资源简介 预习案 【自主学习】 阅读教材69页-72页,思考: 1.多名同学在教室同时说话声在空中相遇后,会影响声音的信息吗?可否解释自己的结论? 2.完全相同的水波相遇后的波纹有什么特点?你能解释原因吗? 3. 如图所示,操场中两根电线杆上各有一只扬声器,接在同一个扩音机上,一位同学沿着MN方向走来。他听到的声音会有什么变化?为什么? 【学始于疑】(请将预习中不能解决的问题记录下来,供课堂解决。) 课堂案 【合作探究一】观察波的叠加实验,总结规律 【合作探究二】观察水波干涉实验并解释现象 【合作探究三】振动加强点与振动减弱点的判断方法 课堂练习:教材73页练习1、2、3、4 总结: 【进阶闯关检测】 A类基础关 1.(多选)两个不等幅的脉冲波在均匀介质中均以1.0 m/s的速率沿同一直线相向传播,t=0时刻的波形如图所示,图中小方格的边长为0.1 m,则以下不同时刻,波形正确的是( ) 2.(多选)(2019·全国卷Ⅲ)水槽中,与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上。振动片做简谐振动时,两根细杆周期性触动水面形成两个波源。两波源发出的波在水面上相遇,在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样。关于两列波重叠区域内水面上振动的质点,下列说法正确的是( ) A.不同质点的振幅都相同 B.不同质点振动的频率都相同 C.不同质点振动的相位都相同 D.不同质点振动的周期都与振动片的周期相同 E.同一质点处,两列波的相位差不随时间变化 3.(多选)如图所示,实线和虚线分别表示振幅A、频率f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,下列说法正确的是( ) A.该时刻位于O点的质点正处于平衡位置 B.位于P、N两点的质点始终处在平衡位置 C.从该时刻起,经过四分之一周期,位于M点的质点和位于O点的质点都到达平衡位置 D.OM连线中点是振动加强的点,其振幅为2A B类能力关 4.一条弹性绳子呈水平状态,M为绳子中点,两端P、Q同时开始上下振动,一小段时间t后产生的波形如图所示,对于其后绳上各点的振动情况,以下判断正确的是( ) A.波源P和Q开始振动的方向均是向上的 B.波源Q产生的波将先到达中点M C.中点M的振动虽始终是加强的,但其位移大小在某时刻可能为零 D.这两列波能形成稳定的干涉图样 5.如图所示,甲、乙两平面波是振幅相同的相干波,甲波沿x轴的正方向传播,乙波沿y轴正方向传播,图中实线表示某一时刻的波峰位置,虚线表示波谷位置,对图中正方形中央的a、b、c、d四点的振动情况,正确的判断是( ) A.a、b点振动加强,c、d点的振动减弱 B.a、c点振动加强,b、d点的振动减弱 C.a、d点振动加强,b、c点的振动减弱 D.a、b、c、d点的振动都加强 6.消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题,内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都发出噪声,干涉型消声器可以用来消弱高速气流产生的噪声,干涉型消声器的结构及气流运行如图所示,波长为λ的声波沿水平管道自左向右传播,当声波到达a处时,分成两束相干波,它们分别通过r1和r2的路程,再在b处相遇,即可达到消弱噪声的目的,若Δr=|r2-r1|,则Δr等于 ( ) A.波长λ的整数倍 B.波长λ的奇数倍 C.半波长λ/2的奇数倍 D.半波长λ/2的偶数倍 C类综合关(选做) 7.两列简谐横波分别沿x 轴正方向和负方向传播,两波源分别位于x=- 0.2 m和x=1. 2 m处, 两列波的波速均为0.4 m/s, 波源的振幅均 为2 cm。 图3-11 为0 时刻两列波 的 图 像, 此 刻 平 衡 位 置 在x = 0.2 m 和x = 0.8 m 的P、Q 两质点刚开始振动。质点M 的平衡位置处于x = 0.5 m 处。 (1)求两列波相遇的时刻。 (2)求1.5 s 后质点M 运动的路程。 8. (15分)如图所示,在y轴上的Q、P两点位置上有两个频率相同、振动方向相同、初始相位相同的振源,它们激起的机械波的波长为2 m,Q、P两点的纵坐标分别为yQ=6 m,yP=1 m,那么在x轴上从+∞到-∞的位置上,会出现几个振动减弱区? 【进阶闯关检测】答案 A类基础关 1.(多选)两个不等幅的脉冲波在均匀介质中均以1.0 m/s的速率沿同一直线相向传播,t=0时刻的波形如图所示,图中小方格的边长为0.1 m,则以下不同时刻,波形正确的是( ) 解析 根据波的叠加原理可知,叠加后任一点位移为两列波分别引起位移的矢量和,经0.3 s、0.4 s、0.5 s、0.6 s后,每列波形往前平移的距离分别为0.3 m、0.4 m、0.5 m、0.6 m。由叠加原理可知,A、B、D三项正确。 答案 ABD 2.(多选)(2019·全国卷Ⅲ)水槽中,与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上。振动片做简谐振动时,两根细杆周期性触动水面形成两个波源。两波源发出的波在水面上相遇,在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样。关于两列波重叠区域内水面上振动的质点,下列说法正确的是( ) A.不同质点的振幅都相同 B.不同质点振动的频率都相同 C.不同质点振动的相位都相同 D.不同质点振动的周期都与振动片的周期相同 E.同一质点处,两列波的相位差不随时间变化 解析 本题考查波的干涉。两波源振动频率相同,其他各质点均做受迫振动,故频率均与振源频率相同,周期均与振动片的周期相同,B、D两项正确;同一质点到两波源的距离确定,故波程差恒定,即相位差保持不变,E项正确。 答案 BDE 3.(多选)(2020·山东聊城期末)如图所示,实线和虚线分别表示振幅A、频率f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,下列说法正确的是( ) A.该时刻位于O点的质点正处于平衡位置 B.位于P、N两点的质点始终处在平衡位置 C.从该时刻起,经过四分之一周期,位于M点的质点和位于O点的质点都到达平衡位置 D.OM连线中点是振动加强的点,其振幅为2A 解析 由题图知O点是波谷和波谷叠加的位置,是振动加强点,该时刻位于O点的质点处于波谷,故A项错误;P、N两点是波谷和波峰叠加,由于两列波的振幅、频率相等,位于P、N两点的质点的位移始终为零,即始终处于平衡位置,故B项正确;该时刻位于M点的质点处于波峰,位于O点的质点处于波谷,从该时刻起,经过四分之一周期,位于M点的质点和位于O点的质点都到达平衡位置,此时位移为零,故C项正确;OM连线中点也是振动加强的点,其振幅与O或M点一样,为2A,故D项正确。 答案 BCD B类能力关 4.一条弹性绳子呈水平状态,M为绳子中点,两端P、Q同时开始上下振动,一小段时间t后产生的波形如图所示,对于其后绳上各点的振动情况,以下判断正确的是( ) A.波源P和Q开始振动的方向均是向上的 B.波源Q产生的波将先到达中点M C.中点M的振动虽始终是加强的,但其位移大小在某时刻可能为零 D.这两列波能形成稳定的干涉图样 解析 由图及波传播方向与质点振动方向关系的判断方法可得:t时刻波源P、Q所形成的两列横波在波刚到达的两质点均向上振动,而传播波的质点开始振动的方向与其波源开始振动方向相同,故A项正确;由于波速是由介质决定的,故两列波的波速相同,故两列波同时到达M点,故B项错误;由图可得:波源P产生的波长大于波源Q产生的波长,由v=λf可得:波源P所形成波的频率小于波源Q所形成波的频率,不能形成稳定的干涉图样,即M点的振动不是始终加强的,故C、D两项错误,正确选项为A项。 答案 A 5.如图所示,甲、乙两平面波是振幅相同的相干波,甲波沿x轴的正方向传播,乙波沿y轴正方向传播,图中实线表示某一时刻的波峰位置,虚线表示波谷位置,对图中正方形中央的a、b、c、d四点的振动情况,正确的判断是( ) A.a、b点振动加强,c、d点的振动减弱 B.a、c点振动加强,b、d点的振动减弱 C.a、d点振动加强,b、c点的振动减弱 D.a、b、c、d点的振动都加强 解析 对于波的干涉图样要清楚:一条加强线、一条减弱线、一条加强线……即加强线、减弱线彼此相间的稳定图样,在图中A、B、C、D四点,由峰峰叠加,可知BD决定的直线为加强线,过A点、C点的平行BD直线的两条直线也应是加强线。a、c两点在BD直线上,故a、c是振动加强点,分别过b、d且平行于BD直线的两条直线均在两加强线之间,应为减弱线,故b、d两点的振动是减弱的,B项正确。 答案 B 6.消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题,内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都发出噪声,干涉型消声器可以用来消弱高速气流产生的噪声,干涉型消声器的结构及气流运行如图所示,波长为λ的声波沿水平管道自左向右传播,当声波到达a处时,分成两束相干波,它们分别通过r1和r2的路程,再在b处相遇,即可达到消弱噪声的目的,若Δr=|r2-r1|,则Δr等于 ( ) A.波长λ的整数倍 B.波长λ的奇数倍 C.半波长λ/2的奇数倍 D.半波长λ/2的偶数倍 答案:C C类综合关(选做) 7.两列简谐横波分别沿x 轴正方向和负方向传播,两波源分别位于x=- 0.2 m和x=1. 2 m处, 两列波的波速均为0.4 m/s, 波源的振幅均 为2 cm。 图3-11 为0 时刻两列波 的 图 像, 此 刻 平 衡 位 置 在x = 0.2 m 和x = 0.8 m 的P、Q 两质点刚开始振动。质点M 的平衡位置处于x = 0.5 m 处。 (1)求两列波相遇的时刻。 (2)求1.5 s 后质点M 运动的路程。 答案:(1)0.75s (2)12cm 8. (15分)如图所示,在y轴上的Q、P两点位置上有两个频率相同、振动方向相同、初始相位相同的振源,它们激起的机械波的波长为2 m,Q、P两点的纵坐标分别为yQ=6 m,yP=1 m,那么在x轴上从+∞到-∞的位置上,会出现几个振动减弱区? 解析 P、Q两波源具有相同频率、相同振动方向、相同的初始相位,P、Q是相干波源,在空间P、Q波能产生稳定干涉,P、Q到x轴上任一点M的距离之差Δr满足Δr≤5 m。 由振动减弱的条件得Δr=(2k+1)≤5 m(k=0,1,2,…),将λ=2 m代入,所以2k+1≤5,则k≤2,所以k可取值0、1、2,当k=2时为O点,由于x轴正、负方向对称,所以x轴上的减弱区共5个。 答案 5个 展开更多...... 收起↑ 资源预览