第34节波的叠加、干涉、衍射、偏振、多普勒效应1.【2019年物理江苏卷】将两支铅笔并排放在一起，中间留一条狭缝，通过这条狭缝去看与其平行的日光灯，能观察到彩色条纹，这是由于光的_____（选填“折射”“干涉”或“衍射”）．当缝的宽度______（选填“远大于”或“接近”）光波的波长时，这种现象十分明显．【答案】(1).衍射(2).接近【解析】【详解】通过两支铅笔中间缝能看到彩色条纹，
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光绕过缝而到人的眼睛，所以这是由于光的衍射现象，由发生明显衍射条件可知，当缝的宽度与光波的波长接近或比光波的波长少得多时能发生明显衍射现象；2.2013年全国卷大纲版21．在学校运动场上50m直跑道的两端，分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器。两个扬声器连续发出波长为5m的声波。一同学从该跑道的中点出发，向某一端点缓慢行进10m。在此过程中，他听到的扬声器声音由强变弱的次数为（）A．2B．4C．6D．8答：B解析：波程差为半个波长时声音最弱，中点时=0，声音为强；向某端缓慢行进10m，波程差由0增大到20m，其中出现有4次，答案B。3.2011年理综浙江卷18．关于波动，下列说法正确的是A．各种波均会发生偏振现象B．用白光做单缝衍射与双缝干涉实验，均可看到彩色条纹C．声波传播过程中，介质中质点的运动速度等于声波的传播速度D．已知地震波的纵波速度大于横波速度，此性质可用于横波的预警答：BD【解析】只有横波才能发生偏振现象，故A错误；用白光做单缝衍射与双缝衍射，都可以观察到彩色条纹，故B正确；声波在传播过程中，介质中质点的速度并不等于声波的传播速度，故C错误；已知地震波的纵波波速大于横波波速，此性质可用于横波的预警，故D正确。4.2011年上海卷10．两波源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aS1S2A．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：本题考查波的干涉图样，要求学生知道两列波产生干涉的条件。从图中可看出，波源S2的波长较大，对同一水介质来说，机械波的波速相同，根据波长、频率和波速的关系可知，两列波的频率一定不同，故两波相遇的区域不会产生干涉，A错B对。不产生稳定的干涉，就不会出现振动的始终加强或减弱，C、D均错。5.2014年理综大纲卷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【答案】AD【解析】波峰与波谷相遇，振动方向相反，质点的振动减弱，振幅等于两列波振幅之差，选项A正确；波峰与波峰相遇，振动方向相同，质点的振动加强，振幅等于两列波振幅之和，但质点仍在振动，而不会停在最大位移处，B错误；无论波峰与波谷相遇处还是波峰与波峰相遇处，质点都在自己的平衡位置附近做简谐运动，因此位移不断变化，C错误；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，D正确．6.2011年上海卷y/cmvvx/mO0.51.0MNAB-2.02.024．两列简谐波沿x轴相向而行，波速均为v=0.4m/s，两波源分别位于A、B处，t=0时的波形如图所示。当t=2.5s时，M点的位移为cm，N点的位移为cm。答案：2，0。解析：本题考查波的形成与传播、波的叠加。由图可看出波源A的波长为λA＝0.2m，波源B的波长为λB＝0.4m，在0~2.5s时间内两列波分别向左和向右传播的距离均为△x＝v△t＝1m。如图所示，将两列波向左和向右分别平移△x＝1m的距离，得到t＝2.5s时刻的两列波形图，显然此时波A使M质点处于平衡位置向上振动，而波B使M质点处于波谷位置，故M质点的位移叠加后为2cm。波A使N质点处于平衡位置向下振动，而波B使N质点处于平衡位置向下振动，故N质点的位移叠加后为0cm。B波A波y/cmvvx/mO0.51.0MNAB-2.02.07.2015年上海卷APS2．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（B）（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解析：叶片A之所以不动，是因为水波不能绕过桥墩传过来，也就是说水波衍射不太明显，而发生明显衍射的条件是，障碍物的尺寸也波长小或差不多，所以要让叶片A动起来方法只能是减小桥墩的尺寸或增大水波的波长，水波的速度一定，减小频率会增长波长，增大频率会减小波长，故A错误，B正确；改变波源与桥墩的距离不会让衍射现象更明显，所以C、D错误。8.2017年北京卷20．物理学原理在现代科技中有许多重要应用。例如，利用波的干涉，可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航。如图所示，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧，它们类似于杨氏干涉实验中的双缝。两天线同时都发出波长为和的无线电波。飞机降落过程中，当接收到和的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道。下列说法正确的是A．天线发出的两种无线电波必须一样强B．导航利用了与两种无线电波之间的干涉C．两种无线电波在空间的强弱分布稳定D．两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合答：C解析：本题考查波的干涉。干涉要求两波源频率相同，而强度不一定相同，所以A错误；由于无线电波以光速传播，，所以λ1与λ2两种无线电波之间不会发生干涉，所以B错误；由于空间中某点加强与减弱取决于到两波源的距离差为半波长的奇、偶数倍。所以两种电波的干涉强弱分布是固定的，而且λ1≠λ2，所以两种干涉分布不重合，不过中垂线都是加强点，所以C正确，D错误。9.2018年浙江卷（4月选考）PQOyxabcd第16题图16．两列频率相同、振幅均为A的简谐横波P、Q分别沿+x和-x轴方向在同一介质中传播，两列波的振动方向均沿y轴。某时刻两波的波面如图所示，实线表示P波的波峰、Q波的波谷；虚线表示P波的波谷、Q波的波峰。a、b、c为三个等间距的质点，d为b、c中间的质点。下列判断正确的是（CD）A．质点a的振幅为2AB．质点b始终静止不动C．图示时刻质点c的位移为0D．图示时刻质点d的振动方向沿-y轴解析：质点a和c是波峰与波谷相遇处，振动减弱，振幅相等则两波振幅差即为零，故a和c此时位移为零，A错，C正确；经过1/4周期，两列波各自向前传播四分之一波长，P波a处的波谷和Q波在c处的波谷刚好传播到b点，所以b点时波谷与波谷相遇，振幅为2A,为振动加强点，故选项B错误；图示时刻，d点在P波的平衡位置与波峰之间，振动方向沿y轴的负方向，同时，d点在Q波的波谷与平衡位置之间，振动方向沿y轴的负方向，所以d的合振动方向沿-y轴，选项D正确。
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