【学案导学备课精选】2015年高中物理 2.5波的干涉、衍射同步练习(含解析)教科版选修3-4

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高二物理波的干涉和衍射试题答案及解析

高二物理波的干涉和衍射试题答案及解析1.以下对波的说法中正确的是（）A．频率相同的两列波叠加，一定可以发生稳定的干涉现象B．机械波可以在真空中传播C．声波是横波D．波长和障碍物尺寸相近时，衍射现象明显【答案】D【解析】频率相同的两列波叠加，才能可以发生稳定的干涉现象，故A正确；机械波不可以在真空中传播，而电磁波可以的，故B错误；声波是纵波，故C错误；波长和障碍物尺寸相近，或大得很多时，才能发生明显的衍射，故D正确；【考点】考查了波的干涉和衍射现象；波的叠加．2.以下关于波与相对论的说法，正确的是（）A．无论什么波，只要振幅足够大就可以产生明显的衍射现象B．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围一定可以产生电磁波C．波源与观察者互相靠近或者互相远离时，观察者接收到的频率都会发生变化D．火车以接近光速行驶时，我们在地面上测得车厢前后距离变小了，而车厢的高度没有变化【答案】 CD【解析】试题分析:能否产生产生明显的衍射现象看障碍物与波长的尺寸关系，与振幅无关，当障碍物的尺寸小于波长或与波长差不多时能产生明显的衍射现象；故A错误；根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围一定可以产生磁场，但不一定能产生电磁波，只有周期性变化的电场周围才一定可以产生电磁波．故B错误；波源与观察者互相靠近或者互相远离时，会产生多普勒效应，观察者接收到的波的频率都会增大或减小．故C正确；火车以接近光速行驶时，根据相对论，沿着物体的运动方向，我们在地面上测得车厢前后距离变小了，而车厢的高度没有变化．故D正确。

【考点】机械波3.两波源S1、S2在水槽中形成的波形如图所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，则（）A．在两波相遇的区域中会产生干涉B．在两波相遇的区域中不会产生干涉C．a点的振动始终加强D．a点的振动始终减弱【答案】B【解析】由图可知，两列波的波长不同，机械波的波速决定于介质，即两列波的波速是相等的，根据可知，两列波的频率不同，故在两列波相遇的区域不会产生干涉现象，但能出现波的叠加现象，所以选项A错误、B正确；因为不能发生稳定的干涉现象，所以虽然些时刻a点的振动加强，但不能始终加强和减弱，故选项CD错误；【考点】波的干涉和衍射、波的叠加4.如图表示两列同频率相干水波在t＝0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2cm（且在图中所示范围内振幅不变），波速为2m/s，波长为0.4m，E点为BD连线和AC连线的交点。

高中物理《波的衍射和干涉》导学案

第4节波的衍射和干涉1．理解什么是波的衍射现象，知道波发生明显衍射现象的条件。

2．知道波的独立传播特点，理解波的叠加原理，知道波的干涉是波叠加的结果。

3．知道波的干涉图样的特点，理解波形成稳定干涉图样的条件，知道振动加强点、减弱点的振动情况。

一、波的衍射1．定义：波□01绕过障碍物继续传播的现象。

2．实验及现象(1)实验器材：在水槽里放两块挡板，中间留个□02狭缝。

(2)现象①狭缝宽度比波长大得多时：波的传播如同光沿□03直线传播一样，挡板后面产生一个□04阴影区。

②狭缝宽度与波长相差不多或狭缝宽度比波长更小时：波□05绕到挡板后面继续传播。

3．发生明显衍射的条件缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长□06相差不多，或者□07比波长小。

4.□08一切波都能发生衍射，衍射是波□09特有的现象。

二、波的叠加1．波的独立性原理两列波相遇后彼此穿过，仍然□01保持各自的□02运动特征，继续传播。

2．波的叠加原理在几列波重叠的区域里，介质的质点□03同时参与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□04矢量和。

如图所示。

三、波的干涉1．定义：□01频率相同的两列波叠加时，某些区域的□02振幅加大、某些区域的□03振幅减小的现象。

2．稳定干涉的必要条件(1)两列波的频率必须□04相同。

(2)两个波源的相位差必须□05保持不变。

3．干涉的普遍性：□06一切波都能够发生干涉，干涉是□07波特有的现象。

判一判(1)在操场上不同位置听到学校喇叭声音的大小不同，是声波的干涉现象。

()(2)两列频率不同的水波不能发生波的干涉现象。

()(3)不是所有的两列波之间都能发生干涉。

()提示：(1)×(2)√(3)√想一想(1)当障碍物的尺寸比波长大时，不能发生衍射现象，对吗？提示：错。

障碍物尺寸比波长大时，也能发生衍射现象，只是现象不明显。

(2)在波的干涉中，振动加强的点始终位于波峰吗？提示：否。

振动加强点的振幅大，而不是始终位于波峰。

(完整版)波的衍射和干涉导学案

12.4《波的衍射和干涉》导学案
执笔人：王娜审核人：参与人：高二课程组
【学习目标】
1.通过观察水波的衍射现象，认识衍射现象的特征。知道什么是波的衍射现象和发生明显
衍射现象的条件。知道衍射现象是波特有的现象。
2.了解波的叠加原理
3.通过实验，认识波的干涉现象和波的干涉图样。知道波发生明显干涉现象的必要条件。
（1）
（2）
说明：一切波都能发生干涉，干涉也是波所特有的现象。
【当堂检测】
1、在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子振动频率是5Hz，水波在水槽中的传播速度为0.05m／s，为观察到显著的衍射现象，小孔直径d应为（）
A．l0cmB．5cm
C．d＞lcmD．d＜1cm
2.一列波在传播过程中通过一个障碍物，发生了一定程度的衍射，以下哪种情况能使衍射现象更明显？（）
A.m向上，n向下
B. m向下，n向上
C.m,n都向上
D.m,n速度都是零
3、.波的干涉：
【合作探究】
探究1：发生明显衍射现象的条件
观察实验图片，思考以下问题
（1）保持水波的波长不变，改变水波的传播情况有什么变化？
结论：
（2）保持狭缝的宽度不变，改变水波的波长，观察波的传播情况有什么变化？
结论：
总结发生明显衍射现象的条件：
3.一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象。
探究2、波的叠加原理
B．图示时刻A,B两点的竖直高度差为20cm
C．图示时刻C点正处在平衡位置且向水面上运动
D．从图示时刻起经0.25s，B点通过的路程为20cm
12．如图所示，两个形状完全相同的正弦波a,b沿同一直线分别向右、向左传播，在它们相遇的某个时刻，图中m,n部分的波形“消失”了，该时刻m,n两质点的振动方向分别为（）

波的干涉和衍射每课一练(含解析) (35)

第十二章机械波第4节波的衍射和干涉课时分层训练「基础达标练」1．一块小石子投入河水中激起一列水波，遇到障碍物后能发生明显衍射现象，障碍物是()A．静止在河面的渔船B．静止在河面的货船C．竖立在河中的竹竿D．竖立在河中的桥墩解析：选C河水中激起一列水波，遇到障碍物后能发生明显衍射现象，依据发生明显的衍射现象的条件是障碍物的尺寸与波长相差不大或者比波长小，故该障碍物的尺寸较小，故C正确，A、B、D错误．2．(多选)当两列水波发生干涉时，如果两列波的波峰在P点相遇，则() A．质点P的振动始终是加强的B．质点P的振幅最大C．质点P的位移始终最大D．质点P的周期最大解析：选AB P点为波峰与波峰叠加，为振动加强点，振动始终加强，振幅最大．位移在变化，有时为零，有时最大，故A、B正确，C错误；质点P的周期不变，选项D错误．3．(2019·山西怀仁八中高二月考)已知空气中的声速为340 m/s.现有几种声波：①周期为120s，②频率为104Hz，③波长为10 m，它们传播时若遇到宽约为13 m的障碍物，能产生显著的衍射现象的是() A．①和②B．②和③C．①和③D．都可以解析：选C由波速公式v＝λf得：波长λ＝vf＝v T，则①②③三种声波的波长分别为λ1＝340×120 m ＝17 m ，λ2＝340104 m ＝0.034 m ，λ3＝10 m ，根据发生明显衍射现象的条件可知，①③两声波的波长与障碍物的尺寸差不多，能产生明显的衍射现象，故C 正确．4．(多选)某同学注意到手机摄像头附近有一个小孔，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音相位相反的声波，与噪音叠加从而实现降噪的效果．如图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 ．降噪过程实际上是声波发生了干涉B ．降噪过程可以消除通话时的所有背景杂音C ．降噪声波与环境噪声的传播速度相等D ．P 点经过一个周期传播的距离为一个波长解析：选AC 分析题意可知，降噪过程实际上是声波发生了干涉，降噪声波与环境声波波长相等，波速相等，频率相同，由于两列声波等幅反相，使噪声振动减弱，A 选项正确；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，B 选项错误；机械波传播的速度由介质决定，所以降噪声波与环境噪声的传播速度相等，C 选项正确；机械波在传播过程中，介质中的质点不会随波移动，D 选项错误．5．(多选)两列完全相同的机械波于某时刻的叠加情况如图所示，图中的实线和虚线分别表示波峰和波谷，此时( )A ．a 、b 连线中点振动加强B．a、b连线中点速度为零C．a、b、c、d四点速度均为零D．再经过12周期c、d两点振动仍然减弱解析：选ACD题图是两列频率相同的相干水波于某时刻的叠加情况，实线和虚线分别表示波峰和波谷，则a点是波谷与波谷相遇点，b是波峰与波峰相遇点，c、d两点是波峰与波谷相遇点．则a、b两点是振动加强的，且ab连线上也是振动加强的，c、d两点是振动减弱的，故A正确，B错误；a、b分别处于波谷、波峰位置，此时它们的速度为零，c、d是波峰、波谷相遇点，为减弱点，其振幅为零，则c、d的速度也为零，因此它们的速度均为零，故C正确；c、d两点处于波谷与波峰相遇处，再经过12周期，c、d两点振动仍然减弱，故D正确．6．(多选)(2019·福建师大附中高二期中)如图所示，两列简谐横波分别沿x 轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x＝－1.0 m和x＝5.0 m处，两列波的速率均为v＝2 m/s，两波源的振幅均为A＝2 cm.图示为t＝0时刻两列波的图象(传播方向如图所示)，此刻平衡位置处于x＝1.0 m和x＝3.0 m的M、N两质点刚开始振动．质点P、Q的平衡位置分别处于x＝2.0 m和x＝2.5 m处，关于各质点运动情况判断正确的是()A．质点Q的起振方向沿y轴正方向B．t＝1.25 s时刻，质点M的位移为－4 cmC．两列波能发生干涉，发生干涉后质点P为振动减弱点D．两列波能发生干涉，发生干涉后质点Q为振动加强点解析：选ACD M、N点刚起振，由同侧法可知，M点向下振动，N点向上振动，即两列波的起振方向相反．由两列波的传播速度相等，Q距N点近，故N点的振动形式先传播到Q点，故Q点的起振方向与N点的起振方向相同，起振时沿y轴向上，A对；M点距两波源的距离差值为一个波长，因两列波的起振方向相反，故M点为振动减弱点，两列波的振幅相同，故M点的位移始终为零，B错；同理可判断P为振动减弱点，Q为振动加强点，C、D对．7．如图是水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，以波源S1、S2为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰(实线)和波谷(虚线)，S1的振幅A1＝4 cm，S2的振幅A2＝3 cm，则下列说法正确的是()A．质点D是振动减弱点B．质点A、D在该时刻的高度差为14 cmC．再过半个周期，质点B、C是振动加强点D．质点C的振幅为7 cm解析：选B题图是两列频率相同的相干水波于某时刻的叠加情况，实线和虚线分别表示波峰和波谷，则D点是波谷与波谷相遇点，A点是波峰与波峰相遇点，B、C两点是波峰与波谷相遇点．则A、D两点是振动加强的，且B、C两点是振动减弱的．质点D是振动加强点，故A错误；S1的振幅A1＝4 cm，S2的振幅A2＝3 cm，质点A是处于波峰叠加位置，相对平衡位置高度为7 cm，而质点D处于波谷叠加位置，相对平衡位置为－7 cm，因此质点A、D在该时刻的高度差为14 cm，故B正确；B、C两点是振动减弱点，再过半个周期，质点B、C 仍是振动减弱点，故C错误；质点C是波峰与波谷的叠加点，则其合振幅为1 cm，故D错误．8．甲、乙两人分乘两只小船在湖中钓鱼，两船相距24 m．有一列水波在湖面上传播，使每只船每分钟上下浮动20次，当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有5个波峰．(1)此水波的波长为多少？波速为多少？(2)若此波在传播过程中遇到一根竖立的电线杆，是否会发生明显的衍射现象？(3)若该波经过一跨度为30 m的桥洞，桥墩直径为3 m，桥墩处能否看到明显衍射？(4)若该桥为一3 m宽的涵洞，洞后能否发生明显衍射？解析：(1)由题意知：周期T＝6020s＝3 s.设波长为λ，则5λ＋λ2＝24 m，λ＝4811m.由v＝λT 得，v＝4811×3m/s＝1611m/s.(2)由于λ＝4811m，大于竖立电线杆的直径，所以此波通过竖立的电线杆时会发生明显的衍射现象．(3)(4)由于λ＝4811m>3 m，所以此波无论是通过直径为3 m的桥墩，还是通过宽为3 m的涵洞，都能发生明显衍射现象．答案：(1)4811m1611m/s(2)会(3)能(4)能「能力提升练」9．(多选)甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中相向传播并相遇，在t＝0时刻两列波的位置如图所示．若两列波的周期分别为T甲和T乙，则()A．这两列波相遇时能产生干涉现象B．这两列波将同时到达坐标原点C．在t＝34T乙时刻，x＝0.1 m处质点受到的回复力为零D．在t＝2T甲时刻，x＝0.1 m处质点的位移为零解析：选BD两列简谐横波在同一均匀介质内传播，可知波速相等，由题图可知两列波的波长不相等，由v＝λf可知，频率不相等，不能产生干涉现象，故A错误；两列简谐横波在同一均匀介质内传播，可知波速相等，此时两列波到原点的距离相等，根据t＝x v可知这两列波将同时到达坐标原点，故B正确；时刻，乙波刚好传播到原点处，此时x＝0.1 m处质点位于波峰，受到在t＝34T乙的回复力不为零，故C错误；根据图象可知T甲＝0.2v，T乙＝0.4v，即T乙＝2T甲，在t＝2T甲时刻，甲波刚好传播到x＝0.1 m处，乙波波形中点平衡位置传到x＝0.1 m处，此时x＝0.1 m 处质点的位移为零，故D正确．10．(多选)如图甲所示，在水平面内的三个质点分别位于直角三角形ABC的顶点上，已知AB＝6 m，AC＝8 m．t0＝0时刻A、B开始振动，波动图象均如图乙所示，所形成的机械波在水平面内传播，在t＝4 s时C点开始振动．则()A．该机械波的传播速度大小为4 m/sB．两列波相遇后，C点振动加强C．两列波相遇后，C点振动减弱D．该列波的波长是2 mE．该列波的周期T＝1 s解析：选BDE分析图乙可知，波长为2 m，D选项正确；介质决定波速，两波源在同一介质中传播，故两列波的波速相同，根据几何关系可知，A处振动＝2 m/s，A选项错误；两波源振动情况相同，两波源先到达C点，波速v＝ACt到介质中某质点的波程差为整数个波长时，该质点为振动加强点．C点到A、B两点的路程差为Δs＝BC－AC＝λ，故C点为振动加强点，B选项正确，C选项错误；根据波长、周期和波速的关系可知，T＝λv＝1 s，E选项正确．11．(多选)(2019·全国卷Ⅲ)水槽中，与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上．振动片做简谐振动时，两根细杆周期性触动水面形成两个波源．两波源发出的波在水面上相遇，在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样．关于两列波重叠区域内水面上振动的质点，下列说法正确的是()A．不同质点的振幅都相同B．不同质点振动的频率都相同C．不同质点振动的相位都相同D．不同质点振动的周期都与振动片的周期相同E．同一质点处，两列波的相位差不随时间变化解析：选BDE在波的干涉实验中，质点在振动加强区的振幅是两列波振幅之和，质点在振动减弱区的振幅是两列波振幅之差，A项错误；沿波的传播方向上，波不停地向外传播，故各质点的相位不都相同，C项错误；两波源振动频率相同，其他各质点均做受迫振动，故频率均与振源频率相同，周期均与振动片的周期相同，B、D项正确；同一质点到两波源的距离确定，故波程差恒定，即相位差保持不变，E项正确．12．(多选)如图所示，在x轴上有两个沿竖直方向振动的波源S1、S2(图中未画出)在两波源之间有a、b两个点，二者间距为2 m．已知a点振动始终减弱且振幅为2 cm，b点振动始终加强且振幅为8 cm，观察发现b点连续出现两次波峰间隔时间为2 s，假设a、b之间没有振动加强点和减弱点．则下列判断正确的是()A．两波源S1、S2振动周期一定相同，且周期为2 sB．两波源S1、S2在介质中产生的机械波的波长为4 mC．波源S1振幅可能是5 cmD．两波源S1、S2在介质中产生的机械波的波速为4 m/s解析：选ACD 两列波发生干涉，它们的频率、周期一定是相等的，b 点连续出现两次波峰间隔时间为2 s ，可知两波源的周期都是2 s ，故A 正确；由题假设a 、b 之间没有振动加强点和减弱点，a 点振动始终减弱，b 点振动始终加强；设a 到左右两个波源的距离分别为x a 1和x a 2，则：|x a 1－x a 2|＝⎝ ⎛⎭⎪⎫n ＋12λ；① 设b 到左右两个波源的距离分别为x b 1和x b 2，则：|x b 1－x b 2|＝nλ②a 、b 之间的距离：L ＝|x a 1－x b 1|＝|x b 2－x a 2|＝2 m ③联立①②③式可得λ＝8 m ，故B 错误；由于a 点振动始终减弱且振幅为2 cm ，b 点振动始终加强且振幅为8 cm ，设A 的振幅为A 1，B 的振幅为A 2，则：A 1＋A 2＝8 cm ；|A 1－A 2|＝2 cm可得A 1＝3 cm 或A 1＝5 cm ，故C 正确；两列波的波速：v ＝λT ＝82＝4 m/s ，故D 正确．13．如图是两个波源振动频率相同、振动方向相同的两列波在空间传播的情景，实线表示波峰，虚线表示波谷．a 为虚线交点，b 为实线交点，c 为a 与b 连线的中点．(1)从图示时刻开始，经过12周期，a 、b 、c 各点分别处于什么位置？ (2)从图示时刻开始，经过34周期，a 、b 、c 各点又分别处于什么位置？解析：(1)由题图可知，此刻a 、b 点分别是两列波的波谷相遇点和波峰相遇点，都是振动加强点；而c 点处于加强区域，所以c 点也是加强点，a 、b 、c 三点的振幅为两列波的振幅之和．此刻a 点在波谷，b 点在波峰，c 点在平衡位置，经12周期后，a点在波峰，b点在波谷，c点仍在平衡位置．(2)经过34周期，a点在平衡位置，将向波谷振动；b点在平衡位置，将向波峰振动；c点为a、b的中点，所以此刻c点在波峰位置．答案：(1)a在波峰，b在波谷，c在平衡位置(2)a在平衡位置，b在平衡位置，c在波峰14.有频率相同、振动方向相同的两个声源S1和S2，如图所示．一人站在声源北方的A点，此人此时听到的声音很响，这个人向东慢慢移动，声音逐渐减弱，到B点时几乎听不到声音，测得A、B间距离为1.5 m．则：(1)S1、S2声波的波长λ为多少？(2)若此人由B点再向正南方向移动，声音逐渐变响，那么，此人沿正南方向至少走多远，声音又变得很响？解析：(1)依题意，A在S1S2的中垂线上，S1A＝S2A，此点为声波叠加振动加强处，走到B点几乎听不到声音，B点是声波叠加振动减弱处，则S1B－S2B＝λ2由几何关系S1B＝5 m，λ＝2 m.(2)设此人沿BS2走到C点，振动又一次加强．S1C－S2C＝2 m，S2C2＝(S2C＋2)2－S1S22得S2C＝1.25 m，BC＝BS2－S2C＝(4－1.25)m＝2.75 m.答案：(1)2 m(2)2.75 m。

《3.5 波的干涉与衍射》(同步训练)高中物理选择性必修第一册_沪教版_2024-2025学年

《3.5 波的干涉与衍射》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、在干涉现象中，两列相干光的频率分别为f1和f2，要使这两列光在某点产生亮条纹，则必须满足的条件是：A.f1=f2B.f1+f2=λ1c/2C.f1−f2=λ2c/2D.(f1+f2)/2=λc/22、某单缝衍射实验中，若增加入射光的波长，则以下描述正确的是：A. 中央亮条纹宽度将减小B. 极小值处的明暗条纹间隔将增大C. 中央亮条纹的对比度将降低D. 极小值处的明暗条纹间隔将减小3、下列关于波的干涉现象的描述，正确的是：A、两列频率不同的波叠加时，一定发生干涉现象。

B、只有两列频率相同的波才能发生稳定的干涉现象。

C、干涉条纹的间距与波的频率无关。

D、干涉条纹的分布是均匀的，不会发生条纹的疏密变化。

4、一束单色光通过两个狭缝后，在屏幕上形成干涉条纹。

若将其中一个狭缝的宽度缩小，下列说法正确的是：A、干涉条纹的间距将增大。

B、干涉条纹的间距将减小。

C、干涉条纹的亮度将减弱。

D、干涉条纹的形状将发生变化。

)的波在空间相遇，下列说法不正确5、两列频率相同，振动方向一致，相位差为(π2的是：A、两波形成的干涉图样一定是正弦型的或余弦型的。

B、观察者在波峰和波谷相遇处将体验到较大的干扰。

C、观察者在波峰与波峰相遇处永远不会经历加强的振幅。

D、当两波峰或两波谷相遇时，干涉现象表现为加强，而两波峰与波谷相遇时表现为减弱。

6、在双缝干涉实验中，若使用不同波长的单色光，以下哪项描述是不正确的？A、波长越长，观察到的干涉条纹间距越大。

B、不同波长的光会产生不同的干涉条纹图案。

C、当波长增加到某一特定值时，干涉条纹将不再出现。

D、使用不同波长的光在其它条件不变的情况下，干涉条纹的亮度不同。

7、下列关于波的干涉和衍射现象的描述，正确的是：A. 水波经过狭缝后，在B点出现明显干涉条纹，说明B点始终振动加强。

B. 两列同频率、同振幅的波相遇，若它们的路程差为半个波长的奇数倍，则它们在会合点处的振动始终减弱。

(高二物理波的干涉和衍射-当堂练习

高二物理选修3-4 波的干涉和衍射当堂练习题1．(多选)关于波的干涉和衍射，下列说法中错误的是( )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等，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2．(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( )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3.波源甲、乙分别在一根水平放置的绳的左右两端，两波源发出的波在绳中的传播速度均是1 m/s，在t＝0时刻绳上的波形如图中(a)所示，则根据波的叠加原理，以下叙述中正确的是( )A．当t＝2 s时，波形如图①所示，当t＝4 s时，波形如图②所示B．当t＝2 s时，波形如图①所示，当t＝4 s时，波形如图③所示C．当t＝2 s时，波形如图②所示，当t＝4 s时，波形如图①所示D．当t＝2 s时，波形如图②所示，当t＝4 s时，波形如图③所示4.如图，P为桥墩，A为靠近桥墩浮在水面的叶片，波源S连续振动，形成水波，此时叶片A静止不动．为使水波能带动叶片振动，可用的方法是( )A．提高波源频率B．降低波源频率C．增加波源距桥墩的距离D．减小波源距桥墩的距离5．(多选)将一条长x＝16m的均匀弹性绳沿水平方向拉直，M为绳的中点，两端的波源P、Q 同时开始沿竖直方向上下振动，两波源振动0.4s产生的波形如图5所示，A点距P点4m，以下判断正确的是( )A．两列波的波速均为10m/sB．波源Q的振动频率为5HzC．质点M开始振动时，速度方向竖直向下D．从两波源开始振动经时间1.0s，质点M恰好在平衡位置6.(多选)如图所示，两列简谐横波a和b均沿x轴正方向传播，波速为40 m/s，下列说法正确的是( )A．a波的周期为0.2 s，b波的周期为0.1 sB．对于b波，x轴上x＝1 m处的质点经过0.1 s就传到x＝5 m处C．a、b两列波相遇时不能发生稳定干涉D．x＝8 m处的质点振动总是加强的E．若两列波进入另一种介质，它们的频率都不会改变7.(多选)如图所示，沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200 m/s，下列说法中正确的是（）A．从图示时刻开始质点a的加速度将减小B．从图示时刻开始，经过0.01 s，质点a通过的路程为0.4 mC．若此波遇到另一列波并发生稳定的干涉现象，则另一列波的频率为50 HzD．若该波传播过程中遇到宽约4 m的障碍物，则不会发生明显的衍射现象8．甲、乙两人分乘两只小船在湖中钓鱼，两船相距24 m。

《光的干涉和衍射》导学案

《光的干涉和衍射》导学案一、学习目标1、理解光的干涉和衍射的基本概念。

2、掌握光的干涉和衍射的产生条件。

3、能够解释光的干涉和衍射现象。

4、了解光的干涉和衍射在实际生活中的应用。

二、知识回顾在学习光的干涉和衍射之前，让我们先来回顾一下一些与光相关的基础知识。

1、光的本质光具有波粒二象性，既可以表现出粒子的特性，又可以表现出波动的特性。

2、光的直线传播在均匀介质中，光沿直线传播。

但在某些情况下，光会偏离直线传播，这就涉及到光的干涉和衍射现象。

三、光的干涉1、定义光的干涉是指两列或多列光波在空间相遇时相互叠加，在某些区域始终加强，在另一些区域则始终削弱，形成稳定的强弱分布的现象。

2、产生条件（1）两列光波的频率相同。

（2）两列光波的振动方向相同。

（3）两列光波具有固定的相位差。

3、双缝干涉实验（1）实验装置在一个遮光的箱子中，有一个光源 S，光源前放置一个单缝 S₁，其后再放置一个双缝 S₂、S₃，双缝后面是一个光屏。

（2）实验现象在光屏上会出现明暗相间的条纹，中间为亮条纹，两侧对称分布着暗条纹。

（3）条纹间距公式Δx ＝λL ／ d其中，Δx 为条纹间距，λ 为光的波长，L 为双缝到光屏的距离，d 为双缝间距。

4、薄膜干涉（1）定义由薄膜的前后两个表面反射的光波相互叠加而产生的干涉现象。

（2）常见例子肥皂泡、水面上的油膜呈现出的彩色条纹就是薄膜干涉的结果。

四、光的衍射1、定义光在传播过程中，遇到障碍物或小孔时，光偏离直线传播而进入几何阴影区，并在屏上出现光强不均匀分布的现象。

2、产生条件障碍物或小孔的尺寸与光的波长相当或比光的波长小。

3、单缝衍射（1）实验装置光源、单缝、光屏。

（2）实验现象当单缝较宽时，光沿直线传播，在光屏上形成一条与缝宽相当的亮条纹。

当单缝逐渐变窄时，在光屏上出现明暗相间的条纹，中央亮条纹最宽最亮。

（3）条纹特点中央亮条纹宽度最大，两侧条纹宽度逐渐减小，亮度逐渐减弱。

4、圆孔衍射（1）实验现象当圆孔较大时，光近似沿直线传播。

学案导学备课精选高中物理2.5波的干涉、衍射同步练习(含解析)新人教版选修34

第5节波的干涉、衍射1．波的叠加原理：在几列波传播的重叠区域里，介质的质点要同时参与由几列波引起的________，质点的总位移________这几列波单独存在时在该处引起的振动________的矢量和．2．________相同的两列波叠加，使介质中某些区域的质点振动________________，另一些区域的质点振动________________，并且这两种区域互相间隔、位置保持不变，这种现象叫做波的干涉．形成的图样叫做波的干涉图样．________相同的两列波叠加是出现稳定干涉图样的必要条件．3．波能够绕到____________的后面继续传播的现象，叫做波的衍射．缝、孔的________或障碍物的尺寸大小跟________相差不多，或比波长小，就能看到明显的衍射现象．4．________和________都是波特有的现象．5．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．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C．两列频率相同的波相遇时，介质中振动加强的质点在某时刻的位移可能是零D．两列频率相同的波相遇时，振动加强的质点的位移总是比振动减弱的质点的位移大6．关于波的衍射现象，下列说法中正确的是( )A．某些波在一定条件下才有衍射现象B．某些波在任何情况下都有衍射现象C．一切波在一定条件下才有衍射现象D．一切波在任何情况下都有衍射现象7．下列现象属于波的衍射现象的是( )A．在空旷的山谷里喊叫，可以听到回声B．“空山不见人，但闻人语响”C．“余音绕梁，三日而不绝”D夏日的雷声有时轰鸣不绝概念规律练知识点一波的叠加1．如图1所示，沿一条直线相向传播的两列波的振幅和波长均相等，当它们相遇时可能出现的波形是下列图中的( )图12．下列关于两列波相遇时叠加的说法中正确的是( )A．相遇之后，振幅小的一列波将减弱，振幅大的一列波将加强B．相遇之后，两列波的振动情况与相遇前完全相同C．在相遇区域，任一点的总位移等于两列波分别引起的位移的矢量和D．几个人在同一房间说话，相互间听得清楚，这说明声波在相遇时互不干扰知识点二波产生干涉的条件3．关于波的干涉，下列说法正确的是( )A．只有横波才能发生干涉，纵波不能发生干涉B．只要是两列以上的波，在相遇的区域内都能产生稳定的干涉C．不管是横波还是纵波，只要叠加的两列波的频率相等，振动情况相同，就能产生稳定的干涉现象D．干涉是机械波特有的现象4．两列波相叠加得到了干涉图样，则以下说法正确的是( )A．两列波的频率一定相同B．两波源振动一定同步C．振动加强区与振动减弱区交替变化D．振动加强区与振动减弱区互相间隔知识点三对波的衍射的理解5．下列关于波的衍射的说法正确的是( )A．衍射是机械波特有的现象B．对同一列波，缝、孔或障碍物越小衍射现象越明显C．只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象D．声波容易发生明显衍射现象是由于声波波长较长6．(1)既然衍射是波的特有现象，也就是说一切波都会发生衍射现象，为什么一般情况下我们都观察不到衍射现象？(2)一般情况下，什么样的波容易产生显著的衍射现象？(3)孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长的关系是决定衍射能否发生的条件吗？方法技巧练一、对干涉图样的理解技巧7．图2表示两个相干波源S1、S2产生的波在同一种均匀介质中相遇．图中实线表示某时刻的波峰，虚线表示的是波谷，下列说法正确的是( )图2A．a、c两点的振动加强，b、d两点的振动减弱B．e、f两点的振动介于加强点和减弱点之间C．经适当的时间后，加强点和减弱点的位置互换D．经半个周期后，原来位于波峰的点将位于波谷，原来位于波谷的点将位于波峰8．当两列同频率的水波发生干涉现象时，若两列波的波峰在P点相遇，则( )①质点P的振动始终加强②质点P的频率最大③质点P的位移始终最大④质点P 的位移有时可能为零A．①② B．②③ C．③④ D．①④二、发生明显衍射条件的应用技巧9．如图3所示是观察水面波衍射的实验装置．AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O 是波源．图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹(图中曲线)之间的距离表示一个波长，则关于波经过孔之后的传播情况，下列描述中正确的是( )图3A．此时能明显观察到波的衍射现象B．挡板前后波纹间距离相等C．如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显地观察到衍射现象10．已知空气中的声速为340 m/s，现有几种声波：(1)周期为1/20 s；(2)频率为30 Hz；(3)波长为10 m，它们传播时若遇到宽度均为9.5 m的障碍物，能发生明显衍射现象的是( )A．(1)和(2) B．(2)和(3)C．(1)和(3) D．都可以1．波源在绳的左端发出半个波①，频率为f1，振幅为A1；同时另一波源在绳右端发出半个波②，频率为f2(f2＞f1)，振幅为A2，P为绳的中点，如图4所示，下列说法错误的是( )图4A．两列波同时到达P点B．两列波相遇时P点波峰值可达到A1＋A2C．两列波相遇再分开后，各自保持原波形传播D．因频率不同，这两列波相遇不能叠加2．两列波在同一种介质中传播时发生了干涉现象，则( )A．振动加强区域，介质质点的位移总是比振动减弱区域介质质点的位移大B．振动加强区域，介质质点的振幅总比振动减弱区域介质质点的振幅大C．振动加强区域，介质质点的位移随时间做周期性变化D．振动加强区域，介质质点的振幅随时间做周期性变化3．水槽中步调相反的波源S1、S2发出两列波长相等的水波，设某一时刻P点恰好是两波谷相遇，则( )A．这两列波能干涉B．P点始终就在波谷C．P是振动加强点D．P的位移有时可为零4．如图5所示，实线和虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷．此刻，M是波峰与波峰相遇点，下列说法中正确的是( )图5A．该时刻质点O正处在平衡位置B．P、N两质点始终处在平衡位置C．随着时间的推移，质点M向O点处移动D．从该时刻起，经过四分之一周期，质点M到达平衡位置5．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，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．以上说法均不正确6．下列属于明显衍射现象的是( )A．隔墙有耳B．池中假山前有水波，假山后无水波C．河中芦苇后面没有留下无波的区域D．在大山前喊话，多次听到自己的声音7．关于衍射，下列说法正确的是( )A．发生衍射就是波传到障碍物或孔的后面B．发生衍射的同时把波源的能量传播到“衍射”区域C．衍射只有波才能发生D．只有孔才能发生衍射，一块挡板不可能发生波的衍射8．水波通过小孔，发生了一定程度的衍射，为使衍射现象更明显，下列做法可取的是( )A．增大小孔尺寸 B. 减小小孔尺寸C．增大水波频率D．减小水波频率9．在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子振动的频率是5 Hz，水波在水波槽中的传播速度是0.05 m/s，为观察到显著的衍射现象，小孔直径d应为( ) A．10 cm B．5 mC．d>1 cm D．d<1 cm10．波长为60 m和17 m的两列声波在空气中传播时，下列叙述中正确的是( ) A．波长60 m的声波比波长17 m的声波传播速度慢B．波长60 m的声波比波长17 m的声波频率小C．波长60 m的声波比波长17 m的声波易发生衍射D．波长60 m的声波不能被反射11．如下图所示是水波遇到小孔或障碍物后的图象，图中每两条实线间的距离约为一个波长，则其中可能出现的图象是( )12．如图6所示，正中O是水面上一波源，实、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷，A 是挡板，B是小孔，经过一段时间，水面上的波形将分布于( )图6A．整个区域B．阴影Ⅰ以外区域C．阴影Ⅱ以外区域D．上述答案均不对13.甲、乙两人分乘两只小船在湖中钓鱼，两船相距24 m．有一列水波在湖面上传播，使每只船每分钟上下浮动20次，当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有5个波峰．(1)此水波的波长为多少？波速为多少？(2)若此波在传播过程中遇到一根竖立的电线杆，是否会发生明显的衍射现象？(3)若该波经过一跨度为30 m的桥洞，桥墩直径为3 m，桥墩处能否看到明显衍射？(4)若该桥为一3 m宽的涵洞，洞后能否发生明显衍射？第5节波的干涉、衍射答案课前预习练1．振动等于位移2．频率始终加强始终减弱频率3．障碍物宽度波长4．干涉衍射5．C [两列波相遇时一定叠加，没有条件，A错；振动加强是指振幅增大，而不只是波峰与波峰相遇，B错；加强点的振幅增大，仍然在自己的平衡位置两侧振动，故某时刻位移x可以是振幅范围内的任何值，C正确，D错误．]6．D [衍射现象是波在传播过程中所特有的特征，没有条件，故一切波在任何情况下都有衍射现象，只是有的明显，有的不明显，故D正确．]7．B [判定一些现象是否是波的衍射现象，首先要看现象中是否有波，其次是看波从波源传出后是否偏离了直线传播，即是否“拐弯”，都符合时即波发生了衍射现象．A中是声波的反射，B中是声波的衍射，C和D是声音多次反射．故选B.]课堂探究练1．BC [该题考查波的叠加原理．半个波形(或前半个波形)相遇时，B正确．当两列波完全相遇时(即重叠在一起)，由波的叠加原理可知，所有质点振动的位移均等于每列波单独传播时引起的位移的矢量和，使得所有质点的振动的位移加倍，C正确．] 2．BCD [两列波相遇时，每一列波引起的振动情况都保持不变，而质点的振动则是两列波共同作用的结果，故选项A错误，选项B、C正确；几个人在同一房间说话，声音振动发出的声波在空间中相互叠加后，并不改变每列波的振幅、频率，所以声波传到人的耳朵后，仍能分辨出不同的人所说的话，故选项D正确．]3．C [干涉是波的特有现象，只要波的频率相同，两个波源的相位差保持不变，就会产生干涉现象．]点评产生干涉的两个条件：①频率相等；②波源的相位差保持不变．4．AD [干涉产生的必要条件是波的频率相等、波源的相位差恒定，两波源的振动不一定同步，故A正确，B错误．产生干涉现象时，振动加强区与振动减弱区互相间隔且不会变化，故C错误，D正确．]点评产生干涉现象时，振动加强区与振动减弱区互相间隔，且加强区总是加强，减弱区总是减弱，不会发生变化．5．BD [衍射是一切波特有的现象，所以选项A 、C 错；发生明显的衍射现象是有条件的，只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多或比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象，所以选项B 是正确的；声波的波长在1.7 cm 到17 m 之间，一般常见的障碍物或孔的大小可与之相比，由于声波波长较长，所以声波容易发生明显衍射现象，所以选项D 也是正确的．]点评知道衍射是一切波特有的现象，及发生明显衍射的条件．6．见解析解析 (1)一切波都能发生衍射现象，但很多情况下因波长与障碍物或孔、缝的宽度相比较小，衍射现象极不明显，所以看不清或看不到衍射现象．(2)波长较长的波容易产生显著的衍射现象．(3)不是．波发生衍射现象没有条件，孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长的关系只是决定波能否发生明显衍射的条件．点评波在任何情况下都有衍射现象，有明显和不明显的区别．孔、缝的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多或比波长更小，是发生明显衍射的条件．7．AD [波的干涉示意图所示的仅是某一时刻两列相干波叠加的情况，形成干涉图样的所有介质质点都在不停地振动着，其位移的大小和方向都在不停地变化着．但要注意，对稳定的干涉，振动加强和减弱的区域的空间位置是不变的．a 点是波谷和波谷相遇的点，c 是波峰和波峰相遇的点，都是振动加强的点；而b 、d 两点都是波峰和波谷相遇的点，是振动减弱的点，A 正确．e 位于加强点的连线上，仍为加强点，f 位于减弱点的连线上，仍为减弱点，B 错误．相干波源叠加产生的干涉是稳定的，不会随时间变化，C 错误．因形成干涉图样的介质质点不停地做周期性振动，经半个周期步调相反，D 正确．]8．D [由于两列波的波峰在P 点相遇，P 点是振动加强点，且振动始终加强，①正确；两列波发生干涉，它们的周期和频率不会发生改变，各个点频率仍然是相同的，②错误；振动加强并不意味着其位移始终是最大，振动加强点的振幅最大，但位移总在变化，有时可能为零，③错误，④正确．故选项D 正确．]方法总结两个频率相同的同种波源形成的干涉图样，以两波源为中心向外辐射延伸，形成振动加强线和减弱线，即加强区和减弱区．加强区是指该区域内质点的振幅增大，减弱区是指该区域内质点的振幅减小(若两列波的振幅相等则减弱区振幅为0)，不论加强区还是减弱区(振幅为0除外)中的质点，都仍在其平衡位置附近振动，它们的振动位移仍随时间发生周期性变化．因此某一时刻，加强区中质点的振动位移可能小于减弱区中质点的振动位移．9．ABC [本题主要考查发生明显衍射的条件．观察图可知道孔的尺寸与波长差不多，能明显观察到波的衍射现象，故选项A 对；因波的传播速度不变，频率不变，故波长不变，即挡板前后波纹间距应相等，故选项B 对；若f 增大，由λ＝v f，知λ变小，衍射现象变得不明显了，故选项D 错；若将孔AB 扩大，且孔的尺寸远大于波长，则可能观察不到衍射现象，故选项C 对．]方法总结本题考查的是一个演示实验．要求对波发生明显衍射现象的条件，以及波长、频率、波速之间的关系有正确的认识．因此对重要的演示实验的实验原理和实验方法，都必须有深入的理解．在观察水波衍射现象的实验中，若打击水面的振子使振动频率增大，观察到的衍射现象有什么变化？(提示：λ＝v/f ，f 增大，λ减小，则衍射现象变得不明显)10．D [(1)T ＝120 s ，由v ＝λT 得λ＝vt ，则λ1＝17 m ，(2)λ2＝v f 2＝11.3 m ，(3)λ3＝10 m ，而障碍物宽度d ＝9.5 m ，比三种波的波长都小，所以D 正确．]方法总结判断能否发生明显衍射的方法是比较波长与障碍物的尺寸的大小关系．课后巩固练1．BD [因两波源同时起振，形成的都是绳波，波速相同，因此两列波同时到达P 点，选项A 正确；因f 2＞f 1，有λ2＜λ1，当①的波峰传至P 点时，②的波峰已过了P 点，即两波峰在P 点不会相遇，根据波的叠加原理，P 点的波峰值不可达到A 1＋A 2，选项B 错误，选项C 正确；因波的叠加没有条件，故选项D 错误．]2．BC [振动加强区域，各质点的位移随时间做周期性变化，它的位移某时刻可能为零，也不一定比振动减弱区域的位移大，故A 错误，C 正确；振幅是质点振动的最大位移，故B 正确，D 错误．]3．ACD [步调相反容易理解成振动方向不同，这是两个截然不同的概念，振动方向相同包括步调相同、步调相反等情况．另由两波波长相等可知两波频率相同，所以两列波能发生干涉，选项A 正确．因某时刻P 点是两波谷相遇，故P 点是振动加强点，选项C 正确，再过14T ，P 点就是两平衡位置相遇，选项B 错误，D 正确．] 4．BD [本题考查对干涉图样的认识．由图可知，图中O 、M 为振动加强点，此时刻O 处于波谷，M 处于波峰，因此A 错误；N 、P 为减弱点，又因两列波振幅相同，因此，N 、P 两点振幅为零，即两质点始终处于平衡位置，B 正确；质点不会随波向前推移，C 不正确；从该时刻经14周期，两列波在M 点分别引起的振动都位于平衡位置，故M 点位于平衡位置，D 正确．]5．BC [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．]6．AC7．ABC [波在发生衍射时，其衍射区域的质点振动，因此具有能量．小孔或障碍物只要满足条件都能发生明显的衍射现象，D 不正确．]8．BD [根据发生明显衍射的条件，可知本题中要使现象更明显，可采取：减小小孔直径或增大水波波长，或同时减小小孔直径、增大水波波长，所以选项B 正确，A 错误；改变频率表面看对现象好像没影响，但情景中是水波，介质已确定，由v ＝λf 知：若f 改变了，λ也会改变，就会影响衍射发生的明显程度，因此欲增大波长，必减小水波频率，故C 错，D 正确．]9．D [本题考查波发生明显衍射的条件，一般直接比较孔的直径d 与水波波长λ的关系即可，当d<λ时肯定发生明显的衍射，由题知水波的波长λ＝v f ＝0.055m ＝0.01 m ＝1 cm.即孔径d 应与1 cm 相当或比它还小．]10．BC [两列声波在同种介质中波速相同，选项A 错误；由v ＝λf 得f ＝v λ，波长越大，频率越小，选项B 正确；波长越大越容易发生衍射，选项C 正确；一切波都能发生反射，选项D 错误．]11．AB12．B [从题图中可以看出挡板A 比波长大的多，因此波不会绕过挡板A ，而小孔B 的大小与波长差不多，能发生明显的衍射现象，故B 正确．]13．(1)4811 m 1611m/s (2)会 (3)能 (4)能解析 (1)由题意知：周期T ＝6020s ＝3 s. 设波长为λ，则5λ＋λ2＝24 m ，λ＝4811m. 由v ＝λT 得，v ＝4811×3 m/s ＝1611m/s. (2)由于λ＝4811m ，大于竖立电线杆的直径，所以此波通过竖立的电线杆时会发生明显的衍射现象．(3)、(4)由于λ＝4811m>3 m ，所以此波无论是通过直径为3 m 的桥墩，还是通过宽为3 m 的涵洞，都能发生明显的衍射现象．。

高中物理 2.5 波的干涉和衍射教案1 教科版选修3-4

2.5 波的干涉和衍射●1.知道波的叠加原理。

2.知道什么是波的干涉现象和干涉图样。

3.知道干涉现象也是波特有的现象。

培养学生的空间想象能力。

通过波的叠加原理，使学生认识到事物之间的普遍联系。

●波的叠加原理和波的干涉现象。

●教学难点波的干涉中加强点和减弱点的位移和振幅的区别。

●实验法、电教法、训练法。

●教学用具实物投影仪、CAI课件、波的干涉实验仪。

●课时安排1●教学过程［投1.知道波具有独立传播的特性和两波叠加的位移规律。

2.知道波的干涉现象，知道干涉是波的特性之一。

3.理解波的干涉原理。

4.知道产生稳定干涉现象的条件。

●1.2.波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫做波的衍射。

只有缝、孔的宽度和障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能产生明显的衍射现象。

教师：波的衍射研究的是一个波源发出波的情况，那么两列或两列以上的波在同一介质(一)［设问］把两块石子在不同的地方投入池塘的水中，就有两列波在水面上传播，两列波取一根长绳，两位同学在这根水平长绳的两端分别向上抖动一下，学生观察现象。

现象一：抖动一下后，看到有两个凸起状态在绳上相向传播。

现象二：两列波相遇后，彼此穿过，继续传播，波的形状和传播的情形跟相遇前一样.两列波相遇后，每列波都像相遇前一样，保持各自原来的波形，继续向前传播，这是波的独立传播特性。

刚才，通过实验，我们知道了两列波在相遇前后，它们都保持各自的运动状态，彼此都在两列波重叠的区域里，任何一个质点同时参与两个振动，其振动位移等于这两列波分别引起的位移的矢量和.当两列波在同一直线上振动时，这两种位移的矢量和简化为代数和，这叫做波的叠加原理。

［强化训练］两列振动方向相同的波叠加，振动加强，振幅增大。

两列振动方向相反的波叠加，振动减弱，振幅减小。

(二)把两根金属丝固定在同一个振动片上，当振动片振动时，两根金属丝周期性地触动水面，形成两个波源，观察在两列波相遇重叠的区域里出现的现象。

【新步步高】高二物理教科版选修导学案：第二章波的干涉、衍射多普勒效应Word版含解析

第5讲波的干涉、衍射多普勒效应[目标定位] 1.知道波的叠加原理，知道波的干涉现象实质上是波的一种特殊的叠加现象.2.知道波的干涉图样的特点，理解形成稳定干涉图样的条件，掌握振动加强点、减弱点的振动情况.3.知道什么是波的衍射现象，知道波发生明显衍射现象的条件.4.了解多普勒效应，能运用多普勒效应解释一些物理现象．一、波的叠加原理在几列波传播的重叠区域内，质点要同时参与由几列波引起的振动，质点的总位移等于各列波单独存在时在该处引起的振动位移的矢量和．二、波的干涉现象1．定义：频率相同的两列波叠加，使介质中某些区域的质点振动始终加强，另一些区域的质点振动始终减弱，并且这两种区域互相间隔、位置保持不变．这种稳定的叠加现象(图样)叫做波的干涉．2．产生干涉的一个必要条件是两列波的频率必须相同．3．波的干涉现象是在特殊条件下波的叠加．一切波只要满足一定条件，都能发生干涉现象．想一想在波的干涉中，振动加强的点和振动减弱的点的振动情况是怎样的？是不是振动减弱的点始终位于平衡位置不动？答案在波的干涉中，振动加强的点是指两列波在该点的振动方向始终相同，因而使该点以两列波的振幅之和作为新的振幅做简谐运动；而振动减弱的点是指两列波在该点的振动方向始终相反，因而使该点以两列波的振幅之差作为新的振幅做简谐运动．只有当两列波的振幅相等时，所形成的干涉中的振动减弱的点的振幅才为零，此时该点表现为始终处于平衡位置不动．三、波的衍射现象1．定义：波能够绕到障碍物的后面传播的现象．2．波发生明显衍射现象的条件：当缝的宽度或障碍物的尺寸大小与波长相差不多或比波长小时，就能看到明显的衍射现象．3．一切波都可发生衍射现象．想一想在日常生活中我们常遇到“闻其声不见其人”的现象，你能用学过的知识解释一下吗？答案声波的波长比较长，容易衍射，而光波波长短，不容易衍射，所以会有“闻其声不见其人”的现象．四、多普勒效应1．定义：当观测者与波源之间有相对运动时，观测者测得的频率与波源频率不同．2．成因(1)波源S与观测者A相对于介质都静止时，观测者单位时间内接收到的完整波的数目与单位时间内波源发出的相同，所以，观测者接收到的频率和波源的振动频率相同．(2)当观察测者与波源两者相互接近时，它在单位时间内接收到的完整波的数目增多，接收到的频率将大于波源的频率振动．(3)当观测者与波源两者远离时，它在单位时间内接收到的完整波数目减少，接收到的频率将小于波源的振动频率．3．应用(1)测心脏血流速度；(2)测人造卫星位置的变化；(3)测定流体流速；(4)检查车速；(5)判断遥远的天体相对于地球的运动速度．想一想当汽车远离观察者时，听到的汽车的声音越来越小，这种现象就是多普勒效应吗？答案不是．多普勒效应指的是接收到的频率的变化情况，即音调的变化情况；而声音大小指的是响度.一、对干涉现象的理解1．波的叠加是无条件的，任何频率的两列波在空间相遇都会叠加．2．稳定干涉图样的产生是有条件的，必须是两列波的频率相同、相差恒定．3．干涉图样及其特点(1)干涉图样：如图2－5－1所示图2－5－1(2)特点①加强区和减弱区的位置固定不变．②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)．③加强区与减弱区互相间隔．4．振动加强点和减弱点(1)加强点：振动的振幅等于两列波振幅之和，A＝A1＋A2.(2)减弱点：振动的振幅等于两列波振幅之差，A＝|A1－A2|.(3)加强点和减弱点的判断．若某点总是波峰与波峰或波谷与波谷相遇，该点为加强点；若总是波峰与波谷相遇，则为减弱点．【例1】(2014·大纲全国，18)两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇．下列说法正确的是()A．波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1－A2|B．波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1＋A2C．波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移D．波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅解析两列振动方向相同的相干波相遇叠加，在相遇区域内各质点仍做简谐运动，其振动位移在0到最大值之间，B、C项错误；在波峰与波谷相遇处质点振幅为两波振幅之差，在波峰与波峰相遇处质点振幅为两波振幅之和，故A、D项正确．答案AD借题发挥不管是加强点，还是减弱点，还是一般位置的质点在振动时，其位移都在随时间做周期性变化，位移均可为0.针对训练两列频率、振动方向、初始相位均相同的波S1、S2，在同一介质中传播时，某时刻t形成如图2－5－2所示的干涉图样，图样中两波源S1、S2同时为波谷(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________．图2－5－2解析由图可知A点为峰与波峰相遇，是振动加强点；B点是波谷与波谷相遇，是振动加强点；C点是波峰与波谷相遇，是振动减弱点．答案A，B C二、对衍射现象的理解1．衍射是波特有的现象，一切波都可以发生衍射．2．波的衍射总是存在的，只有“明显”与“不明显”的差异，“障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长差不多”只是发生明显衍射的条件．3．波传到小孔(障碍物)时，小孔(障碍物)仿佛一个新波源，由它发出与原来同频率的波在孔(障碍物)后传播，就偏离了直线方向．因此，波的直线传播只是在衍射不明显时的近似情况．【例2】如图2－5－3所示是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹(图中曲线)之间距离表示一个波长，则对于波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是()图2－5－3A．此时能明显观察到波的衍射现象B．挡板前后波纹间距离相等C．如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显地观察到衍射现象解析从图中可以看出，孔的大小与波长相差不多，故能够发生明显的衍射现象，A选项正确；由于在同一均匀介质中，波的传播速度没有变化，波的频率是一定的，又根据λ＝vf可得波长λ没有变化，所以B选项是正确的；当孔扩大后，发生明显衍射的条件将被破坏，故C选项正确；如果孔的大小不变，使波源频率增大，则波长减小，孔的尺寸将比波长大，失去发生明显的衍射现象的条件，因此D选项不正确．答案ABC三、对多普勒效应的理解1．多普勒效应是波共有的特征，不仅机械波，光波和电磁波也都会发生多普勒效应．2．发生多普勒效应时，波源发出的频率不变，变化的是观察者接收到的频率．3．当波源与观察者相互接近时，f观察者变大，音调变高．如图2－5－4甲中波源S不动，观察者A向B运动和图乙中观察者A不动，波源由S1向S2运动；当波源与观察者相互远离时，f观察者变小，音调变低．如图甲中波源S不动，观察者A向C运动．图2－5－4【例3】下面说法中正确的是()A．发生多普勒效应时，波源的频率变化了B．发生多普勒效应时，观察者接收到的频率发生了变化C．多普勒效应是在波源与观察者之间有相对运动时产生的D．多普勒效应是由奥地利物理学家多普勒首先发现的解析当波源与观察者之间有相对运动时会发生多普勒效应，故选项C正确；发生多普勒效应时，观察者接收到的频率发生了变化，而波源的频率并没有改变，故选项A错误，选项B正确；此现象是奥地利物理学家多普勒首先发现的，故选项D正确．答案BCD借题发挥判断观察者接收的频率是怎么样变化的，就是看波源与观察者间的相对运动情况.波的衍射1．在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子的振动频率是5 Hz，水波在水槽中的传播速度为0.05 m/s，为观察到明显的衍射现象，小孔直径d应为() A．10 cm B．5 cm C．d≥1 cm D．d＜1 cm解析在水槽中激发的水波波长为λ＝vf＝0.055m＝0.01 m＝1 cm.若要在小孔后产生明显的衍射现象，应取小孔的尺寸小于波长或与波长相差不多．答案 D波的叠加图2－5－52．两列简谐横波，波速大小均为20 m/s，如图2－5－5所示为某时刻两列波各自传播的波动图像．一列波沿着x轴向右传播(实线所示)，另一列沿着x轴向左传播(虚线所示)．下列说法不正确的是()A．两列波的频率均为2.5 HzB．此时刻b、d处的质点速度为零，a、c处质点速度最大C．两列波在b、d点处引起的振动加强，在a、c点处引起的振动减弱D．经过0.1 s，a处质点在波峰，c处质点在波谷解析由图可知波长λ＝8 m，则频率f＝vλ＝208Hz＝2.5 Hz，选项A正确；由图可知此时刻b、d处的质点在最大位移处，所以速度为零，a、c处质点在平衡位置，速度最大，选项B正确；两列波在b、d点处引起的振动减弱，在a、c点处引起的振动加强，选项C错误；由图可知a质点向上振动，经0.1 s即T4到达波峰，同理c在波谷，选项D正确．答案 C波的干涉3．图2－5－6表示两个相干波源S1，S2产生的波在同一种均匀介质中相遇．图中实线表示某时刻的波峰，虚线表示某时刻的波谷，下列说法正确的是()图2－5－6A．a，c两点的振动加强，b，d两点的振动减弱B．e，f两点的振动介于加强点和减弱点之间C．经适当的时间后，加强点和减弱点的位置互换D．经半个周期后，原来位于波峰的点将位于波谷，原来位于波谷的点将位于波峰解析波的干涉示意图表示某一时刻两列相干波叠加的情况，形成干涉图样的所有介质质点都在不停地振动着，其位移的大小和方向都在不停地变化着．但要注意，对稳定的干涉，振动加强和减弱的区域的空间位置是不变的．a点是波谷和波谷相遇的点，c点是波峰和波峰相遇的点，都是振动加强的点；而b、d两点都是波峰和波谷相遇的点，是振动减弱的点，A正确；e点位于加强点的连线上，也为加强点，f点位于减弱点的连线上，也为减弱点，B错误；相干波源叠加产生的干涉是稳定的，不会随时间变化，C错误；因形成干涉图样的介质质点也在不停地做周期性振动，故经半个周期步调相反，D正确．答案AD多普勒效应4．如图2－5－7所示产生机械波的波源O图2－5－7做匀速运动的情况，图中的圆表示波峰．(1)该图表示的是()A．干涉现象B．衍射现象C．反射现象D．多普勒效应(2)波源正在向哪处移动()A．A B．B C．C D．D(3)观察到波的频率最低的位置是()A．A B．B C．C D．D解析题图表示的是多普勒效应，波源的左边波长较小，说明波源正向左运动，因此A处的观察者接收到的频率偏高，B处的观察者接收到的频率最低．答案(1)D(2)A(3)B题组一多普勒效应1．根据多普勒效应，下列说法正确的是()A．当波源与观察者有相对运动时，观察者接收到的频率一定发生变化B．当波源与观察者同向运动时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低C．当波源与观察者相向运动时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率高D．当波源与观察者反向运动时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低解析当波源与观察者的相对距离减小时，观察者单位时间内接收到的完全波的个数增多，即观察者接收到的频率比波源发出的频率高；当二者的相对距离增大时，观察者单位时间内接收到的完全波的个数减少，即观察者接收到的频率比波源发出的频率低．当波源与观察者有相对运动，但距离不变时(如圆周运动)，则不会出现多普勒效应，选项A错误；当波源与观察者同向运动时，二者的距离可能增大，也可能减小，也可能不变，选项B错误；当波源与观察者相向运动时，二者的相对距离减小，故选项C正确；当波源与观察者反向运动时，二者的相对距离增大，D正确．答案CD2．下面哪些应用是利用了多普勒效应()A．利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度B．交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波，波被运动的汽车反射回来，根据接收到的频率发生的变化，就知道汽车的速度，以便于进行交通管理C．铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况D．有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去解析凡是波都具有多普勒效应，因此利用光波的多普勒效应便可测定遥远星体相对地球远离的速度，故A选项正确；被反射的电磁波，相当于一个运动的物体发出的电磁波，其频率发生变化，由多普勒效应的计算公式可以求出运动物体的速度，故B选项正确；对于C选项，铁路工人是根据振动的强弱而对列车的运动情况做出判断的，故不正确；炮弹飞行，与空气摩擦产生声波，人耳接收到的频率与炮弹的相对运动方向有关，故D选项正确．答案ABD3．如图2－5－8所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，下列关于女同学的感受的说法正确的是()图2－5－8A．女同学从A向B运动过程中，她感觉哨声音调变高B．女同学从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变高C．女同学在C点向右运动时，她感觉哨声音调不变D．女同学在C点向左运动时，她感觉哨声音调变低解析女同学荡秋千的过程中，只要她有向右的速度，她都有靠近声源的趋势，根据多普勒效应，她都感到哨声音调变高；反之女同学向左运动时，她感到音调变低，选项A、D正确，B、C错误．答案AD4．公路巡警开车在高速公路上以100 km/h的恒定速度巡查，在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出一个已知频率的超声波，结果该超声波被那辆轿车反射回来时，巡警车接收到的超声波频率比发出时低．(1)此现象属于()A．波的衍射B．波的干涉C．多普勒效应D．波的反射(2)若该路段限速为100 km/h，则该轿车是否超速？(3)若该轿车以20 m/s的速度行进，反射回的频率应怎样变化？解析(1)巡警车接收到的超声波频率比发生时低，此现象为多普勒效应．(2)因巡警车接收到的频率低，由多普勒效应知巡警车与轿车在相互远离，而警车车速恒定且在后面，可判断轿车车速比巡警车车速大，故该轿车超速．(3)若该轿车以20 m/s的速度行进时，此时巡警车与轿车在相互靠近，由多普勒效应知反射回的频率应偏高．答案(1)C(2)超速(3)偏高题组二波的衍射5．以下说法中正确的是()A．波的衍射现象必须具备一定的条件，否则不可能发生衍射现象B．要观察到水波明显的衍射现象，必须使狭缝的宽度远大于水波波长C．波长越长的波，越容易发生明显的衍射D．只有波才有衍射现象解析衍射是波特有的现象，即任何波都会发生衍射现象，只不过存在明显与不明显的差别而已，只有当障碍物或孔的尺寸跟波长差不多或者比波长小时，才会观察到明显的衍射现象．选项C、D正确．答案CD6．如图2－5－9所示，S是波源，M、N是两块挡板，其中M板固定，N板可左右自由移动，两板中间有一狭缝，此时测得A点无明显振动，为使A点能发生明显振动，下列采取的办法可行的是()图2－5－9A．增大波源振动频率B．减小波源振动频率C．将N板向右移D．将N板向左移答案BD图2－5－107．如图2－5－10所示，图中O点是水面上一波源，实线、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷，A是挡板，B是小孔，经过一段时间，水面上的波形将分布于()A．整个区域B．阴影Ⅰ以外区域C．阴影Ⅱ以外区域D．上述答案均不对解析从题图中可以看出挡板A比波长大的多，因此波不会绕过挡板A，而小孔B的大小与波长差不多，能发生明显的衍射现象，故B正确．答案 B题组三波的叠加8．如图2－5－11所示，沿一条直线相向传播的两列波的振幅和波长均相等，当它们相遇时可能出现的波形是下图中的()图2－5－11解析当两列波的前半个波(或后半个波)相遇时，根据波的叠加原理，在前半个波(或后半个波)重叠的区域内所有的质点振动的合位移为零，而两列波的后半个波(或前半个波)的波形保持不变，所以选项B正确；当两列波完全相遇时(即重叠在一起)，由波的叠加原理可知，所有质点振动的位移均等于每列波单独传播时引起的位移的矢量和，使得所有的质点振动的位移加倍，所以选项C也是正确的．答案BC9．如图2－5－12所示，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x＝－2×10－1 m和x＝12×10－1 m处，两列波的波速均为v＝0.4 m/s，两波源的振幅均为A＝2 cm.图示为t＝0时刻两列波的图像(传播方向如图所示)，此刻平衡位置处于x＝0.2 m和0.8 m的P、Q两质点刚开始振动．质点M的平衡位置处于x＝0.5 m处，关于各质点运动情况判断正确的是()图2－5－12A．质点P、Q都首先沿y轴负向运动B．t＝0.75 s时刻，质点P、Q都运动到M点C．t＝1 s时刻，质点M的位移为＋4 cmD．t＝1 s时刻，质点M的位移为－4 cm解析根据“上下坡”法可以判断，质点P、Q都首先沿y轴负向运动；两列波波速相等，经过t＝0.75 s，两波传播的路程都为30 cm，但P、Q两质点并不沿x轴运动；t＝1 s时刻，左边波传到x＝60 cm处，右边波传到x＝40 cm处，两波的波谷相遇在M点，叠加后质点M的位移为－4 cm.答案AD题组四波的干涉10．两波源S1、S2在水槽中形成的波形如图2－5－13所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，则()图2－5－13A．在两波相遇的区域中会发生干涉B．在两波相遇的区域中不会发生干涉C．P点的振动始终加强D．P点的振动始终减弱解析从题图中看出，两列波的波长不同，但同一介质中波速相等，根据v＝λf，知频率不同，所以在两波相遇的区域中不会发生干涉，B正确；因为不能发生干涉，所以虽然此时刻P点的振动加强，但不能始终加强，当然也不能始终减弱，所以本题选B.答案 B11．当两列相干波发生干涉时，如果两列波的波峰在P点相遇，下列说法正确的是()A．质点P的振动始终是加强的B．质点P的振幅最大C．质点P的位移始终最大D．质点P的位移有时为零解析两列波的波峰在P点相遇，说明P点是振动加强点，P点振幅等于两列波的振幅之和，质点P的振幅最大，质点P振动加强，位移随时间做周期性变化，位移有时为零，有时最大，选项A、B、D正确．答案ABD图2－5－1412．图2－5－14所示为t＝0时刻简谐横波a与b的波形图，其中a沿x轴正方向传播，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．下图画出的是平衡位置在x＝2 m处的质点从t＝0开始在一个周期内的振动图像，其中正确的是()解析由题，两列波的波速相等，波长相等，则频率相等，能发生干涉．过1 4周期后，两列波的波峰同时到达x＝2 m处的质点，则此质点振动总是加强，振幅为两列波振幅之和，即为3 cm，开始从平衡位置沿y轴正方向开始振动，所以图像B正确．答案 B题组五波的衍射现象和干涉现象的比较13．利用发波水槽得到的水面波形如图2－5－15甲、乙所示，则()图2－5－15A．图甲、乙均显示了波的干涉现象B．图甲、乙均显示了波的衍射现象C．图甲显示了波的干涉现象，图乙显示了波的衍射现象D．图甲显示了波的衍射现象，图乙显示了波的干涉现象解析同图可以看出，图甲是水波通过小孔的情况，属于波的衍射现象，图乙是两列波在传播过程中叠加形成的干涉图样，属于波的干涉现象，选项D正确．答案 D14．在同一地点有两个静止的声源，发出声波1和声波2.在同一空间的空气中沿同一方向传播，如图2－5－16所示为某时刻这两列波的图像，则下列说法中正确的是()图2－5－16A．波1速度比波2速度大B．这两列波的频率相同C．在这两列波传播方向上，不会产生稳定的干涉现象D．相对于同一障碍物，波1比波2发生衍射现象更明显解析在同一种介质中，各种频率的机械波传播的速度相同，选项A错误；从图中可以看出波1的波长大于波2的波长，由公式v＝λf可得，波1的频率小于波2的频率，选项B错误；由于两列波的频率不同，两列波不能发生干涉，选项C正确；对于同一障碍物，波长越大衍射越明显，选项D正确．答案CD15．如图2－5－17所示，S是水面波的波源，xy是挡板，S1，S2是两个狭缝(SS1＝SS2)，狭缝的尺寸比波长小得多，试回答以下问题：图2－5－17(1)若闭上S1，只打开S2，会看到什么现象？(2)若S1、S2都打开，会发生什么现象？(3)若实线和虚线分别表示波峰和波谷，那么在A、B、C、D各点中，哪些点振动最强，哪些点振动最弱？解析(1)只打开S2时，波源S产生的波传播到狭缝S2时，由于狭缝的尺寸比波长小得多，于是水面波在狭缝S2处发生衍射现象，水面波以狭缝S2处为波源向挡板另一侧传播开来．(2)因为SS1＝SS2，所以从波源发出的水面波传播到S1，S2处时它们的振动情况完全相同，当S1，S2都打开时产生相干波，它们在空间相遇时产生干涉现象，一些地方振动加强，一些地方振动减弱，加强区与减弱区相互间隔开，发生明显的干涉现象．(3)质点D是波峰与波峰相遇处，是振动最强点；质点B是波谷与波谷相遇处，也是振动最强点；质点A、C是波峰与波谷相遇的地方，这两点振动最弱．答案(1)水面波以狭缝S2处为波源向挡板另一侧传播开来．(2)发生明显的干涉现象．(3)B，D点振动最强，A，C点振动最弱．。

高二物理波的反射、折射、干涉、衍射和驻波练习题

高二物理波的反射、折射、干涉、衍射和驻波练习题一、选择题1、下列说法中正确的是[ ]A．衍射是一切波特有的现象B．障碍物或孔越小越易产生衍射C．在空旷的山谷里叫喊，可以听到回音，这是声波的衍射现象D．在空旷的山谷里叫喊，可以听到回音，这是声音的反射现象2、下列关于两列波相遇时叠加的说法中正确的是[ ]A．相遇后，振幅小的一列波将减弱，振幅大的一列波将加强B．相遇前后，两列波的振动情况与相遇前完全相同C．在相遇区域，任一点的总位移等于两列波分别引起的位移的矢量和D．几个人在同一房间说话，相互间听得清楚，这说明声波在相遇时互不干扰3、关于波的干涉，下列说法中正确的是[ ]A．只有横渡才能产生干涉，纵波不能产生干涉B．只要是波都能产生稳定的干涉C．不管是横波还是纵波，只要叠加的两列的频率相等，振动情况相同就能产生稳定干涉4、下述关于声波的传播速度中正确的说法是[ ]A．声波的频率越高，传播速度越大B．声波振幅越大，传播速度越大C．声波传播速度只由介质决定D．在空气中声速约是340m／s5、一列声波由空气传到水中[ ]A．频率不变，波长变小B．频率不变，波长变大C．频率变小，波长变长D．频率变大，波长变大6、一列波在传播过程中通过一个障碍物，发生了一定程度的衍射，以下哪种情况能使衍射现象更明显？[ ]A．增大障碍物尺寸，同时增大波的频率B．增大障碍物尺寸，同时减小波的频率C．缩小障碍物尺寸，同时增大波的频率D．缩小障碍物尺寸，同时减小波的频率7、下面关于驻波的说法中正确的有[ ]A．形成驻波的各质点振幅是一样的B．两个波节（或波腹）之间的距离等于半个波长C．驻波在每一段中各点振动步调是相同的D．利用形成的驻波可测定波长二、填空题8、一个人在高处用望远镜注视地面上的木工以每s1次的频率钉钉子，他听到声音时恰好看到击锤动作，当木工停止击锤后，他又听到了三次响声，则木工离他的距离是____m．（声速是340m／s）9、空气中的声速是340m／s，水中声速是1450m/s，在空气中波长为1m的声波，在水中传播时的波长为____，该声波在铁轨中传播时波长为14.1m，那么在铁轨中声速为____．10、如图所示是S1和S2两个波源发出的波叠加，若实线表示波峰，虚线表示波谷，则振动加强的点是____，振动减弱的点是____．11、驻波形成时各点在振动过程中同时达到最大，同时通过平衡位置，继而又同时达到反向最大值，但各点的振幅____．三、计算题12、一列横波沿直线传播，在传播方向上有相距1.2m的A、B两点，当波刚好到达其中一点开始计时，4s内A点完成了9次全振动，B点完成了10次全振动，则（1）波的传播方向如何？（2）波长等于多少？（3）波速v等于多少？13、一音叉的频率为500Hz，第一次共鸣和第三次共鸣时闭管中空气柱的长度相差34cm，求声速．波的反射、折射、干涉、衍射和驻波练习题答案一、选择题1、ABD2、BCD3、C4、CD5、B6、D7、BCD二、填空题8、680 9、4.2m，4794m/s 10、abd，cfe 11、不同三、计算题12、B→A，1.2m，3m/s 13、340m/s。

《波的干涉和衍射》高级中学物理优秀教案.doc

中波长是窄缝宽度的5/10,丙中波长是窄缝宽度的7/10 o通过对比可以看岀：窄缝宽度跟波长相差不多时，有明显的衍射现象。

窄缝宽度比波长大得多时，衍射现象越不明显。

窄缝宽度与波长相比非常大时，水波将直线传播，观察不到衍射现象。

结论：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多, 或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象。

一切波都能发生衍射，衍射是波的特有现象。

2、波的叠加我们有这样的生活经验：将两块石子投到水面上的两个不同地方，会激起两列圆形水波。

它们相遇时会互相穿过，各自保持圆形波继续前进，与一列水波单独传播时的情形完全一样，这两列水波互不干扰。

3、波的干涉一-般地说，振动频率、振动方向都不相同的几列波在介质屮叠加时，情形是很复杂的。

我们只讨论一种最简单的但却是最重要的情形，就是两个振动方向、振动频率都相同的波源所发出的波的叠加。

演示：在发波水槽实验装置中，振动着的金属薄片AB,使两个小球SI、S2同步地上下振动，由于小球SI、S2与槽中的水面保持接触，构成两个波源，水面就产生两列振动方向相同、频率也相同的波，这样的两列波相遇时产生的现象如课本图10 -29所示。

为什么会产生这种现彖呢？我们可以用波的叠加原理来解释。

课本图10-30所示的是产生上述现彖的示意图。

Sl和S2 表示两列波的波源，它们所产生的波分别用两组同心圆表示，实线圆弧表示波峰中央，虚线圆弧表示波谷屮央。

某一时刻，如果介质中某点正处在这两列波的波峰屮央相遇处［课本图10-30所示中的a点］,则该点（a点）的位移是正向最大值，等于两列波的振幅Z和。

经过半个周期，两列波各前进了半个波长的距离，a点就处在这两列波的波谷屮央相遇处，该点（a点）的位移就是负向最大值。

再经过半个周期，a点又处在两列波的波峰屮央相遇处。

这样，a点的振幅就等于两列波的振幅之和，所以a点的振动总是最强的。

这些振动最强的点都分布在课本图10-30中画岀的粗实线上。

高三物理波的干涉和衍射试题答案及解析

高三物理波的干涉和衍射试题答案及解析1.下列说法中不正确的是（填正确答案标号。

选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。

每选错1个扣3分，最低得分为0分）（）A．人耳能听见的声波比超声波更易发生衍射B．光的色散现象都是由光的干涉引起的C．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围一定可以产生电磁波D．光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大E．学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音是多普勒效应F．离开地球的高速火箭里的人认为地球上人的寿命变长了【答案】BCE【解析】超声波的频率较大，波长较小，所以人耳能听见的声波比超声波更易发生衍射，选项A正确；光的色散现象都是由光的折射引起的，选项B错误；根据麦克斯韦的电磁场理论，周期性变化的电场周围才可以产生电磁波，选项C 错误；光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大，这样才能使得光在光导纤维的内芯发生全反射，选项D 正确；学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音是声波的干涉现象，选项E 错误；根据爱因斯坦的相对论原理中的“时钟变慢”原理，离开地球的高速火箭里的人认为地球上人的寿命变长了，选项F 正确。

故选BCE。

【考点】超声波；光的色散；电磁波；全反射的应用；声波的干涉；相对论。

2.在同一介质中两列横波沿x轴相向传播，波源分别位于x1=0和x2=1.4m处，波速均为0.4m/s，振幅均为2cm。

如图所示为t=0时刻两列波的图像，此刻P、Q两质点恰好开始振动。

下列说法中正确的是A．t="1.5s" 时，两列波恰好相遇B．t="1.5s" 时，P点的位移为0C．两列波相遇后，M点的振幅为4cmD．t=1.25s时，N点在平衡位置下方【答案】B【解析】据题意，由于两列波在同一介质中传播速度相同，均为0.4m/s，波长均为0.4m，所以周期为T=1s，而两列波距离M点x=0.3m，所以相遇时间为t=x/v=0.75s，则A选项错误；由于1.5s=3T/2，则1.5s时质点P的位移为0 ，B选项正确；质点相遇后，由于相遇前两列波各对称质点振动方向相反，振幅大小相等，所以相遇后M点的振幅为0，则C选项错误；据图，t=1.25s时，P波质点x=0.1m和Q波质点x=1.1m同时到达N点，即两列波的波峰同时达到N点，则N点的振幅为4cm，处于平衡位置上方，所以D选项错误。

学案导学备课精选高中物理5.1光的干涉同步练习(含解析

第五章光的波动性第1节光的干涉1．让一束光通过相距很近的________狭缝，则在狭缝另一侧的光屏上会出现________________的条纹，这种干涉称为双缝干涉．干涉是波特有的现象．光的干涉现象证明光是一种________．2．当光从两狭缝到屏上的某点的路程差为波长λ的________倍，即d＝________(n＝0,1,2…)时，这些点出现亮条纹．当光从两狭缝到屏上的某点的路程差为半波长12λ的________倍即d＝________________(n＝0,1,2…)时，这些点出现暗条纹．3．用Δx表示相邻亮(或暗)纹间的距离，λ表示光的波长，d表示两条狭缝间距，l表示挡板与屏间距离，l≫d，则有：Δx＝________.4．光照到薄膜上，从膜的________表面和________表面反射回来的光再次相遇，而产生的干涉现象，叫薄膜干涉．5．光的双缝干涉实验装置如图1所示，绿光通过单缝S后，投射到具有双缝的挡板上，双缝S1和S2与单缝S的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹．屏上O 点到两缝的距离相等，P点是距O点最近的第一条亮条纹．已知红光、绿光和蓝光三种色光比较，红光的波长最长，蓝光的波长最短，那么如果将入射的单色光换成红光或蓝光，讨论屏上O点及其上方的干涉条纹的情况，下列叙述正确的是( )图1A．O点是红光的亮条纹B．红光的第一条亮条纹在P点的上方C．O点不是蓝光的亮条纹D．蓝光的第一条亮条纹在P点的上方6．关于薄膜干涉，下列说法中正确的是( )A．只有厚度均匀的薄膜，才会发生干涉现象B．只有厚度不均匀的楔形薄膜，才会发生干涉现象C．厚度均匀的薄膜会形成干涉条纹D．观察肥皂液膜的干涉现象时，观察者应和光源在液膜的同一侧概念规律练知识点一光发生干涉的条件1．在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏上观察到了彩色干涉条纹．若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光)，另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，这时( )A．只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失B．有除红色、绿色外的其他颜色的双缝干涉条纹C．任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮D．屏上无任何光亮2．从两只相同的手电筒射出的光，当它们在某一区域叠加后，看不到干涉图样，这是因为( )A．手电筒射出的光不是单色光B．干涉图样太细小看不清楚C．周围环境的光太强D．这两束光为非相干光源知识点二明暗条纹形成的条件3．在双缝干涉实验中，从两个狭缝到达像屏上的某点的光走过的路程相等，该点即为中央亮条纹的位置(即k＝0对应的那条亮条纹)．双缝屏上有上下两狭缝，设想在双缝屏后用一块极薄的玻璃片遮盖下方的缝，则屏上中央亮条纹的位置将( )A．向上移动B．向下移动C．不动D．可能向上移动，也可能向下移动4．在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为0.6 μm，若分别用频率为f1＝5.0×1014 Hz和f2＝7.5×1014 Hz的单色光垂直照射双缝，则P点出现明、暗条纹的情况是( )A．单色光f1和f2分别照射时，均出现明条纹B．单色光f1和f2分别照射时，均出现暗条纹C．单色光f1照射时出现明条纹，单色光f2照射时出现暗条纹D．单色光f1照射时出现暗条纹，单色光f2照射时出现明条纹方法技巧练一、对明暗条纹形成的理解技巧5．如图2所示是单色光双缝干涉实验某一时刻的波形图，实线表示波峰，虚线表示波谷．在此时刻，介质中A点为波峰相叠加点，B点为波谷相叠加点，A、B连线上的C点为某中间状态相叠加点．如果把屏分别放在A、B、C三个位置，那么( )图2A．A、B、C三个位置都出现亮条纹B．B位置处出现暗条纹C．C位置出现亮条纹或暗条纹要由其他条件决定D．以上结论都不对6．如图3所示，在双缝干涉实验中，若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动，则( )图3A．不再产生干涉条纹B．仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹P的位置不变C．仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹P的位置略向上移D．仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹P的位置略向下移二、薄膜干涉条纹的分析技巧7．劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图4所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜．当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹有如下特点：(1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等．(2)任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定．现若将图示装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹( )图4A．变疏B．变密C．不变D．消失8．如图5所示，用单色光照射透明标准板M来检查平面N的上表面的平滑情况，观察到的现象有如图所示的条纹中的P和Q情况，这说明( )图5A．N的上表面A处向上凸起B．N的上表面B处向上凸起C．N的上表面A处向下凹陷D．N的上表面B处向下凹陷1．关于双缝干涉条纹，以下说法中正确的是( )A．用同一单色光做双缝干涉实验，能观察到明、暗相间的单色条纹B．用同一单色光经双缝干涉后的明条纹距两缝的距离之差为该单色光波长的整数倍C．用同一单色光经双缝干涉后的明条纹距两缝的距离之差一定为该单色光波长的奇数倍D．用同一单色光经双缝干涉后的暗条纹距两缝的距离之差一定为该单色光半波长的奇数倍2．双缝干涉实验装置如图6所示，调整实验装置使得像屏上可以见到清晰的干涉条纹．关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是( )图6A．若将像屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹B．若将像屏向左平移一小段距离，屏上的干涉条纹将不会发生变化C．若将像屏向上平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹D．若将像屏向上平移一小段距离，屏上的干涉条纹不会发生变化3．如图7所示是研究光的双缝干涉的示意图，挡板上有两条狭缝S1、S2，由S1和S2发出的两列波到达屏上时产生干涉条纹，已知入射激光的波长为λ，屏上的P点到两缝S1和S2的距离相等，如果把P处的亮条纹记作0号亮纹，由P向上数，与0号亮纹相邻的亮纹为1号亮纹，与1号亮纹相邻的亮纹为2号亮纹，则P1处的亮纹恰好是10号亮纹．设直线S1P1的长度为δ1，S2P1的长度为δ2，则δ2－δ1等于( )图7A ．9λB ．10λC ．11λD ．18λ4．一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹，除中央白色条纹外，两侧还有彩色条纹，是因为( )A ．各色光的波长不同，因而各色光产生的干涉条纹间距不同B ．各色光的速度不同，造成条纹间距不同C ．各色光的强度不同D ．各色光通过双缝的距离不同5．如图8所示，是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置，所用单色光是用普通光通过滤光片产生的，检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的( )图8A ．a 的上表面和b 的下表面B ．a 的上表面和b 的上表面C ．a 的下表面和b 的上表面D ．a 的下表面和b 的下表面6．光学镜头上涂的一层薄膜叫增透膜，以下说法不正确的是( )A ．增透膜的作用是为了减少光的反射损失，增强透射光的强度B ．增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的14C ．增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的14D ．因为增透膜的作用能使黄绿光反射时相互抵消，而红光、紫光的反射不能完全抵消，所以涂有增透膜的透镜呈淡紫色7．如图9所示，实线表示两个相干光源S 1、S 2发出光的波峰位置，则对于图中的a 、b 两点，________点为振动加强的位置，________点为振动减弱的位置．图98．在双缝干涉实验中，入射光的波长为λ，若双缝处两束光的振动情况恰好相同，在屏上距两缝路程差Δr ＝________的地方出现明条纹；在屏上距两缝路程差Δr ＝________的地方出现暗条纹．若双缝处两束光的振动情况恰好相反，在屏上距两缝路程差Δr ＝________的地方出现明条纹；在屏上距两缝路程差Δr ＝________的地方出现暗条纹．9．如图10所示，用频率为f 的单色光垂直照射双缝，在光屏上P 点出现第2条暗条纹，已知光速为c ，则P 点到双缝的距离之差(r 2－r 1)应为多大？图1010．如图11所示是双缝干涉实验装置，使用波长为6.0×10－7m的橙色光源照射单缝S，在光屏中央P处(到双缝的距离相等)观察到亮条纹，在位于P点上方的P1点出现第一条亮条纹中心(即P1到S1、S2的路程差为一个波长)，现换用波长为4.0×10－7 m的紫色光照射单缝时，问：图11(1)屏上P处将出现什么条纹？(2)屏上P1处将出现什么条纹？11.如图12所示，在双缝干涉中，若用λ1＝5.0×10－7 m的光照射，屏上O为中央亮条纹，屏上A为第二级亮条纹(除中央亮纹外第二条亮纹)所在处．若换用λ2＝4.0×10－7 m的光照射时，屏上O处是什么情况；屏上A处又是什么情况．图1212．把一个凸透镜的弯曲表面压在另一个玻璃平面上，让某种单色光从上方射入(图13甲)，这里可以看到明暗相间的同心圆(如图乙所示)．这个现象是牛顿首先发现的，这个同心圆叫做牛顿环．试探究牛顿环出现的原因．为了使牛顿环的直径大些，应该选用表面弯曲得厉害些的凸透镜，还是选用表面不太弯的凸透镜？试叙述你选择的理由．图13第五章光的波动性第1节光的干涉答案课前预习练1．两条明暗相间波动2．整数 n λ 奇数 (2n ＋1)λ23.l dλ 4．上下5．AB [O 点无论对哪种颜色的光来说，到S 1、S 2的光程差都为0，故各色光都会在O 点出现亮纹，故A 正确，C 错误；红光的波长比绿光的长，故屏上某点到S 1、S 2的光程差是红光波长的位置应在P 点的上方，即红光的第一条亮条纹在P 点的上方，B 正确；同理，蓝光的第一条亮条纹在P 点的下方，D 错误．]6．D [当光从薄膜的一侧照射到薄膜上时，只要前后两个面反射回来的光波的路程差满足振动加强的条件，就会出现亮条纹，满足振动减弱的条件就会出现暗条纹．这种情况在薄膜厚度不均匀时才会出现；当薄膜厚度均匀时，不会出现干涉条纹，但也发生干涉现象．如果是单色光照射，若满足振动加强的条件，整个薄膜前方都是亮的，否则整个薄膜的前方都是暗的．如果是复色光照射，某些颜色的光因干涉而减弱，另一些颜色的光会因干涉而加强．减弱的光透过薄膜，加强的光被反射回来，这时会看到薄膜的颜色呈某种单色光的颜色，但不形成干涉条纹．]课堂探究练1．C [红色和绿色光的频率不同，所以两列光不会发生干涉现象，但有光透过双缝则屏上会有光亮，C 正确．]2．D [两束光的相位差不恒定，且都不是单色光，故不是相干光源，因此不能产生干涉图样．]点评光产生干涉的条件是：频率相同，振动情况相同，相差恒定．3．B [该题考查对形成明暗条纹条件的理解．双缝到屏上中央亮条纹O 点的距离相等，当下方的狭缝用一块极薄的玻璃片遮盖住后，由于波在玻璃中传播的波长变小，因此下缝到O 点的距离内的波长个数变多，所以屏上对应的到双缝波长个数相等的点下移，即屏上中央亮条纹的位置将向下移动，故本题选B 项．]点评明暗条纹形成的条件为：(1)若两列波到该点的路程差是半波长的偶数倍时，两列波到达该点时引起该点的振动方向始终相同，形成加强点，即形成亮条纹．(2)若两列波到该点的路程差是半波长的奇数倍时，两列波到达该点时引起该点的振动方向始终相反，形成减弱点，即形成暗条纹．4．C [判定某处是明条纹还是暗条纹，关键是看该处到两光源的光程差是该光波长的倍数情况，若是整数倍，该处为明条纹；若为整数倍加半个波长，则为暗条纹．单色光f 1的波长λ1＝c f 1＝3×1085.0×1014 m ＝0.6 μm. 单色光f 2的波长λ2＝c f 2＝0.4×10－6 m ＝0.4 μm 可见Δr ＝λ1，Δr ＝32λ2，故用f 1照射时，P 点出现明条纹，f 2照射时，P 点出现暗条纹．]点评频率不同的光波长不同，光程差与波长的倍数的情况只能判断该点出现亮纹还是暗纹，换用其他频率的光要重新判断光程差与换后的光的波长倍数的情况．5．A [在干涉现象中，所谓“振动加强的点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相同，该点的振幅是两列波的振幅之和，而不要理解为该点始终处于波峰或波谷，在某些时刻它也可以位于平衡位置(如图中C 点)．所谓“振动减弱的点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相反的，该点的振幅是两列波的振幅之差，如果两列波的振幅相同，则该点始终在平衡位置．对光波而言，该点是完全暗的．本题中，A 、B 、C 连线上所有的点到缝S 1、S 2的距离相等，所以A 、B 、C 三点都是振动加强的点，屏上对应出现的都是亮条纹．]6．D [本实验中单缝S 的作用是形成频率一定的线光源，双缝S 1、S 2的作用是形成相干光源，稍微移动S 后，没有改变传到双缝的光的频率，由S 1、S 2射出的仍是相干光，由单缝S 发出的光到达屏上P 点下方某点的光程差为零，故中央亮纹下移．]方法总结光也是一种波，在理解这类问题时，要把明暗条纹的形成与机械波中的振动加强区与振动减弱区的形成类比一下．7．A [光线在空气膜的上下表面上反射，并发生干涉，从而形成干涉条纹．设空气膜顶角为θ，d 1、d 2处为两相邻亮条纹到下表面的距离，如图所示，则两处光的路程差分别为δ1＝2d 1，δ2＝2d 2.因为δ2－δ1＝λ，所以d 2－d 1＝12λ. 设条纹间距为Δl ，则由几何关系得：d 2－d 1Δl＝tan θ，即Δl ＝λ2tan θ.当抽去一张纸片时，θ减小，Δl 增大，即条纹变疏．] 方法总结两相干线光源发出的两列光到达某点的光程差为Δr ，当Δr ＝k λ(k ＝0,1,2，…)时，产生亮条纹；当Δr ＝(2k ＋1)λ2(k ＝0,1,2，…)时，产生暗条纹． 8．BC [空气厚度从左向右依次增大，则两表面的反射光其路程差自左向右依次增大．当Δr ＝n λ时，出现明条纹，当Δr ＝(2n ＋1)2λ时，出现暗条纹．同一条纹上的各点对应的厚度相同(类比于地理上的等高线)，当条纹向左弯曲(P)说明等高线向左移动，即现在A 处的高度和A 处右边点的高度相同，因此高度变大，A 处下凹．当条纹向右弯曲(Q)，说明等高线右移，即现在B 处的高度和左边点的高度相同，B 处上凸．B 、C 正确．]方法总结同一条明条纹(暗条纹)上各点对应的空气膜的厚度相同．向楔形空气膜薄处弯曲则向下凹陷，向空气膜厚处弯曲则向上凸起．课后巩固练1．ABD [同一单色光的干涉条纹为明、暗相间的单色条纹，选项A 正确；光程差Δr ＝k λ(k ＝0,1,2,3，……)时，为明纹，选项B 正确，C 项错误；Δr ＝2k ＋12λ(k ＝0,1,2,3，…)时，为暗条纹，选项D 正确．]2．ACD [双缝干涉发生后，并不只是在光屏上有干涉图样，而是在双缝右侧的三维空间、只要通过双缝后的两列光波相遇的地方叠加都能发生光的干涉现象，并且在新的位置仍很清晰．A 条纹间距变宽，C 、D 条纹间距不变，故A 、C 、D 正确．]3．B [出现明条纹的条件是：光程差δ2－δ1＝n λ.n ＝0时，出现0号亮纹；n ＝1时，出现1号亮纹；…；n ＝10时，出现10号亮纹．]4．A [由Δx ＝l dλ知双缝干涉条纹的宽度与波长成正比，各色光的波长不同，则条纹宽度不同，A 正确．]5．C [干涉法的原理是利用单色光的薄膜干涉，这里的薄膜指的是样板与待测玻璃板之间的空气层．在空气层的上表面和下表面分别反射的光会发生干涉，观察干涉后形成的条纹是否为平行直线，可以断定厚玻璃板的上表面是否平整．因此选项C 是正确的．]6．B [根据薄膜干涉的原理，光学镜头上涂的增透膜的作用就是为了减少光的反射损失，增强透射光的强度，选项A 正确．增透膜的厚度为光在其中波长的14，才能反射时相消，增强透射，选项B 错误，C 正确．因为人对黄绿光最敏感，所以增透膜应增强对黄绿光的透射，这时红光和紫光没有显著消弱，所以透镜通常呈淡紫色，选项D 正确．]7．b a解析由图可知，b 到S 1、S 2的距离相等，即路程差Δr ＝0，故b 点为加强点．a 到S 1、S 2的距离不等，且路程差Δr ＝1.5λ，故a 点为减弱点．8．n λ (2n ＋1)λ2 (2n ＋1)λ2n λ 9.3c 2f解析由光的干涉出现亮、暗条纹的条件可知，当到双缝的距离之差为半波长的奇数倍时，出现暗条纹，即到双缝的距离之差r 2－r 1＝(2k －1)λ2，其中k ＝1,2,3…为条纹的级数．所以当出现第2条暗条纹时，取k ＝2，所以r 2－r 1＝3λ2.又因为c ＝λf ，所以r 2－r 1＝3c 2f. 10．(1)亮条纹 (2)暗条纹解析 (1)从单缝S 射出的光波被S 1、S 2两缝分成的两束光为相干光，由题意知屏中央P 点到S 1、S 2距离相等，即分别由S 1、S 2射出的光到P 点的路程差为零，因此是亮条纹中心，因而，无论入射光是什么颜色的光，波长多大，P 点都是中央亮条纹(也叫零级亮条纹)的中心．(2)分别由S 1、S 2射出的光到P 1点的路程差刚好是橙色光的一个波长，即|P 1S 1－P 1S 2|＝6.0×10－7 m ＝λ橙，则两列光波到达P 1点时振动情况完全一致，振动得到加强，因此，出现亮条纹．当换用波长为4.0×10－7 m 的紫色光时，|P 1S 1－P 1S 2|＝6.0×10－7 m ＝32λ紫，则两列光波到达P 1点时振动情况完全相反，即分别由S 1、S 2射出的光到达P 1点时相互减弱，因此，在P 1点出现暗条纹．11．O 处为亮条纹 A 处为三级暗条纹解析屏上O 点到双缝的距离之差，无论用何种光做实验，路程差都是0，所以O 处仍为亮条纹．设屏上A 点到双缝的距离差为Δx 1，有Δx ＝2λ1，因用λ1＝5.0×10－7 m 的光照射时，A 处为第二亮条纹，但对λ2的入射光来说：Δx ＝2λ1＝1×10－6 m ＝k λ2＝k×4.0×10－7 m有k ＝2.5，即Δx 为λ22的奇数倍，所以A 处为暗条纹，则： Δx ＝(2n ＋1)λ22(n ＝0，±1，±2，±3…) 解得n ＝2，而n ＝0时为一级暗条纹，因n ＝2，所以A 处为三级暗条纹．12．见解析解析如图(图中凸透镜的弯曲程度作了夸张)所示．凸透镜的弯曲表面向上反射的光和下面的玻璃平面向上反射的光相互叠加，由于来自这两个面的反射光的路程差不同，在有些位置相互加强，有些位置相互削弱，因此出现了同心圆状的明暗相间的条纹．为了使牛顿环的直径大些，其实就是使相邻的亮条纹(或暗条纹)的间距变大些，图中光线1和2反射回来的光线干涉后形成亮条纹．它们对应的空气厚度差应为λ/2，若选用弯曲程度较大的凸透镜，空气厚度差为λ/2的点的间距将变密，即亮条纹间距将变密，牛顿环的直径变小，故应选用弯曲程度较小的凸透镜．。

高中物理第2章机械波2.5波的干涉与衍射课后训练沪科版选修3-4(new)

波的干涉与衍射1．消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题，内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都会发出噪声，干涉型消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声。

干涉型消声器的结构及气流运行如图所示,波长为λ的声波沿水平管道自左向右传播。

在声波到达a 处时,分成两束相干波，它们分别通过r 1和r 2的路程，再在b 处相遇，即可达到削弱噪声的目的.若△r ＝r 2－r 1,则△r 等于（）.A ．波长λ的整数倍B ．波长λ的奇数倍C ．半波长2λ的奇数倍D ．半波长2λ的偶数倍 2．关于声波，以下说法正确的是（）。

A ．常温下人耳能听到的声音波长范围约是1.7~1 700 cmB ．同一频率的声波在金属里传播的波长比在空气里要长C ．敲响一音叉，使音叉缓慢旋转，听其声音忽强忽弱,这是声波的衍射现象D ．在空房子里讲话，余音缭绕，这是声波多次反射所致，称为交混回响3．一列水波穿过小孔产生衍射现象，衍射后水波的强度减弱是因为( ）。

A ．水波的波长增大B ．水波的周期增大C ．水波的频率减小D ．水波的振幅减小4．如图所示,沿一条直线相向传播的两列波的振幅和波长均相等，当它们相遇时可能出现的波形是下图中的（）。

5．关于波的衍射，下列说法正确的是( ）。

A ．衍射是一切波的特性B ．波长跟孔的宽度差不多时，能发生明显的衍射现象C ．波长比孔的宽度小得越多，衍射现象越不明显D ．波长比孔的宽度大得越多，衍射现象越不明显6．如图所示，S 1、S 2是振幅均为A 的两个水波波源，某时刻它们形成的波峰和波谷分别由实线和虚线表示。

则下列说法中正确的是( ）。

A．两列波在相遇区域发生干涉B．两列波在相遇区域内发生叠加C．此时各点的位移是：x A＝0,x B＝－2A，x C＝2AD．A处振动始终减弱，B、C处振动始终加强7．如图所示为声波干涉演示仪的原理图。

两个U形管A和B套在一起，A管两侧各有一个小孔。

声波从左侧小孔传入管内，被分成两列频率__________的波.当声波分别通过A、B 传播到右侧小孔时，若两列波传播的路程相差半个波长,则此处声波的振幅__________；若传播的路程相差一个波长,则此处声波的振幅__________.8．如图所示，A处放一频率为42.5 Hz的音叉，经过橡皮管ACB和ADB连通到B处，在B处完全听不到音叉振动的声音。

高中物理第二册波的衍射同步练习

高中物理第二册波的衍射同步练习1.波绕过障碍物的现象，叫做______，能够发生明显的衍射现象的条件是______.2.下列现象或事实属于衍射现象的是A.风从窗户吹进来B.雪堆积在背风的屋后C.水波前进方向上遇到凸出在水面上的小石，小石对波的传播没有影响D.晚上看到水中月亮的倒影3.关于波的衍射现象，下列说法正确的是A.某些波在一定条件下才有衍射现象B.某些波在任何情况下都有衍射现象C.一切波在一定条件下才有衍射现象D.一切波在任何情况下都有衍射现象4.当波出现明显的衍射现象时，可能是A.波长比障碍物尺寸小得多B.波长比障碍物尺寸大得多C.波长与障碍物尺寸相差不多5.原来小孔宽与水波长相差不多，当孔逐渐变到很宽的过程中，其衍射现象A.一直很明显B.一直不明显C.由很明显变得不明显D.由不明显变得很明显6.水波通过小孔，发生一定程度的衍射，为使衍射现象更不明显，可以A.增大小孔尺寸，同时增大水波的频率B.增大小孔尺寸，同时减小水波的频率C.缩小小孔尺寸，同时增大水波的频率D.缩小小孔尺寸，同时减小水波的频率7.“未睹其人先闻其声”是声波的______现象，“春雷滚滚”“炮声隆隆”表示了声波的______现象.8.波长为0.01 m的超声波，经过某一小孔时，发生了明显的衍射现象，则小孔的直径是下列给出的数据中的哪个A.0.01 mm左右B.0.01 cm左右C.0.01 m左右D.0.01 km左右参考答案1.波的衍射；障碍物或小孔的尺寸比波长小，或者跟波长相差不多.2.C3.D4.BC5.C6.A7.衍射；反射8.ABC用心爱心专心。

高三物理总复习波的干涉和衍射习题及答案解析

物理总复习：波的干涉和衍射一、选择题1、利用发波水槽得到的水面波形如a ,b 所示，则（）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2、(2015 湖北八市联考) 如图所示，甲图为沿x 轴传播的一列简谐横波在t =0时刻的波动图象，乙图是x =2 m 处质点P 的振动图象，下列判断正确的是( )A. 该波的传播速率为4m/sB. 该波沿x 轴正方向传播C. 经过0.5s ，质点P 沿波的传播方向移动2mD. 若遇到3m 的障碍物，该波能发生明显的衍射现象3、两波源12S S 、在水槽中形成的波形如图所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，则（）A.在两波相遇的区域中会产生干涉B.在两波相遇的区域中不会产生干涉C.a点的振动始终加强D.a点的振动始终减弱4、如图所示，S1和S2是两个相干波源，由它们发出的波相互叠加，实线表示波峰，虚线表示波谷，对于a、b、c三个介质质点的振动情况，下列判断正确的是（）A．b处振动永远互相减弱B．a处永远是波峰与波峰相遇C．b处在这时刻是波谷与波谷相遇D．c处的振动永远互相减弱5、频率一定的声源在空气中向着静止的接收器匀速运动，以u表示声源的速度，V表示声）, v表示接收器接收到的频率。

若u增大，则（）波的速度（u VA. v增大，V增大B. v增大，V不变C. v不变，V增大D. v减小，V不变6、下列说法正确的是( )A. 若声波波源向观察者靠近，则观察者接收到的声波频率减小B. 声波击碎玻璃杯的实验原理是共振C. 超声波在水中传播的距离要比光波和无线电波远得多D. “闻其声不见其人”是声波的干涉现象7、如图所示为一波源O做匀速直线运动时在均匀介质中产生球面的情形，则（）A. 该波源正在移向a点B. 该波源正在移向b点C. 在a处观察波的频率变低D. 在b处观察波的频率变低8、一列连续鸣笛的火车高速从铁道上通过,则在铁道边上的人听到的笛声应为( )A. 某一不变频率的笛声B. 车头经过前笛声频率变高，车头经过后笛声频率变低C. 车头经过前笛声频率变低，车头经过后笛声频率变高D. 频率时高时低周期性变化的笛声9、（2016 上海模拟）两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇。

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