高中物理二輪總復習教案：波的干涉和衍射、聲波和多普勒效應匯總

1、201 1 年高中物理二輪總復習教案：波的干涉和衍射、聲波和多普勒效應精品資料命題點2波的干涉和衍射、聲波和多普勒效應本類考題解答錦囊解答“波的干涉和衍射、聲波和多普勒效應” 一類試題，應了解以下內容:判斷波的干涉現象中某點是振動加強還是振動減弱點的方法是；1 .從位移上判斷，振動加強點最大位移的大小是兩列波振幅的和、即“波峰與波峰相遇”或“波谷與波谷 相遇”2 .從速度上判斷，兩列波引起質點振動的速度方向相同即為加強點，相反即為減弱點，所以加強點的位 移也可以是零；3 .從距離上判斷.若空間某點到兩個波源距離之差是波長整數倍時為加強點；是半波長奇數倍時為減 弱點，而與時間無關，I 高考最新熱

2、門題14-2-1所示，已知波的傳播速度均為4 - 2 -11 （典型例題）A、B兩波相向而行，在某時刻的波形與位置如圖 v,圖中標尺每格長度為 J,在圖中畫出又經過t=7l /v時的波形.s t= 一來求，波疊加是矢量疊V命題目的與解題技巧：考查波的疊加原理.注意波的傳播時間可以用加.解析經過t= 7，兩列波正好波峰與波谷疊加. v答案如圖14-2-2所示H 14 2-32 （典型例題）聲波屬于機械波，下列有關聲波的描述中正確的是A.同一列聲波在各種介質中的波長是相同的B .聲波的頻率越高，它在空氣中傳播的速度越快C.聲波可以繞過障礙物傳播，即它可以發(fā)生衍射D.人能辨別不同樂器同時發(fā)出的聲音，

3、證明聲波不會發(fā)生干涉答案：C指導：聲波的頻率由波源決定，波速由介質決定，波長由波源和介質共同決定.同一列聲波，頻率相同，進入不同的介質，波速不同，由 =vf,則波長不同，所以 A選項錯誤；不同波進入同一種介質中的波速是相同的，所以 B選項錯誤；干涉和衍射是波的特性，一切波都可以進行波的干涉和衍射，所以 C選項 正確，D錯誤.3 （典型例題）如圖14-2-3所示，聲源S和觀察者A都沿x軸正方向運動，相對于地面的速率分別為Vs和VA,空氣中聲音傳播的速率為 Vp,設Vp<Vs, Va<Vp,空氣相對于地面沒有流動.（1） 若聲源相繼發(fā)出兩個聲信號，時間間隔為t,請根據發(fā)出的這兩個聲信號

4、從聲源傳播到觀察者的過程中，確定觀察者接收到這兩個聲信號的時間間隔4t'（2）請利用（1）的結果，推導此情形下觀察者接收到的聲波頻率與聲源發(fā)出的聲波頻率間的關系式.答案：（1） tt （2）f pfVP Vavp vs指導：（1）設t1、t2為聲源S發(fā)出的兩個信號的時刻，tJ、t2',為觀察者接收到兩個信號的時刻，則第一個信號經過（t J t J ）時間被觀察者 A接收到，第二個信號經過（t2t2）時間被觀察者 A接收到.且有t2' -tJ =At,t 2' -tJ =At.設聲源發(fā)出第一個信號時,S、A兩點間的距離為L,兩個聲信號從聲源傳播到僅供學習與交流，如

5、有侵權請聯系網站刪除 謝謝-7 -LvA(t2t1)vs t觀察者的過程中，它們運動的距離關系如D14-2 （甲）、（乙）所示.可vp (t1t1 ) LvA(t1t1),vp(t2t2)由以上各式，得 t也S tvP Va（2）設聲源發(fā)生聲波的振動周期為了，這樣，由以上結論，觀察者接收到的聲波振動的周期T'為Vp VsT T由此可得，觀察者接收到的聲波頻率與聲源發(fā)出聲波頻率間的關系為 Vp Va4 （ 典型例題）如圖14-2-4所示,S、S2是振動情況完全相同的兩個機械波波源，振幅為 A, a、b、c三 點分別位于S、&連線的中垂線上，且 ab=bc.某時刻a是兩列波的波峰相

6、遇點，c是兩列波的波谷相遇 點，則A.a 處質點的位移始終為 2AB . c處質點的位移終為-2AC . b處質點的振幅為2AD. c處質點的振幅為2A答案：CD指導：由波的干涉條件知，題中所給的波源S、&的振動情況完全相同，在同一種介質中形成的兩列波在相遇時能發(fā)生干涉現象.圖中a、b、c三點各自到兩個波源距離相等，都是振動的加強區(qū)但是加強區(qū)中的質點不是任意時刻處于波峰或波谷，而是加強區(qū)中的質點在振動過程中的振幅大于其他質點.所以 A B都錯，而C、D都對.口 題點經典類型題1 （ 典型例題）如圖14-2-5所示，水面上有 Mk N兩個振動情況完全一樣的振源，在水面上形成兩列水 波.在

7、MN1線的中垂線上有a、b、c三點.已知某時刻a點是兩波谷相遇點，b點是兩波峰相遇點，則可 以判斷c點A. 一定是振動加強的點B .一定是兩波峰相遇點C .一定是兩波谷相遇點D.條件不足.無法判斷命題目的與解題技巧：考查波的干涉加強與減弱條件被研究點到兩個相干波源的距離之差是波長整數倍，那么該點必為振動加強點.解析M、N連線的中垂線上任一點到 M N的距離都相等，兩列波傳播到該處的振動形式一定完會相同，故一定是振動加強的點，故 A選項正確.答案A2 （典型例題）水面上有兩個持續(xù)振動的波源，產生的兩列頻率不同的橫波沿水面?zhèn)鞑ィ硶r刻，其中一列波的波峰與另一列波的波谷在P點相遇，則相遇后 P點的A

8、.振動始終減弱B .振動有時加強，有時減弱C.振幅始終最大D .位移始終為零答案：B指導：考查波的干涉條件.因為兩列波的頻率不同，所以不是相干波，不發(fā)生波的干涉.3 （ 典型例題）如圖14-2-6所示，兩列簡諧橫波分別沿 x軸正方向和負方向傳播，兩波源分別位于x=-2X10-1 m和x=12X10-1 m處，兩列波的波速均為 v=0.4m/s,兩波源的振幅均為 A=2cm圖示為t=0時刻兩列波的圖像（傳播方向如圖），此刻平衡位置處于 xt=0.2 m和0.8 m的P、Q兩質點，剛開始振動.質點 M的平衡位置處于x=0.5 m處，關于各質點運動情況判斷正確的是A.質點P、Q都首先沿y軸正向運動B

9、 . t=0.75 s 時刻，質點P、Q都運動到M點C . t=1 s時刻，質點M的位移為+4cmD. t=1 s時刻，質點M的位移為-4cm答案：D指導：根據波的傳播方向可判定 P首先向y軸負向運動，Q也是，所以A錯誤；由 T= /v 1s,所以0. 75 s時P、Q的振動形式傳給 M, P、Q本身不隨波遷移，所以 B錯；ls 時M運動至負向最大，所以 D對C錯.4 （ 典型例題）根據多普勒效應，我們知道當波源與觀察者相互接近時，觀察者接收到的頻率增大；如果二者遠離，觀察者接收到的頻率減?。挥蓪嶒炛肋b遠的星系所生成的光譜都呈現“紅 移”，即光譜線都向紅色部分移動了一段距離，由此現象可知A.

10、宇宙在膨賬B .宇宙在收縮C.宇宙部分靜止不動D .宇宙只發(fā)出紅光光譜答案：A 指導：光譜線向紅色部分移動，即波長變長，由 v= f得，f變小，波的頻率變小，說明地球和 這些星系的距離正在拉大，故可判斷出宇宙正在膨脹.m 新高考命題方向預測1 如圖14-2-7所示，在直線PQ的垂線OMI上，有A、B兩個完全相同的聲源， A、B到。點的距離分 別為6米和1米，兩個聲源同時不斷向外發(fā)出波長都為 2米的完全相同的聲波，在直線 PQ上從-8到+8曲 的范圍內，聲波干涉減弱的區(qū)域共有多少個？答案：5個 指導：。點到兩聲源的路程差為 AB =5米=5 為半波長的奇數倍，因此兩列波在 。點引起的 2振動互相

11、減弱.從。點沿直線PQ向兩側延展到遠處，到兩聲源的路程差逐漸減小到零，路程差為半波長奇數倍的點先后有 3-和故在直線PQ上從一8到+8的范圍內，聲波干涉減弱的區(qū)域共有5個.222如圖14-2-8所示是觀察水面波衍射的實驗裝置，AC到BD是兩塊擋塊，AB是一個孔，O是波源，圖中已畫出波源所在區(qū)域波的傳播情況，每兩條相鄰波紋（圖中曲線）之間的距離表示一個波長，則關于波經過孔之后的傳播情況，下列描述中正確的是A.此圖能明顯觀察到波的衍射現象B .擋板前后波紋間距離相等C .如果將孔AB擴大，有可能觀察不到明顯的衍射現象D.如果孔的大小不變，使波源頻率增大，能更明顯觀察到衍射現象答案：ABC指導：機械

12、波產生明顯衍射現象的條件，是小孔或障礙物的尺寸同波長差不多或小于波長，由題圖可見兩波紋間距入與 AB孔的大小接近，所以水波通過 AB孔會發(fā)生明顯的衍射.由于衍射后水波的頻率 不變，波速不變，因此水波的波長也不變，A、B選項正確.AB孔擴大后，破壞了明顯衍射的條件，就不會看到明顯的衍射現象，故 C選項正確.波源頻率增加，即 f增加，由=v,v 一定，可知 減小，減弱了衍射, D選項錯誤.3蝙蝠如果每秒鐘發(fā)射 50次超聲波，每次發(fā)出100個頻率為105Hz的波，那么在空氣中形成一系列斷續(xù)的波列，已知空氣中聲速為340m/s.求：（1）每個波列的長度及兩波列間隔的長度；（2）如果聲波進入水中傳播，聲

13、波在水中的傳播速度為1450m）/s,那么波列的長度及兩波列間隔的長度又是多少？答案：（1）L=0 . 34rn L' =6. 46m （2L=1 . 45 m, L' =27. 55 m.指導：由v=入f ,可得超聲波的每個波長，蝙蝠每次發(fā)出100個波，故有每個波列的長度乙：IOOA每發(fā)射一次超聲波傳播的距離，從而確定出兩波間隔的長度.（1）在空氣中，由v=入f得人 - 包0 3.4 103 mf105每個波列的長度上 L=100入=100X3.4 X 10-3=0.34兩列波間隔的長度L vt L (340 0.34)m 6.46m. 50(2)在水中，1450 14.5

14、10 3m,每個波列的長度 L=100 =100X14.5X10-3=14.5,兩波列f 105間隔的長度 L=vt-L=( 1450 1.45)m 27.55m.) 50考場熱身探究性命題綜合測試1一列橫波沿水平方向傳播，某一時刻的波形如圖Z14-1所示，則圖中a. b、c、d四點在此時刻具有相同運動方向的是 214-1A.a 和 c B . a 和 d C . b 和 c D . b 和 d答案：BC指導：同一時刻的波形上各質點的振動方向分布是有一定規(guī)律的，即在同一個“單調區(qū)間”內各質點的振動方向相同，相鄰的“單調區(qū)間”內質點運動方向相反.由此可見 B、C選項正確.質點振動的 方向和波傳播

15、方向之間有唯一確定的規(guī)律.如可用口訣法判斷質點振動方向，即“上坡向上，下坡向 下”.已知任何一個質點的振動方向，可判斷波的傳播方向.2簡諧機械波在給定的煤質中傳播時，下列說法正確的是A.振幅越大，則波傳播的速度越快B .振幅越大，則波傳播的速度越慢C.在一個周期內，振動質元走過的路程等于一個波長D.振動的頻率越高，則波傳播一個波長的距離所用的時間越短答案：D指導：機械波在媒質中傳播的速度與媒質的密度、彈性有關，與波的振幅、頻率無關，因此4、D錯誤；在一個周期內，機械波的波形向前推進一個波長，振動質元仍在原平衡位置附近做往復運動，質元不 隨波遷移，它通過的路程是振幅的4倍，C錯誤；頻率越高，周期

16、越短，波傳播一個波長所用的時間(一個周期)越短，D正確.3一列橫波在t=0時刻的波形如圖Z14-2中實線所示，在t=1 s時刻的波形如圖Z14-2中虛線所示，由此可判定此波的A.波長是4cm B .周期是4s C. 振幅是2cm D .傳播速度是1cm/ s答案：AC指導：由波的圖線直接可知波長為 4 cm,振幅是2cm,由于波的傳播方向沒有確定，波傳播的波數也沒有確定，因此周期、速度都不確定.4 如圖Z14-3所示，一列簡諧橫波向右傳播，波速為 v,沿波傳播方向上有相距為上 的P、Q兩質點，如圖所示，某時刻 P、Q兩質點都處于平衡位置，且 P、Q間僅有一個波 峰，經過時間t, Q質點第一次運

17、動到波谷.則 t的可能值是A.1個 B . 2個 C.3 個 D.4 個答案：D指導D143所示，共有四種情形.Q點第一次到達波谷的時間分別是：5如圖Z14-4所示，一列簡諧波向右以8.0m/s的速度傳播.某一時刻沿波的傳播方y(tǒng)(1) 3L,(b) ,(c)3L(d)L. 2v 4v 4v bv向上有a、b兩質點，位移大小相等，方向相同，以下說法正確的是A.無論再經過多長時間 a、b兩質點位移不可能大小相等，方向相反B .再經過0.25s , a、b兩質點位，移第一次大小相等，方向相反C.再經過1.0s , a、b兩質點第一次大小相等，方向相反答案:B指導：只要x=2(m)的質點回到平衡位置要

18、經過時間t=(2n+1)+ T , a、b兩點的位移就等大、4D.再經過1.5s , a、b兩質點位移第一次大小相等，方向相反反向.T -1,sT 0.25s故 B對.v 46 一列在豎直方向振動簡諧橫波，波長為入，沿正 x方向傳播.某一時刻，在振動位移向上且大小等于 振幅一半的各點中，任取相鄰的兩點p，P2，已知p1的x坐標小于Pjqx坐標，則A.若PR 一，則P1向下運動，P2向上運動2B .若PR金，則P1向上運動，P向下運動C .若P1P2_，則Pi向上運動，P2向下運動2D.若PiP2萬，則P1向下運動，P2向上運動答案：AC指導：本題解題關鍵是依據題意正確作出圖示，然后借助D14-

19、4所示分別求解，依圖示可判斷.7 如圖Z14-5所示為一簡諧橫波在某一時刻的波形圖.已知此時質點A正向上運動，如圖中箭頭所示，由此可判定此橫波A .向右傳播，且此時質點 B正向上運動B .向右傳播，且此時質點 C正向下運動C .向左傳播，且此時質點 D正向上運動D.向左傳播，且此時質點 E正向下運動答案：C指導：因A點向上運動，可判定波向左傳播(后一質點總是落后于前一質點的振動)，然后依一原則可斷定D點應向上運動.8一列簡諧橫波在t=20s時的波形圖，如圖 Z14-6所示，圖Z14-7是這列波中P點的振動圖線，那么該波的傳播速度和傳播方向是A . v=25cm/ s向左傳播B . v=50cm

20、/ s向左傳播C. v=25cm/ s向右傳播D . v=50cm/ s向右傳播答案：B 指導：由P點的振動圖線可知：周期 T=2s, t=20s恰是10T,P點的運動方向在t=0時刻向上，則t=20 s時也向上，由波的圖象p點運動方向向上，則波沿 z軸負向傳播，入=100cm, v= 1°° 50cm/s ,故選面項B正確.T 209某測量員是這樣利用回聲測距離的：他站在兩平行峭壁間某一位置鳴槍，經過 1.00 s第1次聽到回聲，又經過0.50s再次聽到回聲.已知聲速為340m/s則兩峭壁間的距離為答案：425 m 指導：假設兩峭壁間的距離為s,測量員離某一峭壁距離為s=s1+s2