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文檔簡介
模型39波的疊加與干涉類綜合問題
模型概述
1.波的疊加
1)波的獨(dú)立傳播:兩列波在彼此相遇并穿過后,仍然保持各自的波長、頻率等運(yùn)動(dòng)特征不變,繼續(xù)沿
著原來的方向傳播,彼此之間互不影響。
2)波的疊加:幾列波相遇時(shí),每列波能夠保持各自的狀態(tài)繼續(xù)傳播而不互相干擾,只是在重疊的區(qū)域
里,任一質(zhì)點(diǎn)的總位移等于各列波分別引起的位移的矢量和
2.波的干涉
1)定義:頻率相同的兩列波疊加,某些區(qū)域的振動(dòng)加強(qiáng),某些區(qū)域的振動(dòng)減弱,并且振動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)
減弱的區(qū)域相互間隔的現(xiàn)象,叫波的干涉.
2)產(chǎn)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的條件P
①兩列波的頻率相同,相位差必須保持不變.
②產(chǎn)生穩(wěn)定干涉圖樣的兩列波的振幅越接近,干涉圖樣越明顯。
3)干涉的普遍性:一切波在一定條件下都能夠發(fā)生干涉,干涉是波特有的現(xiàn)象。
4)干涉圖樣及其特點(diǎn)
①干涉圖樣
②特點(diǎn)
a)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)間變化)。
b)加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)的位置固定不變,加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)互相間隔。
③振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的理解
a)振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域或振動(dòng)減弱區(qū)域的空間位置是不變的,
b)加強(qiáng)點(diǎn):振幅最大,為兩列波的振幅之和,即4=4+4
c)減弱點(diǎn):振幅最小,為兩列波的振幅之差,即/=|/1一也|
d)每個(gè)質(zhì)點(diǎn)都在各自的平衡位置附近做簡諧運(yùn)動(dòng),質(zhì)點(diǎn)的位移都隨時(shí)間變化,如加強(qiáng)點(diǎn)的位移
也可以為零,某時(shí)刻減弱點(diǎn)的位移也可以大于加強(qiáng)點(diǎn)的位移,若兩列波的振幅相等,則減弱點(diǎn)的合振幅為
零,并不振動(dòng)。
e)兩列波在空間相遇發(fā)生干涉,兩列波的波峰相遇點(diǎn)為加強(qiáng)點(diǎn),波峰和波谷的相遇點(diǎn)是減弱的
點(diǎn),加強(qiáng)的點(diǎn)只是振幅大了,并非任一時(shí)刻的位移都大;減弱的點(diǎn)只是振幅小了,也并非任一時(shí)刻的位移都
最小.
5)波的干涉現(xiàn)象中加強(qiáng)點(diǎn)、減弱點(diǎn)的條件及判斷
①直觀判斷法:在某時(shí)刻波的干涉的波形圖上,波峰與波峰(或波谷與波谷)的交點(diǎn),一定是加強(qiáng)點(diǎn),
而波峰與波谷的交點(diǎn)一定是減弱點(diǎn),各加強(qiáng)點(diǎn)或減弱點(diǎn)各自連接形成以兩波源為中心向外輻射的連線,形
成加強(qiáng)線和減弱線,兩種線互相間隔,加強(qiáng)點(diǎn)與減弱點(diǎn)之間各質(zhì)點(diǎn)的振幅介于加強(qiáng)點(diǎn)與減弱點(diǎn)的振幅之間.
②圖像法:在某時(shí)刻波的干涉的波形圖上,波峰與波峰(或波谷與波谷)的交點(diǎn),一定是加強(qiáng)點(diǎn),而
波峰與波谷的交點(diǎn)一定是減弱點(diǎn),各加強(qiáng)點(diǎn)或減弱點(diǎn)各自連接形成以兩波源為中心向外輻射的連線,形成
加強(qiáng)線和減弱線,兩種線互相間隔,加強(qiáng)點(diǎn)與減弱點(diǎn)之間各質(zhì)點(diǎn)的振幅介于加強(qiáng)點(diǎn)與減弱點(diǎn)的振幅之間。
③公式法:波的干涉現(xiàn)象中,某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是加強(qiáng)還是減弱,取決于該點(diǎn)到兩相干波源的距離之
差A(yù)r。
a)當(dāng)兩相干波源振動(dòng)步調(diào)一致時(shí)
若=(“=0,1,2,...),則振動(dòng)加強(qiáng);
若=(2n+l)—(篦=0,1,2,...),則振動(dòng)減弱.
b)當(dāng)兩相干波源振動(dòng)步調(diào)相反時(shí)
若Ar=(2n+l)—(〃=0,1,2,...),則振動(dòng)加強(qiáng);
若(〃=0,1,2,...),則振動(dòng)減弱.
典題攻破
1.波的疊加
【典型題1】(2024?浙江?模擬預(yù)測)如圖甲,兩列沿相反方向傳播的橫波,形狀相當(dāng)于正弦曲線的一半,
上下對(duì)稱,其振幅均為/,傳播速度均為v。,=0時(shí)刻兩列波剛好相遇,一段時(shí)間后在仍間出現(xiàn)了兩列
波“消失”的現(xiàn)象,如圖乙所示,a、6間距為c為仍的中點(diǎn)。則()
A.相遇過程中c點(diǎn)的位移始終為0
B./='時(shí),。質(zhì)點(diǎn)的速度最大
V
C./=且時(shí),b質(zhì)點(diǎn)的加速度向上且達(dá)到最大
V
D./=〃時(shí),a、6間距為10/
v
【答案】A
【詳解】A.c點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn),相遇過程中,c點(diǎn)的位移始終為0,故A正確;
B.根據(jù)同側(cè)法,f=0時(shí)刻,向右傳播的波單獨(dú)引起的振動(dòng)方向向下,向左傳播的波單獨(dú)引起的振動(dòng)方
向向下,且f=0時(shí)刻,a質(zhì)點(diǎn)位于平衡位置,故此時(shí)a質(zhì)點(diǎn)的速度最大,根據(jù)波形平移法可知,f='時(shí),
V
a質(zhì)點(diǎn)位于平衡位置,只有向左傳播的波在a質(zhì)點(diǎn)處振動(dòng),a質(zhì)點(diǎn)的速度不是最大,故B錯(cuò)誤;
C.根據(jù)波形平移法可知,/=上時(shí),b質(zhì)點(diǎn)位于平衡位置,加速度為零,故C錯(cuò)誤;
V
D.質(zhì)點(diǎn)不會(huì)隨波遷移,故公區(qū)時(shí),a、b間距為L,故D錯(cuò)誤。
v
故選A。
2.波的干涉點(diǎn)個(gè)數(shù)問題
【典型題2】13.(2024?浙江金華?三模)(多選)如圖所示,在操場平面內(nèi)建立平面直角坐標(biāo)系,平面內(nèi)有
一半徑為R=10m的圓形軌道,圓心在。處,A,8分別為圓上兩點(diǎn)?,F(xiàn)于/(-10m,0)、8(10m,0)兩點(diǎn)分
別安裝了兩個(gè)揚(yáng)聲器。兩個(gè)揚(yáng)聲器連續(xù)振動(dòng)發(fā)出簡諧聲波,其振動(dòng)圖像如下圖所示。已知聲波在空氣中
的傳播速率為v=340m/s,兩波頻率均為7=68Hz,振幅相等。甲同學(xué)從8點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)(不含
4、2點(diǎn)),乙同學(xué)從2點(diǎn)沿圓軌道逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)半周到/點(diǎn)(不含2點(diǎn))。下列說法正確的是()
A.甲同學(xué)有7次聽不到聲音
B.甲同學(xué)聽不到聲音的位置坐標(biāo)可能為(-7.5m,0)
C.乙同學(xué)有7次聽不到聲音
D.乙同學(xué)聽不到聲音的位置坐標(biāo)方程為J(10+[)2+y2++.1?=5〃(〃=0,±1,±2,±3)
【答案】ABC
V
【詳解】AB.根據(jù)題意,由公式可知,波長為2=7=5m
因?yàn)檎裨捶聪嗾駝?dòng),故當(dāng)陵時(shí),是振動(dòng)減弱點(diǎn),聽不到聲音,由于學(xué)=4
則有(A+X)—(及一x)=“2(〃=0,±l,±2,±3)
即X=-^-(77=0,±1,±2,±3)
滿足上式時(shí),聽不到聲音,當(dāng)〃=0時(shí)x=0
當(dāng)力=±1時(shí)x=±2.5m
當(dāng)〃=12時(shí)%=±5m
當(dāng)〃=±3時(shí)x=±7.5m
共7次聽不到聲音,故AB正確;
CD.根據(jù)題意,設(shè)聽不到聲音的位置坐標(biāo)為(兀歹),則有
yl(R+x)2+y2_yl(R_x)2+y2_n^(^n=0,±1,±2,±3???)
且/+y2=R2
整理可得,該同學(xué)聽不見聲音的點(diǎn)的位置坐標(biāo)方程為
J(10+尤)+/_J(10_x/+y2=5〃(”=0,±1,±2,±3…)
且
2
%+/=100
2
聯(lián)立可得^(10+x)+y2-+r=5〃(〃=0,±1,±2,±3)
可知乙同學(xué)有7次聽不到聲音,故C正確,D錯(cuò)誤。
故選ABC=
3.波的干涉綜合問題
【典型題3】(2024?陜西安康?模擬預(yù)測)(多選)自古就享有人間天堂美譽(yù)之稱的江南,河湖交錯(cuò),水網(wǎng)縱
橫,如詩如畫。如圖1所示,兩個(gè)完全相同的水滴同時(shí)落在平靜水面上的/、3兩點(diǎn),將水滴形成的漣
漪(水波)視為簡諧橫波且兩列波的波長相等,4、2兩點(diǎn)間的距離為2m,。點(diǎn)為/、3連線的中點(diǎn),C
點(diǎn)在N3連線上且位于/點(diǎn)右側(cè)0.5m處。已知N點(diǎn)形成的波的傳播速度大小為0.5m/s,其在f=0時(shí)刻的
波動(dòng)圖像如圖2所示。下列說法正確的是()
A./點(diǎn)形成的波的周期為0.5s
B.。點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn),其位移不可能為0
C.兩列波的波峰能在C點(diǎn)相遇
D.在兩列波相遇的區(qū)域能形成穩(wěn)定的干涉圖樣
E./、3點(diǎn)連線上(不含/、B點(diǎn))共有13個(gè)振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)
【答案】ACD
【詳解】A.由題圖2知,人點(diǎn)形成的波的波長4=0.251!!,傳播的周期為7=4=()$
V
故A正確;
BD.由于A、B點(diǎn)形成的波的振動(dòng)情況完全相同,則兩波能形成穩(wěn)定的干涉圖樣,A、B的中點(diǎn)O為振
動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn),O點(diǎn)的位移可能為0,故D正確,B錯(cuò)誤;
C.C點(diǎn)到B點(diǎn)與A點(diǎn)的波程差為Ax=1.5m-0.5m=1m=42
即C點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn),兩列波的波峰能在C點(diǎn)相遇,故C正確;
E.波長為4=vT=0.5x0.5m=0.25m
由于兩個(gè)波源相位相同,所以AB中點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn),中點(diǎn)向兩邊移動(dòng)到兩波源距離差為波長整數(shù)倍為
振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn),則2cm=82
代入數(shù)據(jù)并由對(duì)稱性知,則A、B點(diǎn)連線上(不含A、B點(diǎn))左右各7個(gè)振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn),加中間的共有15
個(gè),故E錯(cuò)誤。
故選ACD。
【典型題4】(2024?江西南昌?三模)如圖所示為水池某時(shí)刻的水波圖樣,Si、&為水池邊緣的兩個(gè)波源,將
水波視為簡諧橫波,實(shí)線為波峰,虛線為波谷,此時(shí)S/、5均處在波谷位置,可以通過調(diào)節(jié)波源S的振
動(dòng)頻率,使兩波源的振動(dòng)完全相同,在水面上形成穩(wěn)定干涉圖樣,已知波源&振動(dòng)形成的水波波長為20cm,
波速為40cm/s,兩列波的振幅均為5cm,兩列波的傳播速度大小相同,Si、S?兩點(diǎn)之間的距離為100cm,
S1、8、P三點(diǎn)在同一水平面上,且剛好構(gòu)成一個(gè)直角三角形,ZS1S2P=53°,sin53°=0.8,。為兩波源連
線的中點(diǎn),則下列判斷正確的是()
A.將波源$的振動(dòng)頻率調(diào)高后形成穩(wěn)定干涉圖樣
B.形成穩(wěn)定干涉后,S/、S2連線上共有8個(gè)振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)
C.形成穩(wěn)定干涉后,P點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅為5cm
D.Q點(diǎn)從平衡位置振動(dòng)1.25s后通過的路程為1m
【答案】A
【詳解】A.由圖可知,波源S1形成的波長大,則頻率小,要形成穩(wěn)定干涉圖樣,則頻率要與S2相同,
所以要將振動(dòng)頻率調(diào)高,故A正確;
B.振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)到兩波源的距離差為波長的整數(shù)倍,則有
X)+x2=100cm
-x21=20/jcm(n=0,1,2........)
可知分別距離SI為10cm、20cm、30cm、40cm、50cm、60cm、70cm、80cm、90cm,共有9個(gè)振動(dòng)加
強(qiáng)點(diǎn),故B錯(cuò)誤;
C.P點(diǎn)距離兩波源的距離差為X=5區(qū)sin530-SRcos53。=20cm=2
所以P點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn),振幅為10cm,故C錯(cuò)誤;
D.由于兩列波傳播速度相同,且Q到兩波源距離相等,則兩列波同時(shí)傳播到Q,但由于兩列波波長不
同,頻率不同,不能形成穩(wěn)定干涉,Q點(diǎn)從平衡位置振動(dòng)1.25s后通過的路程不等于1m,故D錯(cuò)誤。
故選Ao
針對(duì)訓(xùn)練
1.(2025?安徽蚌埠?一模)干涉型消聲器是一種高效、低耗的噪聲控制設(shè)備,通過聲波干涉原理可實(shí)現(xiàn)噪聲
的消除,它的結(jié)構(gòu)如圖所示。波長為X的聲波沿水平管道自左向右傳播,在聲波到達(dá)。處時(shí),分成兩束
相干波,它們分別通過八和4的路程,在6處相遇。設(shè)路程差加=4-/,要達(dá)到消弱噪聲的目的,4?應(yīng)
為()
A.半波長的奇數(shù)倍B.半波長的偶數(shù)倍
C.波長的奇數(shù)倍D.波長的偶數(shù)倍
【答案】A
【詳解】根據(jù)干涉特點(diǎn)知,兩相干波源的距離差為波長的整數(shù)倍時(shí),此點(diǎn)為振動(dòng)增強(qiáng)點(diǎn),而消除噪聲不
能加強(qiáng);距離差為半波長的奇數(shù)倍時(shí),此點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn),達(dá)到消弱噪聲的目的。
故選Ao
2.(2024?河南?二模)如圖為一“環(huán)腔式”降噪器的原理圖,可以對(duì)高速氣流產(chǎn)生的噪聲進(jìn)行降噪。波長
為力的聲波沿水平管道自左側(cè)入口進(jìn)入后分成上、下兩部分,分別通過通道①、②繼續(xù)向前傳播,在右
側(cè)匯聚后噪聲減弱,其中通道①的長度為102,下列說法正確的是()
A.該降噪器是利用波的衍射原理設(shè)計(jì)的
B.通道②的長度可能為8.52
C.通道②的長度可能為84
D.該降噪器對(duì)所有頻率的聲波均能起到降噪作用
【答案】B
【詳解】A.該降噪器是利用聲波干涉原理設(shè)計(jì),A錯(cuò)誤;
BCD.根據(jù)波的疊加原理可知,該降噪器對(duì)于路程差為N-S2|=(2〃+l)((n=0,1,2,3...)
聲波降噪效果良好,對(duì)不符合上述條件的聲波降噪作用較差,甚至不能起到降噪作用,故而并非對(duì)所有
波長或頻率的聲波均有效,CD錯(cuò)誤,B正確。
故選Bo
3.(2024?黑龍江大慶?模擬預(yù)測)消除噪聲污染是當(dāng)前環(huán)境保護(hù)的重要課題,。內(nèi)燃機(jī)、通風(fēng)機(jī)等在排放各
種高速氣流的過程中都會(huì)發(fā)出噪聲,如圖所示的消聲器可以用來削弱高速氣流產(chǎn)生的噪聲。假設(shè)頻率為
了,傳播速度為V的聲波沿水平管道自左向右傳播,抵達(dá)/點(diǎn)時(shí),分成上下兩束波沿著虛線a路徑和6路
徑傳播,最終在B點(diǎn)相遇時(shí)可削弱噪音,下列說法正確的是()
A.該消聲器降噪是利用了波的衍射原理
V
B.當(dāng)兩條路徑的長度差為7的奇數(shù)倍時(shí),消音效果最好
V
C.當(dāng)兩條路徑的長度差為力的奇數(shù)倍時(shí),消音效果最好
D.這兩束波的頻率相同,沿a、6路徑的速率大小匕>匕,從/點(diǎn)分開后最終同時(shí)到達(dá)3點(diǎn)
【答案】C
【詳解】A.該消聲器工作原理是利用波的干涉原理,故A錯(cuò)誤;
BC.當(dāng)聲波A處分成的上下兩束聲波傳到B處需滿足波程差是半波長的奇數(shù)倍時(shí)振動(dòng)減弱,消音效果
V1
最好,其中方
故B錯(cuò)誤,C正確;
D.這兩束波的頻率相同,介質(zhì)相同,故沿a、b路徑的傳播速率大小相同,從A點(diǎn)分開后不會(huì)同時(shí)到達(dá)
B點(diǎn),故D錯(cuò)誤。
故選C。
4.(2024?廣西桂林?模擬預(yù)測)同一均勻介質(zhì)中坐標(biāo)分別為(-5m,0)和(7m,0)的兩個(gè)振源M、N,從"0時(shí)
刻開始振動(dòng),產(chǎn)生的機(jī)械波相向傳播,t=ls時(shí)的波形如圖所示。下列說法正確的是()
A.兩列波在該介質(zhì)中的頻率為2HzB.兩列波在該介質(zhì)中的波速為lm/s
C.X=-2cm處的質(zhì)點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)D.x=5cm處的質(zhì)點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)
【答案】D
【詳解】A.由圖可知,兩列波的周期心=。=2s,根據(jù)/=:
可知兩列波的頻率為〃=Zv=0.5Hz
故A錯(cuò)誤;
B.由圖可知丸M=羽=4m兩列波在介質(zhì)中的傳播速度大小為v=^=2m/s
故B錯(cuò)誤;
,,,,3
CD.兩波源M、N起振方向相同,x=-2cm處的質(zhì)點(diǎn)洞足Ax=6cm=
2
是振動(dòng)減弱點(diǎn),x=5cm處的質(zhì)點(diǎn)滿足Ax=8cm=22
是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)。故C錯(cuò)誤;D正確。
故選D。
5.(2024?河南安陽?三模)如圖所示,水面上相距為。的/、8兩點(diǎn)有兩個(gè)頻率相同且同時(shí)向相同方向起振
的波源,兩波源發(fā)出的波在水面發(fā)生干涉。觀察發(fā)現(xiàn)C點(diǎn)與。點(diǎn)是兩個(gè)相鄰的振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn),已知DC垂
直于A8,ZDAB=60°,ZCAB=30°,則該波的波長為()
【答案】C
【詳解】由幾何關(guān)系可知BD=N,/。=旭,叵
33
則D點(diǎn)與AB的光程差為AD-BD=(2-5a=(〃—1)4
則C點(diǎn)與AB的光程差為AC-BC=—a=nX
3
可得力=V3—2^(7
故選Co
6.(2024?云南?模擬預(yù)測)兩列簡諧橫波在同一介質(zhì)中相向傳播,%=0時(shí)刻的波形如圖所示,兩波源的平衡
位置分別位于M、N兩點(diǎn)處,O點(diǎn)為M、N連線的中點(diǎn),兩波源的振動(dòng)方向平行。已知M、N兩點(diǎn)的間
距d=16m,振動(dòng)頻率均為/=2.5Hz,又處波源的振幅4=10cm,N處波源的振幅4=5cm。f=1.2s時(shí)
刻。處的質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)。下列說法正確的是()
V
B.從f=0到/=2.2s,O處質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為0.5m
C.從t=2.0s到f=2.2s,。處質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能先增大后減小
D.經(jīng)過足夠長的時(shí)間,“N間(不包括M、N兩點(diǎn))振幅為15cm的點(diǎn)共有14個(gè)
【答案】B
【詳解】A.兩列簡諧橫波在同一介質(zhì)中傳播,波速相等,由于兩列簡諧橫波振動(dòng)頻率相等,則兩列波
的波長相等,故22=2由
又v=〃
聯(lián)立解得4=2m,v=5m/s
故A錯(cuò)誤;
B.兩列簡諧橫波的周期為7=;=^S=0.4S
兩波源振動(dòng)步調(diào)相反,O點(diǎn)為M、N連線的中點(diǎn),可知O處質(zhì)點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn),,=1.2s時(shí)刻O處的質(zhì)
點(diǎn)開始振動(dòng),從,=1.2s到,=2.2s,O處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)了1s,即MT,故從£=0到,=2.2S,O處質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路
2
程為s=:x4(4-4)=10x(10-5)cm=50cm=0.5m
故B正確;
C.,=1.2s時(shí)刻O處的質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng),從E=1.2s至lj,=2s,O處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)了0.8s,即2T,可知"2s時(shí)
刻O處的質(zhì)點(diǎn)位于平衡位置,從,=2s至l」%=2.2s,O處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)了0.2s,即《丁,可知"2s時(shí)刻O處的
質(zhì)點(diǎn)位于平衡位置,故從=2.0s到%=2.2s,O處質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能先減小后增大,故C錯(cuò)誤;
D.振幅為15cm的點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn),設(shè)振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)與M點(diǎn)的距離為%,兩波源振動(dòng)步調(diào)相反,則
卜一(16一刈=(〃+g)4(n=0,1,2,3…)
解得x=0.5m、1.5m、2.5m、3.5m、4.5m、5.5m、6.5m、7.5m、8.5m、9.5m、10.5m、11.5m、12.5m、13.5m、14.5m、15.5m
故經(jīng)過足夠長的時(shí)間,MN間(不包括M、N兩點(diǎn))振幅為15cm的點(diǎn)共有16個(gè),故D錯(cuò)誤。
故選B。
7.(2023?湖北武漢?模擬預(yù)測)(多選)如圖所示,水平面內(nèi)兩個(gè)沿豎直方向振動(dòng)的相干波源S、亂發(fā)出的
簡諧橫波在同一均勻介質(zhì)中相遇,波長均為5cm,波源£的振幅為2cm,S?的振幅為4cm。圖中實(shí)線表
示某時(shí)刻波峰,虛線表示該時(shí)刻波谷,心c、e三點(diǎn)均位于S、亂連線的中垂線上,其中e點(diǎn)是0、c連
線的中點(diǎn),6、d./三點(diǎn)為所在兩個(gè)圓弧的交點(diǎn)。下列說法中正確的有()
A.圖示時(shí)刻於兩點(diǎn)連線上的任意一點(diǎn)(不含心c)均向上振動(dòng)
B.b點(diǎn)的振幅為2cm
C.圖中6、小/三點(diǎn)位于同一條雙曲線上
D.圖中e點(diǎn)的振幅為0,但是它是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)
【答案】BC
【詳解】A.由圖可知,。點(diǎn)是波谷與波谷相遇的點(diǎn),c點(diǎn)是波峰與波峰相遇的點(diǎn),e是雙連線的中點(diǎn),
而該相干波源波長相同,能夠形成穩(wěn)定的干涉圖樣,因此e點(diǎn)在平衡位置,而直連線上的點(diǎn)始終處于振
動(dòng)加強(qiáng)的狀態(tài),當(dāng)兩列波發(fā)生干涉,該處的點(diǎn)(不含。、c)圖示時(shí)刻都是向著水平面下方運(yùn)動(dòng)的,故A
錯(cuò)誤;
B.由圖可知,b點(diǎn)是波源E的波峰與波源$2波谷相遇的點(diǎn),設(shè)波源E的振幅為4波源$2的振幅為4,
則b點(diǎn)的振幅為/=4-4=4cm-2cm=2cm
故B正確;
C.由圖可知仄"、/三點(diǎn)到兩個(gè)波源的距離之差均為半波長,根據(jù)幾何知識(shí)可得,滿足該條件的曲線為
雙曲線,故C正確;
D.雖然圖示時(shí)刻e點(diǎn)既不是波峰與波峰相遇處,也不是波谷與波谷相遇處,圖示時(shí)刻其位移為0。但e點(diǎn)
的振動(dòng)加強(qiáng),振幅為6cm,故D錯(cuò)誤。
故選BC-
8.(2024?陜西?模擬預(yù)測)(多選)如圖,Si、S2是振幅均為1cm的兩個(gè)水波波源,某時(shí)刻它們形成的波峰
和波谷分別由實(shí)線和虛線表示。則()
A.兩列波的波長不同,但頻率相等
B.兩列波不會(huì)發(fā)生穩(wěn)定的干涉
C./處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)始終減弱,B、C處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)始終加強(qiáng)
D.此時(shí)/、B、C處各質(zhì)點(diǎn)的位移是:XA=Ocm,XB=-2cm,&=2cm
E./、B、C處各質(zhì)點(diǎn)不會(huì)隨著水波振動(dòng)而飄向遠(yuǎn)處
【答案】BDE
【詳解】A.由圖可知S1波長較短,而兩列水波傳播速度相同,由丫=狀可知S1頻率較大,故A錯(cuò)誤;
B.兩列波頻率不同不能發(fā)生穩(wěn)定的干涉,故B正確;
CD.根據(jù)波的疊加原理,在圖示時(shí)刻XA=0CHI,XB=-2cm,xc=2cm,但是兩列波頻率不同,無法形成
穩(wěn)定的干涉圖樣,故C錯(cuò)誤、D正確;
E.波傳播的是振動(dòng)形式,各質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移,故E正確。
故選BDE=
9.(2025?廣西河池?一模)(多選)在一均勻介質(zhì)中,波源坐標(biāo)分別為S(-01cm,0)和7(0.6cm,0)的兩列簡諧
橫波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播。兩波源在"0時(shí)刻同時(shí)開始振動(dòng),f=0.1s時(shí)的波形圖如圖所示。
此時(shí)位于x=0.1cm和x=0.4cm處的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)都恰好開始振動(dòng),則()
B.f=0.2s時(shí),x=0.2cm處的質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)
C.,=0.2s時(shí),x=0.2cm處的質(zhì)點(diǎn)的位移大小為0.4cm
D.兩列波均傳播到x=0.25cm處時(shí),該質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)始終減弱
【答案】AD
【詳解】A.由圖像可知,兩列波的波長均為0.4cm,周期均為T=2xO.ls=O.2s
故波速v=—=^-cm/s=0.02m/s
T0.2
故A正確;
BC.t=0.2s時(shí),T波源的振動(dòng)形式剛傳播到0.2cm處,且速度向上為最大。S波源的波使0.2cm處的質(zhì)
點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到波谷位置,且速度為0。根據(jù)波的疊加原理知,t=0.2s時(shí),0.2cm處的質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng),位移大小
為0.2cm,故BC錯(cuò)誤;
D.兩波源在0.25cm處的波程差為零,且相位相差兀,所以該質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)始終減弱,故D正確。
故選AD。
10.(2024?四川內(nèi)江?三模)(多選)如圖,波源與在繩的左端發(fā)出周期為刀、振幅為4的半個(gè)波形0,同
時(shí),波源S?在繩的右端發(fā)出周期為乃、振幅為4的半個(gè)波形b,已知若尸為兩波源連線的中點(diǎn),
則下列判斷正確的是()
A.6波先到達(dá)尸點(diǎn)
B.兩波源的起振方向相同
C.0波的波峰到達(dá)S2時(shí),6波的波峰尚未到達(dá)H
D.兩列波相遇時(shí),繩上位移可達(dá)4+4的點(diǎn)只有一個(gè),此點(diǎn)在尸點(diǎn)的左側(cè)
E.兩列波在P點(diǎn)疊加時(shí),尸點(diǎn)的位移最大值小于4+4
【答案】BDE
【詳解】A.因兩列波波速相等,故兩列波能同時(shí)到達(dá)P點(diǎn),故A錯(cuò)誤;
B.由同側(cè)法可知,波源的起振方向都向上,故B正確;
C.根據(jù)心<(,a的波峰到達(dá)S2時(shí),b的波峰已經(jīng)在E左側(cè),故C錯(cuò)誤;
D.兩列波相遇時(shí),兩列波峰同時(shí)到達(dá)P點(diǎn)的左側(cè),疊加后位移達(dá)到最大值,所以兩列波相遇時(shí),繩上
位移可達(dá)4+4的點(diǎn)只有一個(gè),而且此點(diǎn)在p點(diǎn)的左側(cè),故D正確;
E.由于a的波長大于b的波長,兩列波在P點(diǎn)疊加時(shí)兩列波的波峰不可能同時(shí)到達(dá)P點(diǎn),所以P點(diǎn)的
位移最大值小于4+4,故E正確。
故選BDE。
11.(2024?河北邢臺(tái)?二模)(多選)在實(shí)驗(yàn)室里某研究小組將兩個(gè)振幅相同、頻率均為10Hz的相干波源以、
$2置于矩形/BCD的C、D點(diǎn)上、。為N3邊中點(diǎn),如圖所示。48距離為40cm,/C距離為30cm,兩
波源開始振動(dòng)一段時(shí)間后,/
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