波的干涉 導(dǎo)學(xué)案-高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊(cè)

試卷第=page77頁，共=sectionpages77頁試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁波的干涉【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．知道波的疊加原理。2．知道什么是波的干涉現(xiàn)象和干涉圖樣。3．知道干涉現(xiàn)象也是波所特有的現(xiàn)象?！緦W(xué)習(xí)重難點(diǎn)】1．波的疊加原理。2．波的干涉現(xiàn)象和干涉圖樣。【學(xué)習(xí)過程】一、波的疊加1．波的疊加原理幾列波相遇時(shí)能夠保持各自的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)繼續(xù)傳播，在它們重疊的區(qū)域里，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)同時(shí)參與這幾列波引起的___________，質(zhì)點(diǎn)的位移等于這幾列波單獨(dú)傳播時(shí)引起的位移的___________。圖中表示了分別向右、向左傳播的兩列波1和2在相遇區(qū)域內(nèi)的疊加過程。2．波的疊加原理是波具有獨(dú)立傳播性的必然結(jié)果，由于總位移是兩個(gè)位移的矢量和，所以疊加區(qū)域的質(zhì)點(diǎn)的位移可能增大，也可能減小。兩列同相波的疊加，振動(dòng)_________，振幅_________。(如左圖所示)兩列反相波的疊加，振動(dòng)_________，振幅_________。(如右圖所示)答案：1．振動(dòng)矢量和2．加強(qiáng)增大減弱減小二、波的干涉1．定義________相同的兩列波疊加時(shí)，某些區(qū)域的________________、某些區(qū)域的________________的現(xiàn)象。2．穩(wěn)定干涉條件（1）兩列波的頻率必須________。（2）兩個(gè)波源的相位差必須________________。3．干涉的普遍性一切波都能夠發(fā)生干涉，干涉是________特有的現(xiàn)象。4．規(guī)律：（1）振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)的位置：P點(diǎn)到兩列波的波源的距離差等于__________的整數(shù)倍，______________的偶數(shù)倍。表達(dá)式：__________________________________________。（2）振動(dòng)減弱點(diǎn)的位置：P點(diǎn)到兩列波的波源的距離差等于__________的奇數(shù)倍。表達(dá)式：__________________________________________。答案：1．頻率增幅加大振幅減小2．相同保持不變3．波4．（1）波長半個(gè)波長PS（2）半個(gè)波長PS達(dá)標(biāo)檢測(cè)一、單選題1．兩個(gè)振動(dòng)情況完全一樣的波源S1和S2相距6m，它們發(fā)出的兩列波在空間相遇時(shí)產(chǎn)生干涉，圖中實(shí)線表示振動(dòng)加強(qiáng)的區(qū)域，虛線表示振動(dòng)減弱的區(qū)域。已知S1、S2間的距離等于兩列波波長的整數(shù)倍，則下列說法正確的是（）A．兩波源的振動(dòng)頻率一定相同 B．虛線一定是波谷與波谷相遇處C．兩列波的波長都是3m D．兩列波的波長都是1m2．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20cm3．如圖甲所示，A、B和P是同一均勻介質(zhì)中同一直線上的三個(gè)點(diǎn)，沿豎直方向振動(dòng)的橫波Ⅰ在介質(zhì)中沿方向傳播，波速為20，P與A相距40，A點(diǎn)振動(dòng)圖像如圖乙所示；沿豎直方向振動(dòng)的橫波Ⅱ沿方向傳播，P與B相距50，B點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖丙所示。在時(shí)刻，兩列波同時(shí)分別經(jīng)過A、B兩點(diǎn)，則下列說法正確的是（）A．兩列波能同時(shí)到達(dá)P點(diǎn)B．橫波Ⅰ的波長為0.2m，橫波Ⅱ的波長為0.25mC．穩(wěn)定后P點(diǎn)的振幅為10，在時(shí)，P點(diǎn)的位移為D．穩(wěn)定后P點(diǎn)的振幅為70，在時(shí)，P點(diǎn)正通過平衡位置4．下列四幅圖中關(guān)于機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波的說法正確的是（）A．圖中光滑斜面上的金屬球在輕彈簧作用下沿斜面可做簡諧運(yùn)動(dòng)B．圖中單擺的擺角較小時(shí)，運(yùn)動(dòng)為簡諧運(yùn)動(dòng)，回復(fù)力由重力和彈力的合力提供C．圖中若增大波源O點(diǎn)振動(dòng)的頻率，衍射現(xiàn)象一定會(huì)更明顯D．圖中A、B、C、D點(diǎn)的振動(dòng)都是加強(qiáng)的，所以它們偏離平衡位置的位移不可能為零5．如圖所示，波源O1、O2以相同的頻率垂直紙面振動(dòng)激發(fā)出橫波在紙面內(nèi)沿著各個(gè)方向傳播，A、B、C三點(diǎn)在O1、O2連線的中垂線上，t＝0時(shí)刻O1、O2同時(shí)沿相同方向開始振動(dòng)，經(jīng)過4s的時(shí)間，與O1相距6m的A點(diǎn)開始振動(dòng)，此后A點(diǎn)每分鐘上下振動(dòng)20次，且當(dāng)A位于波峰時(shí)，B、C兩點(diǎn)也同時(shí)位于離A點(diǎn)最近的兩個(gè)波峰，則下列說法正確的是（）A．波源O1激發(fā)的橫波波長為9mB．波源O1激發(fā)的橫波波長為3mC．O1與B之間的距離為10.5mD．t＝12s時(shí)C點(diǎn)開始振動(dòng)6．兩列簡諧橫波的振幅都是20cm，傳播速度大小相同。實(shí)線波的頻率為2Hz，沿x軸正方向傳播；虛線波沿x軸負(fù)方向傳播。某時(shí)刻兩列波在如圖所示區(qū)域相遇，則（

）A．在相遇區(qū)域會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象B．實(shí)線波和虛線波的頻率之比為2︰3C．平衡位置為x=6m處的質(zhì)點(diǎn)此時(shí)刻速度為零D．平衡位置為x=8.5m處的質(zhì)點(diǎn)此刻位移y＞20cm7．如圖所示，沿水平軸方向放置一根彈性輕繩，輕繩兩端的坐標(biāo)分別為和，軸上各點(diǎn)為彈性輕繩各個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的平衡位置，現(xiàn)使輕繩上與兩端處的質(zhì)點(diǎn)同時(shí)開始沿著豎直方向上下做簡諧運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后形成沿軸方向相向傳播的甲、乙兩列簡諧波，已知兩列波在繩中的傳播速度為，兩列波振動(dòng)的振幅都為A，在時(shí)刻形成的波形如圖所示。下列說法中正確的是（）A．甲、乙兩列波波源振動(dòng)的頻率之比為B．時(shí)刻，處質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置C．兩列波波源的起振方向相反D．在到時(shí)間內(nèi)，處質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為二、填空題8．在同一介質(zhì)中傳播的幾列波相遇時(shí)，每一列波都能保持自身的頻率波長、振動(dòng)方向和傳播方向不發(fā)生變化，這叫做波的________________。9．如圖是在發(fā)波水槽中觀察兩波源S1、S2在水槽中形成的水面波形，其中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷。從圖中可以判斷，波源______形成的水面波波長較大；為觀察到穩(wěn)定的干涉圖樣，可將圖中波源______的頻率調(diào)小。（均選填“S1”或“S2”）10．一條彈性繩子呈水平狀態(tài)，兩端、同時(shí)開始上下振動(dòng)，一小段時(shí)間后產(chǎn)生的波形如圖，兩列波均可看成為簡諧波，振幅均為，、兩點(diǎn)間距為，兩列波從該時(shí)刻運(yùn)動(dòng)至相遇所用時(shí)間，則該繩波的波速是__________，、連線中點(diǎn)位置是振動(dòng)的__________（填寫“加強(qiáng)點(diǎn)”或者“減弱點(diǎn)”）。三、解答題11．兩列速度大小相等的正弦簡諧波在t0=0時(shí)刻的波形如圖所示，它們相向傳播，介質(zhì)中各點(diǎn)位置如圖所示，已知t1=0.9s時(shí)刻，x=6cm處的質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)波谷。求：（1）從t0=0時(shí)刻到兩列波剛好相遇所經(jīng)過的時(shí)間；（2）t2=1.8s時(shí)，x=21cm處的質(zhì)點(diǎn)的縱坐標(biāo)。12．如圖甲所示，在某介質(zhì)的xOy平面內(nèi)有兩個(gè)相干波源和，波源的坐標(biāo)為（0，0.15m），其振動(dòng)圖像如圖乙所示；波源的坐標(biāo)為（0，0.15m），其振動(dòng)圖像如圖丙所示。在x=0.4m處有一平行于y軸的直線，與x軸交于N點(diǎn)，直線上M點(diǎn)的坐標(biāo)為（0.4m，0.15m）。兩波源發(fā)出的波的波長均為0.2m，求：①兩波源發(fā)出的波傳播到M點(diǎn)的時(shí)間各為多少。②試通過計(jì)算說明M處是振動(dòng)的加強(qiáng)點(diǎn)還是減弱點(diǎn)13．在x軸上有兩個(gè)波源，分別位于和處，振幅分別為12cm、8cm，由它們產(chǎn)生的兩列簡諧橫波甲、乙分別沿x軸正方向和x軸負(fù)方向傳播。如圖所示為時(shí)刻兩列波的波形圖，此刻平衡位置處于和處的兩質(zhì)點(diǎn)剛開始振動(dòng)。已知兩列波同時(shí)傳播到處，0~0.2s時(shí)間內(nèi)，平衡位