高中物理 12.4 波的衍射和干涉2精品练案（含解析） 新人教版选修34.doc

第十二章 机械波12.4波的衍射和干涉（二） 【自主预习】1波的叠加：事实表明，几列波相遇时能够保持_运动状态，继续传播，在它们重叠的区域里，介质的质点_参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的_。2波的干涉：频率_两列波叠加时，使某些区域的振幅_、某些区域的振幅_，这种现象叫做波的干涉，形成的图样常常叫做_。注意：干涉是波叠加的结果，任意两列机械波都会叠加，但只有满足频率相同，即f1f2时，才能出现稳定的干涉现象。振动加强(减弱)的区域是指质点的振幅大(小)，而不是指振动的位移大(小)，因为位移是在时刻变化的。一切波都能发生干涉现象，干涉是波特有的现象。但是两列频率不同的波叠加后，加强和减弱不稳定，不能形成干涉图样。3产生干涉的必要条件是，两列波的_必须相同。跟_一样，干涉也是波所_的现象。4两个完全相同的波源产生的干涉，当某点到两波源的路程差等_ 时，振动加强；当某点到两波源的路程差等于_时，振动减弱。理解：加强点和减弱点加强点：振动加强的点振动总是加强，但并不是始终处于波峰或波谷，它们都在平衡位置附近振动，也有的时刻位移为零。只是振幅为两列波振幅之和，显得振动剧烈。减弱点：振动减弱点的振动始终减弱，它位移的大小始终等于两列波分别引起位移的大小之差，振幅为两列波振幅之差。如果两列波的振幅相同，则振动减弱点将会总是处于静止的。【典型例题】一、波的叠加【例1】如图1245所示，波源 s1在绳的左端发出频率为f1，振幅为a1的半个波形a，同时另一个波源s2在绳的右端发出频率为f2，振幅为a2的半个波形b，且f1f2，p为两个波源连线的中点。已知机械波在介质中传播的速度只由介质本身的性质决定。下列说法正确的是()a两列波比较，a波将先到达p点b两列波在p点叠加时，p点的位移最大可达a1a2cb的波峰到达p点时，a的波峰还没有到达pd两列波相遇时，绳上位移可达a1a2的点只有一个，此点在p点的左侧【例2】如图所示，两列相同的波沿一直线相向传播，当它们相遇时，如图所示的波形中可能的是()二、波的干涉【例3】如图1247所示表示两个相干波源s1、s2产生的波在同一种均匀介质中相遇。图中实线表示某时刻的波峰，虚线表示波谷，下列说法正确的是()aa、c两点的振动加强，b、d两点的振动减弱be、f两点的振动介于加强点和减弱点之间c经适当的时间后，加强点和减弱点的位置互换d经半个周期后，原来位于波峰的点将位于波谷，原来位于波谷的点将位于波峰【例4】当两列振动情况完全相同的水波发生干涉时，如果两列波的波峰在p点相遇，下列说法正确的是()a质点p的振动始终是加强的b质点p的振幅最大c质点p的位移始终最大d质点p的位移有时为零【例5】如图1248所示是水波干涉示意图，s1、s2是两波源，a、d、b三点在一条直线上，两波源频率相同，振幅相等，下列说法正确的是()a质点a一会儿在波峰，一会儿在波谷b质点b一会儿在波峰，一会儿在波谷c质点c一会儿在波峰，一会儿在波谷d质点d一会儿在波峰，一会儿在波谷 【课后练习】1关于波的干涉，以下说法正确的是()a振动加强的质点，位移始终最大b振动加强的质点，两列波引起的分位移，总是方向相同的c加强点的振动，能量始终最大d加强点和减弱点的位置在传播中是随时相互交换的2由两列波叠加，出现稳定的干涉图样，可以确定()a振动加强的区域各质点都在波峰上b振动减弱的区域各质点的位移时刻为零c振动加强和减弱的区域随波推进d振动加强和减弱的区域位置不变3当两列振动情况完全相同的水波发生干涉时，如果两列波的波峰在p点相遇，下列说法正确的是()a质点p的振动始终是加强的b质点p的振幅最大c质点p的位移始终最大d质点p的位移有时为零 4关于波的干涉现象，下列说法正确的是 ( ) a某些波在一定条件下才有稳定的干涉现象b某些波在任何情况下都有稳定的干涉现象c一切波在一定条件下都有稳定的干涉现象d一切波在任何情况下都有稳定的干涉现象5两列波相遇，发生了稳定的干涉现象，下列说法中正确的是 ( )a加强区和减弱区互相间隔，减弱区的振幅一定为零b加强区的振幅是两列波分别引起的振动的振幅之和c加强区和减弱区的质点的位移都随时间而变化d加强区和减弱区互相交替变化6当两列水波发生干涉时，若两列波的波峰在p点相遇，则 ( ) ap的振动始终是加强的 bp的振幅最大cp的位移始终最大 dp的位移有时为零7如图所示，s1、s2是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同。实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷。关于a、b、c、d四点，说法中正确的是 ( )a该时刻a质点振动最弱，b、c质点振动最强，d质点振动既不是最强也不是最弱b该时刻a质点振动最弱，b、c、d质点振动都最强ca质点的振动始终是最弱的， b、c、d质点的振动始终是最强的d再过t/4后的时刻a、b、c三个质点都将处于各自的平衡位置，因此振动最弱8下列关于两列波相遇时叠加的说法中正确的是()a相遇之后，振幅小的一列波将减弱，振幅大的一列波将加强b相遇之后，两列波的振动情况与相遇前完全相同c在相遇区域，任一点的总位移等于两列波分别引起的位移的矢量和d几个人在同一房间说话，相互间听得清楚，这说明声波在相遇时互不干扰9两列波在同一种介质中传播时发生了干涉现象，则()a振动加强区域，介质质点的位移总是比振动减弱区域介质质点的位移大b振动加强区域，介质质点的振幅总比振动减弱区域介质质点的振幅大c振动加强区域，介质质点的位移随时间做周期性变化d振动加强区域，介质质点的振幅随时间做周期性变化10如图5所示，实线和虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷此刻，m是波峰与波峰相遇点，下列说法中正确的是()a该时刻质点o正处在平衡位置bp、n两质点始终处在平衡位置c随着时间的推移，质点m向o点处移动d从该时刻起，经过四分之一周期，质点m到达平衡位置11(201l上海高考)两波源s1、s2在水槽中形成的波形如图1所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，则 ( ) a在两波相遇的区域中会产生干涉 b在两波相遇的区域中不会产生干涉 ca点的振动始终加强 da点的振动始终减弱12两列波相叠加发生了稳定的干涉现象，那么 ( ) a两列波的频率不一定相同 b振动加强区域的各质点都在波峰上 c振动加强的区域始终加强，振动减弱的区域始终减弱 d振动加强的区域和振动减弱的区域不断周期性地交换位置 例题答案：1. 解析：因两波波速相等，故两列波能同时到达p点，a错误；因f12，故当两列波同时到达p点时，a波的波峰离p点距离比b波的波峰大，因此两波峰不能同时到达p点，两波峰应相遇在p点左侧，此位置对应的位移为a1a2，位移最大，综上所述，b错误，c、d均正确。2. 【答案】b、c【解析】当两列波的前半个波(或后半个波)相遇时，根据波的叠加原理，在前半个波(或后半个波)重叠的区域内所有质点此刻的振动合位移为零，而两列波的后半个波(或前半个波)的波形保持不变，所以选项b正确；当两列波完全相遇时(即重叠在一起)，由波的叠加原理可知，所有质点振动的位移均等于每列波单独传播时引起的位移的矢量和，使得所有的质点振动的位移加倍，所以选项c也是正确的。3. 【答案】a、d【解析】波的干涉示意图所示的仅是某一时刻两列相干波叠加的情况，形成干涉图样的所有介质质点都在不停地振动着，其位移的大小和方向都在不停地变化着。但要注意，对稳定的干涉，振动加强和减弱的区域的空间位置是不变的。a点是波谷和波谷相遇的点，c是波峰和波峰相遇的点，都是振动加强的点；而b、d两点都是波峰和波谷相遇的点，是振动减弱的点，a正确；e位于加强点的连线上，仍为加强点，f位于减弱点的连线上，仍为减弱点，b错误；相干波源叠加产生的干涉是稳定的，不会随时间变化，c错误；因形成干涉图样的介质质点也是不停地做周期性振动，经半个周期步调相反，d正确。4. 【答案】a、b、d【解析】由于p点是两列波的波峰相遇点，故质点p的振动始终是加强的，其振幅等于两列波的振幅之和。但质点p并不停在波峰或波谷不动。它不断地围绕自己的平衡位置往复运动，故其位移有时为零。5. 解析：在波的干涉中，振动加强区域里的质点总在自己的平衡位置两侧做简谐振动，只是质点的振幅较大，为a1a2。本题中由于a1a2，故振动减弱区的质点并不振动，即质点c不振动，而此时a点是波峰与波峰相遇，是加强点，b点是波谷与波谷相遇，是加强点。又a、d、b三点在同一条振动加强线上，这条线上任一点的振动都是加强的，故此三点都为加强点，这样，此三点都是一会儿在波峰，一会儿在波谷。答案：a、b、d课后练习答案：1. 解析：加强点的振动总是加强，但并不是始终处于波峰和波谷，它们在平衡位置附近做往复运动，有时位移也为零，只是振幅为两列波的振幅之和，显得剧烈。加强点总是加强点， 减弱点总是减弱点，故b、c正确。答案：b、c2. 解析：加强点和减弱点都在各自平衡位置附近做往复运动，位移时刻在变化，当两列波振幅一样时，减弱点位移才时刻为零；加强点总是加强点，减弱点总是减弱点，位置不变，故只有d项正确。答案：d3. 解析：由于p点是两列波的波峰相遇点，故质点p的振动始终是加强的，其振幅等于两列波的振幅之和。但质点p并不停在波峰或波谷不动。它不断地围绕自己的平衡位置往复运动，故其位移有时为零。答案：a、b、d4ac 5。bc 6。bd 7。 bc（自编）8. bcd两列波相遇时，每一列波引起的振动情况都保持不变，而质点的振动则是两列波共同作用的结果，故选项a错误，选项b、c正确；几个人在同一房间说话，声音振动发出的声波在空间中相互叠加后，并不改变每列波的振幅、频率，所以声波传到人的耳朵后，仍能分辨出不同的人所说的话，故选项d正确9. bc振动加强区域，各质点的位移随时间做周期性变化，它的位移某时刻可