資源簡(jiǎn)介

3.4波的干涉學(xué)案
一學(xué)科核心素養(yǎng)
1.物理觀念：了解波的疊加原理，波的干涉條件及干涉規(guī)律。
2.科學(xué)思維：通過(guò)對(duì)波的疊加及波的干涉現(xiàn)象的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生空間想象的思維能力。
3.科學(xué)探究：通過(guò)觀看視頻，觀察演示實(shí)驗(yàn)，體會(huì)波的疊加規(guī)律及干涉規(guī)律，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)生多觀察、多思考樂(lè)于探究事物本質(zhì)的學(xué)習(xí)習(xí)慣。
4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：提升觀察能力，養(yǎng)成透過(guò)事物的宏觀現(xiàn)象，探索其本質(zhì)的學(xué)習(xí)習(xí)慣。
二學(xué)習(xí)重難點(diǎn)
1.重點(diǎn)：知道波的疊加原理，了解波的干涉條件及干涉現(xiàn)象，并學(xué)會(huì)利用干涉定律解釋生活中的的相關(guān)現(xiàn)象。
2.難點(diǎn)：波的疊加現(xiàn)象，波的干涉規(guī)律
三課前預(yù)習(xí)
1．消除噪聲污染是當(dāng)前環(huán)境保護(hù)的一個(gè)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(guò)程中都會(huì)發(fā)出噪聲。如圖所示的消聲器可以用來(lái)消除噪聲，波長(zhǎng)為的噪聲聲波沿水平管道自左向右傳播，當(dāng)聲波到達(dá)a處時(shí)，分成兩束波，這兩束波在b處能達(dá)到良好的消聲效果，則兩束聲波的路程差應(yīng)為______，消聲器是波的______現(xiàn)象在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。
2．一振動(dòng)片以頻率f做簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，固定在振動(dòng)片上的兩根細(xì)桿同步周期性地觸動(dòng)水面上a、b兩點(diǎn)，兩波源發(fā)出的波在水面上形成穩(wěn)定的干涉圖樣。c是水面上的一點(diǎn)，a、b、c間的距離均為l，如圖所示。已知波的波長(zhǎng)為，除c點(diǎn)外，bc邊上還有其他振幅極大的點(diǎn)。則波的傳播速度為 _____，bc邊上還有 _____個(gè)振幅極大的點(diǎn)（b、c均不算入）。
3．如圖所示，甲、乙兩列簡(jiǎn)諧橫波在同一介質(zhì)中分別沿x軸正、負(fù)方向傳插、波速均為8m/s，t=0時(shí)刻兩列波的前端分別傳播到x=-2m處和x=8m處。則當(dāng)兩列波在空間中發(fā)生干涉時(shí)，x=0處為振動(dòng)的___________點(diǎn)（選填“加強(qiáng)”或“減弱”）；t=1s時(shí)，x=0處的質(zhì)點(diǎn)位移為___________cm。
4．（1）在利用發(fā)波水槽得到水面波形的實(shí)驗(yàn)中：
①下圖為利用發(fā)波水槽得到的水面波形圖，a圖樣是水面波的___________現(xiàn)象，b圖樣是水面波的___________現(xiàn)象。
②如圖所示，用實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷來(lái)描述波的干涉圖樣，兩列波的振幅都為10 cm，波速和波長(zhǎng)分別為1 m/s和0.2 m，C點(diǎn)為AB連線的中點(diǎn)。則圖示時(shí)刻C點(diǎn)的振動(dòng)方向___________ （選填“向上”或“向下”），從圖示時(shí)刻再經(jīng)過(guò)0.25 s時(shí)，A點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程為___________ cm。
（2）一列沿x軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=0.07 s時(shí)刻的波動(dòng)圖像如圖甲所示，圖乙是質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)圖像，由題可知該波的傳播方向沿x軸___________（填“正”或“負(fù)”）方向傳播，該波的傳播速度___________ m/s，t=0.07 s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)A偏離平衡位置的位移為___________ cm，A點(diǎn)的橫坐標(biāo)為x=___________ m。
5．同一介質(zhì)中有兩個(gè)相距10m的波源A和B，產(chǎn)生兩列波相向傳播，兩波源起振方向和頻率相同，但兩波源起振時(shí)刻和振幅不同，如圖所示為某時(shí)刻的波形圖，則兩波源的起振方向______（填“向上”或“向下”），穩(wěn)定后距離波源A4.5m處的質(zhì)點(diǎn)1個(gè)振動(dòng)周期內(nèi)通過(guò)的路程為______。
6．（1）圖（a）是一列沿x軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t＝0.1s時(shí)刻的波形圖，P、Q是介質(zhì)中平衡位置相距4m且位移均為5cm的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)；圖（b）是P的振動(dòng)圖像，則質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)周期為________s，振動(dòng)方程為y＝______cm；該簡(jiǎn)諧波沿x軸________（選填“正”或“負(fù)”）方向傳播， 波速為______m/s。
（2）如圖所示為振幅、頻率相同的兩列橫波在t＝0時(shí)刻相遇時(shí)發(fā)生干涉的示意圖，實(shí)線與虛線分別表示波峰和波谷。若兩列波的振幅均為1cm，波速和波長(zhǎng)均分別為2m/s和0.8m，則Q點(diǎn)為振動(dòng)________（選填“加強(qiáng)”或 “減弱”）點(diǎn)；從t＝0到t＝0.2s的時(shí)間內(nèi)，S點(diǎn)通過(guò)的路程為________cm。
7．如圖所示，在同一均勻介質(zhì)中有和兩個(gè)波源，兩波源的頻率、振動(dòng)方向均相同，且振動(dòng)的步調(diào)完全一致，與之間相距為2m，若、振動(dòng)頻率均為5Hz，兩列波的波速均為，B點(diǎn)為和連線的中點(diǎn)，今以B點(diǎn)為圓心，以為半徑畫圓。則該波的波長(zhǎng)為_____m，在該圓周上共有_____個(gè)振動(dòng)減弱的點(diǎn)。
四自我檢測(cè)
1．下列關(guān)于波的說(shuō)法正確的是（　　）
A．波在任何情況下都能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象 B．波在任何情況下都能發(fā)生干涉現(xiàn)象
C．頻率相同的兩列波，一定不能形成干涉圖樣 D．機(jī)械波的傳播必須依賴介質(zhì)
2．如圖所示為t＝0.1s時(shí)刻簡(jiǎn)諧橫波a與b的波形圖，其中a沿x軸正方向傳播，b沿x軸負(fù)方向傳播，波速都是10m/s，振動(dòng)方向都平行于y軸。下列選項(xiàng)畫出的是平衡位置在x＝2m處的質(zhì)點(diǎn)從t＝0開始的振動(dòng)圖像，其中正確的是（　　）
A． B．
C． D．
3．時(shí)刻簡(jiǎn)諧橫波與的波形圖如圖所示，其中沿軸正方向傳播，沿軸負(fù)方向傳播，波速都是，振動(dòng)方向都平行于軸。下列選項(xiàng)畫出的是平衡位置在處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像，其中正確的是（　　）
A． B．
C． D．
4．兩列頻率相同的簡(jiǎn)諧橫波相遇后某一時(shí)刻的情況如圖所示，實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．M點(diǎn)將一直位于波峰位置 B．再過(guò)一周期M點(diǎn)的振動(dòng)最弱
C．再過(guò)半個(gè)周期N點(diǎn)振動(dòng)最強(qiáng) D．再過(guò)半個(gè)周期P點(diǎn)位于波峰位置
5．圖中1、2、3分別代表入射波、反射波、折射波的波線，則（　　）
A．2與1的波長(zhǎng)、頻率相等，波速不等
B．2與1的波速、頻率相等，波長(zhǎng)不等
C．3與1的波速、頻率、波長(zhǎng)均相等
D．3與1的頻率相等，波速、波長(zhǎng)均不等
6．一個(gè)波源在繩的左端發(fā)出一個(gè)凸起①，頻率為f1，振幅為A1；同時(shí)另一波源在繩的右端發(fā)出一個(gè)凸起②，頻率為f2，振幅為A2，且f1A．兩列波先后到達(dá)兩波源的中點(diǎn)P
B．兩列波相遇時(shí)，P點(diǎn)的波峰值可達(dá)A1＋A2
C．兩列波相遇時(shí)，繩上波峰值可達(dá)A1＋A2的點(diǎn)只有一個(gè)，此點(diǎn)在P點(diǎn)右側(cè)
D．兩列波相遇后，各自仍保持原來(lái)的波形獨(dú)立傳播
7．如圖所示，水面上有一個(gè)半徑為4.5 m的圓，圓心O與圓周上的a點(diǎn)各放一個(gè)波源，兩波源的振動(dòng)情況完全相同，產(chǎn)生波長(zhǎng)為2 m的水波，c、d為Oa連線的中垂線與圓周的交點(diǎn)，則（　　）
A．圓周上b點(diǎn)的振幅為零
B．c、d兩點(diǎn)的位移始終最大
C．圓周上振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)共有8個(gè)
D．圓周上振動(dòng)減弱的點(diǎn)共有8個(gè)
8．兩列波在某區(qū)域相遇，下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．兩列波相遇時(shí)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)互相干擾
B．由于這兩列波相遇時(shí)疊加，當(dāng)它們分開時(shí)波的頻率、振幅都會(huì)發(fā)生變化
C．這兩列波疊加以后一定會(huì)產(chǎn)生干涉圖樣
D．兩列波重疊的區(qū)域里，任何一點(diǎn)的總位移都等于兩列波分別引起的位移的矢量和
9．如圖所示，實(shí)線與虛線分別表示振幅、頻率振動(dòng)方向均相同的兩列波的波峰和波谷。此刻，M是波峰與波峰相遇點(diǎn)。下列說(shuō)法中正確的是（　　）
A．質(zhì)點(diǎn)O處于振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)，始終處在波谷
B．P、N兩質(zhì)點(diǎn)始終處在平衡位置
C．隨著時(shí)間的推移，質(zhì)點(diǎn)M將向O點(diǎn)處移動(dòng)
D．從該時(shí)刻起，經(jīng)過(guò)二分之一周期，質(zhì)點(diǎn)M所在位置變成振動(dòng)減弱區(qū)
10．如圖所示，、是兩個(gè)振動(dòng)完全相同的相干波源，其中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷。若兩列波的振幅均保持10cm不變，關(guān)于圖中所標(biāo)的a、b、c、d四點(diǎn)，下列說(shuō)法中正確的是（　　）
A．d點(diǎn)始終保持靜止不動(dòng)
B．圖示時(shí)刻c點(diǎn)的位移為零
C．b點(diǎn)振動(dòng)始終加強(qiáng)，c點(diǎn)振動(dòng)始終減弱
D．圖示時(shí)刻，b、c兩點(diǎn)的豎直高度差為20cm
參考答案：
三課前預(yù)習(xí)
1． 半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍[或，（k=0,1,2,3,…）] 干涉
2． 3
3． 加強(qiáng) 0
4． 衍射 干涉 向下 100 負(fù) 100 10 9
5． 向下 1.2m
6． 1.2 負(fù) 10 加強(qiáng) 0
7． 1 8
四自我檢測(cè)
1．D
2．C
3．A
4．D
5．D
6．D
7．D
8．D
9．B
10．A
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