第三章 第4节 波的干涉-【创新教程】2024-2025学年高中物理选择性必修第一册五维课堂（人教版2019）

第４节　波的干涉 素养目标 知识图解 物理观念 初步形成波的干涉的概念 科学思维 学习利用矢量合成法分析波的叠加原理 科学探究 探究干涉现象,分析干涉图样 科学态度 与责任 了解干涉现象在生产和生活中的应用,开阔学生 的学习兴趣 [基础梳理] [知识点一]　波的叠加 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 １．波的独立传播:几列波相遇后彼此穿过,仍然 　　　　各自的　　　　　　,继续传播．即 各自的波长、频率等　　　　　　． ２．波的叠加:在几列波重叠的区域里,介质的 质点　　　　参与这几列波引起的振动,质 点的位移等于这几列波单独传播时引起的 位移的　　　　． [知识点二]　波的干涉 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 １．定义:　　　　相同、相位差恒定、振动方向 相同的两列波叠加时,某些区域的振幅　　 　　,某些区域的振幅　　　　,而且振幅 　　　　的区域和振幅　　　　的区域相 互间隔,这种现象叫波的干涉,所形成的图 样叫作　　　　　　． ２．干涉条件:两列波的频率必须　　　　;两 个波源的相位差必须　　　　　　． ３．一切波都能发生干涉,干涉是波　　　　的 现象． [自我检测] １．思维辨析 (１)只有频率相同的两列波才可以叠加． (　　) (２)敲击音叉使其发声,然后转动音叉,听到声 音忽强忽弱是声波的干涉现象． (　　) (３)两列波相遇后,振幅小的一列波将减弱,振 幅大的一列波将加强． (　　) (４)两个人一起说话,不会发生干涉现象． (　　) ２．基础理解 (１)(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．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．两列波同时到达P 点 C．两列波在P 点叠加时,P 点的位移最大 可达A１＋A２ D．b的波峰到达P 点时,a的波峰还没有 到达P 点 (２)(多选)当两列水波发生干涉时,如果两列波的 波峰在P点相遇,下列说法正确的是 (　　) A．质点P 的振动有时是减弱的 B．质点P 的振动始终是加强的 C．质点P 的振幅最大 D．质点P 的位移始终最大 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 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􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰１０１􀅰 第三章　机械波 波的干涉 ◆[探究导引] 如图,两列相同的水波在传播过程中相遇后 会是什么情况呢? 　 　 ◆[探究归纳] １．对波的干涉现象的理解 (１)波的叠加是无须条件的,任何频率的两列 波在空间相遇都会叠加． (２)稳定干涉图样的产生是有条件的,必须是 两列波的频率相同、相位差恒定,如果两列 波的频率不相等,在相遇的区域里不同时 刻各质点叠加的结果都不相同,看不到稳 定的干涉图样． (３)明显的干涉图样和稳定的干涉图样意义是 不同的,明显的干涉图样除了满足相干条 件外,还必须满足两列波振幅差别不大．振 幅越是接近,干涉图样越明显． (４)振动加强的点和振动减弱的点始终以振源 的频率振动,其振幅不变(若是振动减弱 点,振幅可为 ０),但其位 移 随 时 间 发 生 变化． (５)振动加强的点的振动总是加强,但并不是 始终处于波峰或波谷,它们都在平衡位置 附近振动,有的时刻位移为零． (６)振动减弱的点的振动始终减弱,位移的大 小始终等于两列波分别引起位移的大小之 差,振幅为两列波的振幅之差．如果两列波 的振幅相同,则振动减弱点总是处于静止 状态,并不振动． ２．干涉图样及其特征 (１)干涉图样:如图所示． (２)特征: ①加强区和减弱区的位置固定不变． ②加强区始终加强,减弱区始终减弱(加强 区与减弱区不随时间变化)． ③加强区与减弱区互相间隔． [例２]　(多选)如图所示为两个相干波源S１、S２ 产生的波在同一种均匀介质中相遇时产生的 干涉图样．图中实线表示某时刻的波峰,虚线 表示波谷．下列说法正确的是 (　　) A．a、c两点的振动加强,b、d 两点的振动 减弱 B．e、f 两点的振动介于加强点和减弱点 之间 C．经适当的时间后,加强点和减弱点的位 置互换 D．经半个周期后,原来位于波峰的点将位 于波谷,原来位于波谷的点将位于波峰 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋思路点拨:(１)当波峰与波峰相遇或波谷与 波谷相遇时振动加强,波峰与波谷相遇时 振动减弱． (２)在振动加强的连线上的点振动总加强, 在振动减弱的连线上的点振动总减弱． (３)经过半个周期,做简谐运动的质点波峰 与波谷位置变化． [尝试解答]　　　　　　　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰２０１􀅰 物理􀅰选择性必修第一册 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋[规律方法]　判断振动加强和减弱的常用 方法 (１)条件判断法 振动频率相同、振动步调完全相同的两波 源的波叠加时,设某点到两波源的距离差 为Δr． ①当 Δr＝k􀅰λ(k＝０,１,２􀆺)时 为 加 强点． ②当Δr＝(２k＋１)􀅰λ２ 时为减弱点(k＝０, １,２􀆺)． 若两 波 源 振 动 步 调 相 反,则 上 述 结 论 相反． (２)现象判断法 若某点总是波峰与波峰(或波谷与波谷) 相遇,该点为加强点;若某点总是波峰与 波谷相遇,则为减弱点． 若某点是平衡位置和平衡位置相遇,则让 两列波再传播１ ４T ,看该点是波峰和波峰 (波谷与波谷)相遇,还是波峰和波谷相 遇,从而判断该点是加强点还是减弱点． ◆[跟进训练] ２．(多选)如图所示是水波干涉的示意图,S１、 S２ 是两波源,A、D、B 三点在一条直线上, 两波源的频率相同,振幅相等,则下列说法 正确的是 (　　) A．A 点一会儿在波峰,一会儿在波谷 B．B 点一会儿在波峰,一会儿在波谷 C．C点一会儿在波峰,一会儿在波谷 D．D 点一会儿在波峰,一会儿在波谷 ◆[课堂小结] 波的干涉 波的叠加 定义 产生干涉的必要条件 两列波的频率必须相 同,两个波源的相位 差必须保持不变 [易错１]　在干涉现象中对加强点与减弱点 的判断出错 [案例１]　在学校运动场上５０m 直跑道的两 端,分别安装了由同一信号发生器带动的两 个相同的扬声器．两个扬声器连续发出波长 为５m 的声波．一同学从该跑道的中点出 发,向某一端点缓慢行进１０m,在此过程 中,他听到扬声器声音由强变弱的次数为 (　　) A．２　　B．４　　C．６　　D．８ [错答]　A [错因分析]　不少同学在解决此题时,由 Δs＝(２n＋１)λ２ (n＝０,１,２,３􀆺)可得在１０m 区间 内,n＝０,Δs＝２．５ m;n＝１,Δs＝ ７．５m;n＝２,Δs＝１２．５m＞１０m(舍去),而 错选 A． [正答]　B [解析]　该同学缓慢行进１０m 时,该同学 到两扬声器的距离差为Δx＝３５m－１５m＝ ２０m,当该同学的位置到两扬声器的距离差 满足 Δs＝(２n＋１)λ２ (n＝０,１,２,３􀆺)时,该 处将出现声音减弱点,故可取n＝０,Δs＝ ２．５m;n＝１,Δs＝７．５ m;n＝２,Δs＝ １２．５m;n＝３,Δs＝１７．５ m;n＝４,Δs＝ ２２．５m＞２０m(舍去),所以听到扬声器声 音由强变弱的次数为４次,B正确． 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋[满分策略]　为避免此类生搬硬套公式而 产生的错误,我们在解题时,一定要仔细审 题、规范作图、建立准确的物理情境,方可 动手解答． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰３０１􀅰 第三章　机械波 [易错２]　对波的叠加问题分析不全面 [案例２]　(多选)一个波源在 绳的左端发出一个凸起①, 频率为f１,振幅为A１;同时另一波源在绳的 右端发出一个凸起②,频率为f２,振幅为 A２,且f１＜f２,P 为两波源连线的中点,如 图所示,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．下列说法中正确的 是 (　　) A．两列波同时到达波源连线的中点P B．两列波相遇时,P 点的波峰值可达A１ ＋A２ C．两列波相遇时,绳上波峰值可达A１＋A２ 的点只有一个,此点在P 点左侧 D．两列波相遇后,各自仍保持原来的波形 独立传播 [错答]　错选B或漏选C [错因分析]　死记振动加强点的条件,而没 有从叠加原理上去分析问题,P 是两波源连 线的 中 点,故 误 认 为 两 波 波 峰 同 时 到 达 P 点． [正答]　ACD [解析]　两列波同时传到 P 点,使P 点开始振动,但 并非波峰同时传播到P 点,如图所示,因波 速相同,而两列波的波长不同,所以当两列 波同时传播到P 点时,两波峰到 P 点的距 离并不相同,所以波长较小的波的波峰先到 达P 点,而两波峰同时到达的位置在该时 刻两波峰的中间(图中的O 点),故 B项错 误,A、C、D项正确． 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋[满分策略]　(１)在同一介质中两列波的 波速是相同的． (２)两列波同时到达P 点时,此时P 点位 移仍为零,从此以后开始振动起来,位移 增大． (３)两个波峰不是同时到P 点,根据v＝λT ＝λf得:波速相同,波①的频率小,则其波 长大,周期大,故波②的波峰先到P 点,它 们波峰相遇在P 点左侧． 附:教材问题解答: 教材第６９页问题提示:由于波的叠加而形 成的． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 [知识点一]　波的叠加 １．下列关于两列波相遇时叠加的说法,不正确 的是 (　　) A．相遇后振幅小的一列波将减弱,振幅大 的一列波将加强 B．相遇后两列波各自的波形和传播方向与 相遇前完全相同 C．在相遇区域,任一点的总位移等于两列 波分别引起的位移的矢量和 D．几个人在同一房间说话,相互都听得清 楚说明波在相遇时互不干扰 [知识点二]　波的干涉 ２．(多选)关于波的叠加和干涉,下列说法中正 确的是 (　　) A．两列频率不相同的波相遇时,因为没有 稳定的干涉图样,所以波没有叠加 B．任何两列波相遇都会叠加 C．两列频率相同的波相遇时,振动加强的 点只是波峰与波峰相遇的点 D．两列频率相同的波相遇时,如果介质中 的某点振动是加强的,某时刻该质点的 位移可能是零 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰４０１􀅰 物理􀅰选择性必修第一册 ３．(多选)关于两列波的稳定干涉现象,下列说 法中正确的是 (　　) A．任意两列波都能产生稳定的干涉现象 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 ４．(多选)如图所示,表示两列同频率相干水波 在t＝０时刻的叠加情况,图中实线表示波 峰,虚线表示波谷．已知两列波的振幅均为 ２cm,波速均为２m/s,波长均为０􀆰４m,E 点为B、D 连线和A、C 连线的交点,下列说 法正确的是 (　　) A．A、C两点是振动减弱点 B．A、C、E 点是振动加强点 C．B、D 两点在该时刻的竖直高度差为８cm D．t＝０􀆰０５s时,E 点离平衡位置的位移大 小为４cm ５．简谐横波a沿x 轴正 方向传播,简谐横波b 沿x 轴负方向传播, 波速都是１０m/s,振 动 方 向 都 平 行 于 y 轴,t＝０时刻,这两列波的波形如图所示．画 出平衡位置在x＝２m 处的质点从t＝０时 刻开始在一个周期内的振动图像． 学习至此,请完成第三章第４节 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 第５节　多普勒效应 素养目标 知识图解 物理观念 知道多普勒效应的概念 科学思维 根据相对运动理解多普勒效应 科学探究 利用控制变量法探究多普勒效应 科学态度 与责任 了解多普勒效应在生产生活中的应用,激发学 生的学习兴趣 􀅰５０１􀅰 第三章　机械波 与回 声 几 乎 同 时 到 达 人 耳．人 耳 只 能 区 分 相 差 ０􀆰１s以 上 的 声 音,所 以 人 在 房 间 里 讲 话 感 觉 声 音 比 在 空 旷 处 大．如 果 房 间 里 有 幔 帐、地 毯、衣 物 等,它 们 会 吸 收 声 波, 从 而 使 声 音 减 弱． (２)能,折射定律． [例１]　C　[乙听到的第一声枪响必 然是甲开枪的声音直接传到乙的耳 中,故t＝２av ． 甲、乙二人及墙的位置 如图所示,乙听到的第二声枪响必然 是经墙反射传来的枪声,由反射定律 可知,波线如图中AC 和CB,由几何 关系可得AC＝CB＝２a,故第二声枪响传到乙耳中的时间为 t′＝AC＋CBv ＝ ４a v ＝２t． ] 跟进训练 １．解析:(１)由f＝vλ 得f＝３４０１ Hz＝３４０Hz , 因波的频率不变,则在海水中的波速为 v海 ＝λ′f＝４􀆰５×３４０m/s＝１５３０m/s． (２)入射声波和反射声波用时相同,则海水深为 h＝v海 t２＝１５３０× ０．５ ２ m＝３８２􀆰５m． (３)物体与声音运动的过程示意图如 图所示,设 听 到 回 声 的 时 间 为t′,则 v物t′＋v海t′＝２h 代入数据解得t′＝０􀆰４９８s． 答案:(１)３４０　１５３０　(２)３８２􀆰５m　 (３)０􀆰４９８s ２．A　[由题图中可直接看出i为入射角,γ为折射角,有i＞γ, 选项 C错误;根据折射规律有 v１ v２ ＝sinisinγ＞１ ,所以v１＞v２,选 项 D错误,选项 A正确;声波在液体、固体中的速度大于在 气体中的速度,选项B错误．] 探究２ 探究导引 提示:衍射波与原波具有相同的频率,传播过程中波形没变． [例２]　ABC　[从题图中可以看出,孔的大小与波长相差不 多,故能够发生明显的衍射现象,选项 A 正确;由于在同一 均匀介质中,波的传播速度没有变化,又因为波的频率是一 定的,又根据λ＝vf 可得波长λ没有变化,选项 B正确;当将 孔扩大后,孔的宽度和波长有可能不满足发生明显衍射的 条件,选项 C正确;如果孔的大小不变,使波源频率增大,则 波长减小,孔的宽度将比波长大,孔的宽度和波长有可能不 满足发生明显衍射现象的条件,选项 D错误．] 跟进训练 ２．BD　[要使A 处水发生振动,应使波的衍射现象更明显,而 波能发生明显衍射的条件是狭缝的宽度跟波长相差不多或 者比波长更小．因此可将狭缝变小,或将波长变大,而减小波 源的频率可以使波长变大,故B、D正确．] 课堂自测􀅰夯基础 １．ACD　[波的反射是波在介质界面上反射回同一种介质中继续 传播的现象;由于传播介质不变,所以波速、频率、波长均不变． 由反射定律知,反射角等于入射角．故 A、C、D正确．] ２．解析:声音在空气与在水中的频率相同,则 v空 λ空 ＝ v水 λ水 ,所以v水 ＝ v空 λ空λ水 ＝３４０×４．５m /s＝１５３０m/s,物体发出的声音经t２ ＝０．２s传至海底,故海水的深度为s＝v水 􀅰t２ ＝１５３０× ０．２m＝３０６m． 答案:３０６m ３．C　[波可以绕过障碍物继续传播的现象称为波的衍射．C 与衍射现象相符．] ４．B　[小孔相当于衍射波的波源,A 侧波是衍射波,A 错误; 在同一种介质中,波速相等,故 B正确;根据波速、波长和频 率的关系式v＝λf,由于波速和频率不变,故波长不变,故 C 错误;在波长无法改变的情况下减小挡板间距会使衍射现象 更明显,故 D错误．] 第４节 自主预习􀅰探新知 基础梳理 知识点一 １．保持　运动特征　保持不变　２．同时　矢量和 知识点二 １．频率　加大　减小　加大　减小　干涉图样　２．相同　保 持不变　３．特有 自我检测 １．(１)×　(２)√　(３)×　(４)√ ２．(１)BD　[因两波波速相等,故两列波能同时到达P 点,A 错 误,B正确;因f１＜f２,由λ＝ v f 可知,λ１＞λ２,故当两列波同 时到达P 点时,a波的波峰离P 点的距离比b波的波峰离P 点的距离大,因此两波峰不能同时到达P 点,两波峰应相遇 在P 点左侧,此位置对应的位移为A１＋A２,位移最大,综上 所述,C错误,D正确．] (２)BC　[P 点是两列波的波峰的相遇点,故其振动始终是 加强的,A错误,B正确;质点P 处于振动加强区,振幅最大, C正确;对于某一个振动的质点,位移是会随时间变化的,D 错误．] 合作探究􀅰攻重难 探究１ 探究导引 提示:(１)相遇区域的质点振动幅度加大了． (２)两列波相遇后不会像两个小球碰撞而改变原来的运动状 态,它们都保持各自的运动状态,彼此都没有受到影响． [例１]　D　[当t＝２s时,根据传播速度可知,它们相互重叠, 由于振动方向相反,则振动减弱,波形如图②所示;当t＝４s 时,各自传播了４m,由于互不干扰,所以波形如图③所示, 故选项 D正确．] 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰３６１􀅰 参考答案 跟进训练 １．解析:在０~２􀆰５s内两列波分别向左和向右传播的距离均 为 Δx＝vΔt＝１m,如图所示．对A 波而言,M 点的位移为０, 对B 波而言,M 点的位移为２􀆰０cm,根据波的叠加原理可 知,此时 M 点位移为２􀆰０cm．分别对A、B 波而言,N 点的位 移均为０,故叠加后 N 点的位移为０． 答案:２􀆰０　０ 探究２ 探究导引 提示:频率相同的两列波叠加,在振动着的水面上,使某些区 域的振动加强,某些区域的振动减弱,而且振动加强和振动 减弱的区域相互隔开． [例２]　AD　[波的干涉示意图所示的仅是某一时刻两列相 干波叠加的情况,形成干涉图样的所有介质质点都在不停 地振动着,其位移的大小和方向都在不停地变化着．但要注 意,对稳定的干涉,振动加强和减弱的区域的空间位置是不 变的．a点是波谷和波谷相遇的点,c点是波峰和波峰相遇的 点,都是振动加强的点;而b、d两点都是波峰和波谷相遇的 点,是振动减弱的点,A 正确;e位于加强点的连线上,仍为 加强点,f位于减弱点的连线上,仍为减弱点,B错误;相干 波叠加产生的干涉是稳定的,不会随时间变化,C错误;因形 成干涉图样的介质质点也是不停地做周期性振动,经半个 周期步调相反,D正确．] 跟进训练 ２．ABD　[在波的干涉中,振动加强区域里的质点总在自己的 平衡位置两侧做简谐运动,只是质点的振幅较大,为 A１＋ A２．本题中由于A１＝A２,故振动减弱区的质点并不振动,而 此时A 点是波峰与波峰相遇,B 点是波谷与波谷相遇,都是 加强点,又因为A、D、B 三点在一条振动加强线上,这条线 上任一点的振动都是加强的,故此三点都为加强点,且都是 一会儿在波峰,一 会 儿 在 波 谷．而C 点 是 波 峰 与 波 谷 相 遇 点,是减弱点,不振动．] 课堂自测􀅰夯基础 １．A　[两列波相遇后仍保持各自的运动特征,B、D正确;由波 的叠加原理可知,C正确;两列波相遇时振动加强和减弱与 波的振幅大小无关,A错误．] ２．BD　[根据波的叠加和干涉的概念可知,只要两列波相遇就 会叠加,但如果两列波的频率不同,在叠加区域就没有稳定 的干涉图样,所以 A 错误,B正确;发生干涉时振动加强的 点还有波谷和波谷相遇的点,所以 C错误;因为某质点振动 加强仅是振幅加大,但只要仍在振动就一定有位移为零的时 刻,所以 D正确．] ３．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．两列波叠加产生稳定干涉 现象的一个必要条件是两列波的频率相同,所以选项 A 错 误,选项B正确;在振动减弱的区域里,两列波引起质点的 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,质点振动的振幅就等于零,不可 能是各质点都处于波谷,所以选项 C错误;在振动加强的区 域里,两列波引起质点的振动始终是加强的,质点振动得最 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正确．] ４．ACD　[图中B、D 均为振动加强点,E 位于B、D 的中线上, 故E 也是振动加强点,而A、C两点为波峰与波谷相遇,故是 振动减弱点．图中所示时刻,B 点偏离平衡位置－４cm,而D 点偏离平衡 位 置 ４cm,故 二 者 竖 直 高 度 差 为 ８cm,再 过 ０􀆰０５s,两列波的波峰恰在E点相遇,故E点偏离平衡位置的 距离将达到４cm,而D点在平衡位置．故正确答案为 A、C、D．] ５．解析:该题考查波的叠加和干涉．两列频率相同的波其振动 图像是稳定的,t＝０时刻,两列波引起x＝２m 处质点的振 动方向都向上,经过１ ４T ,两列波的波峰都传到x＝２m 处, 故振幅A＝A１＋A２＝３cm． 答案:如图所示 第５节 自主预习􀅰探新知 基础梳理 知识点一 １．靠近或者远离　频率　２．(１)增加　大于　变大 (２)变小 知识点二 １．(１)频率　反射波　频率变化　(２)频率　静止　(３)频率　反 射　频率变化 自我检测 １．(１)×　(２)√　(３)×　(４)× ２．(１)BCD　[当波源与观察者之间有相对运动时会发生多普 勒效应,选项 C正确;发生多普勒效应时,观察者接收到的 频率发生了变化,而波源的频率并没有 改 变,故 选 项 A 错 误,选项B正确;此现象是奥地利物理学家多普勒首先发现 的,选项 D正确．] (２)ABD　[凡是波都具有多普勒效应,因此利用光波的多 普勒效应便可以测定遥远星体相对于地球运动的速度,故 A 选项正确;被反射的电磁波,相当于一个运动的物体发出的 电磁波,其频率发生变化,由多普勒效应的计算公式可以求 出运动物体的速度,故B选项正确;铁路工人把耳朵贴在铁 轨上可判断火车的运行情况,是利用声音在固体中传播得快 的特点,与多普勒效应无关,故 C 选项不符合题意;炮弹飞 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰４６１􀅰 物理􀅰选择性必修第一册