資源簡(jiǎn)介

第三節(jié)　機(jī)械波的傳播現(xiàn)象
(分值：100分)
選擇題1～11題，每小題7分，共77分。
基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練
題組一　機(jī)械波的衍射和惠更斯原理
1.(多選)以下說法中正確的是(　　)
波要發(fā)生衍射現(xiàn)象必須具備一定的條件，否則不可能發(fā)生衍射現(xiàn)象
惠更斯原理解釋了波的衍射現(xiàn)象與狹縫或障礙物的大小關(guān)系
波長(zhǎng)越長(zhǎng)的波，越容易發(fā)生明顯的衍射
只有波才有衍射現(xiàn)象
2.如圖所示是水波遇到小孔或障礙物后的圖像，圖中每?jī)蓷l實(shí)線間的距離表示一個(gè)波長(zhǎng)，其中正確的圖像是(　　)
A B C D
3.(多選)在水槽中放兩塊擋板MN，兩塊擋板間的空隙當(dāng)作一個(gè)“小孔”做水波的衍射實(shí)驗(yàn)，A點(diǎn)是振源，振動(dòng)頻率f＝10 Hz，A點(diǎn)振動(dòng)開始2 s后O點(diǎn)開始振動(dòng)，已知AO＝50 cm，圖示是觀察到的水波衍射圖像。下列說法正確的是(　　)
水波衍射后的波速變大
水波的波長(zhǎng)為2.5 cm
若小孔尺寸為1 cm，可以發(fā)生明顯衍射
A點(diǎn)振動(dòng)頻率增大，衍射波會(huì)更明顯
題組二　機(jī)械波的反射與折射
4.(多選)以下關(guān)于波的認(rèn)識(shí)，正確的是(　　)
潛艇利用聲吶探測(cè)周圍物體的分布情況，用的是波的反射原理
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
超聲波雷達(dá)的工作原理是利用波的折射
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
5.一列聲波從空氣傳入水中，已知水中聲速較大，則(　　)
聲波頻率不變，波長(zhǎng)變小
聲波頻率不變，波長(zhǎng)變大
聲波頻率變小，波長(zhǎng)變大
聲波頻率變大，波長(zhǎng)不變
題組三　機(jī)械波的干涉
6.關(guān)于兩列波相遇、疊加時(shí)情景的說法不正確是(　　)
相遇之后，振幅小的一列波將減弱，振幅大的一列波將加強(qiáng)
相遇之后，兩列波的振動(dòng)情況與相遇前完全相同
在相遇區(qū)域，任一點(diǎn)的總位移等于兩列波分別引起的位移的矢量和
幾個(gè)人在同一房間說話，相互間聽的清楚，這說明聲波在相遇時(shí)互不干擾
7.(多選)如圖所示為兩列相向傳播、振幅和波長(zhǎng)都相同的橫波，它們?cè)贠點(diǎn)相遇，此后可能出現(xiàn)的狀態(tài)是(　　)
A B C D
8.(多選)如圖所示，實(shí)線和虛線分別表示振幅、頻率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)，下列說法中正確的是(　　)
該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)O正處在平衡位置
P、N兩點(diǎn)始終處于平衡位置
M點(diǎn)到兩波源的距離之差一定是波長(zhǎng)的整數(shù)倍
從該時(shí)刻起，經(jīng)過四分之一周期，質(zhì)點(diǎn)M到達(dá)平衡位置
綜合提升練
9.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程中都發(fā)出噪聲，干涉型消聲器可以用來削弱高速氣流產(chǎn)生的噪聲，干涉型消聲器的結(jié)構(gòu)及氣流運(yùn)行如圖所示，波長(zhǎng)為λ的聲波沿水平管道自左向右傳播，當(dāng)聲波到達(dá)a處時(shí)，分成兩束相干波，它們分別通過r1和r2的路程，再在b處相遇，即可達(dá)到削弱噪聲的目的。若Δr＝|r2－r1|，則Δr等于(　　)
波長(zhǎng)λ的整數(shù)倍 波長(zhǎng)λ的奇數(shù)倍
半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍 半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍
10.(2024·廣東深圳月考)兩列簡(jiǎn)諧橫波在某一均勻介質(zhì)中相向傳播，波源M(0 m，0 cm)產(chǎn)生的波沿x軸正方向傳播，波源N(9 m，0 cm)產(chǎn)生的波沿x軸負(fù)方向傳播。t＝0時(shí)刻某一波源先開始振動(dòng)，t＝0.2 s時(shí)MN間的波形圖如圖所示。此時(shí)平衡位置位于x＝2 m和x＝8 m的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)都在波峰位置。下列說法正確的是(　　)
波源M先振動(dòng)且起振方向向下
沿x軸負(fù)方向傳播的N波波速為10 m/s
再經(jīng)過0.2 s，x＝6 m的質(zhì)點(diǎn)縱坐標(biāo)為5 cm
兩列波可以發(fā)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象
11.(多選)(2024·廣東梅州期末)有一列沿x軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波，在某一時(shí)刻它的波形圖如圖甲所示，M和N是這列簡(jiǎn)諧橫波上的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，從該時(shí)刻起某同學(xué)記錄下了質(zhì)點(diǎn)N在一段時(shí)間內(nèi)的振動(dòng)圖像，如圖乙所示。則下列說法正確的是(　　)
圖甲所示時(shí)刻M和N兩質(zhì)點(diǎn)的速度都為零
該列簡(jiǎn)諧橫波正以1.0 m/s的速度沿x軸負(fù)方向傳播
t＝2 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)M距離平衡位置最遠(yuǎn)，其加速度最大，加速度方向沿y軸正方向
該波在傳播過程中若遇到直徑d＝7 m的圓形障礙物，能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象
12.(11分)某物體發(fā)出的聲音在空氣中的波長(zhǎng)為1 m，波速為340 m/s，在海水中的波長(zhǎng)為4.5 m，此物體在海面上發(fā)出的聲音向下傳播，經(jīng)0.5 s聽到回聲，則海水的深度為多少？
培優(yōu)加強(qiáng)練
13.(12分)在學(xué)校運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上50 m直跑道的兩端，分別安裝了由同一信號(hào)發(fā)生器帶動(dòng)的兩個(gè)相同的揚(yáng)聲器。兩個(gè)揚(yáng)聲器連續(xù)發(fā)出波長(zhǎng)為5 m的聲波。一同學(xué)從該跑道的中點(diǎn)出發(fā)，向某一端點(diǎn)緩慢行進(jìn)10 m。求在此過程中他聽到揚(yáng)聲器聲音由強(qiáng)變?nèi)醯拇螖?shù)？
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，只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)相差不多，或者比波長(zhǎng)更小時(shí)，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象，選項(xiàng)C、D正確，A錯(cuò)誤；惠更斯原理解釋了波衍射的實(shí)質(zhì)，無法說明衍射現(xiàn)象與狹縫或障礙物大小的關(guān)系，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。。]
2.D　[當(dāng)波的波長(zhǎng)與小孔的尺寸相當(dāng)，或大于小孔的尺寸時(shí)，會(huì)發(fā)生明顯的衍射，故A錯(cuò)誤；當(dāng)波的波長(zhǎng)比小孔的尺寸小時(shí)，波表現(xiàn)為直線傳播，故B錯(cuò)誤；波遇到與波長(zhǎng)差不多的障礙物后，波能“繞過”障礙物繼續(xù)向前傳播，故C錯(cuò)誤，D正確。]
3.BC　[波速由介質(zhì)決定，介質(zhì)不變，波速不變，A錯(cuò)誤；水波的傳播速度v＝＝0.25 m/s，結(jié)合v＝λf可知，水波的波長(zhǎng)λ＝2.5 cm，B正確；小孔尺寸為1 cm時(shí)，小孔尺寸比波長(zhǎng)小，可以發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，C正確；當(dāng)A點(diǎn)振源的振動(dòng)頻率增大時(shí)，波長(zhǎng)變小，衍射現(xiàn)象會(huì)更不明顯，D錯(cuò)誤。]
4.ABD
5.B　[聲波由空氣傳入水中，頻率不變，聲速變大，由v＝λf知波長(zhǎng)變大，選項(xiàng)B正確。]
6.A　[根據(jù)波的疊加原理可知，兩列波相遇后，振動(dòng)方向相同的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)將加強(qiáng)，振動(dòng)方向相反的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)將減弱，與振幅的大小沒有關(guān)系，故A錯(cuò)誤；根據(jù)波傳播的獨(dú)立性可知，相遇后，兩列波的振動(dòng)情況不發(fā)生變化，與相遇前完全相同，故B正確；由波的疊加原理可知，在相遇區(qū)域，任一點(diǎn)的總位移等于兩列波單獨(dú)傳播時(shí)在該點(diǎn)引起的位移的矢量和，故C正確；由波的獨(dú)立性可知，聲波互不干擾，所以幾個(gè)人在同一房間說話，相互間聽的清楚，故D正確。]
7.BD　[當(dāng)左列波的波峰和右列波的波谷在O點(diǎn)相遇時(shí)，疊加后的圖像為B；當(dāng)兩列波的波峰在O點(diǎn)相遇時(shí)，疊加后的圖像為D；而A和C是不可能出現(xiàn)的。]
8.BD　[由題圖可知，O為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，此時(shí)O點(diǎn)處于波谷，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；M點(diǎn)是波峰與波峰相遇，振動(dòng)加強(qiáng)，只有當(dāng)兩波源振動(dòng)相位相同(即同向振動(dòng))時(shí)，M點(diǎn)到兩波源的距離差才是波長(zhǎng)的整數(shù)倍，若兩波源振動(dòng)相位相反(即反向振動(dòng))，則M點(diǎn)到兩波源的距離差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；N、P兩點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)，又因?yàn)閮闪胁ǖ恼穹嗤訬、P兩點(diǎn)的振幅為零，即兩點(diǎn)始終處于平衡位置，選項(xiàng)B正確；從該時(shí)刻經(jīng)周期，兩列波分別引起的振動(dòng)都使M點(diǎn)位于平衡位置，故M點(diǎn)位于平衡位置，選項(xiàng)D正確。]
9.C　[當(dāng)聲波到達(dá)a處時(shí)，分成兩束相干波，兩列波再次相遇時(shí)，能形成穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，當(dāng)路程差是波長(zhǎng)整數(shù)倍時(shí)振動(dòng)加強(qiáng)，是半波長(zhǎng)奇數(shù)倍時(shí)振動(dòng)減弱，為了達(dá)到削弱噪聲的目的，應(yīng)使振動(dòng)減弱，故C正確。]
10.C　[波速由介質(zhì)決定，兩列波的波速相同，M波傳播的距離遠(yuǎn)，則M波先開始傳播，根據(jù)上下坡法可知波源M起振方向向上，故A錯(cuò)誤；沿x軸負(fù)方向傳播的N波的波速為vN＝vM＝＝ m/s＝20 m/s，故B錯(cuò)誤；再經(jīng)0.2 s，兩列波均向前傳播x1＝20×0.2 m＝4 m的距離，x＝6 m的質(zhì)點(diǎn)恰好是M波的波峰與N波的波谷相遇，則其縱坐標(biāo)為y1＝10 cm－5 cm＝5 cm，故C正確；兩列波的波長(zhǎng)不同，由v＝λf知，頻率不同，不能發(fā)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。]
11.BCD　[題圖甲所示時(shí)刻，M和N兩質(zhì)點(diǎn)都在各自振動(dòng)的平衡位置，速度都為最大，A錯(cuò)誤；由題圖甲可知，該波的波長(zhǎng)為λ＝8 m，由題圖乙可知，該波的周期為T＝8 s，則該波的波速為v＝＝ m/s＝1 m/s，由題圖乙可知，N質(zhì)點(diǎn)在t＝0時(shí)刻向y軸的正方向振動(dòng)，則由上下坡法可知，該簡(jiǎn)諧橫波沿x軸負(fù)方向傳播，B正確；在t＝0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)M從平衡位置向y軸的負(fù)方向振動(dòng)，該波的周期為8 s，因此t＝2 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)M在y軸負(fù)方向的最大位移處，距離平衡位置最遠(yuǎn)，則其加速度最大，加速度方向沿y軸正方向，C正確；圓形障礙物尺寸比波長(zhǎng)小，能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，D正確。]
12.382.5 m
解析　同一列波在不同介質(zhì)中的頻率是相同的，由波速公式v＝λf，可得f＝＝ Hz＝340 Hz
聲音在海水中的傳播速度
v海＝λ海f＝4.5×340 m/s＝1 530 m/s
故海水的深度h＝v海·＝1 530××0.5 m＝382.5 m。
13.4
解析　當(dāng)該同學(xué)到兩聲源的距離差Δs等于半個(gè)波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，聲音減弱。設(shè)該同學(xué)向某一端運(yùn)動(dòng)的距離為s，則Δs＝(25＋s)－(25－s)＝2s＝(2n＋1)(n＝0，1，2，3…)，又0≤s≤10 m，則n取0、1、2、3，即該同學(xué)聽到揚(yáng)聲器聲音由強(qiáng)變?nèi)醯拇螖?shù)為4次。第三節(jié)　機(jī)械波的傳播現(xiàn)象
學(xué)習(xí)目標(biāo)　1.知道波的衍射現(xiàn)象以及發(fā)生明顯衍射的條件。 2.認(rèn)識(shí)波的反射和折射現(xiàn)象。
3.知道波的疊加原理和波的干涉現(xiàn)象。
知識(shí)點(diǎn)一　機(jī)械波的衍射與惠更斯原理
如圖所示是一個(gè)可觀察水波衍射的水波發(fā)生槽，波源的頻率是可以調(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)的小孔，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。思考下列問題：
水波遇到小孔時(shí)，會(huì)觀察到什么現(xiàn)象？依次減小小孔尺寸，觀察到的現(xiàn)象有什么變化？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.波的衍射：水波在遇到小障礙物或者小孔時(shí)，能________障礙物或穿過小孔繼續(xù)向前傳播，我們把這種現(xiàn)象叫作波的衍射。
說明：一切波都能發(fā)生衍射，衍射是波特有的現(xiàn)象。
2.發(fā)生明顯衍射的條件：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。
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)射子波的波源，在其后的任一時(shí)刻，這些子波的包絡(luò)就形成新的________，這就是惠更斯原理。
4.利用惠更斯原理解釋衍射現(xiàn)象
波傳到小孔(或障礙物)時(shí)，小孔(或障礙物)仿佛是一個(gè)新的波源，由它發(fā)出與原來同頻率的波(稱為子波)，在孔后傳播，于是就出現(xiàn)了偏離直線傳播的衍射現(xiàn)象，波的直線傳播是衍射不明顯時(shí)的近似情形。
【思考】　俗話說：“隔墻有耳”，為什么我們能聽到墻后面的聲音？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例1 如圖所示是利用水波槽觀察到的水波衍射圖樣，從圖樣可知(　　)
A.B側(cè)波是衍射波
B.A側(cè)波速與B側(cè)波速相等
C.增大水波波源的頻率，衍射現(xiàn)象將更明顯
D.增大擋板之間的距離，衍射現(xiàn)象將更明顯
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
對(duì)衍射的理解
1.當(dāng)波碰到障礙物時(shí)，肯定能發(fā)生衍射，只有“明顯”與“不明顯”之分。
2.發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件
障礙物或孔的尺寸比波長(zhǎng)小，或者跟波長(zhǎng)相差不多。　　　　
知識(shí)點(diǎn)二　機(jī)械波的反射和折射
當(dāng)我們對(duì)著養(yǎng)魚的水缸大喊時(shí)，會(huì)聽到嗡嗡聲，同時(shí)魚兒受驚亂竄。試分析聲波如何傳播，導(dǎo)致出現(xiàn)上述兩種現(xiàn)象。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.波的反射和折射：若一列機(jī)械波從一種介質(zhì)入射到另一種介質(zhì)的________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，________不變，波速和波長(zhǎng)發(fā)生改變。
【思考】　聲波在固體中的傳播速度大于氣體中，那么聲波的波長(zhǎng)在固體和氣體中是什么關(guān)系？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例2 如圖所示，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)相等
D.3與1的頻率相等，波速、波長(zhǎng)均不等
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
波的頻率由波源決定，波速由介質(zhì)決定，波長(zhǎng)由頻率和波速共同決定。　　　　
知識(shí)點(diǎn)三　機(jī)械波的干涉
(1)兩個(gè)同學(xué)分別抓住繩子的兩端，各自抖動(dòng)一下，繩上產(chǎn)生兩列凸起且相向傳播的波，兩列波相遇后是否還保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)繼續(xù)傳播？
(2)當(dāng)教室內(nèi)樂隊(duì)合奏時(shí)，我們聽到的某種樂器的聲音與這種樂器獨(dú)奏時(shí)發(fā)出的聲音是否相同？這種聲音是否受到了其他樂器的影響？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.波的疊加原理
兩列波在相遇疊加時(shí)，每列波都是獨(dú)立地保持自己原有的特性，相遇區(qū)域中各點(diǎn)的位移就是這兩列波引起的位移的________。
2.波的干涉
(1)定義：________相同的兩列波，在相遇的區(qū)域，會(huì)出現(xiàn)________的相對(duì)平靜的區(qū)域和劇烈振動(dòng)的區(qū)域，這種現(xiàn)象稱為波的干涉。
(2)波的干涉圖樣
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______________相間的圖樣，這樣的圖樣叫作波的干涉圖樣(如圖所示)。干涉是波________的現(xiàn)象。
(3)干涉圖樣特點(diǎn)
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)的振幅為A1＋A2；減弱點(diǎn)的振幅為|A1－A2|，每個(gè)質(zhì)點(diǎn)都在各自的平衡位置附近做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。
3.兩列波發(fā)生干涉的必要條件
(1)________相同。
(2)________恒定。
(3)振動(dòng)方向________。
【思考】　如圖所示，操場(chǎng)中兩根豎直桿上各有一個(gè)揚(yáng)聲器，接在同一擴(kuò)音機(jī)上，一位同學(xué)沿著AB方向走來。他聽到的聲音時(shí)強(qiáng)時(shí)弱，這屬于什么物理現(xiàn)象。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
角度1　波的疊加
例3 (多選)(粵教版教材P82節(jié)練習(xí)3改編)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.兩列波同時(shí)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)左側(cè)
D.兩列波相遇后，各自仍保持原來的波形獨(dú)立傳播
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.波的獨(dú)立傳播特性：幾列波相遇時(shí)各自的波長(zhǎng)、頻率等運(yùn)動(dòng)特征，不受其他波的影響。
2.波的疊加示例
(1)兩列波的疊加，(如圖甲所示)振動(dòng)加強(qiáng)，振幅增大。
(2)兩列波的疊加，(如圖乙所示)振動(dòng)減弱，振幅減小。
　　　　
角度2　波的干涉
例4 (多選)如圖所示表示兩列相干水波的疊加情況，圖中的實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，設(shè)兩列波的振幅均為5 cm，且在圖示的范圍內(nèi)振幅不變，波速和波長(zhǎng)分別為1 m/s和0.5 m。C點(diǎn)是BE連線的中點(diǎn)，下列說法正確的是(　　)
A.A點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，B點(diǎn)為振動(dòng)減弱的點(diǎn)
B.圖示時(shí)刻A、B兩點(diǎn)的豎直高度差為20 cm
C.圖示時(shí)刻C點(diǎn)正處在平衡位置且向上運(yùn)動(dòng)
D.從圖示的時(shí)刻起經(jīng)0.25 s后，B點(diǎn)通過的路程為20 cm
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
訓(xùn)練1 (人教版習(xí)題改編)在如圖所描述的時(shí)刻，M是波峰與波峰相遇的點(diǎn)，是凸起最高的位置之一。
(1)隨著時(shí)間的推移，這個(gè)凸起最高的位置在向哪個(gè)方向移動(dòng)？是不是M質(zhì)點(diǎn)在向那個(gè)方向遷移？M質(zhì)點(diǎn)在哪個(gè)方向上運(yùn)動(dòng)？
(2)指出圖中哪個(gè)位置是凹下最低的位置(只需指出一個(gè))。隨著時(shí)間的推移，這個(gè)凹下最低的位置在向哪個(gè)方向移動(dòng)？
(3)由圖中時(shí)刻經(jīng)過時(shí)，M質(zhì)點(diǎn)的位移有什么特點(diǎn)？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例5 如圖(a)，在xOy平面內(nèi)有兩個(gè)沿z方向做簡(jiǎn)諧振動(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”)。
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和振動(dòng)減弱點(diǎn)的判斷方法
1.條件判斷法：振動(dòng)頻率相同、振動(dòng)情況完全相同的兩波疊加時(shí)，設(shè)點(diǎn)到兩波源的波程差為Δx，當(dāng)Δx＝|x2－x1|＝kλ(k＝0，1，2，…)時(shí)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)；當(dāng)Δx＝|x2－x1|＝(2k＋1)(k＝0，1，2，…)時(shí)為振動(dòng)減弱點(diǎn)。若兩波源振動(dòng)步調(diào)相反，則上述結(jié)論相反。
2.現(xiàn)象判斷法：若某點(diǎn)總是波峰與波峰或波谷與波谷相遇，該點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，若總是波峰與波谷相遇，則為振動(dòng)減弱點(diǎn)。　　　　
訓(xùn)練2 (2024·廣東廣州高二期末)為提高通話質(zhì)量，智能手機(jī)會(huì)內(nèi)置2個(gè)麥克風(fēng)，其中一個(gè)麥克風(fēng)能夠主動(dòng)消除噪音，即通過收集環(huán)境噪聲，進(jìn)行處理后，發(fā)出與噪音相反的聲波，利用抵消原理消除噪音，如圖，則下列說法正確的是(　　)
A.質(zhì)點(diǎn)P經(jīng)過一個(gè)周期向外遷移的距離為一個(gè)波長(zhǎng)
B.降噪過程應(yīng)用了聲波的反射原理，使噪聲無法從外面進(jìn)入麥克風(fēng)
C.降噪過程應(yīng)用的是聲波的衍射原理
D.理想狀態(tài)下降噪聲波與環(huán)境噪聲聲波的傳播速度大小相等，波長(zhǎng)相等
隨堂對(duì)點(diǎn)自測(cè)
1.(機(jī)械波的衍射)(2024·江蘇宿遷高二期中)如圖所示，正中O是水面上一波源，實(shí)、虛線分別表示該時(shí)刻的波峰、波谷，A是擋板，B是小孔，經(jīng)過一段時(shí)間，水面上的波形將分布于(　　)
A.整個(gè)區(qū)域 B.陰影Ⅰ以外區(qū)域
C.陰影Ⅱ以外區(qū)域 D.陰影Ⅲ以外區(qū)域
2.(機(jī)械波的反射與折射)(多選)下列說法正確的是(　　)
A.波發(fā)生反射時(shí)，波的頻率不變，波速變小，波長(zhǎng)變短
B.波發(fā)生反射時(shí)，頻率、波長(zhǎng)、波速均不變
C.波發(fā)生折射時(shí)，波的頻率不變，但波長(zhǎng)、波速發(fā)生變化
D.波發(fā)生折射時(shí)，波的頻率、波長(zhǎng)、波速均發(fā)生變化
3.(波的疊加)(多選)兩個(gè)不等幅的脈沖波在均勻介質(zhì)中均以1.0 m/s的速率沿同一直線相向傳播，t＝0時(shí)刻的波形如圖所示，圖中小方格的邊長(zhǎng)為0.1 m。則不同時(shí)刻的波形正確的是(　　)
4.(機(jī)械波的干涉)如圖所示，S1、S2是兩個(gè)相干波源，它們的相位及振幅均相同。實(shí)線和虛線分別表示在某一時(shí)刻它們所發(fā)出的波的波峰和波谷，關(guān)于圖中所標(biāo)的a、b、c三點(diǎn)，下列說法中正確的是(　　)
A.a質(zhì)點(diǎn)一直在平衡位置
B.b質(zhì)點(diǎn)一直在波峰
C.c質(zhì)點(diǎn)一直在波谷
D.再過后的時(shí)刻，b、c兩質(zhì)點(diǎn)都將處于各自的平衡位置，振動(dòng)將減弱
第三節(jié)　機(jī)械波的傳播現(xiàn)象
知識(shí)點(diǎn)一
導(dǎo)學(xué)　提示　水波遇到小孔時(shí)，水波能穿過小孔，并能到達(dá)擋板后面的“陰影區(qū)”；小孔的尺寸減小時(shí)，水波到達(dá)“陰影區(qū)”的現(xiàn)象更加明顯。
知識(shí)梳理
1.繞過　2.相近　更小　3.波面
[思考] 提示　這是聲波的衍射現(xiàn)象，因?yàn)槁暡ǖ牟ㄩL(zhǎng)通常大于墻的尺寸，能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，因此我們有時(shí)能聽到墻后面的聲音。
例1 B　[擋板左邊是衍射波的波源，故A錯(cuò)誤；在同一種介質(zhì)中，機(jī)械波的波速相等，故B正確；波速不變，增大水波波源的頻率，水波的波長(zhǎng)將減小，而擋板間距不變，所以衍射現(xiàn)象將沒有原來的明顯，故C錯(cuò)誤；在波長(zhǎng)不變的情況下，增大擋板間距，衍射現(xiàn)象將沒有原來的明顯，故D錯(cuò)誤。]
知識(shí)點(diǎn)二
導(dǎo)學(xué)　提示　聲波碰到兩種介質(zhì)的界面時(shí)，一部分反射回來，產(chǎn)生嗡嗡聲，一部分從空氣進(jìn)入水中，繼續(xù)傳播，魚兒聽到聲音，受驚亂竄。
知識(shí)梳理
1.界面　2.頻率
[思考] 提示　λ固＞λ氣
例2 D　[反射波與入射波的波長(zhǎng)、頻率、波速都相等，故A、B錯(cuò)誤；折射波與入射波的波長(zhǎng)、波速均不等，但頻率相等，故C錯(cuò)誤，D正確。]
知識(shí)點(diǎn)三
導(dǎo)學(xué)　提示　(1)兩列波相遇后仍然保持原來各自的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)繼續(xù)傳播，并沒有受到另一列波的影響。
(2)相同；沒有受到其他樂器的影響。
知識(shí)梳理
1.合成　2.(1)頻率　穩(wěn)定　(2)加強(qiáng)和減弱　特有　3.(1)頻率　(2)相位差　(3)相同
[思考] 提示　波的干涉現(xiàn)象。
例3 ACD　[波的傳播具有獨(dú)立性，由于兩列波在同一介質(zhì)中傳播，則兩列波同時(shí)傳到P點(diǎn)，使P點(diǎn)開始振動(dòng)，但并非波峰同時(shí)傳播到P點(diǎn)，如圖所示，因波速相同，而兩列波的波長(zhǎng)不同，波傳播到P點(diǎn)時(shí)，兩波峰距P點(diǎn)的距離并不相同，波長(zhǎng)較小的波的波峰先到達(dá)P點(diǎn)，而兩波峰同時(shí)到達(dá)的位置在該時(shí)刻兩波峰的中間(圖中的O點(diǎn))，故B錯(cuò)誤，A、C、D正確。]
例4 BCD　[質(zhì)點(diǎn)A、B、E的連線處是加強(qiáng)區(qū)，則A、B、C、E為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，振幅均為兩列波振幅之和，即A＝A1＋A2＝10 cm，圖示時(shí)刻，A在波峰，B在波谷，故此時(shí)兩點(diǎn)的高度差為20 cm，A錯(cuò)誤，B正確；C點(diǎn)位于兩列波的峰、谷中間，可見其處于平衡位置，波由E向A傳播，可見C點(diǎn)在向上運(yùn)動(dòng)，C正確；波的周期T＝＝0.5 s，而t＝0.25 s＝，又B點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，則通過的路程為s＝2A＝2×10 cm＝20 cm，故D正確。]
訓(xùn)練1 (1)見解析　(2)見解析　(3)位移為0
解析　(1)如圖所示，凸起的最高點(diǎn)在圖中由M向P移動(dòng)；M點(diǎn)并不隨波遷移，只在垂直于紙面的方向上運(yùn)動(dòng)。
(2)圖中K點(diǎn)是凹下最低的位置；隨著時(shí)間的推移，凹下最低的位置由K向Q移動(dòng)。
(3)由圖中時(shí)刻經(jīng)過，M質(zhì)點(diǎn)回到平衡位置，故位移為0。
例5 2　減弱　加強(qiáng)
解析　由幾何關(guān)系可知兩波源到A點(diǎn)的距離分別為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點(diǎn)振動(dòng)減弱；波長(zhǎng)λ＝vT＝2 m，兩波源到C點(diǎn)的路程差為Δs＝CS1－CS2＝1 m＝，所以C點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)。
訓(xùn)練2 D　[機(jī)械波中的質(zhì)點(diǎn)只在自己的平衡位置附近做受迫振動(dòng)，不隨波遷移，故A錯(cuò)誤；由題圖可知，理想狀態(tài)下降噪聲波與環(huán)境聲波波長(zhǎng)相等，波速相等，則頻率相同，疊加時(shí)產(chǎn)生干涉，由于兩列聲波等幅反相，所以振動(dòng)減弱，起到降噪作用，故D正確，B、C錯(cuò)誤。]
隨堂對(duì)點(diǎn)自測(cè)
1.B　[由題圖中可直觀看出，半波長(zhǎng)為實(shí)虛兩圓半徑之差，且可看出擋板A的尺寸比波長(zhǎng)大得多，而小孔B與波長(zhǎng)長(zhǎng)度差不多。據(jù)波發(fā)生明顯衍射的條件知，該波在擋板A處的衍射現(xiàn)象很不明顯，即可認(rèn)為波沿直線傳播，故Ⅰ區(qū)內(nèi)水面無波形，故A、C、D錯(cuò)誤；該波的波長(zhǎng)與小孔B差不多，能夠產(chǎn)生明顯的衍射，故在陰影區(qū)Ⅲ、Ⅱ之內(nèi)，存在衍射波的波形，故B正確。]
2.BC　[波發(fā)生反射時(shí)，在同一種介質(zhì)中傳播，因此波長(zhǎng)、波速和頻率都不發(fā)生變化；波發(fā)生折射時(shí)，頻率不變，波速和波長(zhǎng)均發(fā)生變化，故B、C正確，A、D錯(cuò)誤。]
3.ABD　[兩脈沖波在同一介質(zhì)中傳播，由s＝vt可知，當(dāng)t＝0.3 s時(shí)，兩脈沖波各沿波的傳播方向傳播0.3 m，恰好相遇，A正確；當(dāng)t＝0.4 s，0.5 s，0.6 s時(shí)，兩脈沖波各沿波的傳播方向傳播0.4 m，0.5 m，0.6 m，由波的疊加原理可知，B、D正確，C錯(cuò)誤。]
4.A　[a質(zhì)點(diǎn)位置是波峰和波谷相遇，振動(dòng)減弱，且兩列波的振幅相同，所以a質(zhì)點(diǎn)一直在平衡位置，A正確；b質(zhì)點(diǎn)所處位置為波峰與波峰相遇，振動(dòng)加強(qiáng)，但仍在做周期性運(yùn)動(dòng)，并非一直在波峰；而c質(zhì)點(diǎn)是波谷與波谷相遇，為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，所以并非一直在波谷，B、C錯(cuò)誤；b、c兩點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，振動(dòng)始終加強(qiáng)，D錯(cuò)誤。](共60張PPT)
第三節(jié)　機(jī)械波的傳播現(xiàn)象
第三章　機(jī)械波
1.知道波的衍射現(xiàn)象以及發(fā)生明顯衍射的條件。
2.認(rèn)識(shí)波的反射和折射現(xiàn)象。
3.知道波的疊加原理和波的干涉現(xiàn)象。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
目 錄
CONTENTS
知識(shí)點(diǎn)
01
隨堂對(duì)點(diǎn)自測(cè)
02
課后鞏固訓(xùn)練
03
知識(shí)點(diǎn)
1
知識(shí)點(diǎn)二　機(jī)械波的反射和折射
知識(shí)點(diǎn)一　機(jī)械波的衍射與惠更斯原理
知識(shí)點(diǎn)三　機(jī)械波的干涉
知識(shí)點(diǎn)一　機(jī)械波的衍射與惠更斯原理
　　　如圖所示是一個(gè)可觀察水波衍射的水波發(fā)生槽，波源的頻率是可以調(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)的小孔，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。思考下列問題：
水波遇到小孔時(shí)，會(huì)觀察到什么現(xiàn)象？
依次減小小孔尺寸，觀察到的現(xiàn)象有什
么變化？
提示　水波遇到小孔時(shí)，水波能穿過小孔，并能到達(dá)擋板后面的“陰影區(qū)”；小孔的尺寸減小時(shí)，水波到達(dá)“陰影區(qū)”的現(xiàn)象更加明顯。
1.波的衍射：水波在遇到小障礙物或者小孔時(shí)，能______障礙物或穿過小孔繼續(xù)向前傳播，我們把這種現(xiàn)象叫作波的衍射。
說明：一切波都能發(fā)生衍射，衍射是波特有的現(xiàn)象。
2.發(fā)生明顯衍射的條件：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。
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)射子波的波源，在其后的任一時(shí)刻，這些子波的包絡(luò)就形成新的______，這就是惠更斯原理。
繞過
相近
更小
波面
4.利用惠更斯原理解釋衍射現(xiàn)象
波傳到小孔(或障礙物)時(shí)，小孔(或障礙物)仿佛是一個(gè)新的波源，由它發(fā)出與原來同頻率的波(稱為子波)，在孔后傳播，于是就出現(xiàn)了偏離直線傳播的衍射現(xiàn)象，波的直線傳播是衍射不明顯時(shí)的近似情形。
【思考】　俗話說：“隔墻有耳”，為什么我們能聽到墻后面的聲音？
提示　這是聲波的衍射現(xiàn)象，因?yàn)槁暡ǖ牟ㄩL(zhǎng)通常大于墻的尺寸，能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，因此我們有時(shí)能聽到墻后面的聲音。
B
例1 如圖所示是利用水波槽觀察到的水波衍射圖樣，從圖樣可知(　　)
A.B側(cè)波是衍射波
B.A側(cè)波速與B側(cè)波速相等
C.增大水波波源的頻率，衍射現(xiàn)象將更明顯
D.增大擋板之間的距離，衍射現(xiàn)象將更明顯
解析　擋板左邊是衍射波的波源，故A錯(cuò)誤；在同一種介質(zhì)中，機(jī)械波的波速相等，故B正確；波速不變，增大水波波源的頻率，水波的波長(zhǎng)將減小，而擋板間距不變，所以衍射現(xiàn)象將沒有原來的明顯，故C錯(cuò)誤；在波長(zhǎng)不變的情況下，增大擋板間距，衍射現(xiàn)象將沒有原來的明顯，故D錯(cuò)誤。
對(duì)衍射的理解
1.當(dāng)波碰到障礙物時(shí)，肯定能發(fā)生衍射，只有“明顯”與“不明顯”之分。
2.發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件
障礙物或孔的尺寸比波長(zhǎng)小，或者跟波長(zhǎng)相差不多。　　　　
知識(shí)點(diǎn)二　機(jī)械波的反射和折射
　　　當(dāng)我們對(duì)著養(yǎng)魚的水缸大喊時(shí)，會(huì)聽到嗡嗡聲，同時(shí)魚兒受驚亂竄。試分析聲波如何傳播，導(dǎo)致出現(xiàn)上述兩種現(xiàn)象。
提示　聲波碰到兩種介質(zhì)的界面時(shí)，一部分反射回來，產(chǎn)生嗡嗡聲，一部分從空氣進(jìn)入水中，繼續(xù)傳播，魚兒聽到聲音，受驚亂竄。
1.波的反射和折射：若一列機(jī)械波從一種介質(zhì)入射到另一種介質(zhì)的______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，______不變，波速和波長(zhǎng)發(fā)生改變。
界面
頻率
【思考】　聲波在固體中的傳播速度大于氣體中，那么聲波的波長(zhǎng)在固體和氣體中是什么關(guān)系？
提示　λ固＞λ氣
D
例2 如圖所示，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)相等
D.3與1的頻率相等，波速、波長(zhǎng)均不等
解析　反射波與入射波的波長(zhǎng)、頻率、波速都相等，故A、B錯(cuò)誤；折射波與入射波的波長(zhǎng)、波速均不等，但頻率相等，故C錯(cuò)誤，D正確。
波的頻率由波源決定，波速由介質(zhì)決定，波長(zhǎng)由頻率和波速共同決定。　　　　
知識(shí)點(diǎn)三　機(jī)械波的干涉
　　　(1)兩個(gè)同學(xué)分別抓住繩子的兩端，各自抖動(dòng)一下，繩上產(chǎn)生兩列凸起且相向傳播的波，兩列波相遇后是否還保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)繼續(xù)傳播？
提示　兩列波相遇后仍然保持原來各自的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)繼續(xù)傳播，并沒有受到另一列波的影響。
(2)當(dāng)教室內(nèi)樂隊(duì)合奏時(shí)，我們聽到的某種樂器的聲音與這種樂器獨(dú)奏時(shí)發(fā)出的聲音是否相同？這種聲音是否受到了其他樂器的影響？
提示　相同；沒有受到其他樂器的影響。
1.波的疊加原理
兩列波在相遇疊加時(shí)，每列波都是獨(dú)立地保持自己原有的特性，相遇區(qū)域中各點(diǎn)的位移就是這兩列波引起的位移的______。
合成
2.波的干涉
(1)定義：頻率相同的兩列波，在相遇的區(qū)域，會(huì)出現(xiàn)______的相對(duì)平靜的區(qū)域和劇烈振動(dòng)的區(qū)域，這種現(xiàn)象稱為波的干涉。
(2)波的干涉圖樣
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____________相間的圖樣，這樣的圖樣叫作波的干涉圖樣(如圖所示)。干涉是波______的現(xiàn)象。
穩(wěn)定
加強(qiáng)和減弱
特有
(3)干涉圖樣特點(diǎn)
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)的振幅為A1＋A2；減弱點(diǎn)的振幅為|A1－A2|，每個(gè)質(zhì)點(diǎn)都在各自的平衡位置附近做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。
3.兩列波發(fā)生干涉的必要條件
(1)______ 相同。
(2)________ 恒定。
(3)振動(dòng)方向______。
頻率
相位差
相同
【思考】　如圖所示，操場(chǎng)中兩根豎直桿上各有一個(gè)揚(yáng)聲器，接在同一擴(kuò)音機(jī)上，一位同學(xué)沿著AB方向走來。他聽到的聲音時(shí)強(qiáng)時(shí)弱，這屬于什么物理現(xiàn)象。
提示　波的干涉現(xiàn)象。
ACD
角度1　波的疊加
例3 (多選)(粵教版教材P82節(jié)練習(xí)3改編)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.兩列波同時(shí)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)左側(cè)
D.兩列波相遇后，各自仍保持原來的波形獨(dú)立傳播
解析　波的傳播具有獨(dú)立性，由于兩列波在同一介質(zhì)中傳播，則兩列波同時(shí)傳到P點(diǎn)，使P點(diǎn)開始振動(dòng)，但并非波峰同時(shí)傳播到P點(diǎn)，如圖所示，因波速相同，而兩列波的波長(zhǎng)不同，波傳播到P點(diǎn)時(shí)，兩波峰距P點(diǎn)的距離并不相同，波長(zhǎng)較小的波的波峰先到達(dá)P點(diǎn)，而兩波峰同時(shí)到達(dá)的位置在該時(shí)刻兩波峰的中間(圖中的O點(diǎn))，故B錯(cuò)誤，A、C、D正確。
1.波的獨(dú)立傳播特性：幾列波相遇時(shí)各自的波長(zhǎng)、頻率等運(yùn)動(dòng)特征，不受其他波的影響。
2.波的疊加示例
(1)兩列波的疊加，(如圖甲所示)振動(dòng)
加強(qiáng)，振幅增大。
(2)兩列波的疊加，(如圖乙所示)振動(dòng)
減弱，振幅減小。
BCD
角度2　波的干涉
例4 (多選)如圖所示表示兩列相干水波的疊加情況，圖中的實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，設(shè)兩列波的振幅均為5 cm，且在圖示的范圍內(nèi)振幅不變，波速和波長(zhǎng)分別為1 m/s和0.5 m。C點(diǎn)是BE連線的中點(diǎn)，下列說法正確的是(　　　)
A.A點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，B點(diǎn)為振動(dòng)減弱的點(diǎn)
B.圖示時(shí)刻A、B兩點(diǎn)的豎直高度差為20 cm
C.圖示時(shí)刻C點(diǎn)正處在平衡位置且向上運(yùn)動(dòng)
D.從圖示的時(shí)刻起經(jīng)0.25 s后，B點(diǎn)通過的路程為20 cm
訓(xùn)練1 (人教版習(xí)題改編)在如圖所描述的時(shí)刻，M是波峰與波峰相遇的點(diǎn)，是凸起最高的位置之一。
(1)隨著時(shí)間的推移，這個(gè)凸起最高的位置在向哪個(gè)方向移動(dòng)？是不是M質(zhì)點(diǎn)在向那個(gè)方向遷移？M質(zhì)點(diǎn)在哪個(gè)方向上運(yùn)動(dòng)？
答案　(1)見解析　(2)見解析　(3)位移為0
解析　(1)如圖所示，凸起的最高點(diǎn)在圖中由M向P移動(dòng)；M點(diǎn)并不隨波遷移，只在垂直于紙面的方向上運(yùn)動(dòng)。
(2)圖中K點(diǎn)是凹下最低的位置；隨著時(shí)間的推移，凹下最低的位置由K向Q移動(dòng)。
例5 如圖(a)，在xOy平面內(nèi)有兩個(gè)沿z方向做簡(jiǎn)諧振動(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”)。
答案　2　減弱　加強(qiáng)
D
訓(xùn)練2 (2024·廣東廣州高二期末)為提高通話質(zhì)量，智能手機(jī)會(huì)內(nèi)置2個(gè)麥克風(fēng)，其中一個(gè)麥克風(fēng)能夠主動(dòng)消除噪音，即通過收集環(huán)境噪聲，進(jìn)行處理后，發(fā)出與噪音相反的聲波，利用抵消原理消除噪音，如圖，則下列說法正確的是(　　)
A.質(zhì)點(diǎn)P經(jīng)過一個(gè)周期向外遷移的距離為一個(gè)波長(zhǎng)
B.降噪過程應(yīng)用了聲波的反射原理，使噪聲無法從外面進(jìn)入麥克風(fēng)
C.降噪過程應(yīng)用的是聲波的衍射原理
D.理想狀態(tài)下降噪聲波與環(huán)境噪聲聲波的傳播速度大小相等，波長(zhǎng)相等
解析　機(jī)械波中的質(zhì)點(diǎn)只在自己的平衡位置附近做受迫振動(dòng)，不隨波遷移，故A錯(cuò)誤；由題圖可知，理想狀態(tài)下降噪聲波與環(huán)境聲波波長(zhǎng)相等，波速相等，則頻率相同，疊加時(shí)產(chǎn)生干涉，由于兩列聲波等幅反相，所以振動(dòng)減弱，起到降噪作用，故D正確，B、C錯(cuò)誤。
隨堂對(duì)點(diǎn)自測(cè)
2
B
1.(機(jī)械波的衍射)(2024·江蘇宿遷高二期中)如圖所示，正中O是水面上一波源，實(shí)、虛線分別表示該時(shí)刻的波峰、波谷，A是擋板，B是小孔，經(jīng)過一段時(shí)間，水面上的波形將分布于(　　)
A.整個(gè)區(qū)域
B.陰影Ⅰ以外區(qū)域
C.陰影Ⅱ以外區(qū)域
D.陰影Ⅲ以外區(qū)域
解析　由題圖中可直觀看出，半波長(zhǎng)為實(shí)虛兩圓半徑之差，且可看出擋板A的尺寸比波長(zhǎng)大得多，而小孔B與波長(zhǎng)長(zhǎng)度差不多。據(jù)波發(fā)生明顯衍射的條件知，該波在擋板A處的衍射現(xiàn)象很不明顯，即可認(rèn)為波沿直線傳播，故Ⅰ區(qū)內(nèi)水面無波形，故A、C、D錯(cuò)誤；該波的波長(zhǎng)與小孔B差不多，能夠產(chǎn)生明顯的衍射，故在陰影區(qū)Ⅲ、Ⅱ之內(nèi)，存在衍射波的波形，故B正確。
BC
2.(機(jī)械波的反射與折射)(多選)下列說法正確的是(　　)
A.波發(fā)生反射時(shí)，波的頻率不變，波速變小，波長(zhǎng)變短
B.波發(fā)生反射時(shí)，頻率、波長(zhǎng)、波速均不變
C.波發(fā)生折射時(shí)，波的頻率不變，但波長(zhǎng)、波速發(fā)生變化
D.波發(fā)生折射時(shí)，波的頻率、波長(zhǎng)、波速均發(fā)生變化
解析　波發(fā)生反射時(shí)，在同一種介質(zhì)中傳播，因此波長(zhǎng)、波速和頻率都不發(fā)生變化；波發(fā)生折射時(shí)，頻率不變，波速和波長(zhǎng)均發(fā)生變化，故B、C正確，A、D錯(cuò)誤。
ABD
3.(波的疊加)(多選)兩個(gè)不等幅的脈沖波在均勻介質(zhì)中均以1.0 m/s的速率沿同一直線相向傳播，t＝0時(shí)刻的波形如圖所示，圖中小方格的邊長(zhǎng)為0.1 m。則不同時(shí)刻的波形正確的是(　　　)
解析　兩脈沖波在同一介質(zhì)中傳播，由s＝vt可知，當(dāng)t＝0.3 s時(shí)，兩脈沖波各沿波的傳播方向傳播0.3 m，恰好相遇，A正確；當(dāng)t＝0.4 s，0.5 s，0.6 s時(shí)，兩脈沖波各沿波的傳播方向傳播0.4 m，0.5 m，0.6 m，由波的疊加原理可知，B、D正確，C錯(cuò)誤。
A
解析　a質(zhì)點(diǎn)位置是波峰和波谷相遇，振動(dòng)減弱，且兩列波的振幅相同，所以a質(zhì)點(diǎn)一直在平衡位置，A正確；b質(zhì)點(diǎn)所處位置為波峰與波峰相遇，振動(dòng)加強(qiáng)，但仍在做周期性運(yùn)動(dòng)，并非一直在波峰；而c質(zhì)點(diǎn)是波谷與波谷相遇，為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，所以并非一直在波谷，B、C錯(cuò)誤；b、c兩點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，振動(dòng)始終加強(qiáng)，D錯(cuò)誤。
課后鞏固訓(xùn)練
3
CD
基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練
題組一　機(jī)械波的衍射和惠更斯原理
1.(多選)以下說法中正確的是(　　)
A.波要發(fā)生衍射現(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.惠更斯原理解釋了波的衍射現(xiàn)象與狹縫或障礙物的大小關(guān)系
C.波長(zhǎng)越長(zhǎng)的波，越容易發(fā)生明顯的衍射
D.只有波才有衍射現(xiàn)象
解析　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，只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)相差不多，或者比波長(zhǎng)更小時(shí)，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象，選項(xiàng)C、D正確，A錯(cuò)誤；惠更斯原理解釋了波衍射的實(shí)質(zhì)，無法說明衍射現(xiàn)象與狹縫或障礙物大小的關(guān)系，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。
D
2.如圖所示是水波遇到小孔或障礙物后的圖像，圖中每?jī)蓷l實(shí)線間的距離表示一個(gè)波長(zhǎng)，其中正確的圖像是(　　)
解析　當(dāng)波的波長(zhǎng)與小孔的尺寸相當(dāng)，或大于小孔的尺寸時(shí)，會(huì)發(fā)生明顯的衍射，故A錯(cuò)誤；當(dāng)波的波長(zhǎng)比小孔的尺寸小時(shí)，波表現(xiàn)為直線傳播，故B錯(cuò)誤；波遇到與波長(zhǎng)差不多的障礙物后，波能“繞過”障礙物繼續(xù)向前傳播，故C錯(cuò)誤，D正確。
BC
3.(多選)在水槽中放兩塊擋板MN，兩塊擋板間的空隙當(dāng)作一個(gè)“小孔”做水波的衍射實(shí)驗(yàn)，A點(diǎn)是振源，振動(dòng)頻率f＝10 Hz，A點(diǎn)振動(dòng)開始2 s后O點(diǎn)開始振動(dòng)，已知AO＝50 cm，圖示是觀察到的水波衍射圖像。下列說法正確的是(　　)
A.水波衍射后的波速變大
B.水波的波長(zhǎng)為2.5 cm
C.若小孔尺寸為1 cm，可以發(fā)生明顯衍射
D.A點(diǎn)振動(dòng)頻率增大，衍射波會(huì)更明顯
ABD
題組二　機(jī)械波的反射與折射
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，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
B
5.一列聲波從空氣傳入水中，已知水中聲速較大，則(　　)
A.聲波頻率不變，波長(zhǎng)變小
B.聲波頻率不變，波長(zhǎng)變大
C.聲波頻率變小，波長(zhǎng)變大
D.聲波頻率變大，波長(zhǎng)不變
解析　聲波由空氣傳入水中，頻率不變，聲速變大，由v＝λf知波長(zhǎng)變大，選項(xiàng)B正確。
A
題組三　機(jī)械波的干涉
6.關(guān)于兩列波相遇、疊加時(shí)情景的說法不正確是(　　)
A.相遇之后，振幅小的一列波將減弱，振幅大的一列波將加強(qiáng)
B.相遇之后，兩列波的振動(dòng)情況與相遇前完全相同
C.在相遇區(qū)域，任一點(diǎn)的總位移等于兩列波分別引起的位移的矢量和
D.幾個(gè)人在同一房間說話，相互間聽的清楚，這說明聲波在相遇時(shí)互不干擾
解析　根據(jù)波的疊加原理可知，兩列波相遇后，振動(dòng)方向相同的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)將加強(qiáng)，振動(dòng)方向相反的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)將減弱，與振幅的大小沒有關(guān)系，故A錯(cuò)誤；根據(jù)波傳播的獨(dú)立性可知，相遇后，兩列波的振動(dòng)情況不發(fā)生變化，與相遇前完全相同，故B正確；由波的疊加原理可知，在相遇區(qū)域，任一點(diǎn)的總位移等于兩列波單獨(dú)傳播時(shí)在該點(diǎn)引起的位移的矢量和，故C正確；由波的獨(dú)立性可知，聲波互不干擾，所以幾個(gè)人在同一房間說話，相互間聽的清楚，故D正確。
BD
7.(多選)如圖所示為兩列相向傳播、振幅和波長(zhǎng)都相同的橫波，它們?cè)贠點(diǎn)相遇，此后可能出現(xiàn)的狀態(tài)是(　　)
解析　當(dāng)左列波的波峰和右列波的波谷在O點(diǎn)相遇時(shí)，疊加后的圖像為B；當(dāng)兩列波的波峰在O點(diǎn)相遇時(shí)，疊加后的圖像為D；而A和C是不可能出現(xiàn)的。
BD
8.(多選)如圖所示，實(shí)線和虛線分別表示振幅、頻率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)，下列說法中正確的是(　　)
A.該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)O正處在平衡位置
B.P、N兩點(diǎn)始終處于平衡位置
C.M點(diǎn)到兩波源的距離之差一定是波長(zhǎng)的整數(shù)倍
D.從該時(shí)刻起，經(jīng)過四分之一周期，質(zhì)點(diǎn)M到達(dá)平衡位置
C
綜合提升練
9.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程中都發(fā)出噪聲，干涉型消聲器可以用來削弱高速氣流產(chǎn)生的噪聲，干涉型消聲器的結(jié)構(gòu)及氣流運(yùn)行如圖所示，波長(zhǎng)為λ的聲波沿水平管道自左向右傳播，當(dāng)聲波到達(dá)a處時(shí)，分成兩束相干波，它們分別通過r1和r2的路程，再在b處相遇，即可達(dá)到削弱噪聲的目的。若Δr＝|r2－r1|，則Δr等于(　　)
解析　當(dāng)聲波到達(dá)a處時(shí)，分成兩束相干波，兩列波再次相遇時(shí)，能形成穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，當(dāng)路程差是波長(zhǎng)整數(shù)倍時(shí)振動(dòng)加強(qiáng)，是半波長(zhǎng)奇數(shù)倍時(shí)振動(dòng)減弱，為了達(dá)到削弱噪聲的目的，應(yīng)使振動(dòng)減弱，故C正確。
C
10.(2024·廣東深圳月考)兩列簡(jiǎn)諧橫波在某一均勻介質(zhì)中相向傳播，波源M(0 m，0 cm)產(chǎn)生的波沿x軸正方向傳播，波源N(9 m，0 cm)產(chǎn)生的波沿x軸負(fù)方向傳播。t＝0時(shí)刻某一波源先開始振動(dòng)，t＝0.2 s時(shí)MN間的波形圖如圖所示。此時(shí)平衡位置位于x＝2 m和x＝8 m的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)都在波峰位置。下列說法正確的是(　　)
A.波源M先振動(dòng)且起振方向向下
B.沿x軸負(fù)方向傳播的N波波速為10 m/s
C.再經(jīng)過0.2 s，x＝6 m的質(zhì)點(diǎn)縱坐標(biāo)為5 cm
D.兩列波可以發(fā)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象
BCD
11.(多選)(2024·廣東梅州期末)有一列沿x軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波，在某一時(shí)刻它的波形圖如圖甲所示，M和N是這列簡(jiǎn)諧橫波上的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，從該時(shí)刻起某同學(xué)記錄下了質(zhì)點(diǎn)N在一段時(shí)間內(nèi)的振動(dòng)圖像，如圖乙所示。則下列說法正確的是(　　　)
A.圖甲所示時(shí)刻M和N兩質(zhì)點(diǎn)的速度都為零
B.該列簡(jiǎn)諧橫波正以1.0 m/s的速度沿x軸負(fù)方向傳播
C.t＝2 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)M距離平衡位置最遠(yuǎn)，其加速度最大，加速度方向沿y軸正方向
D.該波在傳播過程中若遇到直徑d＝7 m的圓形障礙物，能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象
12.某物體發(fā)出的聲音在空氣中的波長(zhǎng)為1 m，波速為340 m/s，在海水中的波長(zhǎng)為4.5 m，此物體在海面上發(fā)出的聲音向下傳播，經(jīng)0.5 s聽到回聲，則海水的深度為多少？
答案　382.5 m
解析　同一列波在不同介質(zhì)中的頻率是相同的，由波速公式v＝λf，可得
聲音在海水中的傳播速度v海＝λ海f＝4.5×340 m/s＝1 530 m/s
培優(yōu)加強(qiáng)練
13.在學(xué)校運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上50 m直跑道的兩端，分別安裝了由同一信號(hào)發(fā)生器帶動(dòng)的兩個(gè)相同的揚(yáng)聲器。兩個(gè)揚(yáng)聲器連續(xù)發(fā)出波長(zhǎng)為5 m的聲波。一同學(xué)從該跑道的中點(diǎn)出發(fā)，向某一端點(diǎn)緩慢行進(jìn)10 m。求在此過程中他聽到揚(yáng)聲器聲音由強(qiáng)變?nèi)醯拇螖?shù)？
答案　4

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