3.4波的干涉学案
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3.4波的干涉学案
一学科核心素养
1.物理观念：了解波的叠加原理，波的干涉条件及干涉规律。
2.科学思维：通过对波的叠加及波的干涉现象的学习，培养学生空间想象的思维能力。
3.科学探究：通过观看视频，观察演示实验，体会波的叠加规律及干涉规律，引导学生养生多观察、多思考乐于探究事物本质的学习习惯。
4.科学态度与责任：提升观察能力，养成透过事物的宏观现象，探索其本质的学习习惯。
二学习重难点
1.重点：知道波的叠加原理，了解波的干涉条件及干涉现象，并学会利用干涉定律解释生活中的的相关现象。
2.难点：波的叠加现象，波的干涉规律
三课前预习
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。如图所示的消声器可以用来消除噪声，波长为的噪声声波沿水平管道自左向右传播，当声波到达a处时，分成两束波，这两束波在b处能达到良好的消声效果，则两束声波的路程差应为______，消声器是波的______现象在生产生活中的应用。
2．一振动片以频率f做简谐振动时，固定在振动片上的两根细杆同步周期性地触动水面上a、b两点，两波源发出的波在水面上形成稳定的干涉图样。c是水面上的一点，a、b、c间的距离均为l，如图所示。已知波的波长为，除c点外，bc边上还有其他振幅极大的点。则波的传播速度为 _____，bc边上还有 _____个振幅极大的点（b、c均不算入）。
3．如图所示，甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正、负方向传插、波速均为8m/s，t=0时刻两列波的前端分别传播到x=-2m处和x=8m处。则当两列波在空间中发生干涉时，x=0处为振动的___________点（选填“加强”或“减弱”）；t=1s时，x=0处的质点位移为___________cm。
4．（1）在利用发波水槽得到水面波形的实验中：
①下图为利用发波水槽得到的水面波形图，a图样是水面波的___________现象，b图样是水面波的___________现象。
②如图所示，用实线表示波峰，虚线表示波谷来描述波的干涉图样，两列波的振幅都为10 cm，波速和波长分别为1 m/s和0.2 m，C点为AB连线的中点。则图示时刻C点的振动方向___________ （选填“向上”或“向下”），从图示时刻再经过0.25 s时，A点经过的路程为___________ cm。
（2）一列沿x轴传播的简谐横波在t=0.07 s时刻的波动图像如图甲所示，图乙是质点A的振动图像，由题可知该波的传播方向沿x轴___________（填“正”或“负”）方向传播，该波的传播速度___________ m/s，t=0.07 s时刻质点A偏离平衡位置的位移为___________ cm，A点的横坐标为x=___________ m。
5．同一介质中有两个相距10m的波源A和B，产生两列波相向传播，两波源起振方向和频率相同，但两波源起振时刻和振幅不同，如图所示为某时刻的波形图，则两波源的起振方向______（填“向上”或“向下”），稳定后距离波源A4.5m处的质点1个振动周期内通过的路程为______。
6．（1）图（a）是一列沿x轴传播的简谐横波在t＝0.1s时刻的波形图，P、Q是介质中平衡位置相距4m且位移均为5cm的两个质点；图（b）是P的振动图像，则质点P的振动周期为________s，振动方程为y＝______cm；该简谐波沿x轴________（选填“正”或“负”）方向传播， 波速为______m/s。
（2）如图所示为振幅、频率相同的两列横波在t＝0时刻相遇时发生干涉的示意图，实线与虚线分别表示波峰和波谷。若两列波的振幅均为1cm，波速和波长均分别为2m/s和0.8m，则Q点为振动________（选填“加强”或 “减弱”）点；从t＝0到t＝0.2s的时间内，S点通过的路程为________cm。
7．如图所示，在同一均匀介质中有和两个波源，两波源的频率、振动方向均相同，且振动的步调完全一致，与之间相距为2m，若、振动频率均为5Hz，两列波的波速均为，B点为和连线的中点，今以B点为圆心，以为半径画圆。则该波的波长为_____m，在该圆周上共有_____个振动减弱的点。
四自我检测
1．下列关于波的说法正确的是（ ）
A．波在任何情况下都能发生明显的衍射现象 B．波在任何情况下都能发生干涉现象
C．频率相同的两列波，一定不能形成干涉图样 D．机械波的传播必须依赖介质
2．如图所示为t＝0.1s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10m/s，振动方向都平行于y轴。下列选项画出的是平衡位置在x＝2m处的质点从t＝0开始的振动图像，其中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
3．时刻简谐横波与的波形图如图所示，其中沿轴正方向传播，沿轴负方向传播，波速都是，振动方向都平行于轴。下列选项画出的是平衡位置在处的质点的振动图像，其中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
4．两列频率相同的简谐横波相遇后某一时刻的情况如图所示，实线表示波峰，虚线表示波谷。下列说法正确的是（ ）
A．M点将一直位于波峰位置 B．再过一周期M点的振动最弱
C．再过半个周期N点振动最强 D．再过半个周期P点位于波峰位置
5．图中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则（ ）
A．2与1的波长、频率相等，波速不等
B．2与1的波速、频率相等，波长不等
C．3与1的波速、频率、波长均相等
D．3与1的频率相等，波速、波长均不等
6．一个波源在绳的左端发出一个凸起①，频率为f1，振幅为A1；同时另一波源在绳的右端发出一个凸起②，频率为f2，振幅为A2，且f1A．两列波先后到达两波源的中点P
B．两列波相遇时，P点的波峰值可达A1＋A2
C．两列波相遇时，绳上波峰值可达A1＋A2的点只有一个，此点在P点右侧
D．两列波相遇后，各自仍保持原来的波形独立传播
7．如图所示，水面上有一个半径为4.5 m的圆，圆心O与圆周上的a点各放一个波源，两波源的振动情况完全相同，产生波长为2 m的水波，c、d为Oa连线的中垂线与圆周的交点，则（ ）
A．圆周上b点的振幅为零
B．c、d两点的位移始终最大
C．圆周上振动加强的点共有8个
D．圆周上振动减弱的点共有8个
8．两列波在某区域相遇，下列说法正确的是（ ）
A．两列波相遇时运动状态互相干扰
B．由于这两列波相遇时叠加，当它们分开时波的频率、振幅都会发生变化
C．这两列波叠加以后一定会产生干涉图样
D．两列波重叠的区域里，任何一点的总位移都等于两列波分别引起的位移的矢量和
9．如图所示，实线与虚线分别表示振幅、频率振动方向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（ ）
A．质点O处于振动加强区，始终处在波谷
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将向O点处移动
D．从该时刻起，经过二分之一周期，质点M所在位置变成振动减弱区
10．如图所示，、是两个振动完全相同的相干波源，其中实线表示波峰，虚线表示波谷。若两列波的振幅均保持10cm不变，关于图中所标的a、b、c、d四点，下列说法中正确的是（ ）
A．d点始终保持静止不动
B．图示时刻c点的位移为零
C．b点振动始终加强，c点振动始终减弱
D．图示时刻，b、c两点的竖直高度差为20cm
参考答案：
三课前预习
1． 半波长的奇数倍[或，（k=0,1,2,3,…）] 干涉
2． 3
3． 加强 0
4． 衍射 干涉 向下 100 负 100 10 9
5． 向下 1.2m
6． 1.2 负 10 加强 0
7． 1 8
四自我检测
1．D
2．C
3．A
4．D
5．D
6．D
7．D
8．D
9．B
10．A
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一学科核心素养
1.物理观念：了解波的叠加原理，波的干涉条件及干涉规律。
2.科学思维：通过对波的叠加及波的干涉现象的学习，培养学生空间想象的思维能力。
3.科学探究：通过观看视频，观察演示实验，体会波的叠加规律及干涉规律，引导学生养生多观察、多思考乐于探究事物本质的学习习惯。
4.科学态度与责任：提升观察能力，养成透过事物的宏观现象，探索其本质的学习习惯。
二学习重难点
1.重点：知道波的叠加原理，了解波的干涉条件及干涉现象，并学会利用干涉定律解释生活中的的相关现象。
2.难点：波的叠加现象，波的干涉规律
三课前预习
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。如图所示的消声器可以用来消除噪声，波长为的噪声声波沿水平管道自左向右传播，当声波到达a处时，分成两束波，这两束波在b处能达到良好的消声效果，则两束声波的路程差应为______，消声器是波的______现象在生产生活中的应用。
2．一振动片以频率f做简谐振动时，固定在振动片上的两根细杆同步周期性地触动水面上a、b两点，两波源发出的波在水面上形成稳定的干涉图样。c是水面上的一点，a、b、c间的距离均为l，如图所示。已知波的波长为，除c点外，bc边上还有其他振幅极大的点。则波的传播速度为 _____，bc边上还有 _____个振幅极大的点（b、c均不算入）。
3．如图所示，甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正、负方向传插、波速均为8m/s，t=0时刻两列波的前端分别传播到x=-2m处和x=8m处。则当两列波在空间中发生干涉时，x=0处为振动的___________点（选填“加强”或“减弱”）；t=1s时，x=0处的质点位移为___________cm。
4．（1）在利用发波水槽得到水面波形的实验中：
①下图为利用发波水槽得到的水面波形图，a图样是水面波的___________现象，b图样是水面波的___________现象。
②如图所示，用实线表示波峰，虚线表示波谷来描述波的干涉图样，两列波的振幅都为10 cm，波速和波长分别为1 m/s和0.2 m，C点为AB连线的中点。则图示时刻C点的振动方向___________ （选填“向上”或“向下”），从图示时刻再经过0.25 s时，A点经过的路程为___________ cm。
（2）一列沿x轴传播的简谐横波在t=0.07 s时刻的波动图像如图甲所示，图乙是质点A的振动图像，由题可知该波的传播方向沿x轴___________（填“正”或“负”）方向传播，该波的传播速度___________ m/s，t=0.07 s时刻质点A偏离平衡位置的位移为___________ cm，A点的横坐标为x=___________ m。
5．同一介质中有两个相距10m的波源A和B，产生两列波相向传播，两波源起振方向和频率相同，但两波源起振时刻和振幅不同，如图所示为某时刻的波形图，则两波源的起振方向______（填“向上”或“向下”），稳定后距离波源A4.5m处的质点1个振动周期内通过的路程为______。
6．（1）图（a）是一列沿x轴传播的简谐横波在t＝0.1s时刻的波形图，P、Q是介质中平衡位置相距4m且位移均为5cm的两个质点；图（b）是P的振动图像，则质点P的振动周期为________s，振动方程为y＝______cm；该简谐波沿x轴________（选填“正”或“负”）方向传播， 波速为______m/s。
（2）如图所示为振幅、频率相同的两列横波在t＝0时刻相遇时发生干涉的示意图，实线与虚线分别表示波峰和波谷。若两列波的振幅均为1cm，波速和波长均分别为2m/s和0.8m，则Q点为振动________（选填“加强”或 “减弱”）点；从t＝0到t＝0.2s的时间内，S点通过的路程为________cm。
7．如图所示，在同一均匀介质中有和两个波源，两波源的频率、振动方向均相同，且振动的步调完全一致，与之间相距为2m，若、振动频率均为5Hz，两列波的波速均为，B点为和连线的中点，今以B点为圆心，以为半径画圆。则该波的波长为_____m，在该圆周上共有_____个振动减弱的点。
四自我检测
1．下列关于波的说法正确的是（ ）
A．波在任何情况下都能发生明显的衍射现象 B．波在任何情况下都能发生干涉现象
C．频率相同的两列波，一定不能形成干涉图样 D．机械波的传播必须依赖介质
2．如图所示为t＝0.1s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10m/s，振动方向都平行于y轴。下列选项画出的是平衡位置在x＝2m处的质点从t＝0开始的振动图像，其中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
3．时刻简谐横波与的波形图如图所示，其中沿轴正方向传播，沿轴负方向传播，波速都是，振动方向都平行于轴。下列选项画出的是平衡位置在处的质点的振动图像，其中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
4．两列频率相同的简谐横波相遇后某一时刻的情况如图所示，实线表示波峰，虚线表示波谷。下列说法正确的是（ ）
A．M点将一直位于波峰位置 B．再过一周期M点的振动最弱
C．再过半个周期N点振动最强 D．再过半个周期P点位于波峰位置
5．图中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则（ ）
A．2与1的波长、频率相等，波速不等
B．2与1的波速、频率相等，波长不等
C．3与1的波速、频率、波长均相等
D．3与1的频率相等，波速、波长均不等
6．一个波源在绳的左端发出一个凸起①，频率为f1，振幅为A1；同时另一波源在绳的右端发出一个凸起②，频率为f2，振幅为A2，且f1
B．两列波相遇时，P点的波峰值可达A1＋A2
C．两列波相遇时，绳上波峰值可达A1＋A2的点只有一个，此点在P点右侧
D．两列波相遇后，各自仍保持原来的波形独立传播
7．如图所示，水面上有一个半径为4.5 m的圆，圆心O与圆周上的a点各放一个波源，两波源的振动情况完全相同，产生波长为2 m的水波，c、d为Oa连线的中垂线与圆周的交点，则（ ）
A．圆周上b点的振幅为零
B．c、d两点的位移始终最大
C．圆周上振动加强的点共有8个
D．圆周上振动减弱的点共有8个
8．两列波在某区域相遇，下列说法正确的是（ ）
A．两列波相遇时运动状态互相干扰
B．由于这两列波相遇时叠加，当它们分开时波的频率、振幅都会发生变化
C．这两列波叠加以后一定会产生干涉图样
D．两列波重叠的区域里，任何一点的总位移都等于两列波分别引起的位移的矢量和
9．如图所示，实线与虚线分别表示振幅、频率振动方向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（ ）
A．质点O处于振动加强区，始终处在波谷
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将向O点处移动
D．从该时刻起，经过二分之一周期，质点M所在位置变成振动减弱区
10．如图所示，、是两个振动完全相同的相干波源，其中实线表示波峰，虚线表示波谷。若两列波的振幅均保持10cm不变，关于图中所标的a、b、c、d四点，下列说法中正确的是（ ）
A．d点始终保持静止不动
B．图示时刻c点的位移为零
C．b点振动始终加强，c点振动始终减弱
D．图示时刻，b、c两点的竖直高度差为20cm
参考答案：
三课前预习
1． 半波长的奇数倍[或，（k=0,1,2,3,…）] 干涉
2． 3
3． 加强 0
4． 衍射 干涉 向下 100 负 100 10 9
5． 向下 1.2m
6． 1.2 负 10 加强 0
7． 1 8
四自我检测
1．D
2．C
3．A
4．D
5．D
6．D
7．D
8．D
9．B
10．A
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