特色小卷21 干涉叠加类问题-【精彩三年】2024高考物理汇编与名师优创特色63卷教师用书word（新教材）

特色小卷21　干涉叠加类问题 [时间：15分钟] 1．概念与应用 某消音器的原理图如图所示，声音自入口进入后分成两部分，分别通过通道a、b继续向前传播，在右端汇聚在一起后通过出口排出，下列说法正确的是(　　) A．该消音器的消音原理为声波的多普勒效应 B．通道a、b的弧长不能设计成相等 C．同一消音器对所有频率的声音都能消除 D．同一消音器只能消除某一频率的声音 在水槽里放两块挡板，中间留一个狭缝，观察水波通过狭缝后的传播情况，图(一)是保持水波的波长不变，改变狭缝的宽度，观察水波的传播情况变化；图(二)是实验时拍摄波长不同的水波通过宽度一定的狭缝的照片，在甲、乙、丙三张照片中，波长分别是狭缝宽度的、、，对比这三张照片观察衍射现象与波长、狭缝宽度的关系。该实验现象表明(　　) 图(一)　波长一定的水波通过宽度不同的狭缝 图(二)　波长不同的水波通过宽度一定的狭缝 A．只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸比波长小，才能观察到明显的衍射现象 B．只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多或比波长更小，才能观察到明显的衍射现象 C．图(二)丙图可以得出，波长比狭缝小太多就不会发生衍射现象 D．图(一)甲可以看出，狭缝宽度再增加就不会发生衍射现象 2．同一直线上的波的叠加 在同一均匀介质中，分别位于坐标原点和x＝7 m处的两个波源O和P沿y轴振动，形成了两列相向传播的简谐横波a和b，某时刻a和b分别传播到x＝3 m 和x＝5 m处，波形如图所示。下列说法正确的是(　　) A．a与b的频率之比为2∶1 B．O与P开始振动的时刻相同 C．a与b相遇后会出现干涉现象 D．O开始振动时沿y轴正方向运动 (多选)在x轴正半轴和负半轴存在两种不同材质的绳子，x＝－6 m和x＝12 m处为两波源，分别向右、向左传播形成振幅均为4 cm的简谐横波，波形如图所示。t＝0时刻x＝－2 m和x＝4 m处的质点刚好开始振动，已知波在左、右两种介质中的传播速度之比为1∶2，t＝0到t＝ s时间内P点经过的路程为6 cm，则下列说法正确的是(　　) A．t＝0时刻P处质点向右运动 B．两列波振动的周期相同 C．波2在x轴正半轴的传播速度为8 m/s D．两列波相遇后，在x＝2 m处质点的振幅为8 cm 3．波的干涉 (多选)波的干涉在生活中屡见不鲜，如薄膜干涉、水波的干涉等。如图甲所示，在某种介质中有两个振动方向始终相同的波源S1、S2，振幅均为1 cm。两列波在M点处叠加时M点的振动图像如图乙所示，则(　　) A．两波源振动频率相同 B．M点为振动减弱点 C．两列波的传播周期均为0.2 s D．t＝0.1 s时，一列波的波峰与另一列波的波谷在M点相互叠加 特色小卷21　干涉叠加类问题 1．B　解析：该消音器的消音原理为波的干涉，A错误；若通道a、b的弧长相等，则自入口进入的声波再次相遇时相互加强，不能达到消音的目的，B正确；设声波的波长为λ，a、b通道的路程差为Δx，则Δx＝n，只要波长满足n为奇数的声波都能被消除，波长满足n为偶数的声波则不能被消除，C、D错误。 2．B　解析：由题图(一)可知，波长一定时，狭缝越窄衍射现象越明显。由题图(二)可知，狭缝一定，波长越大衍射现象越明显；只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多或比波长更小，才能观察到明显的衍射现象，选项A错误，B正确；由题图(二)丙图可以得出，波长比狭缝小太多同样会发生衍射现象，只是衍射现象不明显，选项C错误；狭缝宽度再增加也会发生衍射现象，只是衍射现象不明显，选项D错误。 3．A　解析：a和b两列波在同一均匀介质中传播，速度v相同，由题图可知，a和b两列波的波长之比为＝＝，根据f＝，可得a与b的频率之比为＝＝，故A正确；因a和b两列波的波速相同，由a和b两列波分别传播到x＝3 m和x＝5 m处的时刻相同，可知O与P开始振动的时刻不相同，故B错误；因a与b两列波的频率不同，a与b相遇后不能产生干涉现象，故C错误；a波刚传到x＝3 m处，由波形平移法可知，x＝3 m处的质点开始振动方向沿y轴负方向，而所有质点开始振动的方向都相同，所以O点开始振动的方向也沿y轴负方向，故D错误。 4．BCD　解析：质点只在其平衡位置附近上下振动，不会左右运动，故A错误；由题图可知，两列波的波长分别为λ1＝4 m，λ2＝8 m，波在左、右两种介质中的传播速度之比为1∶2，由T＝，可得两列波的周期相同，故B正确；研究波1，根据波的振动方程，有yP＝A sin t，A＝4 cm，yP＝2 cm，可得t＝，依题意可知 s＝＋，解得T＝1 s，故波2的周期也为1 s，根据波的速度公式可知波1、2的传播速度分别为v1＝＝4 m/s，v2＝＝8 m/s，故C正确；依题意，从t＝0开始，波1传到x＝2 m处所需时间t1