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3.4 波的干涉 [见学生用书P61]
如图所示,操场中两根竖直杆上各有一个扬声器,接在同一扩音机上,一位同学沿着AB方向走来。结果他听到的声音忽强忽弱,
这属于什么物理现象?
【答案】 波的干涉现象。
1.利用发波水槽得到的水面波形如图(a)、(b)所示,则( D )
第1题图
A.图(a)、(b)均显示了波的干涉现象
B.图(a)、(b)均显示了波的衍射现象
C.图(a)显示了波的干涉现象,图(b)显示了波的衍射现象
D.图(a)显示了波的衍射现象,图(b)显示了波的干涉现象
【解析】 由波的干涉和衍射概念知,图(a)是一列波的传播,显示了波的衍射现象,图(b)是两列波的传播,显示了波的干涉现象,D正确。
2.(多选)关于波的干涉和衍射,下列说法错误的是( ABD )
A.只有横波才能产生干涉,纵波不能产生干涉
B.任何两列波相遇,都能产生稳定干涉
C.不管是横波还是纵波,只要叠加的两列波的频率相同,振动情况相同,相位差恒定就能产生稳定的干涉
D.波长很小的波可以产生衍射,不能产生干涉
【解析】 干涉是波的特有现象,只要满足两列波的频率相同,振动情况相同,相位差恒定就能产生稳定的干涉,A、B、D错误,C正确。
3.(多选)如图所示,P点为两波之间线段的中点,下列说法正确的是( AC )
第3题图
A.两列波同时到达P点
B.两列波相遇时,P点的波峰值可达到A1+A2
C.两列波相遇再分开后,各自保持原波形传播
D.因频率不同,这两列波相遇时不能叠加
【解析】 因机械波在同一介质中波速相等,故两列波同时到达P点,A正确;但因波长不同,两列波的波峰不可能同时在P点相遇,B错误;两列波相遇时,尽管频率不同,但仍能相互叠加,且分开后互不影响,各自保持原来的波形独立传播,C正确,D错误。
4.如图所示是甲、乙两列相互垂直传播的波,实线表示波峰,虚线表示波谷,箭头表示波传播的方向。则图中P点(小网格中央的一点)是( B )
第4题图
A.振动加强点
B.振动减弱点
C.既不是加强点也不是减弱点
D.条件不足,无法判断
【解析】 由题图可以看出,再经过,甲波的波峰和乙波的波谷同时到达P点,故知P点为振动减弱点,B正确。
5.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( B )
第5题图
A.该时刻a质点的振动位移不为0
C.b质点为振动加强点
B.c质点为振动减弱点
D.d质点既不振动加强也不振动减弱
【解析】 a质点处是两列波波峰与波谷叠加的地方,由于两列波振幅相同,该时刻a质点的振动位移为0,A错误;b质点处是两列波波峰与波峰叠加的地方,但随着时间推移,也可以是波谷与波谷叠加的地方,但振动始终是加强的,B正确;c处是波谷与波谷叠加的地方,但随着时间推移,也可以是波峰与波峰叠加的地方,但振动始终是加强的,C错误;d质点与波峰距离相等,随着时间推移,可以是波谷与波谷叠加的地方,也可以是波峰与波峰叠加的地方,是振动加强点,D错误。
6.(多选)如图所示,S1、S2是振动情况完全相同的两个机械波波源,a、b、c三点位于S1、S2连线的中垂线上,且ab=bc。某时刻a是两列波波峰的相遇点,c是两列波波谷的相遇点,则( CD )
第6题图
A.a处质点始终处于波峰
B.c处质点始终处于波谷
C.b处质点为振动加强点
D.c处质点为振动加强点
【解析】 由于a是两列波波峰的相遇点,c是两列波波谷的相遇点,所以a点和c点均为振动加强点。但是只要a、c点有振动,位移就会有变化,a、c点不能始终在波峰或波谷,A、B错误;S1、S2传到b点的振动同步,所以b点也是振动加强点,实际上在S1、S2连线的中垂线上的任何点都是振动加强点,C、D正确。
7.(多选)如图所示,S1、S2为两个振动情况完全相同的波源,两列波的波长都为λ,它们在介质中产生干涉现象,S1、S2在空间共形成6个振动减弱的区域(图中虚线处),P是振动减弱区域中的一点,从图中可看出( ABD )
第7题图
A.P点到两波源的距离差等于1.5λ
B.P点始终不振动
C.P点此时刻振动最弱,过半个周期后,振动变为最强
D.当一列波的波峰传到P点时,另一列波的波谷也一定传到P点
【解析】 振动减弱点到两波源距离差等于半波长的奇数倍,根据P点所处虚线的位置可知,P点到S1、S2的距离之差为1.5λ,A正确;两波源振动情况相同,故P点振幅为零,B正确,C错误;在P点合位移为零,故其中一列波的波峰传播到P点时,另一列波的波谷一定传播到P点,D正确。
8.如图所示,是两列频率相同、质点振动方向相同、振幅均为A的平面波相遇时发生干涉的示意图。图中实线表示波峰,虚线表示波谷,O为