備考2025屆高考物理一輪復習講義第八章機械振動和機械波第2講機械波考點4波的干涉衍射和多普勒效應

考點4波的干涉、衍射和多普勒效應1.波的干涉和衍射項目波的干涉波的衍射條件兩列波的頻率和振動方向必需[17]相同，相位差恒定明顯條件：障礙物或孔的[18]尺寸比波長小或相差不多現(xiàn)象形成加強區(qū)和減弱區(qū)相互隔開的穩(wěn)定的[19]干涉圖樣波能夠[20]繞過障礙物或孔接著向前傳播2.波的干涉現(xiàn)象中加強點、減弱點的推斷方法（1）公式法：某質(zhì)點的振動是加強還是減弱取決于該點到兩相干波源的距離之差Δr.到波源的距離之差ΔrΔr＝nλ（n＝0，1，2，…）Δr＝（2n＋1）λ2（n＝0，1，2波源步調(diào)一樣振動加強振動減弱波源步調(diào)相反振動減弱振動加強（2）波形圖法：3.多普勒效應（1）條件：聲源和視察者之間有[21]相對運動.（2）現(xiàn)象：波源頻率[22]不變，視察者接收到的頻率[23]變更.（3）成因分析：①接收頻率：視察者接收到的頻率[24]等于視察者在單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù).②當波源與視察者相互靠近時，視察者接收到的頻率變大；當波源與視察者相互遠離時，視察者接收到的頻率變小.推斷下列說法的正誤.（1）兩列波在介質(zhì)中疊加，確定產(chǎn)生干涉現(xiàn)象.（?）（2）一切波都能發(fā)生衍射現(xiàn)象.（√）（3）多普勒效應說明波源的頻率發(fā)生變更.（?）（4）兩列波發(fā)生干涉時，加強區(qū)的質(zhì)點振幅變大，質(zhì)點始終處于位移最大處.（?）推斷下列現(xiàn)象是（√）否（×）可以用多普勒效應說明.（1）視察者聽到遠去的列車發(fā)出的汽笛聲，音調(diào)會變低.（√）（2）同一聲源發(fā)出的聲波，在空氣和水中傳播的速度不同.（?）（3）天文學上視察到雙星（相距較近、均繞它們連線上某點做圓周運動的兩顆恒星）光譜隨時間的周期性變更.（√）命題點1發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件9.在用水波槽做衍射試驗時，若打擊水面的振子的振動頻率是5Hz，水波在水槽中的傳播速度為0.05m/s，為視察到明顯的衍射現(xiàn)象，小孔的直徑d應滿意（D）A.d＝10cm B.d＝5cmC.d＞1cm D.d≤1cm解析水波的頻率與振子的頻率一樣，依據(jù)波速公式得λ＝vf方法點撥發(fā)生明顯衍射的條件障礙物或孔的尺寸比波長小，或者跟波長相差不多實質(zhì)分析當波傳到縫、孔或障礙物時，縫、孔或障礙物仿佛是一個新波源，其發(fā)出的與原波頻率相同的衍射波在縫、孔或障礙物后傳播，偏離了原來的直線傳播方向.波的直線傳播只是在衍射現(xiàn)象不明顯時的近似狀況提示①障礙物或孔的尺寸大小并不是確定衍射能否發(fā)生的條件，僅是衍射現(xiàn)象是否明顯的條件，一般狀況下，波長越長的波越簡潔發(fā)生明顯衍射.②當孔的尺寸遠小于波長時，盡管衍射特殊突出，但由于衍射波的能量很弱，也很難視察到波的衍射現(xiàn)象研透高考明確方向命題點2干涉現(xiàn)象中加強點與減弱點的推斷10.[2024全國甲]分別沿x軸正向和負向傳播的兩列簡諧橫波P、Q的振動方向相同，振幅均為5cm，波長均為8m，波速均為4m/s.t＝0時刻，P波剛好傳播到坐標原點，該處的質(zhì)點將自平衡位置向下振動；Q波剛好傳到x＝10m處，該處的質(zhì)點將自平衡位置向上振動.經(jīng)過一段時間后，兩列波相遇.（1）在給出的坐標圖上分別畫出P、Q兩列波在t＝2.5s時刻的波形圖（P波用虛線，Q波用實線）；（2）求出圖示范圍內(nèi)的介質(zhì)中，因兩列波干涉而振動振幅最大和振幅最小的質(zhì)點的平衡位置.答案（1）見解析（2）3m、7m1m、5m、9m解析（1）波傳播的距離x＝vt＝10m波上各質(zhì)點的振動周期T＝λv＝2s，t＝2.5s＝114T，故波形圖如圖所示，P波為虛線，（2）兩波源起振方向相反，故質(zhì)點到兩波源的距離差為半波長的奇數(shù)倍的為加強點，在x軸上坐標為x1＝3m，x2＝7m處，Δx＝4m＝12λ質(zhì)點到兩波源的距離差為波長的整數(shù)倍的為減弱點，在x軸上坐標為x3＝1m，x4＝9m處，Δx'＝8m＝λ，為減弱點，在x軸上坐標為x5＝5m處，Δx″＝0，也為減弱點，振幅最小命題點3多普勒效應的理解11.[多選]警車向路上的車輛放射頻率已知的超聲波，同時探測反射波的頻率.下列說法正確的是（AB）A.車輛勻速駛向停在路邊的警車，警車探測到的反射波頻率增高B.車輛勻速駛離停在路邊的警車，警車探測到的反射波頻率降低C.警車勻速駛向停在路邊的汽車，警車探測到的反射波頻率降低D.警車勻速駛離停在路邊的汽車，警車探測到的反射波頻率不變解析依據(jù)多普勒效應，波源與探測者之間的距離減小時接收到的波的頻率增大，由此可知車輛勻速駛向停在路邊的警車或警車勻速駛向停在路邊的汽車時，警車探測到的反射波頻率增高，A正確，C錯誤；依據(jù)多普勒效應，波源與探測者之間的距離增大時接收到的波的頻率減小，由此可知車輛勻速駛離停在路邊的警車或警車勻速駛離停在路邊的汽車時，警車探測到的反射波頻率降低，B正確，D錯誤.方法點撥 多普勒效應的兩種狀況及應用相對位置圖示結(jié)論應用波源S不動，視察者A運動，由A向B或由A向C若靠近波源，由A向B，則f波源＜f視察者；若遠離波源，由A向C，則f波源＞f視察者①測量汽車速度：測速儀向行進中的車輛放射頻率已知的超聲波，同時接收反射波，通過分析反射波的頻率就可顯示