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粤教版 (2019)第三节 机械波的传播现象教学ppt课件
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这是一份粤教版 (2019)第三节 机械波的传播现象教学ppt课件，共57页。PPT课件主要包含了一切波，相位差，答案17m等内容，欢迎下载使用。
1．知道机械波的衍射和干涉．2．了解惠更斯原理．3．了解机械波的反射和折射特点．
必备知识·自主预习储备
知识点一 机械波的衍射与惠更斯原理1．波的衍射水波在遇到小障碍物或者小孔时，能____障碍物或____小孔继续向前传播的现象．______都能发生衍射，衍射是波____的现象．
2．惠更斯原理介质中波动传到的各点都可以看作是发射____的波源，在其后的任一时刻，这些子波的包络就形成新的____．这就是惠更斯原理，该原理对任何波动过程都是____的．
知识点二 机械波的反射和折射在波的反射中，波的频率、波速和波长都____．在波的折射中，____不变，波速和波长发生改变．
知识点三 机械波的干涉1．波的叠加原理两列波在相遇叠加时，每列波都是独立地保持自己原有的____，如同在各自的传播路径中并没有遇到其他波一样．相遇区域中各点的位移，就是这两列波引起的位移的____．这一规律称为波的叠加原理．2．波的干涉(1)条件：两列波产生干涉的必要条件是____相同，______恒定．(2)波的干涉：对于频率相同的两列波，在相遇的区域水面上，会出现____的相对平静的区域和剧烈振动的区域．这两个区域在水面上的位置是____的，且互相____．这种现象为波的干涉．
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)．(1)任何波的波线与波面都相互垂直．( )(2)反射波的频率、波速与入射波相同．( )(3)折射波的频率、波速与入射波相同．( )(4)当障碍物或狭缝的尺寸跟波长相差不大时，有明显的衍射现象．( )
2．(多选)下列叙述属于波的反射现象的是( )A．在空房间里讲话，会感到声音比在野外响B．水波从深水区入射到浅水区方向变化C．讲话者又听到自己的回声D．声波从空气中进入水中速度变大
AC [A、C都属于波的反射现象，B、D属于波的折射现象．]
3．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．听到墙外人的说话声D．晚上看到水中月亮的倒影
C [波在传播过程中偏离直线传播绕过障碍物的现象称为波的衍射．C与衍射现象相符，A、B、D不属于衍射现象．]
关键能力·情境探究达成
水波通过两座小山之间狭窄的水面时，形成半圆形的水波向外扩散，绕过小山，这是什么缘故？如果两座小山之间的水面更宽或更窄，这种现象还会存在吗？
提示：波绕到小山后面的现象就是波的衍射．存在，障碍物或孔、缝的尺寸大小只影响衍射现象的明显程度．
考点1 机械波的衍射与惠更斯原理1．关于衍射的条件应该说衍射是没有条件的，衍射是波特有的现象，一切波都可以发生衍射．衍射只有“明显”与“不明显”之分，障碍物或小孔的尺寸跟波长差不多，或比波长小是产生明显衍射的条件．2．波的衍射实质分析由惠更斯原理可知，波传到小孔(障碍物)时，小孔(障碍物)仿佛是一个新波源，由它发出的与原来同频率的波在小孔(障碍物)后传播，就偏离了直线方向．波的直线传播只是在衍射不明显时的近似情况．
3．衍射图样 (1)图甲为水波遇到较宽的缝．(2)图乙为水波遇到较窄的缝．
【典例1】 如图所示，O是水面上一波源，实线和虚线分别表示某时刻的波峰和波谷，A是挡板，B是小孔．若不考虑波的反射因素，则经过足够长的时间后，水面上的波将分布于( )A．整个区域B．阴影Ⅰ以外区域C．阴影Ⅱ以外区域D．阴影Ⅱ和Ⅲ以外的区域
B [从图中可以看出A挡板宽度比波长大，所以不能发生明显的衍射，而B小孔宽度比波长小，能发生明显的衍射，所以经过足够长的时间后，水面上的波将分布于阴影Ⅰ以外区域，故B正确．]
规律方法 衍射是波所特有的现象(1)衍射是波所特有的现象，一切波都会产生衍射现象．(2)衍射现象总是存在的，只有明显和不明显的差异．(3)一般情况下，波长越大的波越容易产生明显的衍射现象．
[跟进训练]1．某同学观察到波长相同的水波通过两个宽度不同的狭缝时的现象，如图所示，下列说法正确的是( )A．水波通过狭缝后波长变短B．这是水波的衍射现象，有些波不能发生衍射现象C．此现象可以说明，波长一定，缝越窄衍射现象越明显D．此现象可以说明，缝宽一定，波长越长衍射现象越明
C [波衍射后不影响波的特性，即波长和频率不变，A错误；波的衍射是波特有的性质，故所有波都会发生衍射现象，B错误；从题图中可知第1幅图衍射现象比较明显，所以波长一定，缝越窄衍射现象越明显，由于题中给出的是波长一定的情况，无法得出缝宽一定时的衍射情况，故C正确，D错误．]
2．波的反射、折射现象中各量的变化(1)波向前传播在两种介质的界面上会同时发生反射现象和折射现象，一些相关物理量变化如下：
(2)说明：①频率f由波源决定，故无论是反射波的频率还是折射波的频率都等于入射波的频率．②波速v由介质决定，因反射波与入射波在同一介质中传播，故波速不变；折射波与入射波在不同介质中传播，波速变化．③根据v＝λf，波长λ与v及f有关，即与介质和波源有关，反射波与入射波在同一介质中，波速相同、频率相同，故波长相同．折射波与入射波在不同介质中传播，v不同，f相同，故λ不同．
【典例2】 有一辆汽车以15 m/s的速度匀速行驶，在其正前方有一陡峭山崖，汽车鸣笛2 s 后司机听到回声，此时汽车距山崖的距离多远？(v声＝340 m/s)
[跟进训练]2．人耳只能区分相差0.1 s以上的两个声音，人要听到自己讲话的回声，人离障碍物的距离至少要大于多少米？(已知声音在空气中的传播速度为 340 m/s)
考点3 波的叠加与波的干涉1．波的干涉与波的叠加(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，但干涉必须是满足一定条件的两列波叠加后形成的现象．(2)稳定干涉图样的产生是有条件的，必须是两列同类的波，并且波的频率相同、振动方向相同、相位差恒定．如果两列波的频率不相等，在同一种介质中传播时其波长就不相等，这样不能形成稳定的振动加强点和减弱点．因此我们就看不到稳定的干涉图样，只能是一般的振动叠加现象．
2．干涉图样及其特征(1)干涉图样．
(2)特征：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．
【典例3】 (多选)如图所示，S1、S2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：xA＝0，xB＝－2A，xC＝2AD．A处振动始终减弱，B、C处振动始终加强
[思路点拨] (1)从图中可以看出，两列水波波长不同，频率不同，不能发生干涉现象．(2)两列波叠加，任何一个质点的总位移等于两列波在该点上的位移的矢量和．
规律方法 确定振动加强点和减弱点的技巧(1)波峰与波峰(或波谷与波谷)相遇的点为振动加强点，波峰与波谷相遇的点为振动减弱点．(2)在波的传播方向上，加强点的连线为加强区，减弱点的连线为减弱区．(3)不管波如何叠加，介质中的各质点均在各自的平衡位置附近振动．
3．如图所示是水波干涉示意图，S1、S2是两波源，A、D、B三点在一条直线上，两波源频率相同，振幅相等，则下列说法正确的是( )A．A处质点一会儿在波峰，一会儿在波谷B．B处质点一直在波谷C．C处质点一会儿在波峰，一会儿在波谷D．D处质点一直在平衡位置
A [A、B、D三点都在振动加强区，三处质点均做简谐运动，质点一会儿在波峰，一会儿在波谷，选项A正确，B、D错误；点C是振动减弱点，又因两波振幅相等，故C处质点一直在平衡位置不动，选项C错误．]
学习效果·随堂评估自测
1．(多选)以下关于波的认识，正确的是( )A．潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理B．隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊吸波材料，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的C．雷达的工作原理是利用波的直线传播D．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象
ABD [本题考查波的反射、折射现象在实际问题中的应用．声呐、雷达都是利用接收反射波来进行定位，A正确，C错误；D选项中水波的传播方向发生改变属于波的折射现象，D正确；隐形飞机是通过减少波的反射达到隐形的目的，B正确．]
2．战绳训练是当下流行的一种健身方式，健身者通过晃动战绳的一端使其上下振动从而让手臂和肩部的肌肉得到良好的锻炼，其简化图如图所示，不妨假设健身者左右手抓住的绳子是完全相同的，两手的振动能持续保持相同的频率和振幅，下列说法正确的是( )A．健身者左右手开始抖动时的方向是相同的B．当左右两列绳波传到P点时振动将得到加强C．右手绳子上的a、b两点振动情况始终相同D．如果只增加左右手上下振动的幅度，绳波的波长变短
C [根据波形平移法可知，健身者左右手开始抖动时的方向是相反的，A错误；当左右两列绳波传到P点时，波峰与波谷相遇，P点为振动减弱点，B错误；题图中右手绳子上的a、b两点都处于波谷，由于振动周期相同，a、b两点将同时到达波峰，C正确；如果只增加左右手上下振动的幅度，由于频率不变，波速不变，可知绳波的波长保持不变，D错误．故选C．]
3．(多选)如图所示的实线和虚线为t＝0时刻A、B两列简谐横波沿x轴传播的波形图，两列波叠加并发生了干涉现象，下列说法正确的是( )A．t＝0时刻，若A波使x＝0.2 m处质点沿y轴正方向运动，则B波使x＝0.2 m处质点沿y轴负方向运动B．相邻两个振动加强点平衡位置相距0.2 mC．x＝0.5 m处为振动减弱点D．两列波遇到尺寸小于0.4 m的障碍物会发生明显的衍射现象
BCD [若A波沿x轴正方向传播，B波也沿x轴正方向传播，则两列波传播速度相同，叠加不会出现稳定的振动加强与振动减弱区域，因此两列波的传播方向一定相反；t＝0时刻，若A波使x＝0.2 m处质点沿y轴正方向运动，则A波沿x轴正方向传播，则B波一定沿x轴负方向传播，根据波的振动与波动关系可以判断，B波使x＝0.2 m处质点也沿y轴正方向运动，故A错误；t＝0时刻，x＝0、x＝0.2 m为相邻的两个振动加强点，故B正确；x＝0.5 m处为波峰与波谷相遇点，为振动减弱点，故C正确；两列波的波长为0.4 m，遇到尺寸小于0.4 m的障碍物会发生明显的衍射现象，故D正确．故选BCD．]
提示：反射波与入射波在同一介质，频率与波速都不变化．
2．是不是只有在小孔或障碍物尺寸与波长差不多或比波长小才有衍射现象？
提示：衍射现象什么时候都有，只是在小孔或障碍物尺寸与波长差不多或比波长小才有明显的衍射现象．
3．波的叠加与波的干涉的区别？
提示：波的叠加是无条件的，干涉的产生是有条件的：两列同类的波，频率相同，相位差恒定，振动方向相同．
回顾本节内容，自主完成以下问题：1．波反射时频率与波速如何变化？
课时分层作业(十) 机械波的传播现象
A．只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸比波长大，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)甲图可以看出，狭缝宽度再增加就不会发生衍射现象
B [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，波长越长衍射现象越明显；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，故A错误，B正确；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，故C错误；题图(一)甲图可以看出，狭缝宽度再增加也会发生衍射现象，只是衍射现象不明显，故D错误．故选B．]
2．生活中手机小孔位置内安装了降噪麦克风，其原理是通过其降噪系统产生与外界噪音相位相反的声波叠加从而实现降噪的效果．图丙表示的是理想情况下的降噪过程，实线表示环境噪声，虚线表示降噪系统产生的等幅反相声波，则( )
A．降噪过程应用的是声波的干涉原理，P点振动加强B．降噪过程应用了声波的衍射原理，使噪声无法从外面进入耳麦C．降噪声波与环境噪声声波的传播速度大小相等D．质点P经过一个周期向外迁移的距离为一个波长
C [由于传播介质相同，所以降噪声波与环境噪声声波的传播速度大小相等，故C正确；由题图丙可知，降噪声波与环境声波波长相等，则频率相同，叠加时产生稳定干涉，又由于两列声波等幅反相，所以能使振幅减为零，从而起到降噪作用，两列声波使P点的振动方向相反，所以P点为振动减弱点，故A、B错误；P点并不随波迁移，故D错误．故选C．]
3．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( )A．10 cm B．5 cmC．d＞1 cmD．d＜1 cm
考点二 波的反射和波的折射4．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
5．当一个探险者进入一个山谷后，为了估测出山谷的宽度，他吼一声后，经过0.5 s听到右边山坡反射回来的声音，又经过1.5 s后听到左边山坡反射回来的声音，若声速为340 m/s，则这个山谷的宽度约为( )A．170 m B．340 m C．425 m D．680 m
考点三 波的叠加与干涉6．当两列水波发生干涉时，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的振动有时是减弱的B．质点P的振幅最大C．质点P的位移始终最大D．质点P的位移一定不为零
B [P点是两列波的波峰的相遇点，故其振动始终是加强的，A错误；质点P处于振动加强区，振幅最大，B正确；对于某一个振动的质点，位移是会随时间变化的，C错误；质点振动到平衡位置时，位移为零，D错误．]
7．(多选)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图中的( )
A B C D
BC [当这两列波的前半个波(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C正确．]
8．如图所示，S1、S2为水波槽中的两个波源，它们分别激起两列水波，图中实线表示波峰，虚线表示波谷．已知两列波的波长分别为λ1和λ2且λ1＜λ2，该时刻在P点两列波的波峰与波峰相遇，则以下叙述正确的是( )A．P点有时在波峰，有时在波谷，振动始终加强B．P点始终在波峰C．P点的振动不遵循波的叠加原理，也不始终加强D．P点的振动遵循波的叠加原理，但并不始终加强
1．知道机械波的衍射和干涉．2．了解惠更斯原理．3．了解机械波的反射和折射特点．
必备知识·自主预习储备
知识点一 机械波的衍射与惠更斯原理1．波的衍射水波在遇到小障碍物或者小孔时，能____障碍物或____小孔继续向前传播的现象．______都能发生衍射，衍射是波____的现象．
2．惠更斯原理介质中波动传到的各点都可以看作是发射____的波源，在其后的任一时刻，这些子波的包络就形成新的____．这就是惠更斯原理，该原理对任何波动过程都是____的．
知识点二 机械波的反射和折射在波的反射中，波的频率、波速和波长都____．在波的折射中，____不变，波速和波长发生改变．
知识点三 机械波的干涉1．波的叠加原理两列波在相遇叠加时，每列波都是独立地保持自己原有的____，如同在各自的传播路径中并没有遇到其他波一样．相遇区域中各点的位移，就是这两列波引起的位移的____．这一规律称为波的叠加原理．2．波的干涉(1)条件：两列波产生干涉的必要条件是____相同，______恒定．(2)波的干涉：对于频率相同的两列波，在相遇的区域水面上，会出现____的相对平静的区域和剧烈振动的区域．这两个区域在水面上的位置是____的，且互相____．这种现象为波的干涉．
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)．(1)任何波的波线与波面都相互垂直．( )(2)反射波的频率、波速与入射波相同．( )(3)折射波的频率、波速与入射波相同．( )(4)当障碍物或狭缝的尺寸跟波长相差不大时，有明显的衍射现象．( )
2．(多选)下列叙述属于波的反射现象的是( )A．在空房间里讲话，会感到声音比在野外响B．水波从深水区入射到浅水区方向变化C．讲话者又听到自己的回声D．声波从空气中进入水中速度变大
AC [A、C都属于波的反射现象，B、D属于波的折射现象．]
3．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．听到墙外人的说话声D．晚上看到水中月亮的倒影
C [波在传播过程中偏离直线传播绕过障碍物的现象称为波的衍射．C与衍射现象相符，A、B、D不属于衍射现象．]
关键能力·情境探究达成
水波通过两座小山之间狭窄的水面时，形成半圆形的水波向外扩散，绕过小山，这是什么缘故？如果两座小山之间的水面更宽或更窄，这种现象还会存在吗？
提示：波绕到小山后面的现象就是波的衍射．存在，障碍物或孔、缝的尺寸大小只影响衍射现象的明显程度．
考点1 机械波的衍射与惠更斯原理1．关于衍射的条件应该说衍射是没有条件的，衍射是波特有的现象，一切波都可以发生衍射．衍射只有“明显”与“不明显”之分，障碍物或小孔的尺寸跟波长差不多，或比波长小是产生明显衍射的条件．2．波的衍射实质分析由惠更斯原理可知，波传到小孔(障碍物)时，小孔(障碍物)仿佛是一个新波源，由它发出的与原来同频率的波在小孔(障碍物)后传播，就偏离了直线方向．波的直线传播只是在衍射不明显时的近似情况．
3．衍射图样 (1)图甲为水波遇到较宽的缝．(2)图乙为水波遇到较窄的缝．
【典例1】 如图所示，O是水面上一波源，实线和虚线分别表示某时刻的波峰和波谷，A是挡板，B是小孔．若不考虑波的反射因素，则经过足够长的时间后，水面上的波将分布于( )A．整个区域B．阴影Ⅰ以外区域C．阴影Ⅱ以外区域D．阴影Ⅱ和Ⅲ以外的区域
B [从图中可以看出A挡板宽度比波长大，所以不能发生明显的衍射，而B小孔宽度比波长小，能发生明显的衍射，所以经过足够长的时间后，水面上的波将分布于阴影Ⅰ以外区域，故B正确．]
规律方法 衍射是波所特有的现象(1)衍射是波所特有的现象，一切波都会产生衍射现象．(2)衍射现象总是存在的，只有明显和不明显的差异．(3)一般情况下，波长越大的波越容易产生明显的衍射现象．
[跟进训练]1．某同学观察到波长相同的水波通过两个宽度不同的狭缝时的现象，如图所示，下列说法正确的是( )A．水波通过狭缝后波长变短B．这是水波的衍射现象，有些波不能发生衍射现象C．此现象可以说明，波长一定，缝越窄衍射现象越明显D．此现象可以说明，缝宽一定，波长越长衍射现象越明
C [波衍射后不影响波的特性，即波长和频率不变，A错误；波的衍射是波特有的性质，故所有波都会发生衍射现象，B错误；从题图中可知第1幅图衍射现象比较明显，所以波长一定，缝越窄衍射现象越明显，由于题中给出的是波长一定的情况，无法得出缝宽一定时的衍射情况，故C正确，D错误．]
2．波的反射、折射现象中各量的变化(1)波向前传播在两种介质的界面上会同时发生反射现象和折射现象，一些相关物理量变化如下：
(2)说明：①频率f由波源决定，故无论是反射波的频率还是折射波的频率都等于入射波的频率．②波速v由介质决定，因反射波与入射波在同一介质中传播，故波速不变；折射波与入射波在不同介质中传播，波速变化．③根据v＝λf，波长λ与v及f有关，即与介质和波源有关，反射波与入射波在同一介质中，波速相同、频率相同，故波长相同．折射波与入射波在不同介质中传播，v不同，f相同，故λ不同．
【典例2】 有一辆汽车以15 m/s的速度匀速行驶，在其正前方有一陡峭山崖，汽车鸣笛2 s 后司机听到回声，此时汽车距山崖的距离多远？(v声＝340 m/s)
[跟进训练]2．人耳只能区分相差0.1 s以上的两个声音，人要听到自己讲话的回声，人离障碍物的距离至少要大于多少米？(已知声音在空气中的传播速度为 340 m/s)
考点3 波的叠加与波的干涉1．波的干涉与波的叠加(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，但干涉必须是满足一定条件的两列波叠加后形成的现象．(2)稳定干涉图样的产生是有条件的，必须是两列同类的波，并且波的频率相同、振动方向相同、相位差恒定．如果两列波的频率不相等，在同一种介质中传播时其波长就不相等，这样不能形成稳定的振动加强点和减弱点．因此我们就看不到稳定的干涉图样，只能是一般的振动叠加现象．
2．干涉图样及其特征(1)干涉图样．
(2)特征：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．
【典例3】 (多选)如图所示，S1、S2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：xA＝0，xB＝－2A，xC＝2AD．A处振动始终减弱，B、C处振动始终加强
[思路点拨] (1)从图中可以看出，两列水波波长不同，频率不同，不能发生干涉现象．(2)两列波叠加，任何一个质点的总位移等于两列波在该点上的位移的矢量和．
规律方法 确定振动加强点和减弱点的技巧(1)波峰与波峰(或波谷与波谷)相遇的点为振动加强点，波峰与波谷相遇的点为振动减弱点．(2)在波的传播方向上，加强点的连线为加强区，减弱点的连线为减弱区．(3)不管波如何叠加，介质中的各质点均在各自的平衡位置附近振动．
3．如图所示是水波干涉示意图，S1、S2是两波源，A、D、B三点在一条直线上，两波源频率相同，振幅相等，则下列说法正确的是( )A．A处质点一会儿在波峰，一会儿在波谷B．B处质点一直在波谷C．C处质点一会儿在波峰，一会儿在波谷D．D处质点一直在平衡位置
A [A、B、D三点都在振动加强区，三处质点均做简谐运动，质点一会儿在波峰，一会儿在波谷，选项A正确，B、D错误；点C是振动减弱点，又因两波振幅相等，故C处质点一直在平衡位置不动，选项C错误．]
学习效果·随堂评估自测
1．(多选)以下关于波的认识，正确的是( )A．潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理B．隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊吸波材料，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的C．雷达的工作原理是利用波的直线传播D．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象
ABD [本题考查波的反射、折射现象在实际问题中的应用．声呐、雷达都是利用接收反射波来进行定位，A正确，C错误；D选项中水波的传播方向发生改变属于波的折射现象，D正确；隐形飞机是通过减少波的反射达到隐形的目的，B正确．]
2．战绳训练是当下流行的一种健身方式，健身者通过晃动战绳的一端使其上下振动从而让手臂和肩部的肌肉得到良好的锻炼，其简化图如图所示，不妨假设健身者左右手抓住的绳子是完全相同的，两手的振动能持续保持相同的频率和振幅，下列说法正确的是( )A．健身者左右手开始抖动时的方向是相同的B．当左右两列绳波传到P点时振动将得到加强C．右手绳子上的a、b两点振动情况始终相同D．如果只增加左右手上下振动的幅度，绳波的波长变短
C [根据波形平移法可知，健身者左右手开始抖动时的方向是相反的，A错误；当左右两列绳波传到P点时，波峰与波谷相遇，P点为振动减弱点，B错误；题图中右手绳子上的a、b两点都处于波谷，由于振动周期相同，a、b两点将同时到达波峰，C正确；如果只增加左右手上下振动的幅度，由于频率不变，波速不变，可知绳波的波长保持不变，D错误．故选C．]
3．(多选)如图所示的实线和虚线为t＝0时刻A、B两列简谐横波沿x轴传播的波形图，两列波叠加并发生了干涉现象，下列说法正确的是( )A．t＝0时刻，若A波使x＝0.2 m处质点沿y轴正方向运动，则B波使x＝0.2 m处质点沿y轴负方向运动B．相邻两个振动加强点平衡位置相距0.2 mC．x＝0.5 m处为振动减弱点D．两列波遇到尺寸小于0.4 m的障碍物会发生明显的衍射现象
BCD [若A波沿x轴正方向传播，B波也沿x轴正方向传播，则两列波传播速度相同，叠加不会出现稳定的振动加强与振动减弱区域，因此两列波的传播方向一定相反；t＝0时刻，若A波使x＝0.2 m处质点沿y轴正方向运动，则A波沿x轴正方向传播，则B波一定沿x轴负方向传播，根据波的振动与波动关系可以判断，B波使x＝0.2 m处质点也沿y轴正方向运动，故A错误；t＝0时刻，x＝0、x＝0.2 m为相邻的两个振动加强点，故B正确；x＝0.5 m处为波峰与波谷相遇点，为振动减弱点，故C正确；两列波的波长为0.4 m，遇到尺寸小于0.4 m的障碍物会发生明显的衍射现象，故D正确．故选BCD．]
提示：反射波与入射波在同一介质，频率与波速都不变化．
2．是不是只有在小孔或障碍物尺寸与波长差不多或比波长小才有衍射现象？
提示：衍射现象什么时候都有，只是在小孔或障碍物尺寸与波长差不多或比波长小才有明显的衍射现象．
3．波的叠加与波的干涉的区别？
提示：波的叠加是无条件的，干涉的产生是有条件的：两列同类的波，频率相同，相位差恒定，振动方向相同．
回顾本节内容，自主完成以下问题：1．波反射时频率与波速如何变化？
课时分层作业(十) 机械波的传播现象
A．只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸比波长大，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)甲图可以看出，狭缝宽度再增加就不会发生衍射现象
B [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，波长越长衍射现象越明显；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，故A错误，B正确；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，故C错误；题图(一)甲图可以看出，狭缝宽度再增加也会发生衍射现象，只是衍射现象不明显，故D错误．故选B．]
2．生活中手机小孔位置内安装了降噪麦克风，其原理是通过其降噪系统产生与外界噪音相位相反的声波叠加从而实现降噪的效果．图丙表示的是理想情况下的降噪过程，实线表示环境噪声，虚线表示降噪系统产生的等幅反相声波，则( )
A．降噪过程应用的是声波的干涉原理，P点振动加强B．降噪过程应用了声波的衍射原理，使噪声无法从外面进入耳麦C．降噪声波与环境噪声声波的传播速度大小相等D．质点P经过一个周期向外迁移的距离为一个波长
C [由于传播介质相同，所以降噪声波与环境噪声声波的传播速度大小相等，故C正确；由题图丙可知，降噪声波与环境声波波长相等，则频率相同，叠加时产生稳定干涉，又由于两列声波等幅反相，所以能使振幅减为零，从而起到降噪作用，两列声波使P点的振动方向相反，所以P点为振动减弱点，故A、B错误；P点并不随波迁移，故D错误．故选C．]
3．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( )A．10 cm B．5 cmC．d＞1 cmD．d＜1 cm
考点二 波的反射和波的折射4．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
5．当一个探险者进入一个山谷后，为了估测出山谷的宽度，他吼一声后，经过0.5 s听到右边山坡反射回来的声音，又经过1.5 s后听到左边山坡反射回来的声音，若声速为340 m/s，则这个山谷的宽度约为( )A．170 m B．340 m C．425 m D．680 m
考点三 波的叠加与干涉6．当两列水波发生干涉时，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的振动有时是减弱的B．质点P的振幅最大C．质点P的位移始终最大D．质点P的位移一定不为零
B [P点是两列波的波峰的相遇点，故其振动始终是加强的，A错误；质点P处于振动加强区，振幅最大，B正确；对于某一个振动的质点，位移是会随时间变化的，C错误；质点振动到平衡位置时，位移为零，D错误．]
7．(多选)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图中的( )
A B C D
BC [当这两列波的前半个波(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C正确．]
8．如图所示，S1、S2为水波槽中的两个波源，它们分别激起两列水波，图中实线表示波峰，虚线表示波谷．已知两列波的波长分别为λ1和λ2且λ1＜λ2，该时刻在P点两列波的波峰与波峰相遇，则以下叙述正确的是( )A．P点有时在波峰，有时在波谷，振动始终加强B．P点始终在波峰C．P点的振动不遵循波的叠加原理，也不始终加强D．P点的振动遵循波的叠加原理，但并不始终加强
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