备考2025届高考物理一轮复习讲义第八章机械振动和机械波第2讲机械波考点4波的干涉衍射和多普勒效应

考点4波的干涉、衍射和多普勒效应1.波的干涉和衍射项目波的干涉波的衍射条件两列波的频率和振动方向必需[17]相同，相位差恒定明显条件：障碍物或孔的[18]尺寸比波长小或相差不多现象形成加强区和减弱区相互隔开的稳定的[19]干涉图样波能够[20]绕过障碍物或孔接着向前传播2.波的干涉现象中加强点、减弱点的推断方法（1）公式法：某质点的振动是加强还是减弱取决于该点到两相干波源的距离之差Δr.到波源的距离之差ΔrΔr＝nλ（n＝0，1，2，…）Δr＝（2n＋1）λ2（n＝0，1，2波源步调一样振动加强振动减弱波源步调相反振动减弱振动加强（2）波形图法：3.多普勒效应（1）条件：声源和视察者之间有[21]相对运动.（2）现象：波源频率[22]不变，视察者接收到的频率[23]变更.（3）成因分析：①接收频率：视察者接收到的频率[24]等于视察者在单位时间内接收到的完全波的个数.②当波源与视察者相互靠近时，视察者接收到的频率变大；当波源与视察者相互远离时，视察者接收到的频率变小.推断下列说法的正误.（1）两列波在介质中叠加，确定产生干涉现象.（✕）（2）一切波都能发生衍射现象.（√）（3）多普勒效应说明波源的频率发生变更.（✕）（4）两列波发生干涉时，加强区的质点振幅变大，质点始终处于位移最大处.（✕）推断下列现象是（√）否（×）可以用多普勒效应说明.（1）视察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低.（√）（2）同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同.（✕）（3）天文学上视察到双星（相距较近、均绕它们连线上某点做圆周运动的两颗恒星）光谱随时间的周期性变更.（√）命题点1发生明显衍射现象的条件9.在用水波槽做衍射试验时，若打击水面的振子的振动频率是5Hz，水波在水槽中的传播速度为0.05m/s，为视察到明显的衍射现象，小孔的直径d应满意（D）A.d＝10cm B.d＝5cmC.d＞1cm D.d≤1cm解析水波的频率与振子的频率一样，依据波速公式得λ＝vf方法点拨发生明显衍射的条件障碍物或孔的尺寸比波长小，或者跟波长相差不多实质分析当波传到缝、孔或障碍物时，缝、孔或障碍物仿佛是一个新波源，其发出的与原波频率相同的衍射波在缝、孔或障碍物后传播，偏离了原来的直线传播方向.波的直线传播只是在衍射现象不明显时的近似状况提示①障碍物或孔的尺寸大小并不是确定衍射能否发生的条件，仅是衍射现象是否明显的条件，一般状况下，波长越长的波越简洁发生明显衍射.②当孔的尺寸远小于波长时，尽管衍射特殊突出，但由于衍射波的能量很弱，也很难视察到波的衍射现象研透高考明确方向命题点2干涉现象中加强点与减弱点的推断10.[2024全国甲]分别沿x轴正向和负向传播的两列简谐横波P、Q的振动方向相同，振幅均为5cm，波长均为8m，波速均为4m/s.t＝0时刻，P波刚好传播到坐标原点，该处的质点将自平衡位置向下振动；Q波刚好传到x＝10m处，该处的质点将自平衡位置向上振动.经过一段时间后，两列波相遇.（1）在给出的坐标图上分别画出P、Q两列波在t＝2.5s时刻的波形图（P波用虚线，Q波用实线）；（2）求出图示范围内的介质中，因两列波干涉而振动振幅最大和振幅最小的质点的平衡位置.答案（1）见解析（2）3m、7m1m、5m、9m解析（1）波传播的距离x＝vt＝10m波上各质点的振动周期T＝λv＝2s，t＝2.5s＝114T，故波形图如图所示，P波为虚线，（2）两波源起振方向相反，故质点到两波源的距离差为半波长的奇数倍的为加强点，在x轴上坐标为x1＝3m，x2＝7m处，Δx＝4m＝12λ质点到两波源的距离差为波长的整数倍的为减弱点，在x轴上坐标为x3＝1m，x4＝9m处，Δx'＝8m＝λ，为减弱点，在x轴上坐标为x5＝5m处，Δx″＝0，也为减弱点，振幅最小命题点3多普勒效应的理解11.[多选]警车向路上的车辆放射频率已知的超声波，同时探测反射波的频率.下列说法正确的是（AB）A.车辆匀速驶向停在路边的警车，警车探测到的反射波频率增高B.车辆匀速驶离停在路边的警车，警车探测到的反射波频率降低C.警车匀速驶向停在路边的汽车，警车探测到的反射波频率降低D.警车匀速驶离停在路边的汽车，警车探测到的反射波频率不变解析依据多普勒效应，波源与探测者之间的距离减小时接收到的波的频率增大，由此可知车辆匀速驶向停在路边的警车或警车匀速驶向停在路边的汽车时，警车探测到的反射波频率增高，A正确，C错误；依据多普勒效应，波源与探测者之间的距离增大时接收到的波的频率减小，由此可知车辆匀速驶离停在路边的警车或警车匀速驶离停在路边的汽车时，警车探测到的反射波频率降低，B正确，D错误.方法点拨 多普勒效应的两种状况及应用相对位置图示结论应用波源S不动，视察者A运动，由A向B或由A向C若靠近波源，由A向B，则f波源＜f视察者；若远离波源，由A向C，则f波源＞f视察者①测量汽车速度：测速仪向行进中的车辆放射频率已知的超声波，同时接收反射波，通过分析反射波的频率就可显示