《2017-2018學(xué)年高中物理 第二章 機(jī)械波 第5、6節(jié) 波的干涉、衍射 多普勒效應(yīng)教學(xué)案 教科版選修3-4》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2017-2018學(xué)年高中物理 第二章 機(jī)械波 第5、6節(jié) 波的干涉、衍射 多普勒效應(yīng)教學(xué)案 教科版選修3-4（14頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第5、6節(jié) 波的干涉、衍射__多普勒效應(yīng) 1.當(dāng)幾列波相遇時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的總位移等于各列波單獨(dú)存在時(shí)所產(chǎn)生的振動(dòng)位移的矢量和，這就是波的疊加原理。 2．頻率相同的兩列波疊加，使介質(zhì)中某些區(qū)域的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)始終加強(qiáng)，另一些區(qū)域的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)始終減弱，并且這兩種區(qū)域互相間隔，位置保持不變。這種穩(wěn)定的疊加現(xiàn)象叫做波的干涉。產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的必要條件之一是兩列波的頻率相同。 3．當(dāng)縫的寬度或障礙物的尺寸比波長小或與波長相差不多時(shí)，將發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，波發(fā)生衍射是無條件的，發(fā)生明顯的衍射是有條件的。 4．當(dāng)波源與觀察者相互靠近時(shí)，觀察者接收到的波的頻率高于波源的頻率，當(dāng)波源與觀察者相互遠(yuǎn)離時(shí)，觀察者接收到的

2、波的頻率低于波源的頻率。 波 的 干 涉 [自讀教材·抓基礎(chǔ)] 1．波的疊加原理 (1)波的獨(dú)立傳播特性：兩列波在相遇后相互穿過，仍然保持各自的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)繼續(xù)傳播，彼此之間好像未曾相遇。 (2)波的疊加原理：在幾列波傳播的重疊區(qū)域內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)要同時(shí)參與由幾列波引起的振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)的總位移等于各列波單獨(dú)存在時(shí)在該處引起的振動(dòng)位移的矢量和。 圖2－5－1 2．波的干涉現(xiàn)象 (1)實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象： ①實(shí)驗(yàn)：波源是固定在同一個(gè)振動(dòng)棒上的兩個(gè)小球，當(dāng)振動(dòng)棒帶動(dòng)兩個(gè)小球振動(dòng)時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)方向和振動(dòng)頻率都相同的兩列水波。 ②現(xiàn)象

3、：在振動(dòng)的水面上，出現(xiàn)了一條條從兩個(gè)波源中間展開來的相對平靜的區(qū)域和振動(dòng)較強(qiáng)的區(qū)域，這兩種區(qū)域的分布固定而且相互隔開。 (2)現(xiàn)象解釋： ①加強(qiáng)區(qū)：在某一時(shí)刻，兩列波的波峰(或波谷)同時(shí)到達(dá)某一點(diǎn)，該質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)最劇烈，振動(dòng)的振幅等于兩列波的振幅之和。加強(qiáng)點(diǎn)形成的區(qū)域是加強(qiáng)區(qū)。 ②減弱區(qū)：某一時(shí)刻，兩列波的波峰和波谷同時(shí)到達(dá)某一點(diǎn)，該質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅等于兩列波的振幅之差，減弱點(diǎn)形成的區(qū)域是減弱區(qū)。若兩列波振幅相同，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的合振幅就等于零。 (3)波的干涉： ①定義：頻率相同的兩列波疊加，使介質(zhì)中某些區(qū)域的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)始終加強(qiáng)，另一些區(qū)域的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)始終減弱，并且這兩種區(qū)域相互間隔、位置保持不

4、變，這種穩(wěn)定的疊加現(xiàn)象叫做波的干涉。 ②干涉圖樣 波的干涉中所形成的圖樣，如圖2－5－2所示。 圖2－5－2 ③干涉條件及實(shí)質(zhì)： a．條件：頻率和振動(dòng)方向相同的波。 b．實(shí)質(zhì)：特殊條件下波的疊加。 [跟隨名師·解疑難] 1．波的干涉與波的疊加的區(qū)別 波的疊加是無條件的，任何頻率的兩列波在空間相遇都會(huì)疊加，但干涉必須是滿足一定條件的兩列波疊加后形成的現(xiàn)象。 2．對穩(wěn)定干涉圖樣的理解 (1)穩(wěn)定干涉圖樣的產(chǎn)生條件，必須是兩列同類的波，并且波的頻率相同、振動(dòng)方向相同、相位差恒定。如果兩列波的頻率不相等，在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)其波長就不相等，這樣不能形成穩(wěn)定的振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)

5、和減弱點(diǎn)，也形不成穩(wěn)定的干涉圖樣，只能是一般的振動(dòng)疊加現(xiàn)象。 (2)穩(wěn)定干涉圖樣的特征： ①加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)的位置固定不變，且相互間隔。 ②加強(qiáng)區(qū)始終加強(qiáng)，減弱區(qū)始終減弱。 (3)明顯的干涉圖樣：明顯的干涉圖樣除了滿足相干條件外，還必須滿足兩列波振幅相差不大。振幅越是接近，干涉圖樣越明顯。 2．對“加強(qiáng)區(qū)”和“減弱區(qū)”的理解 (1)在波的干涉現(xiàn)象中，加強(qiáng)區(qū)是指該區(qū)域內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的振幅A最大；減弱區(qū)是指該區(qū)域內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的振幅A最小。設(shè)兩個(gè)相干波源單獨(dú)引起的振幅分別為A1和A2，則在振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅為A1＋A2，在振動(dòng)減弱區(qū)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅為|A1－A2|。不論加強(qiáng)區(qū)還是減弱區(qū)中的質(zhì)點(diǎn)，

6、都仍在其平衡位置附近振動(dòng)，它們的振動(dòng)位移仍隨時(shí)間發(fā)生周期性變化。因此，某一時(shí)刻，加強(qiáng)區(qū)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的位移可能小于減弱區(qū)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的位移。若A1＝A2，則減弱區(qū)中質(zhì)點(diǎn)的振幅為零，不振動(dòng)。 (2)兩個(gè)頻率相同的同種波源，形成的干涉圖樣，以兩波源為中心向外呈輻射狀延伸，形成振動(dòng)加強(qiáng)線和減弱線，而且加強(qiáng)線始終加強(qiáng)，加強(qiáng)線上各點(diǎn)都是加強(qiáng)點(diǎn)，加強(qiáng)點(diǎn)不是位移大，而是振動(dòng)加強(qiáng)，加強(qiáng)線與減弱線是以兩波源為焦點(diǎn)的一簇雙曲線。 (3)頻率相同的兩列波疊加時(shí)，產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣，振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域和振動(dòng)減弱區(qū)域的空間位置是不變的。 3．振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的判斷 (1)從振幅判斷： 振幅為兩列波的振幅之和的點(diǎn)為加強(qiáng)點(diǎn)

7、，加強(qiáng)點(diǎn)連成的區(qū)域?yàn)榧訌?qiáng)區(qū)；振幅為兩列波的振幅之差的點(diǎn)為減弱點(diǎn)，減弱點(diǎn)連成的區(qū)域?yàn)闇p弱區(qū)。 (2)從條件上判斷： 振動(dòng)方向始終相同的兩波源產(chǎn)生的波疊加時(shí)，加強(qiáng)、減弱條件如下：設(shè)點(diǎn)到兩波源的距離之差為Δr，那么當(dāng)Δr＝kλ(k＝0,1,2…)時(shí)該點(diǎn)為加強(qiáng)點(diǎn)，當(dāng)Δr＝kλ＋(k＝0,1,2…)時(shí)該點(diǎn)為減弱點(diǎn)，若兩波源振動(dòng)方向始終相反，則上述結(jié)論正好相反。 (3)從現(xiàn)象上判斷： 若某時(shí)刻某點(diǎn)是波峰與波峰(或波谷與波谷)相遇，該點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)；若某時(shí)刻某點(diǎn)是波峰與波谷相遇，則該點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)。 [學(xué)后自檢]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小試身手) 兩波源S1、S2在水槽中形成的波形

8、如圖2－5－3所示，其中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，則(　　) 圖2－5－3 A．在兩波相遇的區(qū)域中會(huì)產(chǎn)生干涉 B．在兩波相遇的區(qū)域中不會(huì)產(chǎn)生干涉 C．a(chǎn)點(diǎn)的振動(dòng)始終加強(qiáng) D．a(chǎn)點(diǎn)的振動(dòng)始終減弱 解析：選B　由圖可知，兩列波的波長不相等，由v＝λf，知f不相等。不滿足波的干涉條件，故B正確。 波 的 衍 射 [自讀教材·抓基礎(chǔ)] 1．定義 波能夠繞到障礙物的后面?zhèn)鞑サ默F(xiàn)象。 2．實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象 (1)實(shí)驗(yàn)： 在水槽里放兩塊擋板，擋板之間留一狹縫。 ①保持波源的振動(dòng)頻率不變，改變縫的寬度。 ②保持縫的寬度不變，通過改變波源的振動(dòng)頻率來改變波長。 (

9、2)現(xiàn)象： ①狹縫寬度遠(yuǎn)大于水波波長時(shí)：沒有明顯的衍射現(xiàn)象。 ②當(dāng)狹縫的寬度接近水波的波長時(shí)，水波在狹縫的邊緣發(fā)生了彎曲。 ③當(dāng)狹縫的寬度更接近水波的波長時(shí)，水波通過狹縫后成為近似于點(diǎn)波源發(fā)出的球面波，衍射現(xiàn)象更加明顯。 3．發(fā)生明顯衍射的條件 縫的寬度或障礙物的尺寸大小與波長相差不多或比波長小時(shí)，就能看到明顯的衍射現(xiàn)象。 [跟隨名師·解疑難] 1．對明顯衍射發(fā)生條件的理解 (1)波的衍射是波在傳播過程中所獨(dú)具的特征之一，衍射是否明顯，通常的衡量標(biāo)準(zhǔn)就是孔或縫的寬度d與波長λ的比值，比值越小，衍射現(xiàn)象相對越明顯。 (2)孔、縫的寬度或障礙物的尺寸與波長的關(guān)系僅是衍射能否明顯發(fā)

10、生的條件，波而的衍射沒有條件，即一切波都能發(fā)生衍射。 (3)明顯衍射發(fā)生時(shí)，并不一定能清楚地感受到，如當(dāng)孔遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于水波波長時(shí)，衍射應(yīng)當(dāng)非常明顯，但因孔很小，單位時(shí)間內(nèi)通過孔的能量很小，又分布到很大的區(qū)域上，水波將非常弱，會(huì)看不清楚。 2．干涉和衍射的對比 定義 現(xiàn)象 可觀察到明顯 現(xiàn)象的條件 相同點(diǎn) 波的衍射 波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象 波能偏離直線而傳到直線傳播以外的空間 縫、孔或障礙物的尺寸跟波長相差不多或者小于波長 干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象 波的干涉 頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動(dòng)加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動(dòng)減弱的現(xiàn)象 干涉圖樣穩(wěn)定，振動(dòng)強(qiáng)弱區(qū)域

11、相間分布，加強(qiáng)區(qū)、減弱區(qū)位置不變 兩列波的頻率相同 [學(xué)后自檢]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小試身手) 音箱裝置布網(wǎng)既美觀又能阻止灰塵進(jìn)入音箱內(nèi)部，但是它又有不利的一面，對于音箱發(fā)出的聲音來說，布網(wǎng)就成了障礙物，它阻礙了聲音的傳播，造成了聲音的失真。有的生產(chǎn)廠家就把布網(wǎng)安裝上子母扣，這樣聽音樂時(shí)就可以將布網(wǎng)卸下來，從而獲得真實(shí)的聽覺效果，聽同樣的音樂時(shí)，不卸下布網(wǎng)跟卸下布網(wǎng)相比較，你認(rèn)為聲音損失掉的主要是 (　　) A．高頻成分 　　　　　　 B．低頻成分 C．中頻成分 D．不能確定 解析：選A　當(dāng)聲音從音箱發(fā)出遇到布網(wǎng)這一障礙物時(shí)，若聲波的波長比

12、布網(wǎng)的直徑大或者和它差不多時(shí)，就可以發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，這樣布網(wǎng)就不能阻擋這部分聲波，布網(wǎng)可以阻擋波長比它的直徑小得多的聲波，即聲音的高頻成分，所以選A。 多普勒效應(yīng) 1.多普勒效應(yīng) 當(dāng)波源和觀察者之間有相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者測得的頻率與波源頻率不同的現(xiàn)象。 2．多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的原因 (1)波源與觀察者相對靜止時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)通過觀察者的完全波的個(gè)數(shù)是一定的，觀察者觀測到的頻率等于波源振動(dòng)的頻率。 (2)波源與觀察者相互靠近時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)通過觀察者的完全波的個(gè)數(shù)增加，觀察者觀測到的頻率大于波源的頻率，即觀察到的頻率變大。 (3)波源與觀察者相互遠(yuǎn)離時(shí)，觀察到的頻率變小。

13、3．多普勒效應(yīng)的應(yīng)用 測量心臟血流速度，測量車輛速度，測量天體運(yùn)動(dòng)情況等。 [學(xué)后自檢]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小試身手) (海南高考)下列選項(xiàng)與多普勒效應(yīng)有關(guān)的是(　　) A．科學(xué)家用激光測量月球與地球間的距離 B．醫(yī)生利用超聲波探測病人血管中血液的流速 C．技術(shù)人員用超聲波探測金屬、陶瓷、混凝土中是否有氣泡 D．交通警察向車輛發(fā)射超聲波并通過測量反射波的頻率確定車輛行進(jìn)的速度 解析：選BD 科學(xué)家用激光測量月球與地球間的距離是利用光速快，故A錯(cuò)誤。醫(yī)生利用超聲波探測病人血管中血液的流速是利用聲波的多普勒效應(yīng)，故B正確。技術(shù)人員用超聲波探測金屬、陶瓷、混凝土中是

14、否有氣泡是利用超聲波穿透能力強(qiáng)，故C錯(cuò)誤。交通警察向車輛發(fā)射超聲波并通過測量反射波的頻率確定車輛行進(jìn)的速度是利用超聲波的多普勒效應(yīng)，故D正確。 對波的干涉現(xiàn)象分析 [典題例析] 1．如圖2－5－4所示，S1、S2是兩個(gè)相干波源，它們振動(dòng)同步且振幅相同。實(shí)線和虛線分別表示在某一時(shí)刻它們所發(fā)出的波的波峰和波谷。關(guān)于圖中所標(biāo)的a、b、c、d四點(diǎn)，下列說法中正確的有(　　) 圖2－5－4 A．該時(shí)刻a質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)最弱，b、c質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)最強(qiáng)，d質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)既不是最強(qiáng)也不是最弱 B．該時(shí)刻a質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)最弱，b、c、d質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)都最強(qiáng) C．a(chǎn)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)始終是最弱的，b、c、d

15、質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)始終是最強(qiáng)的 D．再過T/4后的時(shí)刻a、b、c三個(gè)質(zhì)點(diǎn)都將處于各自的平衡位置，因此振動(dòng)最弱 [思路點(diǎn)撥]　 (1)形成干涉圖樣的所有質(zhì)點(diǎn)都在不停地振動(dòng)著，其位移的大小和方向都在不停地隨時(shí)間變化。 (2)對穩(wěn)定的干涉，振動(dòng)加強(qiáng)和減弱的區(qū)域的空間位置是不變的。 解析：a質(zhì)點(diǎn)是波峰和波谷相遇的點(diǎn)，振動(dòng)減弱。b質(zhì)點(diǎn)是波峰與波峰的相遇點(diǎn)，c質(zhì)點(diǎn)是波谷與波谷的相遇點(diǎn)，振動(dòng)都是加強(qiáng)的。d質(zhì)點(diǎn)位于振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)的連線上，仍為振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)，故A錯(cuò)，B對。某時(shí)刻振動(dòng)加強(qiáng)或減弱的點(diǎn)位置是固定的，始終是加強(qiáng)或減弱的，故C對。再過后的時(shí)刻，a、b、c三點(diǎn)雖然都處在平衡位置，但a點(diǎn)振動(dòng)仍減弱，b、c兩點(diǎn)振

16、動(dòng)仍加強(qiáng)，故D錯(cuò)。 答案：BC 　[跟蹤演練] 當(dāng)兩列水波發(fā)生干涉時(shí)，如果兩列波的波谷在P點(diǎn)相遇，下列說法正確的是(　　) A．質(zhì)點(diǎn)P的振幅最大 B．質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)始終是加強(qiáng)的 C．質(zhì)點(diǎn)P的位移始終最大 D．質(zhì)點(diǎn)P的位移有時(shí)為零 解析：選ABD　由題意知，P是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，且始終振動(dòng)加強(qiáng)，振幅最大，A對，B對。振動(dòng)加強(qiáng)說明該區(qū)域振幅最大，質(zhì)點(diǎn)的位移變化范圍大，但并不能理解為加強(qiáng)點(diǎn)的位移始終最大，它的位移從0到最大做周期性變化，C錯(cuò)，D對。 波的衍射現(xiàn)象分析 [典題例析] 2.如圖2－5－5所示是觀察水面波衍射的實(shí)驗(yàn)裝置，AC和BD是兩塊擋板，AB是一個(gè)

17、狹縫，O是波源，圖中已畫出波源所在區(qū)域波的傳播情況，每兩條相鄰的波紋(圖中曲線)之間距離表示一個(gè)波長，則波經(jīng)過狹縫之后的傳播情況，下列描述中正確的是(　　) 圖2－5－5 A．此時(shí)能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象 B．如果將孔AB擴(kuò)大，有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象 C．擋板前后相鄰波紋間距相等 D．如果狹縫的大小不變，使波源的頻率增大，能更明顯地觀察到衍射現(xiàn)象 [思路點(diǎn)撥]　解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)： (1)波發(fā)生明顯衍射的條件。 (2)波的頻率、波速與波長的關(guān)系及其決定因素。 解析：由題圖知孔的尺寸和波長相當(dāng)，所以能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象，A正確。AB孔擴(kuò)大，與波長相比，尺寸逐漸

18、變大，就可能看不到明顯的衍射現(xiàn)象，B正確。波經(jīng)過孔后，介質(zhì)沒變，波速不變，又因?yàn)轭l率由振源決定，即頻率不變，所以波長也不變，波紋間距在擋板前后相等，C正確。若頻率增大，由λ＝知，波長減小，衍射現(xiàn)象不會(huì)變得更明顯，D錯(cuò)。 答案：ABC [探規(guī)尋律] (1)障礙物的尺寸的大小不是發(fā)生衍射的條件，而是發(fā)生明顯衍射的條件，波長越大越易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象。 (2)當(dāng)孔的尺寸遠(yuǎn)小于波長時(shí)，盡管衍射十分突出，但衍射波的能量很弱，也很難觀察到波的衍射。 　 [跟蹤演練] 如圖2－5－6所示，S為波源，M、N為兩塊擋板，其中M板固定，N板可上下移動(dòng)，兩板中間有一狹縫，此時(shí)測得A點(diǎn)沒有振動(dòng)，為了使A點(diǎn)

19、能發(fā)生振動(dòng)，可采用的方法是______(填“增大”或“減小”)波源的頻率，也可以將N板______(填“向上”或“向下”)移動(dòng)一些。 圖2－5－6 解析：A點(diǎn)沒有振動(dòng)，說明衍射現(xiàn)象不明顯，即狹縫的尺寸比波長大得多。為使A點(diǎn)振動(dòng)，可使波長大些或使狹縫窄一些，故可使波源頻率減小或?qū)板向上移動(dòng)一些。 答案：減小　向上 多普勒效應(yīng)現(xiàn)象分析 [典題例析] 3．公路巡警開車在高速公路上以100 km/h的恒定速度巡查，在同一車道上巡警車向前方的一輛轎車發(fā)出一個(gè)已知頻率的電磁波，結(jié)果該電磁波被那輛轎車反射回來時(shí)，巡警車接收到的電磁波頻率比發(fā)出時(shí)低。 (1)此現(xiàn)象屬于(

20、　　) A．波的衍射　　　　　 　B．波的干涉 C．多普勒效應(yīng) D．波的反射 (2)若該路段限速為100 km/h，則轎車是否超速？ (3)若轎車以20 m/s的速度行進(jìn)，反射回的頻率應(yīng)怎樣變化？ [思路點(diǎn)撥]　解答本題可按以下思路分析： →→ 解析：(1)巡警車接收到的電磁波頻率比發(fā)出時(shí)低，此現(xiàn)象為多普勒效應(yīng)。 (2)因巡警車接收到的頻率變低，由多普勒效應(yīng)知巡警車與轎車在相互遠(yuǎn)離，而巡警車車速恒定又在后面，可判斷轎車車速比巡警車車速大，故該車超速。 (3)若該車以20 m/s的速度行進(jìn)時(shí)，此時(shí)巡警車與轎車在相互靠近，由多普勒效應(yīng)知反射回的頻率應(yīng)變高。 答案：(1)C　

21、(2)轎車超速　(3)頻率變高 [探規(guī)尋律] (1)無論什么情況，發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，波源與觀察者肯定有相對運(yùn)動(dòng)，二者相互靠近時(shí)，觀察者接收到的頻率變高，相互遠(yuǎn)離時(shí)，接收到的頻率變低。 (2)多普勒效應(yīng)的產(chǎn)生不是取決于觀察者距波源多遠(yuǎn)，而是取決于觀察者相對于波源的運(yùn)動(dòng)速度的大小和方向。 　 [跟蹤演練] 關(guān)于多普勒效應(yīng)，下列說法正確的是(　　) A．多普勒效應(yīng)是由波的干涉引起的 B．多普勒效應(yīng)說明波源的頻率在發(fā)生改變 C．多普勒效應(yīng)是由于波源與觀察者之間有相對運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的 D．只有聲波可以產(chǎn)生多普勒效應(yīng) 解析：選C　由多普勒效應(yīng)的定義可知，A、B錯(cuò)誤，C正確，此外，聲波

22、、光波電磁波等都可以產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，D錯(cuò)誤。 [課堂雙基落實(shí)] 1．“聞其聲而不見其人”是因?yàn)橐话阏系K物的尺寸(　　) A．跟聲波波長相差不多，使聲波發(fā)生明顯衍射 B．比聲波波長大得多，聲波不能發(fā)生衍射 C．跟光波波長相差不多，使光波也發(fā)生明顯衍射 D．比光波波長大得多，光波不能發(fā)生明顯衍射 解析：選AD　發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件為障礙物或孔的尺寸比波長小，或與波長相差不多，故A、D正確。 2．關(guān)于波的疊加和干涉，下列說法中正確的是(　　) A．兩列頻率不相同的波相遇時(shí)，因?yàn)闆]有穩(wěn)定的干涉圖樣，所以波沒有疊加 B．兩列頻率相同的波相遇時(shí)，振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)只是波峰與波峰

23、相遇的點(diǎn) C．兩列頻率相同的波相遇時(shí)，介質(zhì)中振動(dòng)加強(qiáng)的質(zhì)點(diǎn)在某時(shí)刻的位移可能是零 D．兩列頻率相同的波相遇時(shí)，振動(dòng)加強(qiáng)的質(zhì)點(diǎn)的位移總是比振動(dòng)減弱的質(zhì)點(diǎn)位移大 解析：選C　根據(jù)波的疊加和干涉的概念可知，只要兩列波相遇就會(huì)疊加，但如果兩列波的頻率不同，在疊加區(qū)域就沒有穩(wěn)定的干涉圖樣，所以選項(xiàng)A錯(cuò)；發(fā)生干涉時(shí)振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)還有波谷和波谷相遇的點(diǎn)，所以選項(xiàng)B錯(cuò)；因?yàn)槟迟|(zhì)點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)僅是振幅加大，但只要仍在振動(dòng)就一定有位移為零的時(shí)刻，所以選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 3．假如一輛汽車在靜止時(shí)喇叭發(fā)出聲音的頻率是300 Hz，在汽車向你駛來又擦身而過的過程中，下列說法正確的是(　　) A．當(dāng)汽車向你駛來

24、時(shí)，聽到喇叭聲音的頻率大于300 Hz B．當(dāng)汽車向你駛來時(shí)，聽到喇叭聲音的頻率小于300 Hz C．當(dāng)汽車和你擦身而過后，聽到喇叭聲音的頻率大于300 Hz D．當(dāng)汽車和你擦身而過后，聽到喇叭聲音的頻率小于300 Hz 解析：選AD　當(dāng)汽車向你駛來時(shí)，兩者距離減小，你接收的聲波個(gè)數(shù)增多，頻率升高，將大于300 Hz，故A選項(xiàng)正確；當(dāng)汽車和你擦身而過后，兩者距離變大，你接收的聲波個(gè)數(shù)減小，頻率降低，將小于300 Hz，故D選項(xiàng)正確。 4.如圖2－5－7所示，兩列相同的波沿一直線相向傳播，當(dāng)它們相遇時(shí)，下列波形中可能的是(　　) 圖2－5－7 圖2－5－8 解析：選BC

25、　當(dāng)兩列波的前半個(gè)波(或后半個(gè)波)相遇時(shí)，根據(jù)波的疊加原理，在前半個(gè)波(或后半個(gè)波)重疊的區(qū)域內(nèi)所有質(zhì)點(diǎn)此刻的振動(dòng)合位移為零，而兩列波的后半個(gè)波(或前半個(gè)波)的波形保持不變，所以B項(xiàng)正確；當(dāng)兩列波完全相遇時(shí)(即重疊在一起)，由波的疊加原理可知，所有質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的位移均等于每列波單獨(dú)傳播時(shí)引起的位移的矢量和，使得所有的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的位移加倍，所以C項(xiàng)也是正確的。 [課下綜合檢測] 1．在觀察水波的衍射實(shí)驗(yàn)中，若打擊水面的振子振動(dòng)的頻率是5 Hz，水波在水波槽中的傳播速度是0.05 m/s，為觀察到明顯的衍射現(xiàn)象，小孔直徑d應(yīng)為(　　) A．10 cm　　　　　　　　 　B．5 m C．大于1

26、 cm D．小于1 cm 解析：選D　當(dāng)d＜λ時(shí)肯定發(fā)生明顯的衍射。由題意知水波的波長λ＝＝ m＝0.01 m。即孔的直徑d應(yīng)與1 cm相當(dāng)或比它還小。故選項(xiàng)D對。 2．兩列波相疊加發(fā)生了穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，那么(　　) A．兩列波的頻率不一定相同 B．振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域的各質(zhì)點(diǎn)都在波峰上 C．振動(dòng)加強(qiáng)的區(qū)域始終加強(qiáng)，振動(dòng)減弱的區(qū)域始終減弱 D．振動(dòng)加強(qiáng)的區(qū)域和振動(dòng)減弱的區(qū)域不斷周期性地交換位置 解析：選C　兩列波發(fā)生穩(wěn)定的干涉的條件必須是兩列波的頻率相同且相位差恒定，故A錯(cuò)；且振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)始終加強(qiáng)，振動(dòng)減弱區(qū)始終減弱，形成穩(wěn)定的干涉圖樣，C對D錯(cuò)；振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域的各質(zhì)點(diǎn)只是振幅最大，它們

27、也在自己的平衡位置附近振動(dòng)，并不是只在波峰上，B錯(cuò)。 3．圖1為兩列波疊加的示意圖，這兩列波的振動(dòng)方向、振幅、頻率等完全相同。M、N、Q為疊加區(qū)域的三個(gè)頂點(diǎn)，Q為兩個(gè)波谷相遇，M為兩個(gè)波峰相遇，M、P、Q三點(diǎn)在一條直線上，N點(diǎn)為波峰和波谷相遇，則下列說法正確的是 (　　) 圖1 A．P點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn) B．N點(diǎn)始終靜止不動(dòng) C．經(jīng)周期，質(zhì)點(diǎn)Q傳播到N點(diǎn) D．M點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，過，此點(diǎn)振動(dòng)減弱 解析：選AB　在波峰和波峰或波谷和波谷相遇的地方，振動(dòng)加強(qiáng)；波峰和波谷相遇的地方振動(dòng)減弱，則M、Q點(diǎn)均為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，N點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)。MQ連線為振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)，所以P點(diǎn)也是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)。振動(dòng)

28、加強(qiáng)點(diǎn)的振幅等于兩列波的振幅之和，振動(dòng)減弱點(diǎn)的振幅等于兩列波的振幅之差的絕對值。由于兩列波的振幅相同，故N點(diǎn)振幅為零，即N點(diǎn)靜止不動(dòng)，A、B正確。在波的傳播過程中，質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移，C錯(cuò)誤。M點(diǎn)振動(dòng)始終加強(qiáng)，D錯(cuò)誤。 4．在某一均勻介質(zhì)中由波源O發(fā)出的簡諧橫波在x軸上傳播，某時(shí)刻的波形如圖2，其波速為5 m/s，則下列說法正確的是(　　) 圖2 A．此時(shí)P(－2 m,0 cm)、Q(2 m,0 cm)兩點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向相同 B．再經(jīng)過0.5 s質(zhì)點(diǎn)N剛好在(－5 m,20 cm)位置 C．能與該波發(fā)生干涉的橫波的頻率一定為3 Hz D．波的頻率與波源的振動(dòng)頻率無關(guān) 解析：選AB　

29、此時(shí)P點(diǎn)和Q點(diǎn)都向下振動(dòng)。再經(jīng)過0.5 s，波向前傳播的距離為2.5 m，此時(shí)N點(diǎn)正好在波峰位置，即坐標(biāo)為(－5 m,20 cm)；此波的頻率為f＝＝Hz＝2.5 Hz，所以能與該波發(fā)生干涉的橫波的頻率一定為2.5 Hz；波的頻率等于波源的振動(dòng)頻率。選項(xiàng)為AB。 5.如圖3所示，表示的是產(chǎn)生機(jī)械波的波源O正在做勻速直線運(yùn)動(dòng)的情況，圖中的若干個(gè)圓環(huán)表示同一時(shí)刻的波峰分布，為了使靜止的頻率傳感器能接收到波的頻率最高，則應(yīng)該把傳感器放在(　　) 圖3 A．A點(diǎn)　　　　　 　B．B點(diǎn) C．C點(diǎn) D．D點(diǎn) 解析：選D　由題圖可知，波源上邊的波長變大，下邊的波長變小，而波速不變，說明上

30、邊接收到的頻率變小，下邊接收到的頻率變大，所以在D點(diǎn)接收到的頻率最高，故選D。 6．(大綱版全國卷)在學(xué)校運(yùn)動(dòng)場上50 m直跑道的兩端，分別安裝了由同一信號(hào)發(fā)生器帶動(dòng)的兩個(gè)相同的揚(yáng)聲器。兩個(gè)揚(yáng)聲器連續(xù)發(fā)出波長為5 m的聲波。一同學(xué)從該跑道的中點(diǎn)出發(fā)，向某一端點(diǎn)緩慢行進(jìn)10 m。在此過程中，他聽到的揚(yáng)聲器聲音由強(qiáng)變?nèi)醯拇螖?shù)為(　　) A．2 B．4 C．6 D．8 解析：選B　本題考查波的干涉現(xiàn)象，意在考查考生對干涉現(xiàn)象加強(qiáng)與減弱的判斷方法。該同學(xué)在中點(diǎn)時(shí)，由于該點(diǎn)到兩波源的距離差Δx＝0，則該點(diǎn)為加強(qiáng)點(diǎn)，向某一端移動(dòng)10 m時(shí)，Δx2＝35 m－15 m＝20 m＝4 λ，則該

31、點(diǎn)仍為加強(qiáng)點(diǎn)。因此在此過程中揚(yáng)聲器聲音由強(qiáng)變?nèi)醯拇螖?shù)為4次。 7.圖4是兩個(gè)波源振動(dòng)頻率相同、振動(dòng)方向相同的兩列波在空間傳播的情景，實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷。a為虛線交點(diǎn)，b為實(shí)線交點(diǎn)，c為a與b連線的中點(diǎn)。 圖4 (1)從圖示時(shí)刻開始，經(jīng)過周期，a、b、c各點(diǎn)分別處于什么位置？ (2)從圖示時(shí)刻開始，經(jīng)過周期，a、b、c各點(diǎn)又分別處于什么位置？ 解析：(1)由題圖可知，此刻a、b點(diǎn)分別是兩列波的波谷相遇點(diǎn)和波峰相遇點(diǎn)，都是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)；而c點(diǎn)處于加強(qiáng)區(qū)域，所以c點(diǎn)也是加強(qiáng)點(diǎn)，a、b、c三點(diǎn)的振幅為兩列波的振幅之和。此刻a點(diǎn)在波谷，b點(diǎn)在波峰，c點(diǎn)在平衡位置，經(jīng)周期后，a點(diǎn)在波峰

32、，b點(diǎn)在波谷，c點(diǎn)仍在平衡位置。 (2)經(jīng)過周期，a點(diǎn)在平衡位置，將向波谷振動(dòng)；b點(diǎn)在平衡位置，將向波峰振動(dòng)；c點(diǎn)為a、b的中點(diǎn)，所以此刻c點(diǎn)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 8．波源S1和S2振動(dòng)方向相同，頻率均為4 Hz，分別置于均勻介質(zhì)中x軸上的O、A兩點(diǎn)處，OA＝2 m，如圖5所示。兩波源產(chǎn)生的簡諧橫波沿x軸相向傳播，波速為4 m/s。已知兩波源振動(dòng)的初始相位相同。求： 圖5 (1)簡諧橫波的波長； (2)OA間合振動(dòng)振幅最小的點(diǎn)的位置。 解析：(1)設(shè)簡諧橫波波長為λ，頻率為f，則v＝λf，代入已知數(shù)據(jù)，得λ＝1 m (2)以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)，設(shè)P為OA間的任意一點(diǎn)，其坐標(biāo)為x，則兩波源到P點(diǎn)的波程差Δl＝x－(2－x)，0≤x≤2。其中x、Δl以m為單位。 合振動(dòng)振幅最小的點(diǎn)的位置滿足Δl＝(k＋)λ，k為整數(shù)，所以x＝k＋， 可得－≤k≤，故k＝－2、－1、0、1。 解得：x＝0.25 m,0.75 m,1.25 m,1.75 m 答案：(1)1 m (2)x＝0.25 m,0.75 m,1.25 m,1.75 m 14