考点05 波的干涉、衍射　多普勒效应-2024年新高考物理一轮专题复习方略

13 机械振动 机械波 [-考点-05-] 波的干涉、衍射　多普勒效应 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，…)，则振动加强； 若Δr＝(2n＋1)(n＝0,1,2，…)，则振动减弱． ②当两波源振动步调相反时． 若Δr＝(2n＋1)(n＝0,1,2，…)，则振动加强； 若Δr＝nλ(n＝0,1,2，…)，则振动减弱． (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，一定是加强点，而波峰与波谷的交点一定是减弱点，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增加，当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率变小． 典例1(波的干涉)(多选)(2022·三明二中月考)甲、乙两列横波在同一介质中分别从波源M、N两点沿x轴相向传播，波速为2 m/s，振幅相同，某时刻的图像如图所示，则(　　) A．甲、乙两波起振方向相反 B．甲、乙两波的频率之比为3∶2 C．再经过3 s，平衡位置在x＝7 m处的质点振动方向向下 D．再经过3 s，x＝6 m处质点的位移为零 典例2(波的衍射)(多选)如图所示是观察水波衍射的实验装置．AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源．图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹(图中曲线)之间的距离表示一个波长，则关于波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是(　　) A．此时能观察到波明显的衍射现象 B．挡板前后波纹间距离相等 C．如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象 D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，能观察到更明显的衍射现象 典例3(多普勒效应的应用)(多选)(2020·全国卷Ⅰ改编)在下列现象中，可以用多普勒效应解释的有(　　) A．雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声 B．观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低 C．同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同 D．天文学上观察到双星(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化 1.(2023·兰州·期中)关于多普勒效应，下列说法正确的是(　　) A．发生多普勒效应时，波源的频率变化了 B．发生多普勒效应时，观察者接收到的频率发生了变化 C．当观察者和波源速度相同时，会发生多普勒效应 D．只有声波才能发生多普勒效应 2.(多选)如图所示，波源S1在绳的左端发出频率为f1、振幅为A1的半个波形a，同时另一个波源S2在绳的右端发出频率为f2、振幅为A2的半个波形b，且f1<f2，P为两个波源连线的中点(图中未画出)．已知机械波在介质中传播的速度只由介质本身的性质决定．下列说法正确的是(　　) A．两列波比较，a波将先到达P点 B．两列波在P点叠加时，P点的位移最大可达A1＋A2 C．b的波峰到达P点时，a的波峰还没有到达P点 D．两列波相遇时，绳上位移可达A1＋A2的点只有一个，此点在P点的左侧 3.(多选)在同一均匀介质中，有A、B两列波(均只有半个波形)相向传播，波速大小相同，振幅分别为A1、A2，某时刻的波形和位置如图所示，则下列说法正确的有(　　) A．两列波在传播到x＝6 m处开始相遇 B．两列波在传播到x＝6.5 m处开始相遇 C．x＝6 m的质点在振动过程中最大位移大小为A1＋A2 D．x＝6.5 m的质点在振动过程中最大位移大小为A1＋A2 4.如图所示，S1、S2是两个步调完全相同的相干波源，其中实线表示波峰，虚线表示波谷．若两列波的振幅均保持5 cm不变，关于图中所标的b、c、d三点，下列说法正确的是(　　) A．d点始终保持静止不动 B．图示时刻c点的位移为零 C．b点振动始终加强，c点振动始终减弱 D．图示时刻，b、c两点的竖直高度差为10 cm 5.(2022·中山一中月考)如图所示，实线和虚线分别表示振幅和频率均相同的两列简谐横波的波峰和波谷，此时M点是波峰与波峰的相遇点．设两列波的振幅均为A，则(　　) A．再过四分之一周期，Q点为振动减弱点 B．图中位于P、N两处的质点一直处于平衡位置 C．M点为振动加强点，位移始终为2A D．从此刻起，经过半个周期，M点的位移为零 6.甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中