1、波的干涉与衍射 多普勒效应1(多选)如图所示，两列相同的波相向传播，当它们相遇时，图中可能的波形是()解析：选BC.当两列波相遇时，达到图(a)所示的状态时，叠加以后的波形应是选项B.当两列波相遇时，达到图(b)所示的状态时，叠加以后的波形应是选项C.所以正确选项是B、C.2两波源S1、S2在水槽中形成的波形如图所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，则()A在两波相遇的区域中会产生干涉B在两波相遇的区域中不会产生干涉Ca点的振动始终加强Da点的振动始终减弱解析：选B.由题图知，两列波的波长不相等，不满足波的干涉条件，故B正确，A、C、D错误3(多选)一列水波通过某孔的实际情况如图所示，现把孔的
2、尺寸变小，或者把水波的波长变大，水波通过孔后的假想情况如下图所示，其假想正确的图示有()解析：选AC.需要指出的是，衍射现象是普遍存在的波遇到障碍物时都有绕过障碍物的特性，即衍射现象，但只有当障碍物或孔的尺寸比波长小或差不多时才能观察到明显的衍射现象，故正确选项为A、C.4(多选)一列简谐横波，在t0.6 s时刻的图像如图甲所示，此时，P、Q两质点的位移均为1 cm，波上A质点的振动图像如图乙所示，则以下说法正确的是()A这列波沿x轴正方向传播B这列波的波速是 m/sC从t0.6 s开始，紧接着的t0.6 s时间内，A质点通过的路程是10 mD从t0.6 s开始，质点P比质点Q早0.4 s回到
3、平衡位置解析：选ABD.由乙图读出t0.6 s时刻质点A的速度方向为沿y轴负方向，由甲图判断出波的传播方向为沿x轴正向，故A正确由甲图读出该波的波长为20 m，由乙图周期为T1.2 s，则波速为：v m/s m/s，故B正确t0.6 s0.5T，A质点通过的路程是：s2A22 cm4 cm，故C错误图示时刻质点P沿y轴正方向运动，质点Q沿y轴负方向运动，所以质点P将比质点Q早回到平衡位置将此图像与正弦曲线进行对比可知：P点的横坐标为xP m，Q点的横坐标为x0 m，根据波形的平移法可知质点P比质点Q晚回到平衡位置的时间为：t s0.4 s，故D正确5如图为由波源S发出的波某一时刻在介质平面中的
4、情形，实线为波峰，虚线为波谷，设波源频率为20 Hz，且不运动，而观察者在1 s内由A运动到B，观察者接收到多少个完全波？设波速为340 m/s，则要让观察者完全接收不到波，他每秒要运动多少米？解析：观察者在单位时间内接收到的完全波的个数就等于观察者接收到的频率如果观察者不动，则1 s内，观察者接收的完全波的个数应为20个，然而当观察者从A运动到B的过程中，所能接收到的完全波的个数正好比不运动时少1个，即他只接收到19个完全波，要想让观察者完全接收不到波，他必须随同所在的波峰一起运动并远离波源由svt得s3401 m340 m，即观察者每秒要远离波源340 m.答案：19340 m课时作业一、
5、单项选择题1在观察水波的衍射实验中，若击打水面的振子振动的频率是5 Hz，水波在水波槽中的传播速度是0.05 m/s，为观察到明显的衍射现象，小孔的直径d应为()A10 cmB5 cmCd1 cm Dd2，所以P点的振动不遵守波的叠加原理DP点的振动遵守波的叠加原理，但并不始终相互加强解析：选D.由于12，v1v2(同一介质)，所以频率f1f2，两列波不能产生稳定的干涉，但叠加区仍遵守叠加原理二、多项选择题5下列关于多普勒效应的说法，正确的是()A只有声波才能发生多普勒效应B当观察者靠近声源时，听到声音的音调升高，说明声源的频率升高了C当声源和观察者同时以相同的速度向同一方向运动时，不会发生多
6、普勒效应D火车离站时，站台上的旅客听到火车的汽笛音调降低解析：选CD.多普勒效应是波动过程共有的特征，不仅是机械波，电磁波和光波也会发生多普勒效应，A项错误发生多普勒效应时，声源的频率并没有发生变化，而是观察者接收到的频率发生了变化，B项错误当波源和观察者以相同的速度同向运动时，两者之间无相对运动，不会发生多普勒效应，C项正确火车离站时，站台上的旅客和火车相互远离，听到火车的汽笛音调降低，D项正确6下列说法正确的是()A衍射是一切波特有的现象B对同一列波，障碍物或孔越小衍射越明显C听到回声是声波的衍射现象D听到回声是共鸣现象解析：选AB.衍射是波特有的现象障碍物或孔的尺寸越小，越能满足发生明显
7、衍射现象的条件回声是声波的反射现象，如果回声到达人耳比原声滞后0.1 s以上，就能区分回声和原声所以正确选项为A、B.7关于两列波的稳定干涉现象，下列说法正确的是()A任意两列波都能产生稳定干涉现象B发生稳定干涉现象的两列波，它们的频率一定相同C在振动减弱的区域，各质点都处于波谷D在振动加强的区域，有时质点的位移等于零解析：选BD.两列波叠加产生稳定干涉现象是有条件的，不是任意两列波都能产生稳定的干涉现象一个必要条件是两列波的频率相同，所以选项A是错误的，选项B是正确的在振动减弱的区域里，只是两列波引起质点振动始终是减弱的，质点振动的振幅等于两列波的振幅之差如果两列波的振幅相同，质点振动的振幅
8、就等于零，也不可能各质点都处于波谷，所以选项C是错误的在振动加强的区域里，两列波引起质点振动始终是加强的，质点振动的最剧烈，振动的振幅等于两列波的振幅之和但这些点始终是振动着的，因而有时质点的位移等于零，所以选项D是正确的8如图所示，实线和虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷此刻，M是波峰与波峰相遇点，下列说法中正确的是()A该时刻质点O正处在平衡位置BP、N两质点始终处在平衡位置C随着时间的推移，质点M向O点处移动D从该时刻起，经过四分之一周期，质点M到达平衡位置解析：选BD.由题图可知，图中O、M为振动加强点，此时刻O处于波谷，M处于波峰，因此A错误N、P为减弱点，又因两列波振
9、幅相同，因此，N、P两点振幅为零，即两质点始终处于平衡位置，B正确质点不会随波向前推移，C错误从该时刻经周期，两列波在M点分别引起的振动都位于平衡位置，故M点位于平衡位置，D正确9如图所示，一个波源在绳的左端发出半个波1，频率为f1，振幅为A1；同时另一个波源在绳的右端发出半个波2，频率为f2，振幅为A2，图中P为两波源的中点，由图可知()A两列波同时到达P点B两列波相遇时，P点的波峰可达(A1A2)C两列波相遇后各自保持原来波形独立传播D两列波相遇时，绳上振幅可达(A1A2)的质点只有一点解析：选ACD.1、2两列波在同一条绳上传播，波速相同，所以传播相同距离历时相同，两列波应同时到达P点，
10、选项A是正确的；两列波到达P点后，在彼此穿过区间，P处质点的位移为两列波独立引起的位移之和，由于两波频率不同，波长不同，相向传播时，两波峰不会同时到达P点，故在P处两列波叠加的位移峰值不会达到(A1A2)，选项B是错误的；两波峰可同时到达的一点应是与图中现在处于波峰的两质点的平衡位置等距的一点：如果f1f2，则12，则P点右侧某处质点振幅可达到(A1A2)，而如果f12，则P点左侧某处质点振幅可达到(A1A2)，选项D是正确的根据波的叠加原理，两列波相遇后各自保持原来的波形，即如选项C所述综上所述，本题正确选项为A、C、D.10在空气中的同一区域内，两列声波波源的振动情况如图所示，可以肯定的是
11、()Aa波源的频率为b波源频率的2倍Ba波的波长为b波波长的2倍Ca、b两列波叠加能产生稳定的干涉D通过同一狭缝，a波的衍射效果比b波明显解析：选BD.由波的图像可以看出，a波的周期是b波的2倍，因为波速相等(同一介质)由波速公式vf可知a波的波长等于b波的2倍，故A答案错误而B正确；两列波干涉的条件是频率必须相等，可知a、b两列波不会产生稳定的干涉，C选项错误；波长越长，衍射现象越明显，故D选项正确三、非选择题11生活中经常用“呼啸而来”形容正在驶近的车辆，这是声波在传播过程中对接收者而言频率发生变化的表现，无线电波也具有这种效应测速雷达向一辆接近的车辆发出无线电波，并接收被车辆反射的无线电
12、波由于车辆的运动，接收的无线电波频率与发出时不同，利用频率差(f接收f发出)就能计算出车辆的速度已知发出和接收的频率间关系为f接收f发出，式中c是真空中的光速，若f发出2109 Hz，f接收f发出400 Hz，可知被测车辆的速度大小为_ m/s.解析：将f发出2109 Hz，f接收f发出400 Hz，c3108 m/s，代入f接收f发出可得v车30 m/s.答案：3012如图(a)，在xy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源S1(0，4)和S2(0，2)两波源的振动图线分别如图(b)和图(c)所示两列波的波速均为1.00 m/s.两列波从波源传播到点A(8，2)的路程差为_m，两列波引起的点
13、B(4，1)处质点的振动相互_(填“加强”或“减弱”)，点C(0，0.5)处质点的振动相互_(填“加强”或“减弱”)解析：点波源S1(0，4)的振动形式传播到点A(8，2)的路程为L110 m，点波源S2(0，2)的振动形式传播到点A(8，2)的路程为L28 m，两列波从波源传播到点A(8，2)的路程差为LL1L22 m由于两列波的波源到点B(4，1)的路程相等，路程差为零，且t0时两列波的波源的振动方向相反，所以两列波到达点B时振动方向相反，引起的点B处质点的振动相互减弱；由振动图线可知，波动周期为T2 s，波长vT2 m由于两列波的波源到点C(0，0.5)的路程分别为3.5 m和2.5 m
14、，路程差为1 m，而t0时两列波的波源的振动方向相反，所以两列波到达点C时振动方向相同，引起的点C处质点的振动相互加强答案：2减弱加强13如图为某一报告厅主席台的平面图，AB是讲台，S1、S2是与讲台上话筒等高的嗽叭，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嗽叭传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置，在这些位置上两个嗽叭传来的声音因干涉而相消已知空气声速为340 m/s，若报告人声音的频率为136 Hz，问讲台上这样的位置有多少个？ 解析：相应于声频f136 Hz的声波的波长是2.5 m式中v340 m/s是空气中的声速在图中，O是AB的中点，P是OB上任一点将表示为S1PS2Pk式中k为实数，当k0，2，4，时，从两个喇叭来的声波因干涉而加强；当k1，3，5，时，从两个喇叭来的声波因干涉而相消由此可知，O是干涉加强点；对于B点，S1BS2B20 m15 m4所以，B点也是干涉加强点因而O、B之间有两个干涉相消点，由对称性可知，AB上有4个干涉相消点答案：4个