：水面上出現(xiàn)一條條相對(duì)安靜的區(qū)域和激烈振動(dòng)的區(qū)域，這兩類區(qū)域在水面上的位置是穩(wěn)定不變的?；顒?dòng)3：應(yīng)當(dāng)如何說明活動(dòng)2視察到的現(xiàn)象呢？提示：兩列波的波峰與波峰相遇的地方，經(jīng)過半個(gè)周期后，波谷與波谷也在這里相遇，又由于兩列波的相位差保持不變，因此，在這一區(qū)域，兩列波引起的振動(dòng)總是相互加強(qiáng)的，所以水面振動(dòng)激烈。兩列波的波峰與波谷相遇的地方，經(jīng)過半個(gè)周期后，變成波谷與波峰在這里相遇，又由于兩列波的相位差保持不變，因此，在這一區(qū)域，兩列波引起的振動(dòng)總是相互減弱的，所以水面相對(duì)安靜。1．波的干涉：頻率相同、相位差恒定、振動(dòng)方向相同的兩列波疊加時(shí)，某些區(qū)域的振動(dòng)總是加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動(dòng)總是減弱，這種現(xiàn)象叫作波的干涉。形成的穩(wěn)定圖樣叫作干涉圖樣。一切波只要滿意上述條件都能發(fā)生干涉，跟衍射一樣，干涉也是波特有的現(xiàn)象。2．發(fā)生干涉的條件(1)兩個(gè)波源的頻率是相同的。(2)兩個(gè)波源的相位差是保持不變的。(3)兩列波在相遇區(qū)域各質(zhì)點(diǎn)引起的振動(dòng)方向總是相同的。波的疊加是無條件的，隨意的兩列波在空間相遇都會(huì)疊加。假如滿意以上3個(gè)條件，波就會(huì)發(fā)生干涉。3．波的干涉的特點(diǎn)(1)干涉圖樣及其特征①加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)的位置固定不變。②加強(qiáng)區(qū)始終加強(qiáng)，減弱區(qū)始終減弱(加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)不隨時(shí)間變更)。③加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)相互間隔。(2)加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的振動(dòng)①加強(qiáng)點(diǎn)處振幅最大，等于兩列波的振幅之和，即A＝A1＋A2，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)能量最大，并且始終最大。加強(qiáng)點(diǎn)的位移變更范圍：－(A1＋A2)～(A1＋A2)。②減弱點(diǎn)處振幅最小，等于兩列波的振幅之差，即A＝|A1－A2|，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)能量最小，并且始終最小，若A1＝A2，則減弱處不振動(dòng)。減弱點(diǎn)的位移變更范圍：－|A1－A2|～|A1－A2|。(3)加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的理解在穩(wěn)定的干涉區(qū)域內(nèi)，振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)始終加強(qiáng)，振動(dòng)減弱點(diǎn)始終減弱；加強(qiáng)區(qū)內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)位移不肯定比減弱區(qū)內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)位移大。加強(qiáng)處和減弱處的位移都是兩列波引起的位移的矢量和，質(zhì)點(diǎn)的位移都隨時(shí)間變更，各質(zhì)點(diǎn)仍在平衡位置旁邊振動(dòng)，與振源振動(dòng)周期相同。4．波的干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象對(duì)比定義現(xiàn)象條件相同點(diǎn)波的干涉頻率相同、相位差恒定、振動(dòng)方向相同的兩列波疊加時(shí)，某些區(qū)域的振動(dòng)總是加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動(dòng)總是減弱的現(xiàn)象干涉圖樣穩(wěn)定，振動(dòng)加強(qiáng)、減弱區(qū)域相間分布，加強(qiáng)區(qū)、減弱區(qū)位置不變兩列波的頻率相同、相位差保持不變、振動(dòng)方向相同干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象波的衍射波可以繞過障礙物或小孔接著傳播的現(xiàn)象波能偏離直線而傳到沿直線傳播以外的空間發(fā)生明顯衍射的條件：縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長相差不多或者小于波長例2如圖所示，MN是水池的邊緣，S1和S2是水池中兩個(gè)振動(dòng)狀況完全相同的相干波源，它們激起的水波波長為2m，S1和S2連線垂直于MN，它們與MN的距離分別是8m和3m，設(shè)MN足夠長，則在水池邊界MN上有幾處水面是安靜的()A．1處B．3處C．5處D．多數(shù)處(1)“水面安靜”對(duì)應(yīng)的物理語言是什么？水面安靜處應(yīng)滿意什么條件？提示：“水面安靜”即振動(dòng)減弱，振動(dòng)減弱點(diǎn)應(yīng)滿意該點(diǎn)與S1、S2的距離之差等于eq\f(λ,2)的奇數(shù)倍。(2)兩波源到MN上一點(diǎn)的路程差設(shè)為Δx，則Δx的取值范圍是什么？提示：0<Δx≤5m。[規(guī)范解答]水池邊界MN上任一點(diǎn)P到S1、S2的距離PS1、PS2之差Δx小于等于S1S2，如圖所示，因此Δx的范圍是0＜Δx≤5m。λ＝2m，eq\f(λ,2)＝1m，因此在Δx的范圍內(nèi)為半波長的奇數(shù)倍的值能取到3個(gè)，而依據(jù)對(duì)稱性可知，1m和3m這兩個(gè)距離之差都對(duì)應(yīng)兩個(gè)振動(dòng)減弱點(diǎn)，Δx＝5m對(duì)應(yīng)的振動(dòng)減弱點(diǎn)恰為S1S2連線與MN的交點(diǎn)，故在水池邊界MN上共有5處水面是安靜的，C正確。[完備答案]C規(guī)律點(diǎn)撥振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)與振動(dòng)減弱點(diǎn)的推斷方法(1)條件推斷法：振動(dòng)狀況完全相同的兩波源產(chǎn)生的波疊加時(shí)，加強(qiáng)、減弱條件如下：設(shè)點(diǎn)到兩波源的路程差為Δx，當(dāng)Δx＝2k·eq\f(λ,2)(k＝0,1,2，…)時(shí)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)；當(dāng)Δx＝(2k＋1)·eq\f(λ,2)(k＝0,1,2，…)時(shí)為振動(dòng)減弱點(diǎn)。若兩波源振動(dòng)相位相反，則上述結(jié)論相反。(2)現(xiàn)象推斷法：若某點(diǎn)處總是會(huì)有波峰與波峰(或波谷與波谷)相遇，則該點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)；若某點(diǎn)處總是會(huì)有波峰與波谷相遇，則該點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)。eq\a\vs4\al([變式訓(xùn)練2－1])(多選)如圖所示為兩個(gè)相干波源S1、S2產(chǎn)生的波在同一種勻稱介質(zhì)中相遇時(shí)產(chǎn)生的干涉圖樣。圖中實(shí)線表示某時(shí)刻的波峰，虛線表示波谷，下列說法正確的是()A．a(chǎn)、c兩點(diǎn)的振動(dòng)加強(qiáng)，b、d兩點(diǎn)的振動(dòng)減弱B．e、f兩點(diǎn)的振動(dòng)介于加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)之間C．經(jīng)適當(dāng)?shù)臅r(shí)間后，加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的位置互換D．經(jīng)半個(gè)周期后，原來位于波峰的點(diǎn)將位于波谷，原來位于波谷的點(diǎn)將位于波峰答案AD解析a點(diǎn)是波谷和波谷相遇的點(diǎn)，c點(diǎn)是波峰和波峰相遇的點(diǎn)，都是振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)，而b、d兩點(diǎn)是波峰和波谷相遇的點(diǎn)，都是振動(dòng)減弱的點(diǎn)，A正確；e點(diǎn)位于加強(qiáng)點(diǎn)的連線上，仍為加強(qiáng)點(diǎn)，f點(diǎn)位于減弱點(diǎn)的連線上，仍為減弱點(diǎn)，B錯(cuò)誤；相干波源疊加產(chǎn)生的干涉圖樣是穩(wěn)定的，加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的位置不會(huì)隨時(shí)間變更，C錯(cuò)誤；因形成干涉圖樣的質(zhì)點(diǎn)都在不停地做周期性振動(dòng)，經(jīng)半個(gè)周期后，原來位于波峰的點(diǎn)將位于波谷，原來位于波谷的點(diǎn)將位于波峰，D正確。eq\a\vs4\al([變式訓(xùn)練2－2])(多選)如圖甲所示，O點(diǎn)為振源，OP＝s，t＝0時(shí)刻O點(diǎn)由平衡位置起先振動(dòng)，產(chǎn)生沿直線向右傳播的簡諧橫波，如圖乙為P點(diǎn)從t1時(shí)刻起先，沿y軸正方向起先振動(dòng)的振動(dòng)圖像，則以下說法正確的是()A．t＝0時(shí)刻振源O的振動(dòng)方向沿y軸正方向B．t2時(shí)刻P點(diǎn)振動(dòng)速度最大，方向沿y軸負(fù)方向C．該波與另一頻率為eq\f(1,t2－t1)的同類波疊加可能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣D．某障礙物的尺寸為eq\f(s,2t1)(t2－t1)，該波遇到此障礙物時(shí)能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象答案ACD解析由P點(diǎn)的起振方向得知，t＝0時(shí)刻振源O的振動(dòng)方向沿y軸正方向，A正確；t2時(shí)刻P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到平衡位置，振動(dòng)速度最大，方向沿y軸正方向，B錯(cuò)誤；該波周期為t2－t1，依據(jù)干涉產(chǎn)生的條件知，該波與另一頻率為eq\f(1,t2－t1)的同類波疊加可能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣，C正確；該波波速v＝eq\f(s,t1)，波長為λ＝vT＝eq\f(s,t1)(t2－t1)，依據(jù)產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：障礙物的尺寸比波長小或與波長相差不多，某障礙物的尺寸為eq\f(s,2t1)(t2－t1)，是波長的一半，該波遇到此障礙物時(shí)能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，D正確。1.(波的疊加)(多選)如圖所示，一波源在繩左端發(fā)出半個(gè)波①，頻率為f1，振幅為A1；當(dāng)此波源剛起振時(shí)繩右端的另一波源也恰好起振，發(fā)出半個(gè)波②，頻率為f2(f2>f1)，振幅為A2，P為繩的中點(diǎn)，下列說法正確的是()A．兩列波同時(shí)到達(dá)P點(diǎn)B．兩列波相遇時(shí)P點(diǎn)振幅可達(dá)到A1＋A2C．兩列波相遇再分開后，各自保持原波形傳播D．因頻率不同，這兩列波相遇時(shí)不能疊加答案AC解析機(jī)械波在同一介質(zhì)中傳播時(shí)其波速大小是相等的，故兩列波同時(shí)到達(dá)P點(diǎn)，A正確；由于兩列波波速相等但頻率不相等，故波長不相等，故兩波峰不能同時(shí)傳到P點(diǎn)，故P點(diǎn)最大位移大小達(dá)不到A1＋A2，B錯(cuò)誤；依據(jù)波的疊加原理，兩列波相遇以后還會(huì)分開，各自獨(dú)立傳播，互不影響，故C正確；頻率相同是發(fā)生干涉的條件，隨意兩列波相遇就能疊加，D錯(cuò)誤。2．(波的疊加和干涉)(多選)兩列波在某區(qū)域相遇，下列說法中正確的是()A．兩列波相遇前后能夠保持各自的狀態(tài)而不相互干擾B．由于一切波都能發(fā)生干涉，故這兩列波相遇肯定能產(chǎn)生干涉圖樣C．若這兩列波疊加后，某些區(qū)域振動(dòng)加強(qiáng)，某些區(qū)域振動(dòng)減弱，這兩列波發(fā)生了干涉D．在兩列波重疊區(qū)域里，任何一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移都是由這兩列波引起的位移的矢量和答案ACD解析依據(jù)波的獨(dú)立傳播原理可知，A正確；一切波都能發(fā)生疊加，但是要產(chǎn)生干涉圖樣則兩列波必需具備頻率相同、相位差恒定、振動(dòng)方向相同的條件，B錯(cuò)誤；若兩列波疊加，出現(xiàn)某些區(qū)域振動(dòng)加強(qiáng)、某些區(qū)域振動(dòng)減弱的現(xiàn)象，則這兩列波發(fā)生了干涉，C正確；依據(jù)波的疊加原理可知，D正確。3.(波的干涉結(jié)果)如圖所示，甲、乙兩列波為相互垂直傳播的振動(dòng)狀況完全相同的橫波，實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，箭頭表示波傳播的方向。則圖中P點(diǎn)(小網(wǎng)格中心點(diǎn))是()A．振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)B．振動(dòng)減弱點(diǎn)C．既不是加強(qiáng)點(diǎn)也不是減弱點(diǎn)D．條件不足無法推斷答案B解析由圖可以看出，再經(jīng)過eq\f(T,4)，甲波的波峰和乙波的波谷同時(shí)到達(dá)P點(diǎn)，故知P點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)，B正確。4．(波的干涉特點(diǎn))(多選)兩列振動(dòng)方向相同、振幅分別為A1和A2的相干簡諧橫波相遇。下列說法正確的是()A．波峰與波谷相遇處質(zhì)點(diǎn)的振幅為|A1－A2|B．波峰與波峰相遇處質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移始終為A1＋A2C．波峰與波谷相遇處質(zhì)點(diǎn)的位移總是小于波峰與波峰相遇處質(zhì)點(diǎn)的位移D．波峰與波峰相遇處質(zhì)點(diǎn)的振幅肯定大于波峰與波谷相遇處質(zhì)點(diǎn)的振幅答案AD解析波峰與波谷相遇處，兩列波的振動(dòng)方向相反，振幅等于兩列波振幅之差的肯定值，A正確；波峰與波峰相遇處，兩列波的振動(dòng)方向相同，振幅等于兩列波振幅之和，質(zhì)點(diǎn)仍在平衡位置旁邊振動(dòng)而不會(huì)停在最大位移處，B錯(cuò)誤；對(duì)于振幅不同的兩列相干波，無論波峰與波谷相遇處還是波峰與波峰相遇處，質(zhì)點(diǎn)都在自己的平衡位置旁邊做簡諧運(yùn)動(dòng)，只是波峰與波峰相遇處質(zhì)點(diǎn)的振幅大于波峰與波谷相遇處質(zhì)點(diǎn)的振幅，C錯(cuò)誤，D正確。5．(干涉、衍射條件)如圖所示，甲為某一簡諧波在t＝1.0s時(shí)刻的圖像，乙為甲圖中C點(diǎn)的振動(dòng)圖像。則下列說法正確的是()A．甲圖中B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向向左B．波速v＝6m/sC．要使該波能夠發(fā)生明顯的衍射，則要求障礙物的尺寸遠(yuǎn)大于4mD．該波與另一列波發(fā)生干涉，則另一列波的頻率為1Hz答案D解析由甲圖知λ＝4m，由乙圖知T＝1s，故波速v＝4m/s，f＝1Hz，因此B錯(cuò)誤，D正確；要使該波能夠發(fā)生明顯的衍射，波長應(yīng)大于障礙物的尺寸或與之接近，C錯(cuò)誤；由C點(diǎn)的振動(dòng)圖像知波向左傳播，但B點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直，A錯(cuò)誤，故選D。6.(振動(dòng)加強(qiáng)、減弱推斷)如圖所示是水平面上兩列頻率相同的波在某時(shí)刻的疊加狀況，圖中實(shí)線為波峰，虛線為波谷。已知兩列波的振幅均為2cm，波速為2m/s，波長為8cm，E點(diǎn)是B、D和A、C連線的交點(diǎn)，F(xiàn)點(diǎn)位于A、E之間，下列說法中正確的是()A．A、C兩處質(zhì)點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)B．B、D兩處質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的豎直高度差是4cmC．E、F兩處質(zhì)點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)D．經(jīng)0.02s，B處質(zhì)點(diǎn)通過的路程是8cm答案D解析由題圖可知，B、D兩處質(zhì)點(diǎn)均為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，故B、D連線上的質(zhì)點(diǎn)均為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，則E處質(zhì)點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，A、C兩處質(zhì)點(diǎn)均為振動(dòng)減弱點(diǎn)，但AC連線沒有意義，故F處質(zhì)點(diǎn)既不是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，也不是振動(dòng)減弱點(diǎn)，A、C錯(cuò)誤；B處波峰與波峰相遇，B處質(zhì)點(diǎn)位移向上，大小為4cm，D處波谷與波谷相遇，位移向下，大小為4cm，故B、D兩處質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的豎直高度差為8cm，B錯(cuò)誤；由題意知，B處質(zhì)點(diǎn)做振幅為A＝4cm、周期為T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(0.08,2)s＝0.04s的機(jī)械振動(dòng)，經(jīng)0.02s＝eq\f(T,2)，B處質(zhì)點(diǎn)通過的路程為2A＝8cm，D正確。7．(波的干涉的應(yīng)用)下圖為聲波干涉演示儀的原理圖。兩個(gè)U形管A和B套在一起，A管兩側(cè)各有一小孔。聲波從左側(cè)小孔傳入管內(nèi)，被分成兩列頻率________的波。當(dāng)聲波分別通過A、B傳播到右側(cè)小孔時(shí)，若兩列波傳播的路程相差半個(gè)波長，則此處聲波的振幅為________；若傳播的路程相差一個(gè)波長，則此處聲波的振幅為________________。答案相等零原振幅的2倍解析聲波從左側(cè)小孔傳入管內(nèi)向上、向下分別形成兩列頻率相同的波，當(dāng)兩列波傳播到右側(cè)小孔時(shí)，若兩列波傳播的路程相差半個(gè)波長，則振動(dòng)相互減弱，所以此處振幅為零；若傳播的路程相差一個(gè)波長，則振動(dòng)相互加強(qiáng)，此處聲波的振幅為原振幅的2倍。8．(波的疊加)波源甲、乙分別在一根水平放置的繩的左右兩端，兩波源發(fā)出的波在繩中的傳播速度均是1m/s，在t＝0時(shí)刻繩上的波形如圖中(a)所示，則依據(jù)波的疊加原理，以下敘述中正確的是()A．當(dāng)t＝2s時(shí)，波形如圖①所示，當(dāng)t＝4s時(shí)，波形如圖②所示B．當(dāng)t＝2s時(shí)，波形如圖①所示，當(dāng)t＝4s時(shí)，波形如圖③所示C．當(dāng)t＝2s時(shí)，波形如圖②所示，當(dāng)t＝4s時(shí)，波形如圖①所示D．當(dāng)t＝2s時(shí)，波形如圖②所示，當(dāng)t＝4s時(shí)，波形如圖③所示答案D解析由題知v＝1m/s，t＝2s時(shí)，兩列波正好重疊，疊加后各質(zhì)點(diǎn)位移為0，如圖②所示；t＝4s時(shí)，兩列波已相互錯(cuò)開，互不影響，如圖③所示，D正確。9.(波的干涉)兩波源S1、S2在水槽中形成的波形如圖所示，其中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，則()A．在兩波相遇的區(qū)域中會(huì)產(chǎn)生干涉B．在兩波相遇的區(qū)域中不會(huì)產(chǎn)生干涉C．a(chǎn)點(diǎn)的振動(dòng)始終加強(qiáng)D．a(chǎn)點(diǎn)的振動(dòng)始終減弱答案B解析依據(jù)題意，由于介質(zhì)相同，所以兩列波的波速相等。由題圖可明顯看出，兩列波的波長不相等。由v＝λf知兩列波的頻率不相等，因此兩波相遇時(shí)不會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象，也就不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)始終加強(qiáng)或者始終減弱的區(qū)域，A錯(cuò)誤，B正確；a點(diǎn)在圖示時(shí)刻是兩波峰相遇，振動(dòng)加強(qiáng)，但因頻率不同，另一時(shí)刻，可能是兩列波的波峰和波谷相遇，振動(dòng)就減弱了，故C、D均錯(cuò)誤。10．(干涉現(xiàn)象在生活中的應(yīng)用)在開展探討性學(xué)習(xí)活動(dòng)中，某校同學(xué)進(jìn)行了如下試驗(yàn)：如圖所示，從入口S處送入某一頻率的聲音，通過左右兩條管道A和B傳到了出口T處，并可以從T處監(jiān)聽聲音，左側(cè)B管可以拉出或推入以變更B管的長度，起先時(shí)左右兩側(cè)管道關(guān)于S、T對(duì)稱，從S處送入某一頻率的聲音后，將B管漸漸拉出，當(dāng)拉出的長度為l時(shí)，第一次聽到最小的聲音，設(shè)聲速為v，則該聲音的頻率為()A.eq\f(v,2)B.eq\f(v,2l)C.eq\f(v,4l)D.eq\f(v,8l)答案C解析當(dāng)B管拉出的長度為l時(shí)，第1次聽到最小的聲音，說明從S分別經(jīng)A、B管到T的路程差2l是這一頻率聲波的半個(gè)波長，則2l＝eq\f(λ,2)，而λ＝eq\f(v,f)，故f＝eq\f(v,4l)，C正確。11．(干涉現(xiàn)象)在學(xué)校運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上50m直跑道的兩端，分別安裝了由同一信號(hào)發(fā)生器帶動(dòng)的兩個(gè)相同的揚(yáng)聲器。兩個(gè)揚(yáng)聲器連續(xù)發(fā)出波長為5m的聲波。一同學(xué)從該跑道的中點(diǎn)動(dòng)身，向某一端點(diǎn)緩慢行進(jìn)10m。在此過程中，他聽到揚(yáng)聲器聲音由強(qiáng)變?nèi)醯拇螖?shù)為()A．2B．4C．6D．8答案B解析此同學(xué)在跑道中點(diǎn)時(shí)，距離兩波源的路程差為0，從中點(diǎn)動(dòng)身向某一端點(diǎn)每緩慢行