新教材高中物理选修第一册分层提升讲义15 A波的干涉 基础版（含解析）.doc

波的干涉知识点：波的干涉一、波的叠加几列波相遇时能够保持各自的运动特征，继续传播，在它们重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和．二、波的干涉1．定义频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列波叠加时，某些区域的振动总是加强，某些区域的振动总是减弱，这种现象叫波的干涉．2．稳定干涉条件(1)两列波的频率必须相同．(2)两个波源的相位差必须保持不变．3．干涉的普遍性一切波在一定条件下都能够发生干涉，干涉是波特有的现象．技巧点拨一、波的叠加1．波的独立传播特性：几列波相遇时各自的波长、频率等运动特征，不受其他波的影响．2．波的叠加原理：在几列波重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和．二、波的干涉对波的干涉的理解1．发生干涉的条件：(1)两列波的频率相同；(2)相位差恒定．2．产生稳定干涉图样的两列波的振幅越接近，干涉图样越明显．3．干涉图样及其特点(1)干涉图样：如图所示．图(2)特点①加强区和减弱区的位置固定不变．②加强区始终加强，减弱区始终减弱(加强区与减弱区不随时间变化)．③加强区与减弱区互相间隔．总结提升振动加强点和减弱点的判断方法1．条件判断法：频率相同、振动情况完全相同的两波源产生的波叠加时，加强、减弱条件如下：设点到两波源的距离差为Δr，则当Δr＝kλ时为加强点，当Δr＝(2k＋1)时为减弱点，其中k＝0,1,2….若两波源振动步调相反，则上述结论相反．2．现象判断法：若某点总是波峰与波峰(或波谷与波谷)相遇，该点为加强点；若总是波峰与波谷相遇，则为减弱点；若某点是平衡位置和平衡位置相遇，则让两列波再传播T，看该点是波峰和波峰(波谷和波谷)相遇，还是波峰和波谷相遇，从而判断该点是加强点还是减弱点．例题精练1．（扬州期末）如图实线与虚线分别表示频率相同的两列机械波某时刻的波峰和波谷，两列波的振幅分别为5cm和4cm，此时刻O、M两点偏离平衡位置的位移之差为x1，N、P两点偏离平衡位置的位移的位移之之差为x2，则（　　）A．x1＝18cm，x2＝2cm B．x1＝9cm，x2＝1cm C．x1＝18cm，x2＝0 D．x1＝0，x2＝2cm【分析】由图知P、N两处的质点是振动减弱点，M、O两质点是振动加强点，振幅为质点离开平衡的位置的最大位移，根据波的叠加原理分析竖直高度差。

解答】解：O点是波峰与波峰叠加，位移为xO＝A1+A2＝5cm+4cm＝9cm，在平衡位置上方，M点是波谷与波谷叠加，位移为xM＝﹣A1﹣A2＝﹣5cm﹣4cm＝﹣9cm，在平衡位置下方，则此时刻O、M两点偏离平衡位置的位移之差x1＝xO﹣xM＝9cm﹣（﹣9）cm＝18cmN是波谷和波峰叠加，位移为xN＝A1﹣A2＝5cm﹣4cm＝1cm，在平衡位置上方，P是波谷和波峰叠加，位移为xP＝﹣A1+A2＝﹣5cm+4cm＝﹣1cm，在平衡位置下方，N、P两点偏离平衡位置的位移之差x2＝xN﹣xP＝1cm﹣（﹣1）cm＝2cm故A正确，BCD错误，故选：A点评】本题主要考查的是波的叠加，考查学生对波的特性的理解，体现模型建构的素养，注意明确波动图象的性质以及波的叠加规律2．（泰安四模）关于波的衍射、干涉，下列说法正确的是（　　）A．超声波定位利用了波的衍射 B．“闻其声不见其人”中的“闻其声”是声波发生明显衍射的结果 C．两列波叠加时一定可以观察到稳定的干涉图样 D．两列波发生稳定干涉时，介质中某点的振动可能时而加强时而减弱【分析】超声波定位利用了波的反射；“闻其声不见其人”中的“闻其声”是声波衍射的结果；两列波频率完全相同时，才可以发生干涉；两列波发生干涉时，加强点始终加强，减弱点始终减弱。

解答】解：A、超声波定位利用了波的反射，故A错误；B、“闻其声不见其人”中的“闻其声”是声波绕过障碍物继续传播，是声波发生明显衍射的结果，故B正确；C、两列波频率完全相同，相位差恒定时，叠加才可以观察到稳定的干涉图样，故C错误；D、两列波发生干涉时，介质中某点的振动如果加强，则该点始终加强，如果减弱，则该点始终减弱，故D错误故选：B点评】本题考查波的反射、衍射和干涉，考查知识点针对性强，难度较小，考查了学生掌握知识与应用知识的能力随堂练习1．（思明区校级模拟）在某介质中，两列振幅和波长都相等的脉冲波相向传播，C为A、B的中点，如图甲所示在它们相遇的某一时刻出现两列波“消失”的现象，如图乙所示，该时刻（　　）A．A质点向上运动 B．B质点向上运动 C．C质点向下运动 D．C质点位移最大【分析】两列振幅和波长都相同的半波在相遇时，根据波形平移法判断出两列波单独传播时引起的振动方向．振动方向相同，则振动加强；振动方向相反，则振动减弱解答】解：AB、由图看出，两列波的波峰与波谷叠加，振动减弱，两波的振幅相等，所以如图乙所示的时刻两列波“消失”；根据波形平移法判断可知，向右传播的波单独引起A的振动方向向上，B的振动方向向下，向左传播的波单独引起A的振动方向向上，B的振动方向向下，根据叠加原理可知，此时A质点的振动方向是向上，B质点的振动方向是向下，故A正确，B错误；CD、此时C是两列波的波峰和波谷相遇，此时C质点处于静止状态，位移为零，故CD错误。

故选：A点评】本题考查波的叠加原理，及相遇后出现互不干扰现象．同时注意之所以两列在相遇时“消失”的原因是这两列波完全相同，从而出现振动减弱现象2．（丰台区期中）S1、S2为两个相干波源，在同一水平面上它们发出两列圆形波，两列波某时刻叠加的波形如图所示，图中实线表示波峰，虚线表示波谷图中有a、b、c三个位置，这三个位置上质点的振动情况是（　　）A．a、b、c都加强 B．a、c加强，b消弱 C．b、c加强，a消弱 D．a、b加强，c消弱【分析】两列频率相同的相干波，当波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强，当波峰与波谷相遇时振动减弱振动加强点的振幅等于两列波的振幅之和，振动渐弱点的振幅等于两列波的振幅之差的绝对值解答】解：A根据题中所给图形可知，a点是波峰与波峰相遇点，是振动加强点；b点是波谷与波谷相遇点，也是振动加强点；c点是波峰与波谷相遇点，是振动减弱点，故D正确，ABC错误故选：D点评】解决该题的关键是掌握振动加强点和振动减弱点的判断方法，知道振动加强点和振动减弱点的振幅的求解方法3．（思明区校级期中）如图所示是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间距离表示一个波长，则（　　）A．水面波经过孔后波速会改变 B．水面波经过孔后波纹间距离可能变大 C．若波源频率增大，衍射现象更明显 D．如果将孔扩大，可能观察不到明显的衍射现象【分析】波速取决于介质，频率取决于波源；缝的宽度与波长差不多或者比波长还小时，就能够发生明显的衍射现象，这是发生明显衍射的条件。

解答】解：A、波速取决于介质，所以水面波经过孔后波速不变，故A错误；B、水面波经过孔后波速不变，频率取决于波源，波的频率也不变，根据公式λ＝ 知水面波经过孔后，波纹间距离不变，故B错误；C、若波源频率增大，根据公式λ＝ 知，波长减小，衍射现象不会更明显，故C错误；D、孔的宽度与波长差不多或者比波长还小时，就能够发生明显的衍射现象，如果将孔扩大，孔的尺寸大于波的波长，可能观察不到明显的衍射现象，故D正确故选：D点评】解决本题的关键掌握产生明显衍射的条件，知道波速、频率、波长的决定因素及其关系4．（工农区校级期中）如图所示，S1、S2是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同，实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷关于图中所标的a、b、c、d四点，下列说法中正确的是（　　）A．质点a经过半个周期时，振动加强 B．质点b处位移始终最大 C．质点b、c、d处的振动始终是最强的 D．此时质点d处于平衡位置，质点d为振动减弱点【分析】两列波干涉时，两列波的波峰与波峰、波谷与波谷相遇处，振动始终加强，波峰与波谷相遇处振动始终减弱振动加强不是位移始终最大，是振幅最大，振幅是两列波的振幅之和。

解答】解：A、由图示可知，质点a处是两列波波峰与波谷叠加的地方，振动始终是最弱的，是振动减弱点，故A错误；B、质点b处是两列波波峰与波峰叠加的地方，是振动加强点，但位移不是始终最大，只能说振幅最大，故B错误；C、质点b、c、d处均在振动加强区，是振动加强点，故质点b、c、d处的振动始终是最强的，故C正确；D、此时质点d处于波峰与波谷之间，是平衡位置，质点d处是振动加强区，故D错误；故选：C点评】本题考查波的叠加，注意在波的干涉现象中，振动加强点的振动始终是加强的综合练习一．选择题（共15小题）1．（鼓楼区校级期中）如图所示，甲、乙两图分别表示两列相干水波的叠加情况，实线表示波峰，虚线表示波谷，设这两列波的振幅均为5cm两列波传播中在图示范围内振幅各自不变，波速和波长均分别为1m/s和0.5m如图甲所示，C点是BE连线的中点，下列说法正确的是（　　）A．两图C、D两点都保持静止不动 B．A点是振动加强点，它的位移总是最大 C．两图示时刻A、B两质点竖直高度差是20cm D．从此时刻起经0.125s，甲图的C质点到达波峰【分析】频率相同的两列水波的叠加：当波峰与波峰、或波谷与波谷相遇时振动是加强的；当波峰与波谷相遇时振动是减弱的根据矢量的合成确定A、B两点的高度差；根据波速公式分析0.125s时C点的位置。

解答】解：A、甲图中C点是振动加强点，波峰和波谷呈周期性变化，不是静止不动；D点是波峰和波谷相遇，是始终保持静止的，故A错误；B、A点为波谷与波谷或波峰与波峰相遇的区域，属于振动加强点，振幅等于两列波振幅之和，其位移随时间做周期性变化，并不是总是最大，故B错误；C、如两图所示，实线表示波峰，虚线表示波谷，则A是波峰与波峰相遇，B点是波谷与波谷相遇，它们均属于振动加强区两列波的振幅均为5cm，图示时刻，A点是波峰与波峰相遇，则A点相对平衡位置高10cm，B点是波谷与波谷相遇，则B点相对平衡位置低10cm，所以A、B相差20cm故C正确；D、波的周期T＝＝s＝0.5s，图示时刻，C点在平衡位置且向波谷运动，经0.125s，即，此时C质点到达波谷，故D错误故选：C点评】本题考查了波的干涉现象，解题的关键是理解振动加强点和振动减弱点的意义，振动加强点振幅为两波振幅之和，振动减弱点振幅为两波振幅之差2．（金山区校级期中）两波源Ⅰ、Ⅱ在水槽中形成的波形如图所示，其中实线为波峰，虚线为波谷，则（　　）A．a是振动始终加强的点 B．b是振动始终加强的点 C．a和b都是振动始终加强的点 D．a和b都不是振动始终加强的点【分析】明确两列波发生干涉的条件，由图分析能否保证频率相同，从而确定能否加强。

解答】解：由图可知，两列波的波长不同，而在同一介质中波速相同，则根据v＝λf可知，两列波的频率不相同，故不会产生干涉现象，故ab两点均不会始终加强，故ABC错误，D正确故选：D点评】本题考查波的F干涉，注意首先要明确两列波是否满足频率相同，然后再分析其是否发生干涉3．（思明区校级期中）如图所示是水波遇到小孔后的图像，图中每两条实线间的距离表示一个波长，其中正确的图像是（　　）A． B． 。