第四節(jié) （1） 機(jī)械波的干涉和衍射 第三章機(jī)械波-2024上海市物理選擇性必修一【滬科版2020】

第四節(jié)機(jī)械波的干涉和衍射第1課時波的疊加和干涉課時聚焦一、波的疊加1．波傳播的獨(dú)立性：兩列波相遇后仍然能保持原來的特性（___________、__________、___________等）繼續(xù)傳播。2．波的疊加：在兩列波相遇的區(qū)域，介質(zhì)中每一個質(zhì)點(diǎn)同時參與兩列波引起的振動，質(zhì)點(diǎn)的位移是兩列波分別引起的位移的____________。如圖所示，兩列波沿x軸相向傳播，畫出當(dāng)右行波的波峰位于x=10cm時兩列波相遇疊加的波形。OO42y/cmx/cm24v?v68101214161820（多選）如圖所示，兩列相同的波沿一直線相向傳播。當(dāng)它們相遇時，波形可能是下列四種波形圖中的（）112vvACDB

二、波的干涉兩列振動情況___________的波源產(chǎn)生的波在某區(qū)域相遇時，在相遇區(qū)域的某些位置質(zhì)點(diǎn)的振幅較大，振動始終___________；某些位置質(zhì)點(diǎn)的振幅較小，振動始終__________；且振動加強(qiáng)和減弱區(qū)域相互__________、分布_________的現(xiàn)象。產(chǎn)生干涉的必要條件：兩列波的__________相同。振動加強(qiáng)點(diǎn)的振幅最大，等于兩列波的__________；振動減弱點(diǎn)的振幅最小，等于兩列波的__________的絕對值；如果兩列波的振幅相同，則該處的質(zhì)點(diǎn)___________。振動加強(qiáng)區(qū)與振動減弱區(qū)的判斷方法：在某時刻的波形圖上，波峰與波峰（或波谷與波谷）的交點(diǎn)一定是振動_______點(diǎn)，波峰與波谷的交點(diǎn)一定是振動_________點(diǎn)。各加強(qiáng)點(diǎn)或減弱點(diǎn)，各自連接而成以兩波源為中心向外輻射的連線，形成加強(qiáng)線或減弱線，兩種線互相___________。波的干涉原理的應(yīng)用：__________消聲器可用來降噪。AAB當(dāng)噪聲聲波經(jīng)管道到達(dá)點(diǎn)A時，分為兩路傳播，在主通道的B處匯合時兩列聲波彼此干涉。如半圓的直徑合適，兩路聲波會互相抵消，從而降低了噪聲。S1S2bacS1S2bacdA．a(chǎn)點(diǎn)總處于波峰，b點(diǎn)總處于波谷B．c、d點(diǎn)可以出現(xiàn)波峰，也可以出現(xiàn)波谷C．a(chǎn)、b點(diǎn)振動振幅比波源振幅大D．振動加強(qiáng)區(qū)域和減弱區(qū)域交替變化

在圖所描述的時刻，M是波峰與波峰相遇的點(diǎn)，是凸起最高的位置之一。（1）隨著時間的推移，這個凸起最高的位置在向_______點(diǎn)移動？是不是M質(zhì)點(diǎn)在向那個方向遷移？_______；M質(zhì)點(diǎn)在哪個方向上運(yùn)動？_______________________________。MNPQK（2）除P點(diǎn)外，圖中還有哪個位置是凹下最低的位置：_MNPQK（3）由圖中時刻經(jīng)過EQ\F(T,4)時，M質(zhì)點(diǎn)的位移為________，振幅_________（選填“變大”、“變小”或“不變”）。如圖是兩頻率相同的橫波在傳播過程中某一時刻疊加情況的俯視圖，兩列波的振幅都是10cm，質(zhì)點(diǎn)沿豎直方向振動，實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷。則該時刻：（1）a、c兩點(diǎn)的高度差為_______cm，b點(diǎn)的位移為________cm。（2）a、b、c、d、e點(diǎn)中，振動加強(qiáng)的點(diǎn)是_____；振動減弱的點(diǎn)是______；加強(qiáng)點(diǎn)的振幅為_________cm。（3）從此刻起再經(jīng)過EQ\F(T,2)，圖中a點(diǎn)處為振動________的點(diǎn)，b點(diǎn)處為振動________的點(diǎn)，c點(diǎn)處變?yōu)檎駝觃_______的點(diǎn)。同步精練一、選擇題【2014年全國高考】兩列機(jī)械波在介質(zhì)中產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，它們的振幅分別為A1和A2，下列說法正確的是（）A．波峰與波谷相遇處質(zhì)點(diǎn)的振幅為零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)的振幅一定大于波峰與波谷相遇處質(zhì)點(diǎn)的振幅主動降噪耳機(jī)會在耳機(jī)檢測到噪聲聲波后（實(shí)線），發(fā)出一列新的波（虛線）進(jìn)入耳朵以降低噪聲，則新的波與噪聲聲波（）A．波速相同，波的圖像如圖（a） B．波速相同，波的圖像如圖（b）C．波速不同，波的圖像如圖（a） D．波速不同，波的圖像如圖（b）空氣中兩列波長相同的波發(fā)生干涉現(xiàn)象，在某一時刻P點(diǎn)恰好是兩列波的波峰相遇的點(diǎn)，Q點(diǎn)恰好是兩列波的波谷相遇的點(diǎn)，則（）A．P點(diǎn)的振幅最大，Q點(diǎn)的振幅最小 B．P、Q兩點(diǎn)的振幅均是原兩列波振幅之和C．P點(diǎn)的振動頻率大于Q點(diǎn)的振動頻率 D．P、Q兩點(diǎn)始終處于最大位移和最小位移處兩列振幅相同的相干水波如圖所示，其中實(shí)線為波峰、虛線為波谷，c點(diǎn)是be連線的中點(diǎn)，若再過EQ\F(1,2)個周期，則（）A．d點(diǎn)變?yōu)檎駝蛹訌?qiáng)點(diǎn) B．a(chǎn)點(diǎn)變?yōu)檎駝訙p弱點(diǎn)C．c點(diǎn)向下運(yùn)動 D．d點(diǎn)處于平衡位置且向下運(yùn)動dS2S1acb（多選）如圖所示，S1、S2是兩個相干波源，它們振動同步且振幅不同。實(shí)線和虛線分別表示在某一時刻它們所發(fā)出的波的波峰和波谷。與S1、S2共面的a、b、c、d四點(diǎn)中，b、d位于SdS2S1acbA．質(zhì)點(diǎn)a振動最弱，質(zhì)點(diǎn)b、c振動最強(qiáng)，質(zhì)點(diǎn)d振動介于最強(qiáng)與最弱之間B．質(zhì)點(diǎn)a振動最弱，質(zhì)點(diǎn)b、c、d振動最強(qiáng)C．該時刻質(zhì)點(diǎn)a的位移為0，質(zhì)點(diǎn)b、c、d的位移均為最大D．再過EQ\F(T,4)后的時刻，a、b、c三個質(zhì)點(diǎn)都將處于各自的平衡位置（多選）如圖所示為水平面上兩列頻率相同的波在某時刻的疊加情況，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)。下列說法正確的是（）A．A、C兩處的兩質(zhì)點(diǎn)是振動減弱的點(diǎn)B．B、D兩處的兩質(zhì)點(diǎn)在該時刻的豎直高度差是4cmC．E處的質(zhì)點(diǎn)是振動減弱的點(diǎn)D．經(jīng)過0.02s，B處的質(zhì)點(diǎn)通過的路程是8cm二、填空題S1S2某同學(xué)用自制器材觀察水波的干涉現(xiàn)象，如圖所示，以波源S1、S2為圓心的兩組同心圓弧分別表示同一時刻兩列波的波峰（實(shí)線）和波谷（虛線）。則兩列波的疊加_________（選填“能”或“不能”）產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣，原因是S1的振動頻率_________S2的振動頻率（選填“大于”“等于”或“S1S2cab兩頻率相同、振幅均為10cm的橫波在傳播過程中某一時刻疊加情況的俯視圖如圖所示。圖中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，質(zhì)點(diǎn)沿垂直于紙面方向振動，則該時刻a、c兩點(diǎn)的高度差為_____cm；b點(diǎn)是振動_____（選填“加強(qiáng)”或“減弱cabAB如圖所示A、B為兩個振源，圖中實(shí)線圓代表A單獨(dú)發(fā)出的波該時刻的波峰位置，虛線圓代表B單獨(dú)發(fā)出的波該時刻的波峰位置。試在答題紙