1、第3讲 波的干涉和衍射 多普勒效应考点考点1 1 波的干涉波的干涉1.1.波的叠加波的叠加(1)(1)波的独立传播原理波的独立传播原理几列波在相遇时、各自的几列波在相遇时、各自的 _(_(即波速、频率、波长、即波速、频率、波长、振动方向振动方向)不发生任何变化，即各列波之间不相互干扰不发生任何变化，即各列波之间不相互干扰,具有具有_._.运动状态运动状态独立性独立性(2)(2)波的叠加原理波的叠加原理在两列波重叠的区域里，任何一个质点在两列波重叠的区域里，任何一个质点_参与两列波引参与两列波引起的振动，其振动位移、速度、加速度等于这两列波分别引起的振动，其振动位移、速度、加速度等于这两列波分别
2、引起的位移、速度、加速度的起的位移、速度、加速度的_._.同时同时矢量和矢量和2.2.波的干涉波的干涉(1)(1)在两列波叠加的区域，出现某些区域的振动始终加强，某些在两列波叠加的区域，出现某些区域的振动始终加强，某些区域的振动始终减弱，并且有振动的区域的振动始终减弱，并且有振动的_与与_互相间互相间隔的现象，形成稳定的隔的现象，形成稳定的_._.(2)(2)产生条件产生条件:两列同性质波源的两列同性质波源的_必须相同必须相同.加强区加强区减弱区减弱区干涉图样干涉图样频率频率1 1对波的干涉现象的认识对波的干涉现象的认识(1)(1)振动加强振动加强(减弱减弱)是指合振动的振幅增大是指合振动的振
3、幅增大(减小减小)，振动质点的，振动质点的能量增大能量增大(减小减小)各质点振动的位移仍做周期性变化，且周期与各质点振动的位移仍做周期性变化，且周期与波源的周期仍相同，不能认为振动加强波源的周期仍相同，不能认为振动加强(减弱减弱)就是质点的位移始就是质点的位移始终最大终最大(为零为零)(2)(2)加强点、减弱点与位置有关，不随时间变化振动加强点的加强点、减弱点与位置有关，不随时间变化振动加强点的振动始终加强，振动减弱点的振动始终减弱振动始终加强，振动减弱点的振动始终减弱(3)(3)两列波发生干涉时，在干涉区域内，各质点均在自己的平衡两列波发生干涉时，在干涉区域内，各质点均在自己的平衡位置做机械
4、振动，只不过它们振动的振幅不同，振动加强区的位置做机械振动，只不过它们振动的振幅不同，振动加强区的振幅最大，位移仍然随时间而变化，振动减弱区某时刻的位移振幅最大，位移仍然随时间而变化，振动减弱区某时刻的位移可能比振动加强区的位移大，因此不能认为加强区质点位移可能比振动加强区的位移大，因此不能认为加强区质点位移大大2 2振动加强点与减弱点的分析振动加强点与减弱点的分析(1)(1)某点的振动的振幅等于两列波的振幅之和为加强点，等于两某点的振动的振幅等于两列波的振幅之和为加强点，等于两列波的振幅之差为减弱点列波的振幅之差为减弱点(2)(2)某点到两列同步调振动的相干波源的距离之差等于波长整数某点到两
5、列同步调振动的相干波源的距离之差等于波长整数倍的点为加强点，等于半波长的奇数倍的点为减弱点倍的点为加强点，等于半波长的奇数倍的点为减弱点(3)(3)某点由两列波引起的振动始终同方向，即为加强点，始终反某点由两列波引起的振动始终同方向，即为加强点，始终反方向即为减弱点方向即为减弱点(4)(4)两列相干波的波峰与波峰、波谷与波谷相遇处即为加强两列相干波的波峰与波峰、波谷与波谷相遇处即为加强点一列波的波峰与另一列波的波谷相遇处即为减弱点点一列波的波峰与另一列波的波谷相遇处即为减弱点(5)(5)相邻的加强点与减弱点之间的其他点为非加强、非减弱点相邻的加强点与减弱点之间的其他点为非加强、非减弱点如图所示
6、如图所示,水面上有水面上有A A、B B两个振两个振动情况完全相同的振源动情况完全相同的振源,在在ABAB连连线的中垂线上有线的中垂线上有a a、b b、c c三个点三个点,已知某时刻已知某时刻,a,a点是两列波的波峰点是两列波的波峰的相遇点的相遇点,c,c点是与点是与a a点相邻的两列波的波谷相遇点点相邻的两列波的波谷相遇点,b,b为为a a、c c的中的中点点,则以下说法正确的是则以下说法正确的是()()A.aA.a点是振动加强点点是振动加强点,c,c点是振动减弱点点是振动减弱点B.aB.a点与点与c c点都是振动加强点点都是振动加强点,b,b点是振动减弱点点是振动减弱点C.aC.a点与点
7、与c c点此时刻是振动加强点点此时刻是振动加强点,经过一段时间后变成振动减弱经过一段时间后变成振动减弱点点,而而b b点可能变成振动加强点点可能变成振动加强点D.aD.a、b b、c c都是振动加强点都是振动加强点【解析解析】选选D.aD.a、b b、c c三点均在两振源三点均在两振源A A、B B连线的中垂线上，连线的中垂线上，到两波源的波程差均为零，所以到两波源的波程差均为零，所以a a、b b、c c的叠加情况是相同的，的叠加情况是相同的，即均为加强点即均为加强点考点考点2 2 波的衍射波的衍射1.1.衍射现象衍射现象波在传播过程中偏离直线传播，波在传播过程中偏离直线传播，_障碍物的现象
8、障碍物的现象.2.2.发生明显衍射现象的条件发生明显衍射现象的条件障碍物障碍物(或小孔或小孔)的尺寸的尺寸_或者或者_._.绕过绕过比波长小比波长小与波长相差不多与波长相差不多对明显衍射现象条件的理解对明显衍射现象条件的理解(1)(1)衍射是波特有的现象，障碍物或孔的尺寸大小并不是决定衍衍射是波特有的现象，障碍物或孔的尺寸大小并不是决定衍射能否发生的条件，仅是衍射现象是否明显的条件一般情况射能否发生的条件，仅是衍射现象是否明显的条件一般情况下，波长较大的波容易产生明显的衍射现象下，波长较大的波容易产生明显的衍射现象.(2)(2)波传到小孔波传到小孔(或障碍物或障碍物)时，小孔时，小孔(或障碍物
9、或障碍物)仿佛就是一个新仿佛就是一个新的波源，由它发出与原来同频率的波的波源，由它发出与原来同频率的波(称为子波称为子波)在小孔在小孔(或障碍或障碍物物)后传播，于是，就出现了偏离直线传播的衍射现象后传播，于是，就出现了偏离直线传播的衍射现象.(3)(3)当孔的尺寸远小于波长时尽管衍射十分明显，但由于衍射波当孔的尺寸远小于波长时尽管衍射十分明显，但由于衍射波的能量很弱，衍射现象不容易观察到，因此当小孔的尺寸大小的能量很弱，衍射现象不容易观察到，因此当小孔的尺寸大小与波长相差不多时，衍射现象较容易观察与波长相差不多时，衍射现象较容易观察.如图所示，点如图所示，点O O是水面上一波源，实、虚线分别
10、表示该时刻的波是水面上一波源，实、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷，峰、波谷，A A是挡板，是挡板，B B是是小孔，经过一段时间，水面小孔，经过一段时间，水面上的波形将分布于上的波形将分布于()()A A整个区域整个区域B B阴影阴影以外区域以外区域C C阴影阴影以外区域以外区域D D上述答案均不对上述答案均不对【解析解析】选选B.B.由题图可以看出挡板由题图可以看出挡板A A的尺寸比波长大得多，故衍的尺寸比波长大得多，故衍射现象不明显，射现象不明显，区没有水波；区没有水波；B B孔与波长差不多，衍射现象明孔与波长差不多，衍射现象明显，故显，故区、区、区都有水波，图中空白区域水波可直接传到，区都
11、有水波，图中空白区域水波可直接传到，故故B B正确正确考点考点3 3 多普勒效应多普勒效应1 1现象：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到现象：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到波的波的_发生变化的现象发生变化的现象2 2机械波、机械波、_都能发生多普勒效应都能发生多普勒效应频率频率电磁波电磁波学习学习“多普勒效应多普勒效应”必须弄清的几个问题必须弄清的几个问题(1)(1)波源发出的频率波源发出的频率f:f:波源单位时间内发出波的个数波源单位时间内发出波的个数.(2)(2)观察者接收到的频率观察者接收到的频率f:f:观察者单位时间内接收到波的个数观察者单位时间内接收到波的个数
12、.(3)(3)相对运动对频率的影响相对运动对频率的影响:多普勒效应实质是波源的频率不发多普勒效应实质是波源的频率不发生变化，只是观察者接收到的频率与波源的频率不同若波源生变化，只是观察者接收到的频率与波源的频率不同若波源与观察者相互靠近，观察者接收到的频率与观察者相互靠近，观察者接收到的频率ff比波源的频率比波源的频率f f大；大；若波源与观察者相互远离，观察者接收到的频率若波源与观察者相互远离，观察者接收到的频率ff比波源的频比波源的频率率f f小小.若波源与观察者相对运动是匀速时，观察者接收到的频若波源与观察者相对运动是匀速时，观察者接收到的频率率ff保持不变保持不变.假如一辆汽车在静止时
13、喇叭发出声音的频率是假如一辆汽车在静止时喇叭发出声音的频率是300 Hz300 Hz，在汽车，在汽车向你驶来又擦身而过的过程中，下列说法正确的是向你驶来又擦身而过的过程中，下列说法正确的是 ()()A A当汽车向你驶来时，听到喇叭声音的频率等于当汽车向你驶来时，听到喇叭声音的频率等于300 Hz300 HzB B当汽车向你驶来时，听到喇叭声音的频率小于当汽车向你驶来时，听到喇叭声音的频率小于300 Hz300 HzC C当汽车和你擦身而过后，听到喇叭声音的频率大于当汽车和你擦身而过后，听到喇叭声音的频率大于300 Hz300 HzD D当汽车和你擦身而过后，听到喇叭声音的频率小于当汽车和你擦身
14、而过后，听到喇叭声音的频率小于300 Hz300 Hz【解析解析】选选D.D.由多普勒效应可知，声源与观察者靠近过程中，由多普勒效应可知，声源与观察者靠近过程中，观察者接收到的波的频率增大，观察者接收到的波的频率增大，A A、B B错；相对远离过程中，观错；相对远离过程中，观察者接收到的波的频率减小，察者接收到的波的频率减小，C C错错D D对对 波的干涉现象的认识波的干涉现象的认识【例证例证1 1】如图所示表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线如图所示表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷表示波峰，虚线表示波谷.设两列波的振幅均为设两列波的振幅均为5 cm5 cm，且图
15、示的，且图示的范围内振幅不变，波速和波长分别为范围内振幅不变，波速和波长分别为1 m/s1 m/s和和0.5 m.C0.5 m.C点是点是BEBE连连线的中点，下列说法中不正确的是线的中点，下列说法中不正确的是()()A.CA.C、E E两点都保持静止不动两点都保持静止不动B.B.图示时刻图示时刻A A、B B两点的竖直高度差为两点的竖直高度差为20 cm20 cmC.C.图示时刻图示时刻C C点正处于平衡位置且向水面以上运动点正处于平衡位置且向水面以上运动D.D.从图示的时刻起经从图示的时刻起经0.25 s0.25 s，B B点通过的路程为点通过的路程为20 cm20 cm【解题指南解题指南
16、】稳定的干涉图样是表示加强区和减弱区的相对稳定，稳定的干涉图样是表示加强区和减弱区的相对稳定，但加强区和减弱区的质点仍然在振动，本题需明确，但加强区和减弱区的质点仍然在振动，本题需明确，根据波峰及波谷可判断波的传播方向，根据波峰及波谷可判断波的传播方向，进而判断出振动加强区及减弱区进而判断出振动加强区及减弱区.【规范解答规范解答】选选A.A.由波的干涉知识可知题图中的质点由波的干涉知识可知题图中的质点A A、B B、E E的的连线处波峰和波峰或波谷和波谷叠加连线处波峰和波峰或波谷和波谷叠加,是加强区，过是加强区，过D D、F F的连线的连线处和过处和过P P、Q Q的连线处波峰和波谷叠加的连线
17、处波峰和波谷叠加,是减弱区是减弱区.C.C、E E两点是振两点是振动的加强点，不可能静止不动动的加强点，不可能静止不动,所以所以A A选项错误选项错误.在图示时刻，在图示时刻，A A在波峰，在波峰，B B在波谷，它们的振动是加在波谷，它们的振动是加强的，振幅均为两列波的振幅之和，强的，振幅均为两列波的振幅之和，均为均为10 cm10 cm，此时的高度差为，此时的高度差为20 cm20 cm，所以所以B B选项正确选项正确.A.A、B B、C C、E E均在振均在振动加强区，且在同一条直线上，由题图可知波是由动加强区，且在同一条直线上，由题图可知波是由E E处向处向A A处传处传播，在图示时刻的
18、波形图线如图所示，由图可知播，在图示时刻的波形图线如图所示，由图可知C C点向水面以上点向水面以上运动，所以运动，所以C C选项正确选项正确.波的周期波的周期T=0.5 sT=0.5 s，经过，经过0.25 s0.25 s，即，即经过半个周期经过半个周期,质点通过的路程为振幅的质点通过的路程为振幅的2 2倍，所以振动加强点倍，所以振动加强点B B通过的路程为通过的路程为20 cm20 cm，D D选项正确选项正确,故选故选A.A.v【总结提升总结提升】波的干涉问题的求解波的干涉问题的求解(1)(1)从波的叠加原理认识干涉现象从波的叠加原理认识干涉现象.几列波相遇时在重叠的区域几列波相遇时在重叠
19、的区域里，任一质点的总位移等于各列波分别引起的位移的矢量和，里，任一质点的总位移等于各列波分别引起的位移的矢量和，频率相同的两列波叠加时，某些区域的质点由于受到两列波引频率相同的两列波叠加时，某些区域的质点由于受到两列波引起的振动始终加强，某些区域的质点由于受到两列波引起的振起的振动始终加强，某些区域的质点由于受到两列波引起的振动始终减弱，从而形成稳定的振动加强和振动减弱的区域相互动始终减弱，从而形成稳定的振动加强和振动减弱的区域相互间隔的现象间隔的现象.(2)(2)由于振动加强点、减弱点与位置有关，不随时间变化，因此由于振动加强点、减弱点与位置有关，不随时间变化，因此分析某质点是加强点还是减
20、弱点应分析该点与两波源的波程差分析某质点是加强点还是减弱点应分析该点与两波源的波程差与半波长的关系与半波长的关系.(3)(3)在干涉区域内，各质点均在自己的平衡位置做机械振动，位在干涉区域内，各质点均在自己的平衡位置做机械振动，位移仍然随时间而变化，从机械振动的角度分析移仍然随时间而变化，从机械振动的角度分析a a、v v、s s等物理量等物理量的变化情况，但振动加强点振动能量大，振幅大的变化情况，但振动加强点振动能量大，振幅大.【变式训练变式训练】两波源两波源S S1 1、S S2 2在水槽中形成的波形如图所示，在水槽中形成的波形如图所示，其其中实线表示波峰，虚线表示波谷，则中实线表示波峰，
21、虚线表示波谷，则()()A.A.在两波相遇的区域中会产生干涉在两波相遇的区域中会产生干涉B.B.在两波相遇的区域中不会产生干涉在两波相遇的区域中不会产生干涉C.aC.a点的振动始终加强点的振动始终加强D.aD.a点的振动始终减弱点的振动始终减弱【解析解析】选选B.B.从图中看，两列水波的波长不同，波在水中传播从图中看，两列水波的波长不同，波在水中传播的速度都相等，根据的速度都相等，根据T=T=可知可知,两列波的周期不相等，不满足两列波的周期不相等，不满足相干条件，在两波相遇的区域中不会产生干涉现象，相干条件，在两波相遇的区域中不会产生干涉现象，B B正确正确.v【变式备选变式备选】如图所示，如
22、图所示，S S1 1、S S2 2是两个相干波源，它们振动同是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的步且振幅相同实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷关于图中所标的波的波峰和波谷关于图中所标的a a、b b、c c、d(dd(d到两波源距离到两波源距离相等相等)四点，下列说法中正确的有四点，下列说法中正确的有()()A Aa a质点振动最弱，质点振动最弱，b b、c c质点振动最强，质点振动最强，d d质点振动既不是最强质点振动既不是最强也不是最弱也不是最弱B Ba a质点振动最弱，质点振动最弱，b b、c c、d d质点振动都最强质点振动
23、都最强C Ca a质点的振动始终是最弱的，质点的振动始终是最弱的，b b、c c、d d质点的振动时强时弱质点的振动时强时弱D D再过再过T/4T/4后的时刻后的时刻a a、b b、c c三个质点都将处于各自的平衡位置，三个质点都将处于各自的平衡位置，因此振动最弱因此振动最弱【解析解析】选选B.aB.a质点振动最弱，质点振动最弱，b b、c c质点振动最强，质点振动最强，d d到到S S1 1、S S2 2的距离相等，所以必然为振动最强点的距离相等，所以必然为振动最强点A A错错B B对对.描述振动强弱的描述振动强弱的物理量是振幅，而振幅不是位移，每个质点在振动过程中的位物理量是振幅，而振幅不
24、是位移，每个质点在振动过程中的位移是在不断改变的，但振幅是保持不变的，所以振动最强的点移是在不断改变的，但振幅是保持不变的，所以振动最强的点无论处于波峰还是波谷，振动始终是最强的，无论处于波峰还是波谷，振动始终是最强的，C C、D D错错.加强点与减弱点的确定加强点与减弱点的确定【例证例证2 2】如图为某一报告厅主席台的平面图，如图为某一报告厅主席台的平面图，ABAB是讲台，是讲台，S S1 1、S S2 2是与讲台上话筒等高的喇叭，它们之间的相互位置和尺寸如是与讲台上话筒等高的喇叭，它们之间的相互位置和尺寸如图所示报告者的声音放大后经喇叭传回话筒再次放大时可能图所示报告者的声音放大后经喇叭传
25、回话筒再次放大时可能会产生啸叫为了避免啸叫，话筒最好摆放在讲台上适当的位会产生啸叫为了避免啸叫，话筒最好摆放在讲台上适当的位置，在这些位置上两个喇叭传来的声音因干涉而相消已知空置，在这些位置上两个喇叭传来的声音因干涉而相消已知空气中声速为气中声速为340 m/s340 m/s，若报告人声音的频率为，若报告人声音的频率为136 Hz136 Hz，问讲台上，问讲台上这样的位置有多少个？这样的位置有多少个？【解题指南解题指南】解答本题应把握以下三点：解答本题应把握以下三点：(1)(1)由频率和波速得到波长由频率和波速得到波长;(2)(2)确定主席台端点和对称点到两波源的波程差确定主席台端点和对称点到
26、两波源的波程差;(3)(3)利用数学关系找出减弱点的个数利用数学关系找出减弱点的个数.【自主解答自主解答】声频声频f=136 Hzf=136 Hz的声波的波长是的声波的波长是=2.5 m =2.5 m 式中式中v=340 m/sv=340 m/s是空气中的声速是空气中的声速.在图中，在图中，O O是是ABAB的中点，的中点，P P是是OBOB上任意一点上任意一点.将将 f1212S PS PS PS Pk2表示为式中式中k k为实数，当为实数，当k=0k=0、2 2、4 4时，从两个喇叭传来的声波因干时，从两个喇叭传来的声波因干涉而加强；当涉而加强；当k=1k=1、3 3、5 5时，从两个喇叭
27、传来的声波因干涉而时，从两个喇叭传来的声波因干涉而相消相消.由此可知，由此可知，O O是干涉加强点；对于端点是干涉加强点；对于端点B B点有点有 20 m-15m=4 20 m-15m=4 所以，所以，B B点也是干涉加强点点也是干涉加强点.因而因而O O、B B之间有波程差为之间有波程差为的的2 2个干涉减弱点，由对称性可知，个干涉减弱点，由对称性可知，ABAB上有上有4 4个干涉减弱点个干涉减弱点.32 2、12S BS B2【总结提升总结提升】加强点和减弱点的判断方法加强点和减弱点的判断方法(1)(1)图象法：在某时刻的波形图上，波峰与波峰图象法：在某时刻的波形图上，波峰与波峰(或波谷与
28、波谷或波谷与波谷)的交点，一定是加强点，而波峰与波谷的交点一定是减弱点，各的交点，一定是加强点，而波峰与波谷的交点一定是减弱点，各加强点或减弱点各自连接而成以两波源为中心向外辐射的连线，加强点或减弱点各自连接而成以两波源为中心向外辐射的连线，形成加强线和减弱线，两种线互相间隔，这就是干涉图样形成加强线和减弱线，两种线互相间隔，这就是干涉图样(2)(2)公式法：当两个相干波源的振动步调一致时，到两个波源的公式法：当两个相干波源的振动步调一致时，到两个波源的距离之差距离之差xxn(nn(n0 0、1 1、2 2)处是加强区，处是加强区，xx(2n+1)(2n+1)(n(n0 0、1 1、2 2)处
29、是减弱区处是减弱区(当两列波源的振动情况反相时，当两列波源的振动情况反相时，上述结论刚好相反上述结论刚好相反)2(3)(3)利用端点和对称点到两波源的波程差利用端点和对称点到两波源的波程差0 x(2n+1)0 x(2n+1)，据据n n的取值确定干涉相消点，再利用对称性得到其他干涉相消点，的取值确定干涉相消点，再利用对称性得到其他干涉相消点，从而得出结论从而得出结论.2【变式训练变式训练】如图所示，如图所示，S S1 1和和S S2 2是湖面是湖面上两个完全相同的水波的波源，上两个完全相同的水波的波源，MNMN是足是足够长的湖岸，水波的波长为够长的湖岸，水波的波长为2 m2 m，S S1 1与
30、与S S2 2的连线与湖岸垂直，且的连线与湖岸垂直，且S S1 1S S2 25 m5 m，则岸，则岸边始终平静的地方共有边始终平静的地方共有()()A A1 1处处B B3 3处处C C5 5处处D D无数处无数处【解析解析】选选C.C.岸边到两波源的距离岸边到两波源的距离(波程波程)差为半波长的奇数倍的差为半波长的奇数倍的地方是始终平静的地方是始终平静的(振动减弱区振动减弱区)由数学知识可知，左侧岸上各由数学知识可知，左侧岸上各点到两波源的距离差的范围为点到两波源的距离差的范围为0 05 m5 m，减弱点有，减弱点有1 m1 m、3 m3 m、5 m 5 m 3 3处，由对称性可知，右侧岸
31、上也有两处减弱点，处，由对称性可知，右侧岸上也有两处减弱点，3 m3 m、1 m1 m，因，因此共有此共有5 5处，选处，选C.C.产生明显衍射现象的条件产生明显衍射现象的条件【例证例证3 3】如图所示是观察水面波衍射的实验装置，如图所示是观察水面波衍射的实验装置，ACAC和和BDBD是两是两块挡板，块挡板，ABAB是一个孔，是一个孔，O O是波源，图中已画出波源所在区域波的是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹传播情况，每两条相邻波纹(图中曲线图中曲线)之间距离表示一个波长，之间距离表示一个波长，则关于波经过孔之后的传播情况，下列描述不正确的是则关于波经过孔之后的传播情况
32、，下列描述不正确的是()()A A此时能观察到明显的衍射现象此时能观察到明显的衍射现象B B挡板前后波纹间距离相等挡板前后波纹间距离相等C C如果将孔如果将孔ABAB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象扩大，有可能观察不到明显的衍射现象D 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射现象【解题指南解题指南】此题首先能通过给出的图形，比较出波长与孔的此题首先能通过给出的图形，比较出波长与孔的大小的关系其次抓住大小的关系其次抓住v v、f f三个物理量的关系，再根据发三个物理量的关系，再根据发生明显衍射现象的条件，确定出正确的选项
33、生明显衍射现象的条件，确定出正确的选项【规范解答规范解答】选选D.D.从题图中可以看出，孔的大小与波长相差不从题图中可以看出，孔的大小与波长相差不多，故能够发生明显的衍射现象，选项多，故能够发生明显的衍射现象，选项A A正确由于在同一均匀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，又根据介质中，波的传播速度没有变化，波的频率是一定的，又根据=可得波长可得波长没有变化，所以没有变化，所以B B正确当孔扩大后，明显衍正确当孔扩大后，明显衍射的条件将被破坏，故射的条件将被破坏，故C C正确如果孔的大小不变，使波源频率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
34、波长大，失去发生明显衍射增大，则波长减小，孔的尺寸将比波长大，失去发生明显衍射现象的条件，选项现象的条件，选项D D错错,故选故选D.D.vf【互动探究互动探究】在上题的实验装置中，若打击水面的振子振动频在上题的实验装置中，若打击水面的振子振动频率是率是5 Hz5 Hz，水波在水槽中的传播速度为，水波在水槽中的传播速度为0.05 m/s0.05 m/s，为观察到明，为观察到明显的衍射现象，小孔直径显的衍射现象，小孔直径d d应为应为()()A.10 cmA.10 cmB B5 cm5 cmC C2 cm2 cmD D1 cm1 cm【解析解析】选选D.D.在水槽中激发的水波波长为：在水槽中激发
35、的水波波长为：=0.01 m=0.01 m=1 cm.1 cm.要求在小孔后产生明显的衍射现象，应取小孔的尺寸小于要求在小孔后产生明显的衍射现象，应取小孔的尺寸小于或等于波长，故选或等于波长，故选D Dvf【总结提升总结提升】波能否发生明显衍射的判断方法波能否发生明显衍射的判断方法(1)(1)能否发生明显衍射取决于障碍物或孔的大小与波长的比较能否发生明显衍射取决于障碍物或孔的大小与波长的比较.一般情况下障碍物比波长小或孔的大小与波长相差不多衍射现一般情况下障碍物比波长小或孔的大小与波长相差不多衍射现象明显象明显.(2)(2)要使衍射现象明显，可调整小孔的大小以接近波长，亦可通要使衍射现象明显，
36、可调整小孔的大小以接近波长，亦可通过调整波源的频率使波长接近小孔的大小或大于障碍物从而发过调整波源的频率使波长接近小孔的大小或大于障碍物从而发生明显的衍射现象生明显的衍射现象.【例证例证】如图所示，三张图片分别反映了飞机以三种不同速度如图所示，三张图片分别反映了飞机以三种不同速度在空中在空中 (不考虑空气的流动不考虑空气的流动)水平飞行时，产生声波的情水平飞行时，产生声波的情况图中一系列圆表示声波的传播情况，况图中一系列圆表示声波的传播情况，A A点表示飞机的位点表示飞机的位置已知声波在空气中的速度为置已知声波在空气中的速度为340 m/s.340 m/s.则由图可知则由图可知()()考查内容
37、考查内容多普勒效应多普勒效应A A(a)(a)图中的飞机速度最大，图中的飞机速度最大，(b)(b)图中的飞机速度大于图中的飞机速度大于340 m/s340 m/sB B(b)(b)图中的飞机速度最大，图中的飞机速度最大，(b)(b)图中的飞机速度小于图中的飞机速度小于340 m/s340 m/sC C(c)(c)图中的飞机速度最大，图中的飞机速度最大，(b)(b)图中的飞机速度等于图中的飞机速度等于340 m/s340 m/sD D不能判断哪个图中的飞机速度最大，也不能判断哪个图中的飞不能判断哪个图中的飞机速度最大，也不能判断哪个图中的飞机速度的大小机速度的大小【规范解答规范解答】选选C.C.
38、从三个图可以看出，从三个图可以看出，(c)(c)图中的飞机速度最图中的飞机速度最大，即超音速飞行，大，即超音速飞行，(a)(a)图中的飞机速度最小，图中的飞机速度最小，(b)(b)图中的飞机速图中的飞机速度与声波传播的速度相等，即度与声波传播的速度相等，即340 m/s340 m/s，A A、B B、D D错误，错误，C C对对 1.1.声波属于机械波，下列有关声波的描述中正确的是声波属于机械波，下列有关声波的描述中正确的是()()A A同一列声波在各种介质中的波长是相同的同一列声波在各种介质中的波长是相同的B B声波的频率越高，它在空气中传播的速度越快声波的频率越高，它在空气中传播的速度越快
39、C C声波可以绕过障碍物传播，即它可以发生衍射声波可以绕过障碍物传播，即它可以发生衍射D D人能辨别不同乐器同时发出的声音，证明声波不会发生干涉人能辨别不同乐器同时发出的声音，证明声波不会发生干涉【解析解析】选选C.C.声波在不同介质中波速不同声波在不同介质中波速不同,其波长也不同，在同其波长也不同，在同一均匀介质中传播速度相同，则一均匀介质中传播速度相同，则A A、B B均错误；干涉、衍射是波均错误；干涉、衍射是波特有的现象，特有的现象，C C正确正确;不同乐器同时发出的声音频率不同，没有不同乐器同时发出的声音频率不同，没有满足产生干涉的条件，如果满足干涉条件，也会发生干涉，满足产生干涉的条
40、件，如果满足干涉条件，也会发生干涉，D D错错误误 2.2.医院有一种先进的检测技术医院有一种先进的检测技术彩超彩超,向病人体内发射频率已向病人体内发射频率已精确掌握的超声波精确掌握的超声波.超声波经血液反射后被专用仪器接收超声波经血液反射后被专用仪器接收,测出测出反射波的频率变化反射波的频率变化,就可以知道血液的流速就可以知道血液的流速.这一技术主要体现这一技术主要体现了哪一种物理现象了哪一种物理现象()()A.A.多普勒效应多普勒效应B.B.波的衍射波的衍射C.C.波的干涉波的干涉D.D.共振共振【解析解析】选选A.A.由于血液流动由于血液流动,接收到的反射波与发射波频率相比接收到的反射波
41、与发射波频率相比发生了变化发生了变化,具备由于相对运动具备由于相对运动,接收到的反射波比发射波频率接收到的反射波比发射波频率变大或变小特征变大或变小特征,因此是利用了多普勒效应因此是利用了多普勒效应,故选故选A.A.3.3.以下关于波的说法中正确的是以下关于波的说法中正确的是()()A A干涉现象是波的特征，因此任何两列波相遇时都会产生干涉干涉现象是波的特征，因此任何两列波相遇时都会产生干涉现象现象B B因为声波的波长与通常的障碍物尺寸相差不大，所以声波很因为声波的波长与通常的障碍物尺寸相差不大，所以声波很容易产生衍射现象容易产生衍射现象C C声波是横波声波是横波D D纵波传播时，介质中的各质
42、点将随波的传播一直向前移动纵波传播时，介质中的各质点将随波的传播一直向前移动【解析解析】选选B.B.两列波相遇时会叠加，但只有频率相同的两列波两列波相遇时会叠加，但只有频率相同的两列波才能发生干涉，才能发生干涉，A A错；据发生明显衍射现象的条件知错；据发生明显衍射现象的条件知B B对；声波对；声波是纵波，是纵波，C C错；纵波传播时，向前传播的是振动形式和能量，质错；纵波传播时，向前传播的是振动形式和能量，质点并不随波迁移，点并不随波迁移，D D错错 4.4.如图所示，是两列频率相同的相干水波于某时刻的叠加情况，如图所示，是两列频率相同的相干水波于某时刻的叠加情况，图中的实线和虚线分别表示波
43、峰和波谷，此时图中的实线和虚线分别表示波峰和波谷，此时()()A.aA.a点振动加强，点振动加强，c c点振动减弱点振动减弱B.aB.a点振动减弱，点振动减弱，b b点振动加强点振动加强C.abC.ab连线的中点振动减弱连线的中点振动减弱D.cdD.cd连线上振动都减弱连线上振动都减弱【解析解析】选选A.aA.a、b b分别是波谷与波谷、波峰与波峰叠加，分别是波谷与波谷、波峰与波峰叠加，a a、b b及及abab连线都是加强点，连线都是加强点，B B、C C错；错；c c、d d为波峰与波谷叠加是减弱为波峰与波谷叠加是减弱点，但点，但cdcd连线上的中点是加强点，连线上的中点是加强点，D D错
44、，故选错，故选A.A.5.5.在同一地点有两个静止的声源，发出的声波在同一地点有两个静止的声源，发出的声波1 1和声波和声波2 2在同一在同一空间的空气中沿同一方向传播，如图所示为某时刻这两列波的空间的空气中沿同一方向传播，如图所示为某时刻这两列波的图象，则下列说法中正确的是图象，则下列说法中正确的是()()A A声波声波1 1的速度比声波的速度比声波2 2的速度大的速度大B B相对于同一障碍物，声波相对于同一障碍物，声波1 1比声波比声波2 2更容易发生衍射现象更容易发生衍射现象C C这两列波传播的方向上，会产生稳定的干涉现象这两列波传播的方向上，会产生稳定的干涉现象D D这两列波传播方向上
45、运动的观察者，听到这两列波的频率可这两列波传播方向上运动的观察者，听到这两列波的频率可以相同以相同【解析解析】选选B.B.不同频率的声波在同种介质中传播速率相同，不同频率的声波在同种介质中传播速率相同，A A错；由于声波错；由于声波1 1的波长长，相对同一障碍物，声波的波长长，相对同一障碍物，声波1 1比声波比声波2 2更容更容易发生衍射现象，易发生衍射现象，B B对；由对；由f f 可知，声波可知，声波1 1的频率小，所以的频率小，所以在这两列波的传播方向上，不会产生干涉现象，在这两列波的传播方向上，不会产生干涉现象，C C错；由于两列错；由于两列波频率不同且沿同一方向传播，据多普勒效应可知沿波传播方波频率不同且沿同一方向传播，据多普勒效应可知沿波传播方向上运动的观察者，听到这两列波的频率不同，向上运动的观察者，听到这两列波的频率不同，D D错错 v
