3.第4节 波的干涉-【正禾一本通】2025-2026学年高二物理选择性必修第一册同步课堂高效讲义配套课件(人教版)
2025-12-09
|
62页
|
108人阅读
|
6人下载
教辅
摘要:
该高中物理课件聚焦“波的干涉”核心知识点,通过自主建构·认知导学的教材引读衔接波动基础,以运动特征(保持不变、同时参与、矢量和)为学习支架,结合诊断自评夯实认知起点。
亮点在于融合科学思维与科学探究,探究深化环节的水波示意图(甲:手操作水波示意,乙:波形图)助力模型建构,教考衔接的超声波检测原理示意图体现应用价值。学生提升现象分析与迁移能力,教师可依托分层设计高效推进教学。
内容正文:
第 4 节
波 的 干 涉
1
第
页
1
学习目标
2
第
页
2
自主建构·认知导学
深度探析·思维进阶
教考衔接·迁移应用
目标达成·课堂评价
目录
课后分层练
第
页
3
教材引读
知识生成
运动特征
保持不变
同时参与
矢量和
相同
恒定
相同
加强
减弱
频率
干涉图样
诊断自评
×
×
√
×
探究深化
探究深化
课后分层练(十六)
2
1
4
3
6
5
8
7
10
9
11
12
2
1
4
3
6
5
8
7
10
9
11
12
2
1
4
3
6
5
8
7
10
9
11
12
2
1
4
3
6
5
8
7
10
9
11
12
2
1
4
3
6
5
8
7
10
9
11
12
2
1
4
3
6
5
8
7
10
9
11
12
2
1
4
3
6
5
8
7
10
9
11
12
2
1
4
3
6
5
8
7
10
9
11
12
2
1
4
3
6
5
8
7
10
9
11
12
2
1
4
3
6
5
8
7
10
9
11
12
2
1
4
3
6
5
8
7
10
9
11
12
2
1
4
3
6
5
8
7
10
9
11
12
2
1
4
3
6
5
8
7
10
9
11
12
2
1
4
3
6
5
8
7
10
9
11
12
2
1
4
3
6
5
8
7
10
9
11
12
2
1
4
3
6
5
8
7
10
9
11
12
2
1
4
3
6
5
8
7
10
9
11
12
2
1
4
3
6
5
8
7
10
9
11
12
2
1
4
3
6
5
8
7
10
9
11
12
2
1
4
3
6
5
8
7
10
9
11
12
2
1
4
3
6
5
8
7
10
9
11
12
2
1
4
3
6
5
8
7
10
9
11
12
2
1
4
3
6
5
8
7
10
9
11
12
2
1
4
3
6
5
8
7
10
9
11
12
2
1
4
3
6
5
8
7
10
9
11
12
2
1
4
3
6
5
8
7
10
9
11
12
1.通过观察绳波的叠加现象,理解波的叠加原理。
2.观察水波的干涉,知道波的干涉现象,认识波的干涉图样及特点。
3.知道波形成稳定干涉图样的条件,会用叠加原理解释干涉图样的成因。
通过观察绳波的叠加现象,可以看出,两列波相遇时有什么运动特征?
2.两列周期相同的水波相遇时会发生什么现象?怎样解释观察到的现象?
3.什么是波的干涉?什么是干涉图样?两列波形成稳定干涉图样的条件是什么?
一、波的叠加
1.波传播的独立性:几列波相遇并穿过后,仍然保持各自的 ,继续传播,即各自的波长、频率等 。
2.波的叠加原理:在几列波重叠的区域里,介质的质点 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 。
二、波的干涉
1.判断下列说法是否正确
(1)只有频率相同的两列波相遇时才可以叠加。 ( )
(2)在波的干涉中,振动减弱区域的质点都处于波谷。 ( )
(3)两列波在介质中叠加时,一定能产生干涉现象。 ( )
(4)发生干涉现象时,介质中振动加强点的位移可能为零。 ( )
2.两个频率、振动方向、初始相位均相同的波源S1、S2,产生的波在同一介质中传播时,某时刻t形成如图所示的干涉图样,图样中实线表示波峰,虚线表示波谷,在图中标有A、B、C三个点,则振动加强的点是________,振动减弱的点是________。
提示:A、B C
提示:1.相遇时凸起的高度比原来的更大一些。
2.两列波相遇后仍然保持原来各自的运动状态继续传播,并没有受到另一列波的影响。
能力点1 波的叠加问题
观察如图所示的两列波相遇时和相遇后的特点。
问题1:两列波在传播过程中,相遇时有什么特点?
问题2:两列波在传播过程中,相遇后有什么特点?
对波的叠加的理解
(1)具有独立传播特性:两列波在相遇时、相遇后的波长、频率等运动特征保持不变,不受其他波的影响。
(2)遵循波的叠加原理:在两列波的重叠的区域,质点同时参与两列波引起的振动,质点的位移是这两列波单独传播时的矢量和。
【典例1】 如图甲所示,某一均匀介质中,两列沿相反方向传播的横波,形状上下对称,振幅和波长均相同,质点的振动方向沿竖直方向。它们在相遇的某一时刻会出现两列波“消失”的现象,如图乙所示。则此刻( )
A.a、b均向上运动
B.a、b均静止不动
C.a向上运动、b向下运动
D.a向下运动、b向上运动
解析:选D。由题图看出,两列波的波峰与波谷叠加,振动减弱,两波的振幅相等,所以如题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质点的振动方向向下,b质点的振动方向向上。向左传播的波单独引起a质点的振动方向向下,b质点的振动方向向上,根据波的叠加原理可知,此时a向下运动、b向上运动,故D正确。
提示:1.水面上出现一条条相对平静的区域和相对活跃的区域,两片区域相互间隔,相对位置稳定。
2.相对平静说明该区域的振动幅度(振幅)较小。激烈振动说明该区域振动幅度(振幅)较大。
3.不会。
能力点2 波的干涉现象及理解
两个振动步调完全相同的波源激起的水波相遇后的情况如图所示。
问题1:两列水波叠加后会观察到什么现象?
问题2:相对平静说明该区域的振动有什么特点?激烈振动区域呢?
问题3:若只改变其中一个波源的频率,还会形成以上现象吗?
1.发生干涉的条件:两列波的频率相同、相位差恒定、振动方向相同。
2.干涉图样及其特点
(1)干涉图样:如图所示。
(2)干涉图样的特点
①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)。
②加强区和减弱区的位置固定不变,加强区与减弱区互相间隔。
(3)加强点和减弱点的理解
①加强点:振幅最大,为两列波的振幅之和,即A=A1+A2。
②减弱点:振幅最小,为两列波的振幅之差,即A=|A1-A2|。
说明
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。
若两列波的振幅相等,则减弱点的振幅为零,不振动。
③叠加区域的每个质点都在做简谐运动,位移都随时间周期性变化。某时刻,加强点的位移也可能为零,减弱点的位移也可能大于加强点的位移。
【典例2】 (2025·重庆合川检测)同步振动、频率相同、振幅均为A的两列水波在水面上相遇后,在它们重叠的区域形成如图所示的图样,其中实线代表波峰,虚线代表波谷。在图示时刻,M为波峰与波峰相遇点、N为波谷与波谷相遇点、P为波峰与波谷相遇点。则以下说法正确的是( )
A.质点N是振动加强点,其始终处于波谷
B.质点P是振动减弱点,其振幅会随时间变化
C.质点M是振动加强点,其振幅始终等于2A
D.振动加强和减弱的区域在水面上的位置不是稳定不变的
解析:选C。质点N是振动加强点,其不是始终处于波谷,而是做振幅是2A的运动,故A错误;同步振动、频率相同、振幅均为A的两列水波相遇,P为波峰与波谷相遇点,质点P是振动减弱点,其振幅为0,故B错误;质点M是振动加强点,其振幅始终等于2A,故C正确;频率相同、振幅均为A的两列水波,振动加强和减弱的区域在水面上的位置是稳定不变的,故D错误。
【典例3】 图甲为中国古代的鱼洗:有节奏地摩擦鱼洗双耳,可以看到盆内水波荡漾,甚至喷出水柱。图乙为鱼洗内某时刻相向传播的两列水波的波形图,其中虚线表示的波向x轴正方向传播,而实线表示的波向x轴负方向传播。A、B、C、D、E、F为水面上的六个点,下列说法正确的是( )
A.鱼洗的原理是摩擦双耳时,产生两列相向传播的同频率水波,相遇时产生衍射现象
B.图乙中的两列波频率不同
C.图乙中所示时刻,B点正经过平衡位置向下运动
D.A、B、C、D、E、F点中,可能“喷出水柱”的是A、C、E点
解析:选C。鱼洗的原理是摩擦双耳时,产生两列相向传播的同频率水波,相遇时产生干涉现象,故A错误;由题图乙可知两列波的波长相同、波速相同,则两列波频率相同,故B错误;根据同侧法可知,题图乙中所示时刻,向x轴正方向传播的波在B点由平衡位置向下运动,向x轴负方向传播的波在B点由平衡位置向下运动,根据波的叠加可知,B点正经过平衡位置向下运动,故C正确;由图像可知,A、C、E三质点是波峰与波谷相遇,这三点是振动减弱点,由题意知并非“喷出水柱”的点,故D错误。
能力点3 振动加强点与减弱点的判断
振动加强点和减弱点的判断方法
(1)条件判断法
振动频率相同、步调完全相同的两波源激起的波叠加,设某点到两波源的距离差为Δr。
①当Δr=k·λ(k=0,1,2,…)时,该点为振动加强点。
②当Δr=(2k+1)·(k=0,1,2,…)时,该点为振动减弱点。
说明
若两波源的振动步调相反,则结论恰好相反。
(2)现象判断法
①在某时刻,若某质点是波峰与波峰(或波谷与波谷)相遇,则该点为振动加强点;若某质点是波峰与波谷相遇,则该点为振动减弱点。
②当某质点是平衡位置和平衡位置相遇时,可让两列波再传播T,即波形再平移λ,若该质点是波峰和波峰(或波谷与波谷)相遇,则为振动加强点;若该质点是波峰和波谷相遇,则为振动减弱点。
【典例4】 气流流动的过程中都会发出噪声,如图所示的消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声。波长为λ、频率为f的声波沿水平管道自左向右传播,在声波到达a处时,分成上下两束波,这两束声波在b处相遇时可削弱噪声,则( )
A.该消声器在b处可削弱噪声,是因为上、下两束波到达b处的波速不同
B.该消声器在b处可削弱噪声,是因为上、下两束波在b处的振幅不同
C.该消声器在b处削弱噪声时,上、下两束波从a到b的路程差可能为λ
D.该消声器在b处削弱噪声时,上、下两束波从a到b的时间差可能为
解析:选D。在同一介质中,波速相等,故A错误;声波在a处分成上下两列波,即成为两列相干声波,两列波的频率、振幅相等,故B错误;声波在a处时分成上下两列波,两列波的频率相同,经过不同的波程在b处相遇,若波程差满足半波长的奇数倍,即Δx=x2-x1=(2k+1)(k=0,1,2,3,…),即可在b处削弱噪声,故C错误;该消声器在b处削弱噪声时,上、下两束波从a到b的时间差为Δt=(k=0,1,2,3,…),故D正确。
►误区警示:对振动加强点、减弱点的理解
(1)振动加强点并不是始终处于波峰,其位移随时间不断变化,只是振幅最大,等于两列波的振幅之和。
(2)振动减弱的点并非一定不振动,只是振幅最小,等于两列波的振幅之差。
(2024·江西高考)如图(a)所示,利用超声波可以检测飞机机翼内部缺陷。在某次检测实验中,入射波为连续的正弦信号,探头先后探测到机翼表面和缺陷表面的反射信号,分别如图(b)、(c)所示。已知超声波在机翼材料中的波速为6 300 m/s。关于这两个反射信号在探头处的叠加效果和缺陷深度d,下列选项正确的是( )
振动减弱;d=4.725 mm B.振动加强;d=4.725 mm
C.振动减弱;d=9.45 mm D.振动加强;d=9.45 mm
审题关键
图像获取周期T=2×10-7 s、时间差t=1.5×10-6 s
教材溯源
教材本节课后“练习与应用”T3,
考查振动加强、减弱的条件
突破关键
1.深度与路程差的关系;
2.振动加强或减弱的条件
解析:选A。根据反射信号图像可知,超声波的传播周期T=2×10-7 s,又波速v=6 300 m/s,则超声波在机翼材料中的波长λ=vT=1.26×10-3 m,结合题图可知,两个反射信号传播到探头处的时间差为Δt=1.5×10-6 s,故两个反射信号的路程差2d=vΔt=9.45×10-3 m=λ,解得d=4.725 mm,两个反射信号在探头处振动减弱,A正确。
1.(多选)如图所示为同种介质中两列相向传播的振幅、波长都相同的横波,它们在O点相遇后,下列图像可能存在的是( )
解析:选BD。当左列波的波峰和右列波的波谷相遇时,叠加后的图像为B;当两列波的波峰相遇时,叠加后的图像为D;而A和C是不可能出现的,故B、D正确。
2.某同学注意到手机摄像头附近有一个小孔,如图甲所示,查阅手机说明后知道手机内部小孔位置处安装了降噪麦克风。进一步翻阅技术资料得知:降噪麦克风通过降噪系统产生与外界噪声相位相反的声波,与噪声叠加从而实现降噪的效果。若用简谐横波模拟声波,如图乙是理想情况下的降噪过程,实线对应环境噪声,虚线对应降噪系统产生的等幅反相声波。则( )
A.降噪声波与环境噪声的频率不相等
B.降噪过程可以消除通话时的所有背景杂音
C.降噪过程实际上是声波发生了干涉
D.P点经过一个周期传播的距离为一个波长
解析:选C。由题图看出,降噪声波与环境声波波长相等,又由于机械波传播的速度由介质决定,可知降噪声波与环境噪声的传播速度相等,则两列波频率相同,叠加时会产生干涉,由于两列声波等幅反相,所以振动减弱,起到降噪作用,故A错误,C正确;降噪过程不能消除通话时的所有背景杂音,只能消除与降噪声波频率相同的杂音,故B错误;P点并不随波移动,故D错误。
3.(2025·江苏宿迁期中)如图为一只小蜜蜂掉入水中同时挥动双翅留下的水面波纹简化图(振动频率固定),图中实线表示波峰,虚线表示波谷,c和f分别为ae和bd的中点,则关于a、b、c、d、e、f六个点,下面判断正确的是( )
A.振动加强的点是a、e、c
B.此时刻位移为零的点是a、b、d
C.图示时刻e位置为两列波相遇的加强点,再经过半个周期该位置将变为减弱点
D.f点位置与两列波波源的距离之差为波长λ的整数倍
解析:选A。a、e、c位于两波源连线的中垂线上,且a为两波的波谷叠加,e为两波的波峰叠加,所以a、e、c均为振动加强点,故A正确。此时,a为两波的波谷叠加,位移为最大,b、d均为波峰和波谷叠加,位移最小,为两波振幅之差,故B错误。图示时刻e位置为两列波相遇的加强点,始终为振动加强点,故C错误。若f点位置与两列波波源的距离之差为波长λ的整数倍,则由题意可知,f点为振动加强点;又因为f为bd的中点,b、d均为振动减弱点,则f点不可能为振动加强点,故D错误。
1.(2025·云南普洱检测)夕阳下的钱塘江畔,交叉潮如神来之笔,激情相拥,波澜壮阔。交叉潮实质是甲、乙两列水波(视为简谐横波)相遇形成的,如图,a、c分别是甲、乙水波区域的一个质点,b是两水波相遇区域的一个质点,下列说法正确的是( )
A.a质点会随甲波的传播向前运动
B.此时c质点的振动周期等于乙波的传播周期
C.c质点振动的速度等于乙波的传播速度
D.若b质点是振动加强点,则它的位移始终处于最大
解析:选B。根据横波的形成规律可得,a质点只在自己平衡位置附近做简谐运动,不会随甲波的传播向前运动,故A错误;c质点的振动周期等于乙波的周期,故B正确;c质点在自己平衡位置附近做简谐运动,速度时刻变化,它和波的传播速度是两回事,故C错误;若b质点是振动加强点,则它的位移也是时刻在变化,不是始终处于最大,故D错误。
2.家用汽车静音体验很重要,其应用的主动降噪系统(如图所示)的原理是通过扬声器发出声波将车外噪音反向抵消,从而有效降噪。下列说法正确的是( )
A.只要传播方向相反就能实现降噪
B.抵消信号与噪声信号的波长相同
C.汽车降噪是因为噪声信号发生了衍射
D.汽车降噪是因为噪声信号发生了折射
解析:选B。汽车降噪过程应用的是声波的叠加原理,即噪声信号发生了干涉,抵消声波振幅和频率应与环境噪声的振幅和频率相同。由于波速由介质决定,由公式v=λf,可知抵消信号与噪声信号的波长相同,故B正确。
3.蜻蜓在水面上“点水”,激起一圈圈波纹,如图所示。水面上有一开有两小孔A、B的挡板,A、B离波源S的距离分别为30 cm、40 cm,AB间距为50 cm,O为AB中点,AB中垂线上的C点,距O点100 cm。波源在水面处振动形成的水波视为简谐横波,t=0时波源自平衡位置起振。已知波速为20 cm/s,小孔A处质点第一次处于波谷时,小孔B处质点刚好第一次处于波峰,下列说法正确的是( )
A.波源S起振方向向下
B.t=4 s时A、B两处质点振动方向相反
C.OC线段的中点为加强点
D.若蜻蜓点水的频率增大,则波速增大
解析:选B。A、B离波源S的距离分别为30 cm、40 cm,A离波源S较近,则A先振动,小孔A处质点第一次处于波谷时,小孔B处质点刚好第一次处于波峰,可知波源S起振方向向上,且A、B两处质点振动方向总相反,故t=4 s时A、B两处质点振动方向相反,OC线段的中点到A、B两点距离相等,则始终处于减弱点,故A、C错误,B正确;波速只与介质有关,若蜻蜓点水的频率增大,波速不变,故D错误。
4.水面上的两列波在某时刻的叠加情况如图所示,以波源S1、S2为圆心的两组同心圆弧分别表示该时刻两列波的波峰(实线)和波谷(虚线),已知S1的振幅为8 cm,S2的振幅为5 cm,下列说法正确的是( )
A.质点A振动减弱
B.质点D振动减弱
C.C是振动加强点
D.质点B的振幅为3 cm
解析:选D。在两列波叠加的区域里,波峰和波峰相遇、波谷和波谷相遇都是振动加强点,则质点A和质点D始终是振动加强点,A、B错误;波峰和波谷相遇是振动减弱点,则质点B和质点C始终是振动减弱点,C错误;质点B是振动减弱点,其振幅为两列波振幅的差,为3 cm,D正确。
5.(多选)(2025·山东青岛期末)如图所示,实线和虚线分别表示振幅和频率均相同的两列简谐波的波峰和波谷,两列波的振幅为10 cm,波速为0.5 m/s,波长为1 m,C点是BD连线的中点,下列说法正确的是( )
A.C点是振动加强点,其振幅为20 cm
B.P、Q两处的质点始终处于平衡位置
C.随着时间的推移,B处的质点将向A处移动
D.从图示时刻起经过1 s,D点通过的路程为20 cm
解析:选AB。B、D连线的中点C点是振动加强区的点,其振幅为A′=2A=20 cm,故A正确;P、Q两处的质点处于波峰和波谷的相遇点,两列波在这两处的位移始终相反,合位移为0,故B正确;质点并不随波迁移,故C错误;波的周期为T==2 s,从图示时刻起经过1 s,D点通过的路程为s=2A′=40 cm,故D错误。
6.如图所示,S1、S2是同一介质中的两个相干波源,a、b、c、d、e是S1、S2连线的中垂线上的五个点,某时刻两列波的波谷在c点相遇,波峰分别在a、e点相遇。下列判断中正确的是( )
A.a、e点在两列波波峰相遇时是振动加强点,过段时间后将变成振动减弱点
B.b是振动减弱点,若两列波的振幅相等,其振幅将为零
C.c点将一直处于波谷位置
D.d点是振动加强点,在某时刻离开平衡位置的位移可能为零
解析:选D。两列相干波叠加时,波峰与波峰相遇、波谷与波谷相遇的点均为振动加强的点,振动加强的点始终是振动加强点,不会变成振动减弱点,A错误;因为S1、S2中垂线上的点到两列波源的距离相等,故b是振动加强点,若两列波的振幅相等,其振幅将为原来的2倍,B错误;c点是波谷的相遇点,是振动的加强点,但不是一直处在波谷的位置,而是在平衡位置附近振动,C错误;d点是振动加强点,振动加强点指的是振幅增大,依然在平衡位置附近振动,某时刻离开平衡位置的位移可能为零,D正确。
7.如图甲,水波干涉实验中形成两列水波相向传播,波长为1.2 cm,振幅为A。取两波源连线上某点为坐标原点,以两波源连线为x轴,以垂直于水面方向向上为y轴正方向,某时刻两波源传播的波形如图乙所示,实线与虚线分别为向右、向左传播的波形图,则0.2 cm处质点( )
A.为振动减弱点,位移始终为零
B.为振动加强点,此时振动方向沿y轴正方向
C.再经过T,位移为2A
D.再经过T,振动方向沿y轴负方向
解析:选D。根据“上下坡”法,可知此时两列波在0.2 cm处均为沿y轴负方向振动,叠加后其振动方向沿y轴负方向,为振动加强点,故A、B错误;由振动特点可知,再经过T,该质点振动方向沿y轴负方向,再经过T,位移为-2A,故C错误,D正确。
8.如图所示,S1、S2为两个振动情况完全一样的波源,两列波的波长都为λ,它们在介质中产生干涉现象,S1、S2在空间共形成了5个振动加强的区域,如图中实线所示。P、Q是振动加强区域中的点,下列说法正确的是( )
A.Q点到两波源的距离差等于2λ
B.S1波在该区域传播速度更大
C.P点此时刻振动最强,过半个周期后,振动变为最弱
D.两波源之间的距离一定在3个波长到4个波长之间
解析:选A。由题意可知,S1、S2在空间共形成了5个振动加强的区域,S1、S2为两个振动情况完全一样的波源,振动加强点到两波源的距离差是波长的整数倍,图中直线上各点到两个波源的距离相等,则P点到两波源的距离差等于λ,Q点到两波源的距离差等于2λ,故A正确;两列波在同一介质中传播,则传播速度相等,故B错误;P点此时刻振动最强,因为S1、S2为两个振动情况完全一样的波源,P点振动始终加强,所以过半个周期后,振动仍然加强,故C错误;假设两波源距离为3.5个波长,则存在7个振动加强区域,故D错误。
9.(多选)甲、乙两列横波在同一介质中分别从波源M、N两点沿x轴相向传播,波速为2 m/s,振幅相同,某时刻的图像如图所示,则( )
A.甲、乙两波起振方向相反
B.甲、乙两波的频率之比为3∶2
C.再经过3 s,平衡位置在x=7 m处的质点振动方向向下
D.再经过3 s,x=6 m处质点的位移为零
解析:选ABD。根据题意,甲波向右传播,起振方向向下,乙波向左传播,起振方向向上,故A正确;根据题图可知甲波波长为4 m,周期为T甲==2 s,频率f甲= Hz,乙波波长为6 m,周期为T乙==3 s,频率为f乙= Hz,则f甲∶f乙=3∶2,故B正确;再经过3 s,甲波波谷到达x=7 m处,乙波周期为T乙=3 s,波形与题图所示波形相同,所以叠加后该质点应该向上振动,C错误;再经过3 s,甲波向右传播6 m,乙波向左传播6 m,根据波的叠加知,x=6 m处质点的位移为零,故D正确。
10.如图所示,介质中有两个相距6 m的波源S1和S2,两波源的振动方向与纸面垂直,所形成的机械波在纸面内传播,传播速度均为0.25 m/s。图2是S1的振动图像,图3是S2的振动图像。M点在S1和S2的连线上,与波源S1相距2.5 m,N和S1的连线与S1和S2的连线垂直,N点到S1的距离为8 m。下列说法正确的是( )
A.M是振动加强点
B.N是振动加强点
C.M和N的连线上必定有一振动加强点
D.S1和S2振动步调相反,不能形成稳定的干涉图样
解析:选C。根据图像可知波的传播周期为T=4 s,所以波长为λ=vT=1 m,两波源到M点的波程差为Δr=|S1M-S2M|=1 m=2×,由于两波源振动是反相位,所以M点为减弱点,故A错误;两波源到N点的波程差为Δr=|S1N-S2N|=2 m=4×,由于两波源振动是反相位,所以N点为减弱点,故B错误;由上述分析可知,MN连线上存在波程差为3×的振动加强点,故C正确;S1和S2两波源同频,振动方向相同,振动步调相反,能形成稳定的干涉图样,故D错误。
11.半径为40 m的圆形广场,在中心O及周围一点A处分别安装两台相同的扩音机。已知声波的波长λ=10 m,不考虑传播过程中声音的衰减和人的运动对声波的影响,当一个人沿着广场周围行走,从A转动一圈回到A点的过程中,听不到扩音机声音的次数为( )
A.8 B.10 C.14 D.16
解析:选D。圆上一点P与O、A连线,设OP与OA的夹角为θ,则P到A、O两点的距离差为Δr=-R(0≤θ≤π),当有Δr=(2n+1)(n=0,±1,±2,…),振动减弱,听不到声音,则解得n=-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,由对称性可知,减弱点共有16个,故D正确。
12.(2025·山东枣庄检测)分别沿x轴正向和负向传播的两列简谐横波P、Q的振动方向相同,振幅均为5 cm,波长均为8 m,波速均为4 m/s。t=0时刻,P波刚好传播到坐标原点,该处的质点将自平衡位置向上振动;Q波刚好传到x=10 m处,该处的质点将自平衡位置向下振动。经过一段时间后,两列波相遇。
(1)在坐标图上分别画出P、Q两列波在t=2.5 s时刻的波形图(P波用实线,Q波用虚线);
(2)求出图示范围内的介质中,因两列波干涉而振动振幅最大和振幅最小的质点的平衡位置。
解析:(1)根据Δx=vt
可知波在t=2.5 s内传播的距离为
Δx=10 m
画出波形图如图所示。
(2)两列波的起振方向相反,则振动加强点满足|(10 m-x)-x|=λ(x∈[0,10 m],n=0,1,2,…)
解得x=3 m或x=7 m
振动减弱点满足|(10 m-x)-x|=nλ(x∈[0,10 m],n=0,1,2,…)
解得x=1 m或x=5 m或x=9 m
故振幅最大的平衡位置有x=3 m,x=7 m
振幅最小的平衡位置有x=1 m,x=5 m,x=9 m。
答案:(1)见解析
振幅最大的平衡位置为x=3 m,x=7 m;振幅最小的平衡位置为
x=1 m,x=5 m,x=9 m
$
相关资源
示范课
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。