2024届高考物理一轮复习导学案：21 波的干涉、衍射　多普勒效应

物理一轮复习学案 波的干涉、衍射　多普勒效应 基本概念和规律 1．波的叠加：在波的叠加中，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和． 2．波的干涉现象中加强点、减弱点的判断方法 (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. ①当两波源振动步调一致时． 若Δr＝nλ(n＝0,1,2，…)，则振动 ； 若Δr＝(2n＋1)(n＝0,1,2，…)，则振动 ． ②当两波源振动步调相反时． 若Δr＝(2n＋1)(n＝0,1,2，…)，则振动 ； 若Δr＝nλ(n＝0,1,2，…)，则振动 ． (2)图像法：在某时刻波的干涉的波形图上，波峰与波峰(或波谷与波谷)的交点，一定是 ，而波峰与波谷的交点一定是 点，各加强点或减弱点各自连接形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，加强点与减弱点之间各质点的振幅介于加强点与减弱点的振幅之间． 3．多普勒效应的成因分析 (1)接收频率：观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数． (2)当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率 ，当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率 ． 考向1 机械波的干涉 1、如图是水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，以波源S1、S2为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线）；S1的振幅A1=4 cm，S2的振幅A2=3 cm，则下列说法正确的是（　　） A． 质点D是振动减弱点 B．质点A、D在该时刻的高度差为7 cm B． 再过半个周期，质点B、C是振动加强点 D．质点C的振幅为1 cm 2．如图甲所示，、和是同一水平面内的三个点，沿竖直方向振动的横波Ⅰ在介质中沿方向传播，与相距40cm，点的振动图像如图乙所示；沿竖直方向振动的横波Ⅱ在同一介质中沿方向传播，与相距50cm，点的振动图像如图丙所示。在时刻，两列波同时分别经过、两点，两列波的波速都为20cm/s，两列波在点相遇，则以下说法不正确的是（　　） A．两列波的波长均为20cm B．点是振幅是为10cm C．4.5s时点在平衡位置且向下振动 D．波遇到20cm的障碍物将发生明显衍射现象 3．如图所示，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x=-2m和x=12m处，两列波的传播周期均为1s，两波源的振幅均为A=4cm。图示为t=0时刻两列波的图像，此时刻平衡位置处于x=2m和x=8m的两质点P、Q刚开始振动，质点M的平衡位置处于x=5m处。下列说法正确的是（　　）   A．t=0.75s时刻，两列波刚好在M点相遇 B．t=0.75s时刻，质点P运动的路程12cm C．质点P、Q的起振方向相反 D．t=1s时刻，质点Q加速度最大 E．t=1s时刻，质点M的位移为-8cm 考向2 机械波的衍射 4．如图，P为桥墩，A为靠近桥墩浮在水面的叶片，波源S连续振动，形成水波，此时叶片A静止不动。为使水波能带动叶片振动，可用的方法是（　　）   A．增大波源振幅 B．降低波源频率 C．减小波源距桥墩的距离 D．增大波源频率 考向3 多普勒效应 5．我国研制的“复兴号动车组”首次实现了时速350km/h的自动驾驶，此时多普勒效应会影响无线通信系统稳定，这要求通信基站能分析误差并及时校正。如图一辆行驶的动车组发出一频率为、持续时间为的通讯信号，与动车组行驶方向在同一直线上的通信基站A、B接收到信号的频率和持续时间分别为、和、，下列判断正确的是（　　） A． B． C． D． 练习 1．在单缝衍射实验中，仅减小单缝的宽度，则屏上（　　） A．条纹变宽，光强增强 B．条纹变窄，光强增强 C．条纹变宽，光强减弱 D．条纹变窄，光强减弱 2．如图所示为两列沿绳传播的(虚线表示甲波，实线表示乙波)简谐横波在某时刻的波形图，M为绳上x＝0.2 m处的质点，则下列说法中正确的是(　　) A．甲波的传播速度小于乙波的传播速度 B．甲波的频率小于乙波的频率 C．质点M的振动减弱 D．质点M此时正向y轴负方向振动 3．(1))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B(4,1)处质点的振动相互________(填“加强”或“减