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1、精品教案可编辑波的衍射和干涉(建议用时：45 分钟)学业达标 1关于波的衍射现象，下列说法正确的是()A当孔的尺寸比波长大时，一定不会发生衍射现象B只有孔的尺寸与波长相差不多时，或者比波长还小时才会观察到明显的衍射现象C只有波才有衍射现象D衍射是波特有的现象E以上说法均不正确【解析】当孔的尺寸比波长大时，会发生衍射现象，只不过不明显只有当孔、缝或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才会发生明显的衍射现象，切不可把此条件用来判断波是否发生了衍射现象【答案】BCD2如图 12-4-6所示，表示两列同频率相干水波在t0 时刻的叠加情况，图中实线表示波峰，虚线表示波谷已知两列波的振幅均为2
2、cm，波速均为2 m/s，波长均为0.4 m，E点为B、D连线和A、C连线的交点，下列说法正确的是()【导学号：23570064】图 12-4-6AA，C两点是振动减弱点BA，C，E点是振动加强点CB，D两点在该时刻的竖直高度差为8 cmDt0.05 s 时，E点离平衡位置的位移大小为4 cmEt0.05 s 时，D点离平衡位置的位移大小为4 cm精品教案可编辑【解析】图中B，D均为振动加强点，E位于B，D的中线上，故E也是振动加强点，而A，C两点为波峰与波谷相遇，故是振动减弱点 图中所示时刻，B点偏离平衡位置4 cm，而D点偏离平衡位置4 cm，故二者竖直高度差为8 cm，再过 0.05 s
3、，两列波的波峰恰在E点相遇，故E点偏离平衡位置的距离将达到4 cm，而D在平衡位置故正确答案为A、C、D.【答案】ACD3关于波的叠加和干涉，下列说法中正确的是()A两列频率不相同的波相遇时，因为没有稳定的干涉图样，所以波没有叠加B任何两列波相遇都会叠加C两列频率相同的波相遇时，振动加强的点只是波峰与波峰相遇的点D两列频率相同的波相遇时，如果介质中的某点振动是加强的，某时刻该质点的位移可能是零E两列频率相同的波相遇时，振动加强的质点的位移可能比振动减弱的质点的位移小【解析】根据波的叠加和干涉的概念可知，只要两列波相遇就会叠加，但如果两列波的频率不同，在叠加区域就没有稳定的干涉图样，所以A 错误
4、，B 正确；发生干涉时振动加强的点还有波谷和波谷相遇的点，所以C 错误；因为某质点振动加强仅是振幅加大，但只要仍在振动就一定有位移为零的时刻，所以D、E正确【答案】BDE4有一障碍物的尺寸为10 m，下列哪些波在遇到它时能产生明显衍射现象()A波长为1 m 的机械波B波长为10 m 的机械波C波长为20 m 的的机械波D频率为40 Hz 的声波E频率为5 000 MHz的电磁波(波速为 3 108 m/s)【解析】空气中声波波速大约为340 m/s，由vf可算出频率为40 Hz 的声波的波精品教案可编辑长为 8.5 m；同理可算出频率为5 000 MHz的电磁波的波长为0.06 m 选项 C、
5、D 中波长等于大于障碍物尺寸【答案】BCD5利用发波水槽得到的水面波形如图12-4-7甲、乙所示，则【导学号：23570065】甲乙图 12-4-7图甲显示了波的_ 现象，图乙显示了波的_ 现象【解析】由波的干涉和衍射概念知，图甲是一列波的传播，显示了波的衍射现象，图乙是两列波的传播，显示了波的干涉现象【答案】衍射干涉6在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子振动频率是5 Hz，水波在水槽中的传播速度为 0.05 m/s，为观察到显著的衍射现象，小孔直径d应为多少？【解析】在水槽中激发的水波波长为vf0.055m 0.01 m 1 cm.要求在小孔后产生显著的衍射现象，应取小孔的尺寸小于波长【答
6、案】小于 1 cm7简谐横波a沿x轴正方向传播，简谐横波b沿x轴负方向传播，波速都是10 m/s，振动方向都平行于y轴，t0 时刻，这两列波的波形如图12-4-8所示画出平衡位置在x2 m 处的质点从t0 时刻开始在一个周期内的振动图象图 12-4-8精品教案可编辑【解析】该题考查波的叠加和干涉两列频率相同的波其振动图象是稳定的，t0时刻，两列波引起x2 m 处质点的振动方向都向上，经过14T，两列波的波峰都传到x 2 m处，故振幅AA1A23 cm.【答案】能力提升 8.如图 12-4-9所示，一小型渔港的防波堤两端MN相距约 60 m，在防波堤后A，B两处有两个小船进港躲避风浪某次海啸引起
7、的波浪沿垂直于防波堤的方向向防波堤传播，下列说法中正确的有()【导学号：23570066】图 12-4-9A假设波浪的波长约为10 m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响B假设波浪的波长约为10 m，则A、B两处小船明显受到波浪影响C假设波浪的波长约为50 m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响D假设波浪的波长约为50 m，则A、B两处小船明显受到波浪影响E波浪的波长越长，则A、B两处的小船受到波浪的影响越明显【解析】A、B两处小船明显受到影响是因为水波发生明显的衍射，波浪能传播到A、B处的结果，当障碍物或缝隙的尺寸比波长小或跟波长差不多的时候，会发生明显的衍射现象【答案】ADE9.在图 12
8、-4-10中，A、B是同一介质中两相干波源，其振幅均为A5 cm，频率均为精品教案可编辑f100 Hz，当A点为波峰时，B点恰好为波谷，波速v10 m/s，判断P点为振动加强点还是振动减弱点？图 12-4-10【解析】A到P与B到P的波程差为x25 m 15 m 10 m 这两列波的波长为vf10100m 0.1 m 10 m 恰好为 0.1 m 的整数倍，又因A、B步调相反，因此P点为减弱点【答案】减弱点10 两列平面简谐横波在空中叠加，其中简谐横波a(图中虚线)沿x轴正方向传播，简谐横波b(图中实线)沿x轴负方向传播，波速都是20 m/s，t0 时，这两列波的波动图象如图 12-4-11所
9、示，那么位于x45 m 处的质点P第一次到达波峰的时间和第一次处于平衡位置的时间分别是多少？【导学号：23570067】图 12-4-11【解析】从题图上可知两波波长均为40 m，故Tv2 s a、b两波的波峰第一次传到P点，均需要t5 m20 m/s，0.25 s，而平衡位置传到P点，均需要t15 m20 m/s0.75 s.【答案】0.25 s 0.75 s11.波源S1和S2的振动方向相同，频率均为4 Hz，分别置于均匀介质中x轴上的O、精品教案可编辑A两点处，OA2 m，如图 12-4-12所示两波源产生的简谐横波沿x轴相向传播，波速为 4 m/s.已知两波源振动的初始相位相同求：图 12-4-12(1)简谐横波的波长；(2)OA间合振动振幅最小的点的位置【解析】(1)设简谐横波波长为，频率为f，则vf，代入已知数据，得1 m.(2)以O为坐标原点，设P为OA间的任意一点，其坐标为x，则两波源到P点的波程差 lx(2x)，0 x 2.其中x、l以 m 为单位合振动振幅最小的点的位置满足l(k12)，k为整数，所以x12k54，可得52k32，故k 2、1、0、1.解得：x0.25 m,0.75 m,1.25 m,1.75 m【答案】(1)1 m(2)x0.25 m,0.75 m,1.25 m,1.75 m