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第三節(jié)　機(jī)械波的傳播現(xiàn)象
1～7題每題7分，共49分
考點(diǎn)一　機(jī)械波的衍射
1．(多選)下列說法正確的是(　　)
A．波的衍射現(xiàn)象必須具備一定的條件，否則不可能發(fā)生衍射現(xiàn)象
B．要觀察到水波明顯的衍射現(xiàn)象，必須使狹縫的寬度遠(yuǎn)大于水波波長(zhǎng)
C．波長(zhǎng)越長(zhǎng)的波，越容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象
D．衍射是波特有的現(xiàn)象
2．在山中伐木時(shí)發(fā)出的聲音既含有頻率較高的聲波，也含有頻率較低的聲波，其中只有頻率較低的“嘭”“嘭”聲才能被遠(yuǎn)處的人聽到，這是因?yàn)?　　)
A．頻率較低的“嘭”“嘭”聲能量大，能傳到很遠(yuǎn)
B．頻率較低的“嘭”“嘭”聲速度快，最先到達(dá)
C．頻率較低的“嘭”“嘭”聲波長(zhǎng)較長(zhǎng)，容易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象
D．以上說法均不對(duì)
考點(diǎn)二　機(jī)械波的反射與折射
3．人在室內(nèi)講話的聲音比在空曠的室外講話聲音要洪亮，是因?yàn)?　　)
A．室內(nèi)空氣不流動(dòng) B．室內(nèi)聲音多次被反射
C．室內(nèi)聲音發(fā)生折射 D．室內(nèi)物體會(huì)吸收聲音
4．(多選)以下關(guān)于波的認(rèn)識(shí)，正確的是(　　)
A．潛艇利用聲吶探測(cè)周圍物體的分布情況，利用的是波的反射原理
B．隱形飛機(jī)怪異的外形及表面涂特殊隱形物質(zhì)，是為了減少波的反射，從而達(dá)到隱形的目的
C．超聲波雷達(dá)的工作原理是利用波的折射
D．水波從深水區(qū)傳到淺水區(qū)改變傳播方向的現(xiàn)象，是波的折射現(xiàn)象
考點(diǎn)三　機(jī)械波的干涉
5.(多選)如圖所示，波源S1在繩的左端發(fā)出頻率為f1、振幅為A1的半個(gè)波形a，同時(shí)另一個(gè)波源S2在繩的右端發(fā)出頻率為f2、振幅為A2的半個(gè)波形b，且f1A．兩列波比較，a波將先到達(dá)P點(diǎn)
B．兩列波在P點(diǎn)疊加時(shí)，P點(diǎn)的位移最大可達(dá)A1＋A2
C．b波的波峰到達(dá)P點(diǎn)時(shí)，a波的波峰還沒有到達(dá)P點(diǎn)
D．兩列波相遇時(shí)，繩上位移可達(dá)A1＋A2的點(diǎn)只有一個(gè)，此點(diǎn)在P點(diǎn)的左側(cè)
6.(2024·廣東省中山紀(jì)念中學(xué)高二月考)如圖為水面上兩列頻率相同的波在某時(shí)刻的疊加情況，以波源S1、S2為圓心的兩組同心圓弧分別表示同一時(shí)刻兩列波的波峰(實(shí)線)和波谷(虛線)，S1的振幅A1＝4 cm，S2的振幅A2＝3 cm，則下列說法正確的是(　　)
A．A、D連線上的所有質(zhì)點(diǎn)一定都是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)
B．S1、S2兩列波的傳播速度可以不相同
C．再過半個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)B、C是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)
D．質(zhì)點(diǎn)D的位移不可能為零
7．(2023·浙江1月選考)主動(dòng)降噪耳機(jī)能收集周圍環(huán)境中的噪聲信號(hào)，并產(chǎn)生相應(yīng)的抵消聲波，某一噪聲信號(hào)傳到耳膜的振動(dòng)圖像如圖所示，取得最好降噪效果的抵消聲波(聲音在空氣中的傳播速度為340 m/s)(　　)
A．振幅為2A
B．頻率為100 Hz
C．波長(zhǎng)應(yīng)為1.7 m的奇數(shù)倍
D．在耳膜中產(chǎn)生的振動(dòng)與圖中所示的振動(dòng)同相
8～10題每題9分，11題13分，共40分
8.如圖，擋板M是固定的，擋板N可以上下移動(dòng)。現(xiàn)在把M、N兩塊擋板中的空隙當(dāng)作一個(gè)“小孔”做水波的衍射實(shí)驗(yàn)，出現(xiàn)了如圖所示的圖樣，P點(diǎn)的水沒有振動(dòng)起來。為了使擋板左邊的振動(dòng)傳到P點(diǎn)處，下列措施中正確的一組是(　　)
A．保持N板不動(dòng)，減小振源頻率
B．保持N板不動(dòng)，增大振源頻率
C．增大振源頻率，把N板下移
D．保持振源頻率不變，把N板下移
9．(2024·廣東省汕尾中學(xué)期末)甲、乙兩位同學(xué)相距4 m站立，各自握住輕繩的一端，同時(shí)沿豎直方向做連續(xù)的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻產(chǎn)生的波形如圖所示。已知AC＝BD＝1 m，下列說法正確的是(　　)
A．圖示時(shí)刻E點(diǎn)正豎直向上振動(dòng)，F(xiàn)點(diǎn)正豎直向下振動(dòng)
B．甲、乙兩同學(xué)可能產(chǎn)生周期不同的機(jī)械波
C．兩列波相遇時(shí)，輕繩中點(diǎn)處的振動(dòng)將減弱
D．兩列波相遇時(shí)，輕繩上C點(diǎn)的振動(dòng)將加強(qiáng)
10．(多選)(2023·深圳市高二期末)波的干涉在生活中屢見不鮮，如水波的干涉等。如圖甲所示，在某種介質(zhì)中有兩個(gè)振動(dòng)方向始終相同的波源S1、S2，振幅均為1 cm。兩列波在M點(diǎn)處疊加時(shí)M點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖乙所示，則(　　)
A．兩列波的波長(zhǎng)可能為2 m
B．M點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)
C．兩列波的傳播周期均為0.2 s
D．t＝0.1 s時(shí)，一列波的波峰與另一列波的波谷在M點(diǎn)相互疊加
11．(13分)(2023·南通市高二期中)波源S1和S2振動(dòng)方向相同，頻率f均為4 Hz，分別置于均勻介質(zhì)中的A、B兩點(diǎn)處，xAB＝1.2 m，如圖所示。兩波源產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波沿直線AB相向傳播，波速v為4 m/s。已知兩波源振動(dòng)的初始相位相同，求：
(1)(3分)波長(zhǎng)λ；
(2)(9分)A、B間合振動(dòng)振幅最大的點(diǎn)離A點(diǎn)的距離x。
　(11分)
12．(多選)如圖甲所示，B、C和P是同一水平面內(nèi)的三個(gè)點(diǎn)，沿豎直方向振動(dòng)的橫波Ⅰ在介質(zhì)中沿BP方向傳播，P與B相距40 cm，B點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖乙所示；沿豎直方向振動(dòng)的橫波Ⅱ在同一介質(zhì)中沿CP方向傳播，P與C相距50 cm，C點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖丙所示。在t＝0時(shí)刻，兩列波同時(shí)分別到達(dá)B、C兩點(diǎn)，兩列波的波速都為20 cm/s，兩列波在P點(diǎn)相遇，則以下說法正確的是(　　)
A．兩列波的波長(zhǎng)均為20 cm
B．P處質(zhì)點(diǎn)振幅為10 cm
C．4.5 s時(shí)P處質(zhì)點(diǎn)在平衡位置且向下振動(dòng)
D．波遇到40 cm的障礙物將發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象
第三節(jié)　機(jī)械波的傳播現(xiàn)象
1．CD　[衍射是波特有的現(xiàn)象，即任何波都會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象，只不過存在明顯與不明顯的差別而已，只有當(dāng)障礙物或孔的尺寸跟波長(zhǎng)差不多或者比波長(zhǎng)小時(shí)，才會(huì)觀察到明顯的衍射現(xiàn)象，選項(xiàng)C、D正確，A、B錯(cuò)誤。]
2. C　[機(jī)械波的能量是由振幅決定的，聲波在空氣中的傳播速度都相同，故A、B錯(cuò)誤；由λ＝知，v一定，f越低，λ越大，則頻率低的聲波波長(zhǎng)較長(zhǎng)，容易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，能在較遠(yuǎn)處被人聽到，故C正確，D錯(cuò)誤。]
3．B　[在室內(nèi)說話，說話的聲音傳到墻壁上又反射回來，我們聽到的是回聲與原聲的混合，因此我們聽到的聲音響亮，在空曠的場(chǎng)合，聲音傳播出去，周圍沒有高大的建筑物，聲音不能反射回來，我們聽到的只是原聲，因此聽起來就沒有室內(nèi)響亮，綜上分析，A、C、D錯(cuò)誤，B正確。]
4．ABD　[潛艇利用聲吶探測(cè)周圍物體的分布情況，聲吶采用的是超聲波，超聲波的方向性好，遇到障礙物容易反射，故A正確；隱形飛機(jī)的原理是：通過降低飛機(jī)的聲、光、電等可探測(cè)特征量，使雷達(dá)等防空探測(cè)器無(wú)法早期發(fā)現(xiàn)，所以隱形飛機(jī)可能在機(jī)身表面涂有高效吸收電磁波的物質(zhì)，使用吸收雷達(dá)電磁波材料，在雷達(dá)屏幕上顯示的反射信息很小、很弱，很難被發(fā)現(xiàn)，故B正確；超聲波雷達(dá)的工作原理是利用波的反射，故C錯(cuò)誤；水波從深水區(qū)傳到淺水區(qū)改變傳播方向的現(xiàn)象，是波的折射現(xiàn)象，故D正確。]
5．CD　[因兩列波波速相等，故兩列波能同時(shí)到達(dá)P點(diǎn)，A錯(cuò)誤；因f1λ2，故當(dāng)兩列波同時(shí)到達(dá)P點(diǎn)時(shí)，a波的波峰離P點(diǎn)的距離比b波的波峰離P點(diǎn)的距離大，因此兩波峰不能同時(shí)到達(dá)P點(diǎn)，兩波峰應(yīng)相遇在P點(diǎn)左側(cè)，相遇時(shí)此位置對(duì)應(yīng)的位移最大，為A1＋A2，綜上所述，B錯(cuò)誤，C、D正確。]
6．A　[此刻A、D是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，A、D連線上的所有質(zhì)點(diǎn)一定都是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，故A正確；兩列波的頻率相同，又在同一介質(zhì)中傳播，波速一定相同，故B錯(cuò)誤；干涉圖樣是穩(wěn)定存在的，此刻質(zhì)點(diǎn)B、C是振動(dòng)減弱的點(diǎn)，之后振動(dòng)也始終減弱，故C錯(cuò)誤；振動(dòng)加強(qiáng)指的是振動(dòng)范圍(振幅)變大，某時(shí)刻仍會(huì)回到平衡位置，質(zhì)點(diǎn)D的位移可能為零，故D錯(cuò)誤。]
7．B　[主動(dòng)降噪耳機(jī)是根據(jù)波的干涉，抵消聲波與噪聲的振幅、頻率相同，相位相反，疊加后才能相互抵消來實(shí)現(xiàn)降噪，故抵消聲波的振幅為A，頻率f＝＝100 Hz，B正確，A、D錯(cuò)誤；抵消聲波與噪聲的波速、頻率相同，則波長(zhǎng)也相同，為λ＝vT＝340×0.01 m＝3.4 m，C錯(cuò)誤。]
8．A　[P處質(zhì)點(diǎn)沒有振動(dòng)，說明在P點(diǎn)波沒有明顯衍射過去，原因是M、N間的縫太寬或波長(zhǎng)太小，因此若使P處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，可采用N板上移減小小孔的間距或增大波的波長(zhǎng)，即減小頻率，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。]
9．D　[根據(jù)題意，由題圖可知，甲形成的機(jī)械波向右傳播，乙形成的機(jī)械波向左傳播，由同側(cè)法可知，圖示時(shí)刻E點(diǎn)和F點(diǎn)都正豎直向上振動(dòng)，故A錯(cuò)誤；由題圖可知，甲、乙形成的機(jī)械波的波長(zhǎng)相同，均為1 m，而兩列波通過同一繩子傳播，其傳播速度相同，由v＝可得，兩列波的周期相同，即甲、乙兩同學(xué)產(chǎn)生周期相同的機(jī)械波，故B錯(cuò)誤；由題圖結(jié)合同側(cè)法可知，C點(diǎn)和D點(diǎn)的起振方向相同，均豎直向下振動(dòng)，而繩上各質(zhì)點(diǎn)起振的方向與波源的起振方向相同，則甲、乙形成的機(jī)械波的振動(dòng)情況完全相同，輕繩中點(diǎn)到兩列波的波源距離相同，即波程差為0，該點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，即兩列波相遇時(shí)，輕繩中點(diǎn)處的振動(dòng)將加強(qiáng)，C點(diǎn)到兩列波波源的距離差為Δx＝BC－AC＝2 m＝2λ，則C點(diǎn)為加強(qiáng)點(diǎn)，即兩列波相遇時(shí)，輕繩上C點(diǎn)的振動(dòng)將加強(qiáng)，故C錯(cuò)誤，D正確。]
10．AC　[由題圖乙可知M點(diǎn)的振幅為兩列波的振幅之和，可知M點(diǎn)發(fā)生干涉，且為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，因此兩波源的振動(dòng)頻率相同，周期也相同，由題圖乙可知T＝0.2 s，故C正確，B錯(cuò)誤；M點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，則兩波源到M點(diǎn)的波程差為波長(zhǎng)的整數(shù)倍，有Δx＝kλ，解得λ＝ m(k＝1,2,3…)，當(dāng)k＝1時(shí)，λ＝2 m，A正確；因?yàn)镸點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，因此t＝0.1 s時(shí)為兩列波在平衡位置相互疊加，使得在M點(diǎn)處于平衡位置，故D錯(cuò)誤。]
11．(1)1 m　(2)見解析
解析　(1)由λ＝，解得 λ＝1 m。
(2)設(shè)P為AB上任意一點(diǎn)，P點(diǎn)距A的距離為x，則距B的距離為1.2－x，P點(diǎn)到兩波源的路程差為Δs＝|x－(1.2－x)|，其中0≤x≤1.2 m
合振動(dòng)振幅最大的點(diǎn)，應(yīng)該滿足Δs＝2k·λ(k＝0、1、2、3…)
解得k＝0時(shí)，x＝0.6 m
k＝1時(shí)，x＝1.1 m或者x＝0.1 m。
12．AC　[根據(jù)題圖乙與題圖丙可知，兩列波的周期都是T＝1 s，且兩列波的波速都為20 cm/s，則根據(jù)波長(zhǎng)計(jì)算公式可得兩列波的波長(zhǎng)都為
λ＝vT＝20×1 cm＝20 cm，故A正確；
根據(jù)題意可知P距B、C間的波程差為PC－PB＝50 cm－40 cm＝10 cm＝0.1 m＝0.5λ，而t＝0時(shí)刻兩波的振動(dòng)方向相反，則可知P是振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)，振幅等于兩波振幅之和，即為70 cm，故B錯(cuò)誤；
橫波Ⅱ從C傳到P的時(shí)間為
t＝＝ s＝2.5 s
橫波Ⅰ從B傳到P的時(shí)間為
t＝＝ s＝2 s
在t＝2.5 s時(shí)刻，橫波Ⅰ與橫波Ⅱ兩波疊加，P點(diǎn)經(jīng)過平衡位置向下振動(dòng)，在t＝4.5 s時(shí)刻，經(jīng)過了兩個(gè)周期，P處質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過平衡位置向下振動(dòng)，故C正確；
因波長(zhǎng)為20 cm，則當(dāng)波遇到40 cm的障礙物將不會(huì)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。]第三節(jié)　機(jī)械波的傳播現(xiàn)象
[學(xué)習(xí)目標(biāo)]　1.通過實(shí)驗(yàn)和生活情境認(rèn)識(shí)波的反射、折射和衍射現(xiàn)象，知道波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件(重點(diǎn))。2.理解波的疊加原理，知道干涉是波疊加的結(jié)果(重難點(diǎn))。3.知道形成穩(wěn)定干涉圖樣的條件(重難點(diǎn))。
一、機(jī)械波的衍射與惠更斯原理
如圖甲所示是一個(gè)可觀察水波衍射的發(fā)波水槽，振源的頻率是可以調(diào)節(jié)的，槽中放置兩塊可移動(dòng)的擋板形成寬度可調(diào)節(jié)的窄縫，觀察水波的傳播，也可以在水槽中放置寬度不同的擋板，觀察水波的傳播?；卮鹣铝袉栴}：
1．水波遇到窄縫時(shí)，會(huì)觀察到什么現(xiàn)象？如圖乙所示，相同波長(zhǎng)的水波通過尺寸不同的窄縫，觀察到的現(xiàn)象有什么變化？
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2．如圖丙所示，保持窄縫的寬度不變，改變水波的波長(zhǎng)，你觀察到什么現(xiàn)象？
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1．波的衍射：波能繞過__________或穿過__________繼續(xù)向前傳播的現(xiàn)象。
2．發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：當(dāng)縫、孔的寬度或者障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)__________或者比波長(zhǎng)__________時(shí)，能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象。
說明：(1)衍射是波特有的現(xiàn)象，一切波都能發(fā)生衍射。
(2) 衍射只有“明顯”與“不明顯”之分，波的直線傳播只是衍射不明顯時(shí)的近似情況。
3．惠更斯原理
介質(zhì)中波動(dòng)傳到的各點(diǎn)都可以看作是發(fā)射子波的__________，在其后的任一時(shí)刻，這些子波的包絡(luò)就形成新的__________。
喇叭播放的音樂中，高音(頻率大)和低音(頻率小)的聲波哪個(gè)更容易繞過高墻？
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(1)只有當(dāng)障礙物的尺寸與波長(zhǎng)相差不多或比波長(zhǎng)小時(shí)，才會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象。(　　　)
(2)夏日雷聲有時(shí)轟鳴不絕，這是聲波的衍射現(xiàn)象。(　　　)
(3)“聞其聲不見其人”，是指聲波的衍射現(xiàn)象。(　　　)
例1　(2023·深圳市實(shí)驗(yàn)學(xué)校高二月考)如圖所示是觀察水面波衍射的實(shí)驗(yàn)裝置，AC和BD是兩塊擋板，AB是一個(gè)孔，O是波源，圖中已畫出波源所在區(qū)域波的傳播情況，每?jī)蓷l相鄰波紋(圖中曲線)之間距離表示一個(gè)波長(zhǎng)。則(　　)
A．水面波經(jīng)過孔后波速會(huì)改變
B．水面波經(jīng)過孔后波紋間距離可能變大
C．若波源頻率增大，衍射現(xiàn)象更明顯
D．如果將孔擴(kuò)大，可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象
針對(duì)訓(xùn)練　如圖所示，一小型漁港的防波堤兩端M、N相距約60 m，在防波堤后A、B兩處有兩個(gè)小船進(jìn)港躲避風(fēng)浪。某次海嘯引起的波浪沿垂直于防波堤的方向向防波堤傳播，下列說法正確的有(　　)
A．假設(shè)波浪的波長(zhǎng)約為10 m，則A、B兩處小船完全不受波浪影響
B．假設(shè)波浪的波長(zhǎng)約為10 m，則A、B兩處小船明顯受到波浪影響
C．假設(shè)波浪的波長(zhǎng)約為70 m，則A、B兩處小船基本上不受波浪影響
D．假設(shè)波浪的波長(zhǎng)約為70 m，則A、B兩處小船明顯受到波浪影響
二、機(jī)械波的反射和折射
1．若一列機(jī)械波從一種介質(zhì)入射到另一種介質(zhì)的界面上時(shí)，波的一部分發(fā)生反射，另一部分會(huì)發(fā)生折射，繼續(xù)傳播。
2．在波的反射中，波的頻率、波速和波長(zhǎng)都不變。在波的折射中，頻率不變，波速和波長(zhǎng)發(fā)生改變。
說明：(1)波的頻率是由振源決定的，介質(zhì)中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)都是受迫振動(dòng)，因此不論是反射還是折射，波的頻率是不變的。
(2)波速是由介質(zhì)決定的，波反射時(shí)是在同一介質(zhì)中傳播，因此波速不變，波折射時(shí)是在不同介質(zhì)中傳播，因此波速改變。
(3)波長(zhǎng)是由頻率和波速共同決定的，在波的反射中，由于波的頻率和波速均不變，根據(jù)公式λ＝可知波長(zhǎng)不改變；在波的折射中，當(dāng)進(jìn)入新的介質(zhì)中波速增大時(shí)，由λ＝可知波長(zhǎng)變長(zhǎng)，反之變短。
例2　圖中1、2、3分別代表入射波、反射波、折射波，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
三、機(jī)械波的干涉
1．觀察如圖所示的兩列水波相遇時(shí)和相遇后的特點(diǎn)，說一說兩列波在傳播過程中，相遇時(shí)和相遇后遵循什么規(guī)律？
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2．如圖甲所示，在一水波槽中將一根金屬絲固定在振動(dòng)片上，當(dāng)振動(dòng)片發(fā)生振動(dòng)時(shí)，金屬絲會(huì)周期性地振動(dòng)水面，形成波源。水面就會(huì)出現(xiàn)從波源發(fā)出的一列圓形波。
(1)將兩根金屬絲固定在不同的振動(dòng)片上，使生成的兩列波的頻率不同，觀察兩列波相遇時(shí)有什么現(xiàn)象？
(2)將兩根金屬絲固定在同一振動(dòng)片上，使生成的兩列波相同，觀察兩列波相遇時(shí)(如圖乙)有什么現(xiàn)象？
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1．波的疊加原理
兩列波在相遇疊加時(shí)，每列波都是獨(dú)立地____________________，相遇區(qū)域中各點(diǎn)的位移就是這兩列波引起的__________。
2．波的干涉
(1)定義：____________相同的兩列波，在相遇的區(qū)域水面上，會(huì)出現(xiàn)____________的__________區(qū)域和____________區(qū)域，這種現(xiàn)象稱為波的干涉。
(2)干涉圖樣
如圖所示，在頻率相同的波相遇的區(qū)域，某些地方的振動(dòng)始終加強(qiáng)，某些地方的振動(dòng)始終減弱，波產(chǎn)生干涉會(huì)形成一種__________的圖樣。干涉是波特有的現(xiàn)象。
說明：①加強(qiáng)區(qū)始終加強(qiáng)，減弱區(qū)始終減弱。
②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加強(qiáng)點(diǎn)的振幅最大，為兩列波的振幅之和；減弱點(diǎn)的振幅最小，為兩列波的振幅之差。
在波的干涉現(xiàn)象中，能不能認(rèn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)的位移始終最大，振動(dòng)減弱點(diǎn)的位移始終為零？為什么？
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________　
(1)兩列波疊加時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移一定增大。(　　　)
(2)只有頻率相同的兩列波才可以疊加。(　　　)
(3)在振動(dòng)減弱的區(qū)域，各質(zhì)點(diǎn)都處于波谷。(　　　)
例3　(多選)(2023·深圳市外國(guó)語(yǔ)學(xué)校高二期末)兩列振幅相等、波長(zhǎng)均為λ、周期均為T的簡(jiǎn)諧橫波沿同一繩子相向傳播，若兩列波均由一次全振動(dòng)產(chǎn)生，t＝0時(shí)刻的波形如圖(a)所示，此時(shí)兩列波相距λ，則(　　)
A．t＝T時(shí)，波形如圖(b)甲所示
B．t＝T時(shí)，波形如圖(b)乙所示
C．不可能有如圖(b)丙所示的波形
D．因違背能量守恒定律，圖(b)丁所示的波形不存在
例4　(2023·汕頭市金山中學(xué)高二期中)如圖，A、B為振幅相同的相干波源，圖中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，則下列敘述正確的是(　　)
A．Q點(diǎn)始終處于波峰位置
B．R、S兩點(diǎn)振動(dòng)有時(shí)加強(qiáng)有時(shí)減弱
C．P、Q連線上各點(diǎn)振動(dòng)始終加強(qiáng)
D．如果A、B兩波源頻率不同，也能產(chǎn)生類似的穩(wěn)定的干涉圖樣
例5　如圖(a)，在xOy平面內(nèi)有兩個(gè)沿z方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)波源S1(0,4 m)和S2(0，－2 m)。兩波源的振動(dòng)圖線分別如圖(b)和圖(c)所示。兩列波的波速均為1.00 m/s。兩列波從波源傳播到點(diǎn)A(8 m，－2 m)的路程差為______m，兩列波引起的點(diǎn)B(4 m,1 m)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相互______(填“加強(qiáng)”或“減弱”)，點(diǎn)C(0,0.5 m)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相互____________(填“加強(qiáng)”或“減弱”)。
振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的判斷方法
1．現(xiàn)象判斷法：若某點(diǎn)處總是波峰與波峰(或波谷與波谷)相遇，該點(diǎn)為加強(qiáng)點(diǎn)；若總是波峰與波谷相遇，則為減弱點(diǎn)；若某點(diǎn)處是平衡位置和平衡位置相遇，則讓兩列波再傳播T，看該點(diǎn)是波峰和波峰(波谷和波谷)相遇，還是波峰和波谷相遇，從而判斷該點(diǎn)是加強(qiáng)點(diǎn)還是減弱點(diǎn)。
2．條件判斷法：頻率相同、振動(dòng)情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)到兩波源的距離差為Δr，則當(dāng)Δr＝kλ時(shí)為加強(qiáng)點(diǎn)，當(dāng)Δr＝(2k＋1)時(shí)為減弱點(diǎn)，其中k＝0,1,2…。若兩波源振動(dòng)步調(diào)相反，則上述結(jié)論相反。
答案精析
一、
易錯(cuò)辨析
(1)×　(2)×　(3)√
例1　D　[波的傳播速度取決于介質(zhì)，由于經(jīng)過孔之后仍在水中傳播，則水面波經(jīng)過孔后波速不變，故A錯(cuò)誤；由于同一列波的頻率不變，而衍射前后波速相同，故衍射前后波長(zhǎng)相同，波紋間距離不變，故B錯(cuò)誤；由于介質(zhì)不變，故水波的波速不變，而波的頻率增大后，則波的波長(zhǎng)變短，而孔、縫的寬度不變時(shí)，波長(zhǎng)越小，衍射越不明顯，故C錯(cuò)誤；如果將孔擴(kuò)大，有可能造成孔的寬度大于波的波長(zhǎng)，而只有當(dāng)孔、縫的寬度與波長(zhǎng)差不多或者比波長(zhǎng)還小時(shí)，才能夠發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故D正確。]
針對(duì)訓(xùn)練　D　[A、B兩處小船明顯受到波浪影響是因?yàn)樗òl(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，波浪能傳播到A、B處，當(dāng)縫隙MN的尺寸比波長(zhǎng)小或跟波長(zhǎng)差不多的時(shí)候，會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤，D正確；當(dāng)波浪的波長(zhǎng)約為10 m時(shí)，不會(huì)有明顯的衍射現(xiàn)象，A、B兩處小船受到影響較小，但并不是完全沒有影響，故A、B錯(cuò)誤。]
二、
例2　D　[波1、2都在介質(zhì)a中傳播，故1、2的頻率、波速、波長(zhǎng)均相等，A、B錯(cuò)；波1、3是在兩種不同介質(zhì)中傳播，波速不同，但波源沒變，因而頻率相等，由λ＝得波長(zhǎng)不同，故C錯(cuò)，D對(duì)。]
三、
易錯(cuò)辨析
(1)×　(2)×　(3)×
例3　BC　[t＝T時(shí)，兩列波均沿傳播方向傳播了的距離，兩列波的最前端還沒有相遇，各自的波形不變，故A錯(cuò)誤；t＝T時(shí)，兩列波均沿傳播方向傳播了的距離，即兩列波的最前端恰好相遇，波形不變，故B正確；題圖丙波形表明兩列波的波谷已經(jīng)相遇，題圖中所示相遇部分處于波谷的質(zhì)點(diǎn)的位移應(yīng)該為兩波質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅之和，所以不可能有題圖(b)丙所示的波形，故C正確；t＝T時(shí)，兩列波均沿傳播方向傳播了λ的距離，此時(shí)兩列波的波峰與波谷疊加，所有質(zhì)點(diǎn)的位移恰好均為0，波形為題圖(b)丁所示的波形，故D錯(cuò)誤。]
例4　C　[Q點(diǎn)雖然為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，但仍在平衡位置附近振動(dòng)，不可能始終處于波峰位置，故A錯(cuò)誤； R、S兩點(diǎn)始終為振動(dòng)減弱點(diǎn)，振幅為零，故B錯(cuò)誤； P、Q為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，P、Q連線上各點(diǎn)到兩波源的波程差相等，振動(dòng)始終加強(qiáng)，故C正確；如果A、B兩波源頻率不同，將不能形成穩(wěn)定的干涉，不能產(chǎn)生類似的穩(wěn)定的干涉圖樣，故D錯(cuò)誤。]
例5　2　減弱　加強(qiáng)
解析　由題圖知兩列波的周期均為T＝2 s，則波長(zhǎng)λ＝vT＝2 m，由幾何關(guān)系可知兩波源到A點(diǎn)的距離為AS1＝10 m，AS2＝8 m，所以兩波源到A點(diǎn)的路程差為2 m；同理可得，BS1－BS2＝0，為波長(zhǎng)的整數(shù)倍，由振動(dòng)圖像知兩振源振動(dòng)方向相反，故B處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)減弱；兩波源到C點(diǎn)的路程差為Δx＝CS1－CS2＝1 m，所以C處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)。(共68張PPT)
DISANZHANG
第三章
第三節(jié)　機(jī)械波的傳播現(xiàn)象
1.通過實(shí)驗(yàn)和生活情境認(rèn)識(shí)波的反射、折射和衍射現(xiàn)象，知道波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件(重點(diǎn))。
2.理解波的疊加原理，知道干涉是波疊加的結(jié)果(重難點(diǎn))。3.知道形成穩(wěn)定干涉圖樣的條件(重難點(diǎn))。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
一、機(jī)械波的衍射與惠更斯原理
二、機(jī)械波的反射和折射
課時(shí)對(duì)點(diǎn)練
三、機(jī)械波的干涉
內(nèi)容索引
機(jī)械波的衍射與惠更斯原理
一
如圖甲所示是一個(gè)可觀察水波衍射的發(fā)波水槽，振源的頻率是可以調(diào)節(jié)的，槽中放置兩塊可移動(dòng)的擋板形成寬度可調(diào)節(jié)的窄縫，觀察水波的傳播，也可以在水槽中放置寬度不同的擋板，觀察水波的傳播。回答下列問題：
1.水波遇到窄縫時(shí)，會(huì)觀察到什么現(xiàn)象？如圖乙所示，相同波長(zhǎng)的水波通過尺寸不同的窄縫，觀察到的現(xiàn)象有什么變化？
答案　水波遇到窄縫時(shí)，水波能穿過窄縫，并能到達(dá)擋板后面。相同波長(zhǎng)的水波通過窄縫時(shí)，窄縫的尺寸越小，水波到達(dá)擋板后面的現(xiàn)象越明顯。
2.如圖丙所示，保持窄縫的寬度不變，改變水波的波長(zhǎng)，你觀察到什么現(xiàn)象？
答案　可以觀察到水波的波長(zhǎng)越接近窄縫的寬度，水波到達(dá)擋板后面的現(xiàn)象越明顯。
1.波的衍射：波能繞過 或穿過 繼續(xù)向前傳播的現(xiàn)象。
2.發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：當(dāng)縫、孔的寬度或者障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)______或者比波長(zhǎng) 時(shí)，能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象。
說明：(1)衍射是波特有的現(xiàn)象，一切波都能發(fā)生衍射。
(2) 衍射只有“明顯”與“不明顯”之分，波的直線傳播只是衍射不明顯時(shí)的近似情況。
梳理與總結(jié)
障礙物
相近
小孔
更小
3.惠更斯原理
介質(zhì)中波動(dòng)傳到的各點(diǎn)都可以看作是發(fā)射子波的 ，在其后的任一時(shí)刻，這些子波的包絡(luò)就形成新的 。
波源
波面
討論與交流
喇叭播放的音樂中，高音(頻率大)和低音(頻率小)的聲波哪個(gè)更容易繞過高墻？
(1)只有當(dāng)障礙物的尺寸與波長(zhǎng)相差不多或比波長(zhǎng)小時(shí)，才會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象。(　　)
(2)夏日雷聲有時(shí)轟鳴不絕，這是聲波的衍射現(xiàn)象。(　　)
(3)“聞其聲不見其人”，是指聲波的衍射現(xiàn)象。(　　)
×
×
√
　(2023·深圳市實(shí)驗(yàn)學(xué)校高二月考)如圖所示是觀察水面波衍射的實(shí)驗(yàn)裝置，AC和BD是兩塊擋板，AB是一個(gè)孔，O是波源，圖中已畫出波源所在區(qū)域波的傳播情況，每?jī)蓷l相鄰波紋(圖中曲線)之間距離表示一個(gè)波長(zhǎng)。則
A.水面波經(jīng)過孔后波速會(huì)改變
B.水面波經(jīng)過孔后波紋間距離可能變大
C.若波源頻率增大，衍射現(xiàn)象更明顯
D.如果將孔擴(kuò)大，可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象
例1
√
波的傳播速度取決于介質(zhì)，由于經(jīng)過孔之后仍在水中
傳播，則水面波經(jīng)過孔后波速不變，故A錯(cuò)誤；
由于同一列波的頻率不變，而衍射前后波速相同，故
衍射前后波長(zhǎng)相同，波紋間距離不變，故B錯(cuò)誤；
由于介質(zhì)不變，故水波的波速不變，而波的頻率增大后，則波的波長(zhǎng)變短，而孔、縫的寬度不變時(shí)，波長(zhǎng)越小，衍射越不明顯，故C錯(cuò)誤；
如果將孔擴(kuò)大，有可能造成孔的寬度大于波的波長(zhǎng)，而只有當(dāng)孔、縫的寬度與波長(zhǎng)差不多或者比波長(zhǎng)還小時(shí)，才能夠發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故D正確。
　 如圖所示，一小型漁港的防波堤兩端M、N相距約60 m，在防波堤后A、B兩處有兩個(gè)小船進(jìn)港躲避風(fēng)浪。某次海嘯引起的波浪沿垂直于防波堤的方向向防波堤傳播，下列說法正確的有
A.假設(shè)波浪的波長(zhǎng)約為10 m，則A、B兩處小船完全不受
波浪影響
B.假設(shè)波浪的波長(zhǎng)約為10 m，則A、B兩處小船明顯受到
波浪影響
C.假設(shè)波浪的波長(zhǎng)約為70 m，則A、B兩處小船基本上不受波浪影響
D.假設(shè)波浪的波長(zhǎng)約為70 m，則A、B兩處小船明顯受到波浪影響
針對(duì)訓(xùn)練
√
當(dāng)波浪的波長(zhǎng)約為10 m時(shí)，不會(huì)有明顯的衍射現(xiàn)象，A、B兩處小船受到影響較小，但并不是完全沒有影響，故A、B錯(cuò)誤。
A、B兩處小船明顯受到波浪影響是因?yàn)樗òl(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，波浪能傳播到A、B處，當(dāng)縫隙MN的尺寸比波長(zhǎng)小或跟波長(zhǎng)差不多的時(shí)候，會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤，D正確；
返回
機(jī)械波的反射和折射
二
1.若一列機(jī)械波從一種介質(zhì)入射到另一種介質(zhì)的界面上時(shí)，波的一部分發(fā)生反射，另一部分會(huì)發(fā)生折射，繼續(xù)傳播。
2.在波的反射中，波的頻率、波速和波長(zhǎng)都不變。在波的折射中，頻率不變，波速和波長(zhǎng)發(fā)生改變。
說明：(1)波的頻率是由振源決定的，介質(zhì)中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)都是受迫振動(dòng)，因此不論是反射還是折射，波的頻率是不變的。
(2)波速是由介質(zhì)決定的，波反射時(shí)是在同一介質(zhì)中傳播，因此波速不變，波折射時(shí)是在不同介質(zhì)中傳播，因此波速改變。
　圖中1、2、3分別代表入射波、反射波、折射波，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
例2
√
波1、2都在介質(zhì)a中傳播，故1、2的頻率、波速、波長(zhǎng)均相等，A、B錯(cuò)；
返回
機(jī)械波的干涉
三
1.觀察如圖所示的兩列水波相遇時(shí)和相遇后的特點(diǎn)，說一說兩列波在傳播過程中，相遇時(shí)和相遇后遵循什么規(guī)律？
答案　相遇時(shí)水波凸起的高度比原來的更大一些。兩列波相遇后仍然保持原有的波形繼續(xù)前行。
2.如圖甲所示，在一水波槽中將一根金屬絲固定在振動(dòng)片上，當(dāng)振動(dòng)片發(fā)生振動(dòng)時(shí)，金屬絲會(huì)周期性地振動(dòng)水面，形成波源。水面就會(huì)出現(xiàn)從波源發(fā)出的一列圓形波。
(1)將兩根金屬絲固定在不同的振動(dòng)片上，使生成的兩列波的頻率不同，觀察兩列波相遇時(shí)有什么現(xiàn)象？
答案　兩列波相遇時(shí)會(huì)彼此穿過，仍保持各自原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)繼續(xù)傳播下去。
(2)將兩根金屬絲固定在同一振動(dòng)片上，使生成的兩列波相同，觀察兩列波相遇時(shí)(如圖乙)有什么現(xiàn)象？
答案　頻率相同的兩列波，在相遇的區(qū)域水面上，會(huì)出現(xiàn)穩(wěn)定的相對(duì)平靜的區(qū)域和劇烈振動(dòng)的區(qū)域。
梳理與總結(jié)
1.波的疊加原理
兩列波在相遇疊加時(shí)，每列波都是獨(dú)立地 ，相遇區(qū)域中各點(diǎn)的位移就是這兩列波引起的 。
2.波的干涉
(1)定義： 相同的兩列波，在相遇的區(qū)域水面上，會(huì)出現(xiàn) 的
____________區(qū)域和 區(qū)域，這種現(xiàn)象稱為波的干涉。
保持自己原有的特性
位移的合成
頻率
穩(wěn)定
相對(duì)平靜的
劇烈振動(dòng)的
(2)干涉圖樣
如圖所示，在頻率相同的波相遇的區(qū)域，某些地方的振動(dòng)始終加強(qiáng)，某些地方的振動(dòng)始終減弱，波產(chǎn)生干涉會(huì)形成一種 的圖樣。干涉是波特有的現(xiàn)象。
加強(qiáng)和減弱相間
穩(wěn)定
說明：①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)。
②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加強(qiáng)點(diǎn)的振幅最大，為兩列波的振幅之和；減弱點(diǎn)的振幅最小，為兩列波的振幅之差。
討論與交流
在波的干涉現(xiàn)象中，能不能認(rèn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)的位移始終最大，振動(dòng)減弱點(diǎn)的位移始終為零？為什么？
答案　不能，振動(dòng)加強(qiáng)(減弱)點(diǎn)是指質(zhì)點(diǎn)的振幅最大(小)，而不是指振動(dòng)的位移最大(小)，因?yàn)槲灰剖窃跁r(shí)刻變化的，加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的位移均可以為零，只有發(fā)生干涉的兩列波振幅大小相等，減弱點(diǎn)位移才始終為零。
(1)兩列波疊加時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移一定增大。(　　)
(2)只有頻率相同的兩列波才可以疊加。(　　)
(3)在振動(dòng)減弱的區(qū)域，各質(zhì)點(diǎn)都處于波谷。(　　)
×
×
×
　(多選)(2023·深圳市外國(guó)語(yǔ)學(xué)校高二期末)兩列振幅相等、波長(zhǎng)均為λ、周期均為T的簡(jiǎn)諧橫波沿同一繩子相向傳播，若兩列波均由一次全振動(dòng)產(chǎn)生，t＝0時(shí)刻的波形如圖(a)所示，此時(shí)兩列波相距λ，則
例3
C.不可能有如圖(b)丙所示的波形
D.因違背能量守恒定律，圖(b)丁
所示的波形不存在
√
√
題圖丙波形表明兩列波的波谷已經(jīng)相遇，題圖中所示相遇部分處于波谷的質(zhì)點(diǎn)的位移應(yīng)該為兩波質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅之和，所以不可能有題圖(b)丙所示的波形，故C正確；
t＝T時(shí)，兩列波均沿傳播方向傳播了λ的距離，此時(shí)兩列波的波峰與波谷疊加，所有質(zhì)點(diǎn)的位移恰好均為0，波形為題圖(b)丁所示的波形，故D錯(cuò)誤。
　(2023·汕頭市金山中學(xué)高二期中)如圖，A、B為振幅相同的相干波源，圖中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，則下列敘述正確的是
A.Q點(diǎn)始終處于波峰位置
B.R、S兩點(diǎn)振動(dòng)有時(shí)加強(qiáng)有時(shí)減弱
C.P、Q連線上各點(diǎn)振動(dòng)始終加強(qiáng)
D.如果A、B兩波源頻率不同，也能產(chǎn)生
類似的穩(wěn)定的干涉圖樣
例4
√
P、Q為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，P、Q連線上各點(diǎn)到兩波源的波程差相等，振動(dòng)始終加強(qiáng)，故C正確；
如果A、B兩波源頻率不同，將不能形成穩(wěn)定的干涉，不能產(chǎn)生類似的穩(wěn)定的干涉圖樣，故D錯(cuò)誤。
Q點(diǎn)雖然為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，但仍在平衡位置附近振動(dòng)，不可能始終處于波峰位置，故A錯(cuò)誤；
R、S兩點(diǎn)始終為振動(dòng)減弱點(diǎn)，振幅為零，故B錯(cuò)誤；
　如圖(a)，在xOy平面內(nèi)有兩個(gè)沿z方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)波源S1(0,4 m)和S2(0，－2 m)。兩波源的振動(dòng)圖線分別如圖(b)和圖(c)所示。兩列波的波速均為1.00 m/s。兩列波從波源傳播到點(diǎn)A(8 m，－2 m)的路程差為____m，兩列波引起的點(diǎn)B(4 m,1 m)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相互______(填“加強(qiáng)”或“減弱”)，點(diǎn)C(0,0.5 m)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相互_______(填“加強(qiáng)”或“減弱”)。
例5
2
減弱
加強(qiáng)
由題圖知兩列波的周期均為T＝2 s，則波長(zhǎng)λ＝vT＝2 m，由幾何關(guān)系可知兩波源到A點(diǎn)的距離為AS1＝10 m，AS2＝8 m，所以兩波源到A點(diǎn)的路程差為2 m；同理可得，BS1－BS2＝0，為波長(zhǎng)的整數(shù)倍，由振動(dòng)圖像知兩振源振動(dòng)方向相反，故B處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)減弱；兩波源到C點(diǎn)的路程差為Δx＝CS1－CS2＝1 m，所以C處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)。
總結(jié)提升
振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的判斷方法
1.現(xiàn)象判斷法：若某點(diǎn)處總是波峰與波峰(或波谷與波谷)相遇，該點(diǎn)為加強(qiáng)點(diǎn)；若總是波峰與波谷相遇，則為減弱點(diǎn)；若某點(diǎn)處是平衡位置和平衡位置相遇，則讓兩列波再傳播 ，看該點(diǎn)是波峰和波峰(波谷和波谷)相遇，還是波峰和波谷相遇，從而判斷該點(diǎn)是加強(qiáng)點(diǎn)還是減弱點(diǎn)。
2.條件判斷法：頻率相同、振動(dòng)情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)到兩波源的距離差為Δr，則當(dāng)Δr＝kλ時(shí)為加強(qiáng)點(diǎn)，當(dāng)Δr＝(2k＋1) 時(shí)為減弱點(diǎn)，其中k＝0,1,2…。若兩波源振動(dòng)步調(diào)相反，則上述結(jié)論相反。
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課時(shí)對(duì)點(diǎn)練
四
考點(diǎn)一　機(jī)械波的衍射
1.(多選)下列說法正確的是
A.波的衍射現(xiàn)象必須具備一定的條件，否則不可能發(fā)生衍射現(xiàn)象
B.要觀察到水波明顯的衍射現(xiàn)象，必須使狹縫的寬度遠(yuǎn)大于水波波長(zhǎng)
C.波長(zhǎng)越長(zhǎng)的波，越容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象
D.衍射是波特有的現(xiàn)象
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基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練
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衍射是波特有的現(xiàn)象，即任何波都會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象，只不過存在明顯與不明顯的差別而已，只有當(dāng)障礙物或孔的尺寸跟波長(zhǎng)差不多或者比波長(zhǎng)小時(shí)，才會(huì)觀察到明顯的衍射現(xiàn)象，選項(xiàng)C、D正確，A、B錯(cuò)誤。
2.在山中伐木時(shí)發(fā)出的聲音既含有頻率較高的聲波，也含有頻率較低的聲波，其中只有頻率較低的“嘭”“嘭”聲才能被遠(yuǎn)處的人聽到，這是因?yàn)?br/>A.頻率較低的“嘭”“嘭”聲能量大，能傳到很遠(yuǎn)
B.頻率較低的“嘭”“嘭”聲速度快，最先到達(dá)
C.頻率較低的“嘭”“嘭”聲波長(zhǎng)較長(zhǎng)，容易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象
D.以上說法均不對(duì)
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機(jī)械波的能量是由振幅決定的，聲波在空氣中的傳播速度都相同，故A、B錯(cuò)誤；
考點(diǎn)二　機(jī)械波的反射與折射
3.人在室內(nèi)講話的聲音比在空曠的室外講話聲音要洪亮，是因?yàn)?br/>A.室內(nèi)空氣不流動(dòng)
B.室內(nèi)聲音多次被反射
C.室內(nèi)聲音發(fā)生折射
D.室內(nèi)物體會(huì)吸收聲音
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在室內(nèi)說話，說話的聲音傳到墻壁上又反射回來，我們聽到的是回聲與原聲的混合，因此我們聽到的聲音響亮，在空曠的場(chǎng)合，聲音傳播出去，周圍沒有高大的建筑物，聲音不能反射回來，我們聽到的只是原聲，因此聽起來就沒有室內(nèi)響亮，綜上分析，A、C、D錯(cuò)誤，B正確。
4.(多選)以下關(guān)于波的認(rèn)識(shí)，正確的是
A.潛艇利用聲吶探測(cè)周圍物體的分布情況，利用的是波的反射原理
B.隱形飛機(jī)怪異的外形及表面涂特殊隱形物質(zhì)，是為了減少波的反射，
從而達(dá)到隱形的目的
C.超聲波雷達(dá)的工作原理是利用波的折射
D.水波從深水區(qū)傳到淺水區(qū)改變傳播方向的現(xiàn)象，是波的折射現(xiàn)象
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潛艇利用聲吶探測(cè)周圍物體的分布情況，聲吶采用的是超聲波，超聲波的方向性好，遇到障礙物容易反射，故A正確；
隱形飛機(jī)的原理是：通過降低飛機(jī)的聲、光、電等可探測(cè)特征量，使雷達(dá)等防空探測(cè)器無(wú)法早期發(fā)現(xiàn)，所以隱形飛機(jī)可能在機(jī)身表面涂有高效吸收電磁波的物質(zhì)，使用吸收雷達(dá)電磁波材料，在雷達(dá)屏幕上顯示的反射信息很小、很弱，很難被發(fā)現(xiàn)，故B正確；
超聲波雷達(dá)的工作原理是利用波的反射，故C錯(cuò)誤；
水波從深水區(qū)傳到淺水區(qū)改變傳播方向的現(xiàn)象，是波的折射現(xiàn)象，故D正確。
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考點(diǎn)三　機(jī)械波的干涉
5.(多選)如圖所示，波源S1在繩的左端發(fā)出頻率為f1、振幅為A1的半個(gè)波形a，同時(shí)另一個(gè)波源S2在繩的右端發(fā)出頻率為f2、振幅為A2的半個(gè)波形b，且f1A.兩列波比較，a波將先到達(dá)P點(diǎn)
B.兩列波在P點(diǎn)疊加時(shí)，P點(diǎn)的位移最大可達(dá)A1＋A2
C.b波的波峰到達(dá)P點(diǎn)時(shí)，a波的波峰還沒有到達(dá)P點(diǎn)
D.兩列波相遇時(shí)，繩上位移可達(dá)A1＋A2的點(diǎn)只有一個(gè)，此點(diǎn)在P點(diǎn)的左側(cè)
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因兩列波波速相等，故兩列波能同時(shí)到達(dá)P點(diǎn)，
A錯(cuò)誤；
6.(2024·廣東省中山紀(jì)念中學(xué)高二月考)如圖為水面上兩列頻率相同的波在某時(shí)刻的疊加情況，以波源S1、S2為圓心的兩組同心圓弧分別表示同一時(shí)刻兩列波的波峰(實(shí)線)和波谷(虛線)，S1的振幅A1＝4 cm，S2的振幅A2＝3 cm，則下列說法正確的是
A.A、D連線上的所有質(zhì)點(diǎn)一定都是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)
B.S1、S2兩列波的傳播速度可以不相同
C.再過半個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)B、C是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)
D.質(zhì)點(diǎn)D的位移不可能為零
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此刻A、D是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，A、D連線上的
所有質(zhì)點(diǎn)一定都是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，故A正確；
兩列波的頻率相同，又在同一介質(zhì)中傳播，波速一定相同，故B錯(cuò)誤；
干涉圖樣是穩(wěn)定存在的，此刻質(zhì)點(diǎn)B、C是振動(dòng)減弱的點(diǎn)，之后振動(dòng)也始終減弱，故C錯(cuò)誤；
振動(dòng)加強(qiáng)指的是振動(dòng)范圍(振幅)變大，某時(shí)刻仍會(huì)回到平衡位置，質(zhì)點(diǎn)D的位移可能為零，故D錯(cuò)誤。
7.(2023·浙江1月選考)主動(dòng)降噪耳機(jī)能收集周圍環(huán)境中的噪聲信號(hào)，并產(chǎn)生相應(yīng)的抵消聲波，某一噪聲信號(hào)傳到耳膜的振動(dòng)圖像如圖所示，取得最好降噪效果的抵消聲波(聲音在空氣中的傳播速度為340 m/s)
A.振幅為2A
B.頻率為100 Hz
C.波長(zhǎng)應(yīng)為1.7 m的奇數(shù)倍
D.在耳膜中產(chǎn)生的振動(dòng)與圖中所示的振動(dòng)同相
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主動(dòng)降噪耳機(jī)是根據(jù)波的干涉，抵消聲波與噪聲的振幅、頻率相同，相位相反，疊加后才能相互抵消來實(shí)現(xiàn)降噪，
抵消聲波與噪聲的波速、頻率相同，則波長(zhǎng)也相同，為λ＝vT＝340×0.01 m＝3.4 m，C錯(cuò)誤。
8.如圖，擋板M是固定的，擋板N可以上下移動(dòng)?，F(xiàn)在把M、N兩塊擋板中的空隙當(dāng)作一個(gè)“小孔”做水波的衍射實(shí)驗(yàn)，出現(xiàn)了如圖所示的圖樣，P點(diǎn)的水沒有振動(dòng)起來。為了使擋板左邊的振動(dòng)傳到P點(diǎn)處，下列措施中正確的一組是
A.保持N板不動(dòng)，減小振源頻率
B.保持N板不動(dòng)，增大振源頻率
C.增大振源頻率，把N板下移
D.保持振源頻率不變，把N板下移
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能力綜合練
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P處質(zhì)點(diǎn)沒有振動(dòng)，說明在P點(diǎn)波沒有明顯衍射過去，原因是M、N間的縫太寬或波長(zhǎng)太小，因此若使P處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，可采用N板上移減小小孔的間距或增大波的波長(zhǎng)，即減小頻率，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。
9.(2024·廣東省汕尾中學(xué)期末)甲、乙兩位同學(xué)相距4 m站立，各自握住輕繩的一端，同時(shí)沿豎直方向做連續(xù)的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻產(chǎn)生的波形如圖所示。已知AC＝BD＝1 m，下列說法正確的是
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A.圖示時(shí)刻E點(diǎn)正豎直向上振動(dòng)，F(xiàn)點(diǎn)正豎直向下振動(dòng)
B.甲、乙兩同學(xué)可能產(chǎn)生周期不同的機(jī)械波
C.兩列波相遇時(shí)，輕繩中點(diǎn)處的振動(dòng)將減弱
D.兩列波相遇時(shí)，輕繩上C點(diǎn)的振動(dòng)將加強(qiáng)
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根據(jù)題意，由題圖可知，甲形成的機(jī)械波向右傳播，乙形成的機(jī)械波向左傳播，由同側(cè)法可知，圖示時(shí)刻E點(diǎn)和F點(diǎn)都正豎直向上振動(dòng)，故A錯(cuò)誤；
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由題圖結(jié)合同側(cè)法可知，C點(diǎn)和D點(diǎn)的起振方向相同，均豎直向下振動(dòng)，而繩上各質(zhì)點(diǎn)起振的方向與波源的起振方向相同，則甲、乙形成的機(jī)械波的振動(dòng)情況完全相同，輕繩中點(diǎn)到兩列波的波源距離相同，即波程差為0，該點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，即兩列波相遇時(shí)，輕繩中點(diǎn)處的振動(dòng)將加強(qiáng)，C點(diǎn)到兩列波波源的距離差為Δx＝BC－AC＝2 m＝2λ，則C點(diǎn)為加強(qiáng)點(diǎn)，即兩列波相遇時(shí)，輕繩上C點(diǎn)的振動(dòng)將加強(qiáng)，故C錯(cuò)誤，D正確。
10.(多選)(2023·深圳市高二期末)波的干涉在生活中屢見不鮮，如水波的干涉等。如圖甲所示，在某種介質(zhì)中有兩個(gè)振動(dòng)方向始終相同的波源S1、S2，振幅均為1 cm。兩列波在M點(diǎn)處疊加時(shí)M點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖乙所示，則
A.兩列波的波長(zhǎng)可能為2 m
B.M點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)
C.兩列波的傳播周期均為0.2 s
D.t＝0.1 s時(shí)，一列波的波峰與另
一列波的波谷在M點(diǎn)相互疊加
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由題圖乙可知M點(diǎn)的振幅為兩列波的振幅之和，可知M點(diǎn)發(fā)生干涉，且為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，因此兩波源的振動(dòng)頻率相同，周期也相同，由題圖乙可知T＝0.2 s，故C正確，B錯(cuò)誤；
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因?yàn)镸點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，因此t＝0.1 s時(shí)為兩列波在平衡位置相互疊加，使得在M點(diǎn)處于平衡位置，故D錯(cuò)誤。
11.(2023·南通市高二期中)波源S1和S2振動(dòng)方向相同，頻率f均為4 Hz，分別置于均勻介質(zhì)中的A、B兩點(diǎn)處，xAB＝1.2 m，如圖所示。兩波源產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波沿直線AB相向傳播，波速v為4 m/s。已知兩波源振動(dòng)的初始相位相同，求：
(1)波長(zhǎng)λ；
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答案　1 m　
(2)A、B間合振動(dòng)振幅最大的點(diǎn)離A點(diǎn)的距離x。
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答案　見解析
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設(shè)P為AB上任意一點(diǎn)，P點(diǎn)距A的距離為x，則距B的距離為1.2－x，P點(diǎn)到兩波源的路程差為Δs＝|x－(1.2－x)|，其中0≤x≤1.2 m
解得k＝0時(shí)，x＝0.6 m
k＝1時(shí)，x＝1.1 m或者x＝0.1 m。
12.(多選)如圖甲所示，B、C和P是同一水平面內(nèi)的三個(gè)點(diǎn)，沿豎直方向振動(dòng)的橫波Ⅰ在介質(zhì)中沿BP方向傳播，P與B相距40 cm，B點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖乙所示；沿豎直方向振動(dòng)的橫波Ⅱ在同一介質(zhì)中沿CP方向傳播，P與C相距50 cm，C點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖丙所示。在t＝0時(shí)刻，兩列波同時(shí)分別到達(dá)B、C兩點(diǎn)，兩列波的波速都為20 cm/s，兩列波在P點(diǎn)相遇，則以下說法正確的是
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A.兩列波的波長(zhǎng)均為20 cm
B.P處質(zhì)點(diǎn)振幅為10 cm
C.4.5 s時(shí)P處質(zhì)點(diǎn)在平衡位置且向下振動(dòng)
D.波遇到40 cm的障礙物將發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象
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根據(jù)題圖乙與題圖丙可知，兩列波的周期都是T＝1 s，且兩列波的波速都為20 cm/s，則根據(jù)波長(zhǎng)計(jì)算公式可得兩列波的波長(zhǎng)都為λ＝vT＝20×1 cm＝20 cm，故A正確；
根據(jù)題意可知P距B、C間的波程差為PC－PB＝50 cm－40 cm＝10 cm＝0.1 m＝0.5λ，而t＝0時(shí)刻兩波的振動(dòng)方向相反，則可知P是振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)，振幅等于兩波振幅之和，即為70 cm，故B錯(cuò)誤；
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在t＝2.5 s時(shí)刻，橫波Ⅰ與橫波Ⅱ兩波疊加，P點(diǎn)經(jīng)過平衡位置向下振動(dòng)，在t＝4.5 s時(shí)刻，經(jīng)過了兩個(gè)周期，P處質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過平衡位置向下振動(dòng)，故C正確；
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因波長(zhǎng)為20 cm，則當(dāng)波遇到40 cm的障礙物將不會(huì)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。

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