高中物理 第十二章 機(jī)械波 4_2 波的干涉自主練習(xí) 新人教版選修3-41.doc

1、a波的干涉我夯基我達(dá)標(biāo)1.某機(jī)械波在第一種介質(zhì)中的傳播速度是v1，波長(zhǎng)是1，當(dāng)它進(jìn)入第二種介質(zhì)時(shí)，速度變?yōu)関2，則它在第二種介質(zhì)中的波長(zhǎng)為_(kāi).圖12-6-4思路解析：該題應(yīng)用波速公式求解，機(jī)械波在由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，機(jī)械波的頻率f不變，由波速公式v=f，所以=答案：2.一個(gè)波源在繩的左端發(fā)出半個(gè)波,頻率為f1,振幅為A1；同時(shí)另一個(gè)波源在繩的右端發(fā)出半個(gè)波，頻率為f2，振幅為A2，P為兩波源的中點(diǎn)，由圖12-6-4可知，下述說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（ )A.兩列波同時(shí)到達(dá)兩波源的中點(diǎn)PB.兩列波相遇后，P點(diǎn)波峰值可達(dá)A1+A2C.兩列波相遇時(shí)，各自仍保持原來(lái)的波形獨(dú)立傳播D.兩列波相遇時(shí)，繩上波

2、峰可達(dá)A1+A2的點(diǎn)只有一個(gè)，此點(diǎn)在P點(diǎn)的左側(cè)思路解析：因兩列波在同一介質(zhì)（繩）中傳播，所以波速相同，由圖可知12,說(shuō)明它們的波峰離P點(diǎn)距離不等，波同時(shí)傳至P點(diǎn)，波峰不會(huì)同時(shí)到P點(diǎn)，所以P點(diǎn)波峰值小于A1+A2，兩列波波峰能同時(shí)傳到的點(diǎn)應(yīng)在P點(diǎn)左側(cè)，所以A、D、B錯(cuò)誤，又由波具有獨(dú)立性，互不干擾，所以C正確.答案：C3.如圖12-6-5所示，沿一條直線相向傳播的兩列波的振幅和波長(zhǎng)均相等，當(dāng)它們相遇時(shí)，圖中可能出現(xiàn)的波形圖是（ )圖12-6-5思路解析：波在傳播過(guò)程中除相遇外，波的形狀不變，而C、D兩圖的波形發(fā)生了變化，C、D錯(cuò)誤.對(duì)于A圖，兩列波的半個(gè)波長(zhǎng)重疊，由于相遇處的振動(dòng)情況相反，疊加后

3、相遇處的質(zhì)點(diǎn)均處于平衡位置，所以A圖正確.對(duì)于B圖是兩列波完全重合，則重合處的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移為兩列波引起的位移之和（而C圖卻是波形變化后疊加）.A、B兩圖是可能出現(xiàn)的波形圖.答案：ABaa4.兩個(gè)相干波源發(fā)出的兩列波分別用不同的同心圓表示，其波峰用實(shí)線表示，虛線表示波谷，某一時(shí)刻兩列波在空間傳播的情況如圖12-6-6所示，在兩列波相遇空間有M、N、Q、K四點(diǎn)，則振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)是_，振動(dòng)減弱的點(diǎn)是_.圖12-6-6思路解析：當(dāng)波峰和波峰疊加或波谷和波谷疊加時(shí)，振動(dòng)加強(qiáng).當(dāng)波峰和波谷疊加時(shí)，振動(dòng)減弱.在圖中M點(diǎn)為波峰和波峰疊加，因此振動(dòng)加強(qiáng)，Q、N為波谷和波谷疊加，振動(dòng)加強(qiáng)，K點(diǎn)是波峰和波谷疊加，振

4、動(dòng)減弱.答案：M、N、Q K5.如圖12-6-7所示，在x軸上A、B為振動(dòng)情況相同的波源，同時(shí)向同一方向振動(dòng)，相距3 m，振幅為0.05 m，兩列波波長(zhǎng)都為2 m，問(wèn)：圖12-6-7（1）x軸上坐標(biāo)為1.0 m、1.5 m、2.0 m、2.5 m處質(zhì)點(diǎn)的振幅各是多大？（2）若波速為5 m/s，則2.5 m處的質(zhì)點(diǎn)F在0.8 s內(nèi)通過(guò)的路程為多少？思路解析：兩個(gè)波源頻率相同，振動(dòng)情況也完全相同（指振動(dòng)步調(diào)相同），在傳播過(guò)程中，出現(xiàn)穩(wěn)定的干涉圖樣，某些區(qū)域內(nèi)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)總是加強(qiáng)或總是減弱，介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)是加強(qiáng)還是減弱取決于該點(diǎn)到兩波源的路程差s，如果路程差為波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，該點(diǎn)的振動(dòng)是加強(qiáng)的；如果路程

5、差是半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，該點(diǎn)的振動(dòng)是減弱的，如兩波源的振幅相等，則這些質(zhì)點(diǎn)的振幅為零.(1)C和E點(diǎn)到A、B的路程差為：sc=CB-CA=(2.0-1.0) m=1.0 m=84823621sE=EA-EB=(2.0-1.0) m=1.0 m=即C、E兩點(diǎn)的振動(dòng)是減弱的，兩列波在這兩點(diǎn)引起的振動(dòng)總是方向相反，所以C、E兩質(zhì)點(diǎn)的振幅為零.D點(diǎn)和F點(diǎn)到A、B的路程差分別為：sD=DA-DB=(1.5-1.5) m=0sF=FA-FB=(2.5-0.5) m=2 m=即D、F兩點(diǎn)的振動(dòng)是加強(qiáng)的，兩列波在這兩處所引起的振動(dòng)總是方向相同，所以D、F兩質(zhì)點(diǎn)的振幅為A=20.05 m=0.1 m.（2）周期T

6、=0.4 s，經(jīng)t=0.8 s=2T，由于F點(diǎn)的振動(dòng)總是加強(qiáng)的.振幅A=0.1 m，所以在0.8 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)F通過(guò)的路程為s=8A=0.8 m.答案：（1）0；0.1 m；0；0.1 m（2）0.8 m6.兩個(gè)頻率相同的波源，在振動(dòng)過(guò)程中它們的運(yùn)動(dòng)方向始終相反，由這兩個(gè)波源激起的兩列波傳到某一固定點(diǎn)P時(shí)，在P點(diǎn)出現(xiàn)永遠(yuǎn)抵消的現(xiàn)象，P點(diǎn)到兩波源的距離之差（ )aaA.可能等于一個(gè)波長(zhǎng) B.可能等于半個(gè)波長(zhǎng)C.可能等于兩個(gè)波長(zhǎng) D.等于半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍思路解析：當(dāng)兩個(gè)波源振動(dòng)步調(diào)一致時(shí)，x=(k=0，1，)為振動(dòng)減弱點(diǎn)，當(dāng)兩相干波源的振動(dòng)情況相反時(shí)，x=k(k=0,1,2，)，則該點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn).答案

7、：ACD7.兩列頻率、起振方向均相同的波S1、S2，在同一介質(zhì)中傳播時(shí)，某時(shí)刻t形成如圖12-6-8所示的干涉圖樣，圖樣中兩波源S1、S2同時(shí)為波谷（實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷），在圖中標(biāo)有A、B、C三個(gè)位置點(diǎn)，則振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)是_，振動(dòng)減弱的點(diǎn)是_.圖12-6-8思路解析：從題圖中可以知道，A點(diǎn)距波源S1、S2的距離均為1.5,即x1=1.5,x2=1.5,故A到S1、S2的距離差x=x1-x2=0，是兩個(gè)波峰相遇，所以A為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，B點(diǎn)距S1距離x1=1.5，距S2距離x2=2，故B到S1、S2的距離差=，是波谷與波峰相遇，所以B為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，通過(guò)分析我們可得知，振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)離兩波源的距離差

8、滿足：x=n(其中n=0,1,2,3，).C點(diǎn)距S1距離x1=2，距S2的距離x2=1.5，故C到兩波源S1、S2的距離差為x=x1-x2=0.5,是波峰與波谷相遇，所以C點(diǎn)是振動(dòng)減弱點(diǎn)，同樣可看出，振動(dòng)減弱點(diǎn)離波源的距離滿足：x=（2n+1）/2(其中n=0,1,2,3，).答案：A、B C我綜合我發(fā)展8.如圖12-6-9所示，兩列簡(jiǎn)諧波均沿x 軸傳播，傳播速度的大小相等，其中一列沿正x方向傳播（圖中實(shí)線所示），一列沿負(fù)x方向傳播（圖中虛線所示）.這兩列波的頻率相同，振動(dòng)方向均沿y軸，則圖中x=1、2、3、4、5、6、7、8各點(diǎn)中振幅最大的是x=_的點(diǎn)，振幅最小的是x=_的點(diǎn).圖12-6-9

9、思路解析：本題主要考查對(duì)波的疊加原理的理解及應(yīng)用.由題可知，這兩列波的頻率相同，振動(dòng)方向均沿y軸，故為相干波.設(shè)P、Q分別為兩列波的波源，在圖示時(shí)刻均沿y軸正向向上振動(dòng)，則1、2、3、4、5、6、7、8到兩相干波源P、Q的路程差分別為（設(shè)波長(zhǎng)為）：點(diǎn)1或點(diǎn)7：s1=s7=-=點(diǎn)2或點(diǎn)6：s2=s6=aa點(diǎn)3或點(diǎn)5：s3=s5=點(diǎn)4：s4=-=0，點(diǎn)8：s8=-=.根據(jù)兩列相干波干涉時(shí)加強(qiáng)和減弱的條件知：點(diǎn)4和8位置的合振動(dòng)振幅最大，點(diǎn)2和點(diǎn)6位置的合振動(dòng)振幅最小.也可以這樣分析：在圖示時(shí)刻兩列波引起介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的位移矢量和都為零，但其中的一些點(diǎn)是振動(dòng)過(guò)程中恰好經(jīng)過(guò)平衡位置，而另外一些點(diǎn)是振

10、動(dòng)減弱確實(shí)不振動(dòng)的結(jié)果.對(duì)x=4處的質(zhì)點(diǎn)，實(shí)線所示的波使該質(zhì)點(diǎn)從平衡位置向上振動(dòng)，而虛線所示的波也使該質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，因此該質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)實(shí)際上是同向疊加的，即振幅等于這兩列波分別引起的波的振幅之和.同時(shí)對(duì)x=8處的質(zhì)點(diǎn)，兩列波都使該質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，也是同向疊加的.而x=2與x=6處的質(zhì)點(diǎn)則均反向疊加，即均為振幅最小的點(diǎn).答案：4和8 2和69.如圖12-6-10所示，在y軸上的Q、P兩點(diǎn)位置上有兩個(gè)頻率相同、振動(dòng)方向相同的振源，它們激起的機(jī)械波的波長(zhǎng)為2 m,Q、P兩點(diǎn)的縱坐標(biāo)分別為yQ=6 m，yP=1 m，那么在x軸上從+到-的位置上，會(huì)出現(xiàn)幾個(gè)振動(dòng)減弱區(qū)？圖12-6-10思路解析：P、Q兩波源具有相同頻率，P、Q是相干波源，在空間P、Q波能產(chǎn)