第八讲 机械波的传播现象 -2025-2026学年高二上学期物理粤教版选择性必修第一册复习讲义

该高中物理复习讲义通过分类梳理与方法归纳构建机械波传播现象的知识体系，知识梳理部分用框架图呈现波的干涉（公式法与波形图法判断加强减弱点）、衍射（明显衍射条件）、反射折射（频率、波速、波长变化规律）等要点，清晰展现重难点及内在联系。 讲义亮点在于考向分类精准，例题结合生活实例（如手机降噪技术、多普勒测速仪），通过模型建构与科学推理培养科学思维和物理观念，巩固练习分单选多选分层设计，助力不同学生提升，为教师精准教学提供有效支持。

粤教版（2019）选择性必修第一册复习讲义 第八讲 机械波的传播现象 知识梳理 一.波的干涉 波的干涉现象中振动加强点、减弱点的两种判断方法 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.波形图法 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而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．干涉图样及其特点． (1)干涉图样：如右图所示． (2)特点． 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． 二.波的衍射和多普勒效应 1.波的衍射现象是指波能绕过障碍物继续传播的现象,产生明显衍射现象的条件是缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不大或者小于波长。 2．惠更斯原理． (1)内容：介质中波动传到的各点，都可以看作是发射子波的波源，在其后的任一时刻，这些子波的包络就形成新的波面． (2)应用：惠更斯原理对任何波动过程都是适用的． 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。当波以速度v通过观察者时,时间t内通过的完全波的个数为N=,因而单位时间内通过观察者的完全波的个数,就是接收频率。 （2）当波源与观察者相互靠近时,观察者接收到的频率变大;当波源与观察者相互远离时,观察者接收到的频率变小。 三.机械波的反射和折射 1．反射现象． (1)定义：机械波遇到介质界面会返回原介质继续传播的现象． (2)特点：频率、波速和波长都不变． 2．折射现象． (1)定义：机械波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生改变的现象． (2)特点：频率不变，波速和波长发生改变． 3．反射和折射是波的普遍性质 4.(1)波的频率是由振源决定的，介质中各个质点的振动都是受迫振动，因此不论是反射还是折射，波的频率是不改变的。 (2)波速是由介质决定的，波反射时是在同一均匀介质中传播，因此波速不变，波折射时是在不同介质中传播，因此波速改变。 (3)波长是由频率和波速共同决定的，即在波的反射中，由于波的频率和波速均不变，根据公式λ＝vf可知波长不改变；在波的折射中，当进入新的介质中波速增大时，由λ＝vf可知波长变长，反之变短． 考向分析 考向一：波的反射和折射 例1.关于波的折射，下列说法正确的是（　　） A．波从一种介质进入另一种介质时，传播方向不会发生改变 B．入射角等于折射角 C．入射角的正弦值等于折射角的正弦值 D．入射角的正弦值与折射角的正弦值的比值是常数 【答案】D 【详解】A．波的折射发生时，传播方向通常会改变（除非垂直入射），故A错误； B．入射角与折射角一般不相等，除非波速相同，故B错误； C．根据折射定律，入射角正弦与折射角正弦的比值为常数，而非相等，故C错误； D．入射角正弦与折射角正弦的比值由介质性质决定，是常数，符合折射定律，故D正确。 故选D。 例2.如图所示为一列水波在深度不同的水域传播时发生的折射现象，与折射前相比，折射后波的（　　） A．波速变大 B．波速变小 C．频率变小 D．频率变大 【答案】B 【详解】CD．波的频率由波源决定，与介质无关，所以折射后频率不变，故CD错误； AB．由图可知水波在折射前传播时波长较长，折射后波长变短，根据可知，折射后波速变小，故A错误，B正确。 故选B。 例3.波是传递能量的一种方式。某一简谐波的振幅为A、圆频率为（在波传播过程中保持不变），用表示波在传播过程中的平均能量密度，即单位体积内具有的能量，则有，（为介质的密度）；用I表示波在传播过程中的能流密度，即单位时间内流过垂直传播方向的单位面积上的平均能量。若不计传播过程中的能量损耗，该简谐波沿直线传播的速度为v，则有（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】设时间内流过垂直传播方向面积上的波，根据其物理意义知，能流密度 故选A。 例4.．以下关于波的认识，正确的是（　　） A．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理 B．超声波雷达的工作原理是利用波的折射 C．惠更斯原理可以解释波的反射，不可以解释波的折射现象 D．隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的 【答案】AD 【详解】A．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，声呐采用的是超声波，超声波的方向性好，遇到障碍物容易反射。故A正确； B．雷达的工作原理是利用波的反射。故B错误； C．惠更斯原理不但可以解释波的直线传播，还可以解释波的反射与折射等相关现象。故C错误； D．隐形飞机的原理是：通过降低飞机的声、光、电等可探测特征量，使雷达等防空探测器无法早期发现，所以隐形飞机可能在机身表面涂有高效吸收电磁波的物质，使用吸收雷达电磁波材料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，很难被发现。故D正确。 故选AD。 考向二：波的衍射 例1.一列沿轴传播的简谐横波，时刻的波形图如图1所示，是介质中的两个质点，图2是质点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A．该波沿轴正方向传播 B．该波在传播过程中遇到20m的障碍物，能发生明显衍射现象 C．质点在4s内沿轴传播的距离为4m D．质点在2s内运动的路程为20cm 【答案】D 【详解】A．由题图乙知，质点点时刻向轴负方向振动，根据同侧法知，该波沿轴负方向传播，故A错误； B．由题图甲和乙可知，该波波长，不能能发生明显衍射现象，故B错误； C．质点点在平衡位置上下振动，不会随波迁移，故C错误； D．，则质点在内运动的路程 故D正确； 故选D。 例2.某运动员在花样游泳比赛中，有这样一场景：用手拍皮球，水波向四周散开。如图所示，波源 O起振方向向下，垂直于水平介质平面做简谐运动，所激发的水波可视为横波在均匀介质中向四周传播。时，离O点10m的质点A开始振动；时，离O点20m的质点B开始振动，此时质点A第4次（刚开始振动时记为第0次）回到平衡位置。下列说法正确的是（　　） A．时，质点A的振动方向向上 B．该波遇到尺寸为1m的障碍物会发生明显衍射现象 C．该波周期为 D．该波传播速度为 【答案】B 【详解】A．波源O起振方向向下，则质点A的起振方向向下，时，质点A第4次回到平衡位置，可知此时质点A的振动方向向下，故A错误； C．时，质点A开始振动；时，质点A第4次回到平衡位置，则 解得该波周期为，故C错误； D．波速，故D错误； B．该波波长 当障碍物的尺寸与波长相比，相差不大或比波长更小时，容易发生明显的衍射现象。可知该波遇到尺寸为1m的障碍物会发生明显衍射现象，故 B正确。 故选B。 例3.“稻花香里说丰年，听取蛙声一片。”图甲所示为青蛙通过振动鸣囊产生水面波动，其周期性振动在水面形成机械波。某时刻波形可抽象为沿x轴传播的简谐横波（如图乙），取青蛙位置为坐标原点O，P为波阵面上某一点。已知波速，则（　　） A．该时刻P点的振动方向向上 B．该青蛙鼓囊鸣叫的频率为0.5Hz C．水面上大小为6cm的小石头不能阻挡水波的继续传播 D．若水中再有一只青蛙鼓囊鸣叫，则两列水波一定会产生干涉 【答案】C 【详解】A．由于波的传播方向未知，无法确定该时刻P点的振动方向，故A错误； B．根据波速公式 则，故B错误。 C．水面波的波长，根据波发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多，水面上大小为6cm的小石头尺寸小于波长，能发生明显衍射，不会阻挡水波纹的继续传播，故C正确； C．两列波产生干涉的条件是频率相同、相位差恒定、振动方向相同。水中再有一只青蛙鼓囊鸣叫，不能保证两列水波满足干涉条件，所以不一定会产生干涉，故D错误； 故选C。 例4.一简谐横波在均匀介质中传播，波速为2m/s，一个波峰和波谷之间的横向距离为2m，纵向距离为5m，则下列关于该波的说法正确的有（　　） A．周期可能为4s B．频率可能为0.5Hz C．可能与同一介质上振动方程为 的质点产生的波发生干涉 D．该波通过半径为4m的孔隙时，一定不能发生衍射现象 【答案】BC 【详解】A．由题意知一个波峰和波谷之间的横向距离为2m，则有（n=0，1，2，3...） 则正确（n=0，1，2，3...） 可知周期为4s时n<0，不符合题意，故A错误； B．频率（n=0，1，2，3...） 可知n为0时频率为0.5Hz，故B正确； C．根据A选项可知当n=2时周期为T=0.4s；根据振动方程，可知质点振动周期 故该波可能与同一介质上振动方程为 的质点产生的波发生干涉，故C正确； D．衍射现象是波的特有现象，一切波都能发生衍射现象，故该波通过半径为4m的孔隙时，一定能发生衍射现象，故D错误。 故选 BC。 考向三：波的叠加原理 例1.如图所示为时，两列同频率的简谐横波在同一介质中产生干涉波的示意图，实线表示波峰，虚线表示波谷。已知两列波的振幅均为4cm，波速为4m/s，波长为0.8m，点是连线和连线的交点，下列说法正确的是（　　） A．图中只有、、、四点是振动减弱点 B．图中A、、、点的振幅都是8cm C．时刻，点正在向下振动 D．时，点位于平衡位置 【答案】B 【详解】A．波峰与波谷相遇的点为振动减弱点，故图中、、、四点是振动减弱点，此外图中还有很多振动减弱点，故A错误； B．图中A、、三点都是波峰与波峰相遇的点或波谷与波谷相遇的点，是振动加强点，振幅都是，根据对称性可知，C点也是振动加强点，振幅也是，故B正确； C．根据C点的位置特点可知，时刻，两列波在C点引起的振动均向上， 故点正在向上振动，故C错误； D．两列波的周期为 由图可知，时刻，B点正位于波谷，时，即经过半个周期，点应位于波峰，故D错误。 故选B。 例2.两位同学分别在两端抖动水平细绳，形成甲、乙两列简谐横波。已知甲、乙两波源相距12.5m，甲、乙两列波的波速均为1.0m/s，周期为，距离乙波源6m的质点O处标记一个红色点。某一时刻的波形图如图所示，从该时刻开始计时，下列说法正确的是（　　） A．甲乙两列波的波长之比为 B．在图示时刻，质点P向上振动，质点Q向下振动 C．时，质点O开始向上振动 D．时，质点O到达波峰位置 【答案】AC 【详解】A．由波长计算公式，可得 故A正确； B．由于振动方向与传播方向垂直，利用同侧垂直法可知，P、Q两质点都是向上振动，故B错误； C．由A项分析可知， 则O、Q两质点的距离为 O、P两质点的距离为 可知时，质点Q的振动形式刚好传到质点O，而质点P的振动形式还没有传到质点O，故此时质点O的振动方向向上，故C正确； D．时，质点P的振动形式刚好传到质点O，而质点Q的振动形式在质点O刚好振动了一个周期回到平衡位置，故此时质点O在平衡位置向上振动，故D错误。 故选AC。 例3.如图1是摄影师航拍到钱塘江两波潮水娓娓向对方走来，交织在一起形成壮观的景象。其原理为两列平面波相遇的干涉现象，可将两列波简化成如图2示意图其中实线表示波峰，虚线表示波谷，甲、乙两列频率均为的水波以的速度传播，振幅均为，波面间形成夹角，此时O点刚要开始起振，C点距O点8m，则（　　） A．B点是振动减弱点 B．此后经过，波传到C点 C．到图中时刻为止，A点经过的总路程比B点多 D．干涉稳定后，O、C连线间只有三个振动加强点不含C、 【答案】BC 【详解】A．根据图2，B点为波峰与波峰相遇，则B点是振动加强点，故A错误； B．两列水波的波长为 根据对称性，两列波到C点的距离相等，传播时间为 而 解得 波传到C点，故B正确； C．左边水波同时传播到A、B两点，右边水波先传播到A点，后传播到B点，据图可知从A传播到B对应的时间为2T，则图中此刻A点经过的总路程 即A点比B点多，故C正确； D．稳定干涉后，O、C连线上所有的点都是振动加强点，故D错误。 故选BC。 例4.在同一均匀介质中，位于和处的两个波源和均沿轴方向做简谐运动，形成横波和，时的波形图如图所示，此时波和波分别传播到和处。时波、恰好相遇，则下列说法正确的是（　　） A．时，质点沿轴负方向运动 B．波a和波b的波速都是1 m/s C．x=3 m处的质点起振方向沿y轴负方向 D．M、N之间（不包括M、N）有8个点振动一直加强 【答案】BCD 【详解】A．根据同侧法可知，t=0时，质点P沿y轴正方向运动，故A错误； B．在同一均匀介质中，波速相同，可得 故B正确； CD．根据题图可知，波a、b的波长均为 则波源的振动周期 分析波源的起振方向可知，波源M和N的相位差 因为两列波的周期（或频率）相同，相位差恒定，因此波a、b在相遇区域会发生稳定的干涉现象，x=3m处的质点到两波源的波程差 为振动减弱点，其振幅A=6cm-4cm=2cm 起振方向与b相同，沿y轴负方向。在MN之间，波程差为半波长的奇数倍的质点为加强点，则有 解得 可得n有8个取值，即M、N之间有8个振动加强点，故CD正确。 故选BCD。 考向四：波的干涉 例1.同步振动、频率相同、振幅均为A的两列水波在水面上相遇后，在它们重叠的区域形成如图所示的图样，其中实线代表波峰，虚线代表波谷。在图示时刻，M为波峰与波峰相遇点、N为波谷与波谷相遇点、P为波峰与波谷相遇点。则以下说法正确的是（　　） A．质点M为振动加强点，始终处于波峰 B．质点P是振动减弱点，其位移始终为0 C．质点N是振动减弱点，其振幅等于2A D．振动加强和减弱的区域在水面上的位置随时间推移逐渐变化 【答案】B 【详解】AC．质点M、N为均为振动加强点，振动最剧烈，振幅等于2A，故AC均错误； B．由图可知，质点P是振动减弱点，其位移始终为0，故B正确； D．干涉图样是稳定的，振动加强和减弱的区域在水面上的位置不会变化，故D错误。 故选B。 例2.．x轴上两波源的平衡位置坐标分别为m和m，时两波源同时开始沿y轴方向振动，产生的两列简谐横波沿x轴相向传播，s时的波形如图所示，质点b的平衡位置坐标为m，质点p的平衡位置坐标为m，下列说法正确的是（　　） A．两列波的波长均为6m B．两列波的波速均为1m/s C．稳定时质点b、p均为振动减弱点 D．0~10s内质点b通过的路程为60cm 【答案】D 【详解】AB．由图可知，m，s，m/s，根据平移法可知，两列波起振方向沿y轴负向，A、B错误； C．b到两波源的波程差为m 波程差是半个波长整数倍，故b为减弱点，p到两波源的波程差为0，是加强点，C错误； D．左侧波传到p点所需时间 右侧波传到p点所需时间 所以0∼2s内b不振动，2∼5s内只有左侧波引起的振动，路程为 5s后不振动，D正确。 故选D。 例3.伐木时，被切割的木材会产生高频和低频声波，则（　　） A．低频声波的波长更短 B．高频声波的传播速度更快 C．低频声波更容易发生明显的衍射现象 D．高频和低频声波叠加时会产生干涉现象 【答案】C 【详解】A．由，可知低频声波的波长更长，故A错误； B．声波传播的速度由介质决定，与波的频率无关，故B错误； C．低频声波的波长更长，更容易发生明显的衍射现象，故C正确； D．高频和低频声波因频率不同，叠加时不会产生干涉现象，故D错误。 故选C。 例4.如图甲所示，在平静湖面上的处发生振动时，会形成沿水面传播的水波，将该水波视为简谐横波，时刻的波形图如图乙所示，其中实线和虚线分别表示波峰和波谷，此时质点、、分别位于波峰或波谷处。已知该波源的振动周期为，下列说法正确的是（　　） A．经过时间，质点恰好运动到质点处 B．质点、平衡位置之间的距离大于波长 C．质点、的振动速度始终大小相等，方向相反 D．时，质点、的振动速度大小相等，方向相同 【答案】B 【详解】A．简谐横波中质点只在平衡位置附近做上下振动，并不随波迁移，故不会从质点运动到质点处，故A错误； B．质点、平衡位置之间的距离大于波长，故B正确； C．质点同相振动，则振动速度始终大小相等，方向相同，故C错误； D．质点、振动相位相反，振动速度始终大小相等，方向相反，故D错误。 故选B。 例5.两列简谐横波在同一均匀介质中相向传播.波源产生的波沿x轴正方向传播，波源产生的波沿x轴负方向传播，波速均为5m/s，s时刻的波形如图所示，则（    ） A．两列波能发生稳定的干涉现象 B．波源起振0.4s后波源才起振 C．波源和波源的起振方向相反 D．波源的周期为1.6s 【答案】BD 【详解】A．两波能稳定发生干涉的条件是频率相同、振动方向一致、相位差恒定，题中两波的频率不同，故不会发生稳定的干涉现象，故A错误； B．由题，波源M的运动时间为 波源N的运动时间为 故波源起振0.4s后波源才起振，故B正确； C．所有质点的起振方向与波源相同，如图所示的时刻波源M产生的波传递到4m处，其振动方向向上，波源N产生的波传递到7m处，其振动方向也向上，故两波的起振方向相同。故C错误； D．波源的周期为 故D正确 故选BD。 考向五：生活中常见的波的干涉现象 例1.控制噪声的基本原则是设法将噪声的能量转化为其他形式的能量，如图所示是一种利用薄板消除噪声的方法。将薄板安放在框架上，并与框架之间留有一定的空气层，当声波入射到薄板上时，引起板的振动。由于板本身的内耗使振动的能量转化为热量。改变薄板的材料和空气层的厚度，可有效消除不同频率的噪声。下列说法正确的是（　　） A．薄板振动频率始终与入射声波的频率相等 B．随着入射声波频率的增加，薄板振动的幅度一定增大 C．当噪声停止后，薄板振动频率仍等于原噪声频率，但振幅减小 D．该系统可有效消除的噪声频率范围在其可调节的共振频率之间 【答案】D 【详解】A．薄板振动稳定后的频率与声波频率相同，初始没有达到稳定时不同，A错误； B．薄板的振幅在入射声波的频率与薄板的故有频率相同时，二者共振，振幅最大，其它频率的声波，薄板的振幅可能会增大，也可能会减小，B错误； C．当噪声停止后，薄板振动逐渐不稳定至振动停止，此时频率与原噪声频率不同，C错误； D．只有当噪声频率范围在系统可调节的共振频率之间，二者可以产生干涉波纹，达到消除噪声的目的，D正确。 故选D。 例2.手机上一般会有两个麦克风，一个比较大的位于手机下方，另一个位于手机顶部。小明同学查阅手机说明书后知道手机顶部的麦克风为降噪麦克风。该同学进一步查阅资料得知：降噪麦克风通过降噪系统产生与外界噪音相位相反的声波，与噪音叠加从而实现降噪的效果。理想情况下的降噪过程如图所示，实线对应环境噪声，虚线对应降噪系统产生的等幅反相声波。下列说法正确的是（　　） A．降噪声波的频率大于环境噪声的频率 B．降噪声波的频率小于环境噪声的频率 C．降噪麦克风的工作原理是声波的衍射 D．降噪麦克风的工作原理是声波的干涉 【答案】D 【详解】AB．由图可以看出，降噪声波与环境声波的波长相等，波速相等，则频率相同，叠加时产生干涉，因为两列声波等幅反相，所以振动减弱，起到降噪作用，AB错误； CD．降噪麦克风的工作原理利用频率相同的两列声波等幅反相，叠加后振动减弱，起到降噪作用，是声波的干涉，C错误，D正确。 故选D。 例3.如图甲所示为某款采用了主动降噪技术的汽车宣传海报，汽车主动降噪技术是指通过消音扬声器发出与噪音源相位相反、幅度相同的降噪声波，与外界噪音叠加以达到汽车降噪的一种降噪技术。如图乙所示为理想情况下的降噪过程，实线表示噪音声波，虚线表示降噪声波，假设两声波均为简谐波，下列说法正确的是（　　） A．主动降噪技术应用了波的衍射原理 B．噪音声波和降噪声波的波速大小一定相等 C．图乙中噪音声波和降噪声波的频率可以不相等 D．图乙中噪音声波和降噪声波相遇的P点的振幅增大 【答案】B 【详解】A．主动降噪技术应用了波的干涉原理，故A错误； B．声波在同种介质中波速大小相等，故B正确； C．两声波频率相等时才能产生稳定干涉，故C错误； D．降噪声波与噪音声波相位相反，频率相同，干涉相消，P点的振幅为零，故D错误。 故选B。 例4．现在的智能手机大多有“双MIC降噪技术”，简单说就是在通话时，辅助麦克风收集背景音，与主麦克风音质信号相叠加来降低背景噪音，如图甲所示，通过这种技术，在嘈杂的环境中，通话质量也有极高的保证。如图乙所示是原理简化图，如图丙所示是理想情况下的降噪过程，实线表示环境噪声，虚线表示降噪系统产生的降噪声波，则下列说法正确的是（　　） A．降噪过程应用了声波的衍射原理，使噪声无法从外面进入耳麦 B．降噪过程应用的是声波的干涉原理，P点振动减弱 C．降噪声波与环境噪声声波的波长不相等 D．质点P经过一个周期向外迁移的距离为一个波长 【答案】B 【详解】A．降噪过程应用了声波的干涉原理，降低环境噪声，故A错误； B．降噪过程应用的是声波的干涉原理，两波在P点振动方向相反，P点是振动减弱点，故B正确； C．在同一介质中声波的传播速度大小相等，发生干涉的条件是频率相同，由 得 可知降噪声波与环境噪声声波的波长必定相等，故C错误； D．质点P只在平衡位置处振动，不向外迁移，故D错误。 故选B。 考向六：多普勒效应 例1.如图，安装在公路旁的多普勒测速仪，它向行驶中的车辆发射已知频率的超声波。并接收被车辆反射回来的反射波。当某汽车远离测速仪时，被该汽车反射回来的反射波与测速仪发出的超声波相比（　　） A．频率变小，波速不变 B．频率不变，波速变大 C．频率变小，波速变小 D．频率变大，波速变大 【答案】A 【详解】根据多普勒效应可知，当某汽车远离测速仪时，被该汽车反射回来的反射波与测速仪发出的超声波相比，频率变小，波速不变，故A正确，BCD错误。 故选A 。 例2.有一飞机模型在水平面内以恒定速率做圆周运动，该飞机模型装有两冲程的活塞式发动机作为动力，发动机工作时会发出嗡嗡的声响。操纵者站的位置刚好在模型飞机轨迹圆心的正下方，下列说法正确的是（　　） A．操纵者听到发动机工作时发出的声音音调是变化的 B．发动机发出声音的频率在变化 C．场边的观众听到的声音音调忽高忽低地作周期性变化 D．场边的观众听到的声音音调一定高于操纵者听到的声音音调 【答案】C 【详解】A．飞机做匀速圆周运动时，操纵者在圆心，飞机速度方向始终与其径向垂直，相对径向速度为零，无多普勒效应，故A错误； B．发动机频率由自身振动决定，与运动无关，故B错误； C．场边观众与飞机的相对径向速度周期性变化，导致接收频率周期性变化，故C正确； D．观众接收频率时而高于、时而低于操纵者接收到的频率，故D错误。 故选C。 例3.如图所示为一辆救护车在道路上匀速行驶时，用软件拟合其产生的声波的图样，图中的圆表示波峰。下列说法正确的是（　　） A．该图表示的是干涉现象 B．左侧波的频率小于右侧波的频率 C．前侧波的频率大于后侧波的频率 D．单位时间内前侧接收的完全波个数与后侧的相同 【答案】C 【详解】A．题图表示的是多普勒效应，A错误； BCD．根据波的图样可知，前侧形成的波纹比较密，后侧形成的波纹比较稀疏，由多普勒效应可知，前侧波的频率大于后侧波的频率，左侧波的频率等于右侧波的频率，救护车向前运动，单位时间内前侧接收的完全波个数比后侧的多，C正确，BD错误。 故选C。 例4.在天文学上，通过对比某些元素在地球上的发光频率和地球上接收到遥远星系发出的光的频率可以判断遥远星系相对于地球的位置变化。现观测到某遥远星系所发出的光谱呈现“红移”，即接收到的光的波长增大。下列说法正确的是（　　） A．遥远星系发出光的频率增大 B．遥远星系发出光的波长增大 C．该星系正在靠近观察者 D．该星系正在远离观察者 【答案】D 【详解】多普勒效应改变的是接收到的频率和波长，光源本身发出的光的频率和波长不变。若该星系正在远离观察者，根据多普勒效应，观察者接收到的光的频率小于光的真实频率，根据，观察者接收到的光的波长大于光的真实波长，符合题意。故ABC错误，D正确。 故选D。 巩固练习 一、单选题 1．关于下列四幅图所涉及的物理知识，描述正确的是（　　） A．图甲，水中的气泡看上去特别明亮，主要原因是光的折射 B．图乙，一束复色光进入水珠后被分成a、b两束光，由图可知a光频率大于b光 C．图丙，两列水波产生了干涉图样，则这两列水波的振幅一定相同 D．图丁，人造地球卫星经过地面跟踪站上空，跟踪站接收到的信号频率先增大后减小 【答案】D 【详解】A．甲图水中的气泡看上去特别光亮，是光从水射向气泡时发生了全反射造成的，故A错误； B．由图乙可知，光的偏折程度更大，则光的折射率大于光的折射率，光的频率大于光的频率，故B错误； C．由两波发生稳定干涉现象可得，两波频率相等，振幅不一定相同，故C错误； D．人造地球卫星先靠近跟踪站，然后远离跟踪站，根据多普勒效应，跟踪站接收到的信号频率先增大后减小，故D正确。 故选D。 2．为了提高松树上松果的采摘率和工作效率，工程技术人员利用松果的惯性发明了用振动器使松果落下的装置。如图所示，将振动器固定在树干上，机车带动振动器振动树干，使松果落下。下列相关说法正确的是（　　） A．随着振动器频率的增加，树干振动的幅度一定增大 B．振动器以固定频率稳定工作后，树干越细的树木振动频率越大 C．当振动器的频率与树干的固有频率相同时，采果效果最好 D．当拾果工人快速远离采摘机时，他听到采摘机振动音调变高 【答案】C 【详解】A．当振动器的振动频率等于树木的固有频率时产生共振，此时树干的振幅最大，则随着振动器频率的增加，树干振动的幅度不一定增大，故A错误； B．树干在振动器的振动下做受迫振动，稳定后，不同粗细树干的振动频率始终与振动器的振动频率相同，故B错误； C．根据共振的条件，当振动器的频率等于树木的固有频率时产生共振，树干振幅最大，此时落果效果最好，故C正确； D．根据多普勒效应，拾果工人快速远离采摘机，他会感到采摘机振动音调降低，故D错误。 故选C。 3．如图，机场地勤人员通过佩戴降噪耳机，能减少噪声对耳部的伤害。降噪耳机内设有麦克风，用来收集噪声信号，同时耳机的处理器会发出与噪声振幅、频率相同而相位相反的声波，从而达到消声的效果。降噪耳机消声的原理是利用（　　） A．声波的干涉 B．声波的衍射 C．声波的反射 D．声波的多普勒效应 【答案】A 【详解】耳机的处理器发出与噪声振幅、频率相同而相位相反的声波，两列波叠加后振幅为零，从而达到消声的目的，则降噪耳机消声的原理是利用声波的干涉。 故选A。 4．某次地震震源附近两列振幅和频率均相同的地震横波在某一时刻形成的波形如图所示，实线为波峰，虚线为波谷，a、b、c、d为地壳中的四个位置，则下列说法正确的是（　　） A．位置a此时的速度最大，加速度为零，为振动加强点 B．位置a、b连线间的振动加强点有无穷多个 C．位置d将在下一刻发生振动 D．此时位置a、b、c位移始终达到最大 【答案】B 【详解】A．由发生干涉的条件知，两列地震横波相遇时，能形成稳定的干涉，根据波的叠加，结合图示时刻的波形图可知，此时位置a处于波谷，且为振动加强点，则位置a此时的速度为零，加速度最大，故A错误； C．位置d是波峰与波谷叠加的点，振动减弱，因为两列地震横波振幅相同，所以位置d的振幅始终为0，不发生振动，故C错误； BD．由图可知位置a、c两点是两列波波谷与波谷叠加的点，振动加强，图示时刻均处于波谷，位置b是波峰与波峰叠加的点，振动加强，图示时刻处于波峰，所以a、b、c连线及其延长线上的所有点均为振动加强点；虽然位置a、b、c为振动加强，但a、b、c也在上下振动，位移不是始终达到最大，故B正确，D错误。 故选B。 5．两列简谐波a、b沿x轴相向而行，波速均为，两波源分别位于A、B处，时的波形如图所示。P为A、B间的一点，下列说法正确的是（　　） A．简谐波a的频率为2Hz B．简谐波b的周期为2s C．P点的起振方向向下 D．s时，质点P的位移为0 【答案】D 【详解】AB．由图可知，简谐波a波长，简谐波b波长，根据波长公式 可知波a的频率，波b的周期，故AB错误； C．根据波形图随时间平移，可知简谐波先到P点，根据同侧法，此时P点起振方向向上，故C错误； D．根据波形图平移时，波a在P点时，恰好是平衡位置，简谐波b在P点时，也是平衡位置，故质点P的位移为0，故D正确。 故选D。 6．渔船常利用回声探测器发射的超声波来探测远处的鱼群与障碍物的方位。已知某超声波的频率为，时刻该超声波在水中传播的波动图像如图所示，此时介质中质点向轴负方向运动。下列说法正确的是（　　） A．该超声波沿轴负方向传播 B．时质点和质点的运动方向相反 C．该声波遇到尺寸约为1.5m的障碍物时会发生明显衍射 D．渔船逐渐靠近鱼群时，探测器接收到的回声频率仍为 【答案】B 【详解】A．图示时刻质点向轴负方向运动，根据“峰前质点上振”可判断该超声波沿轴正方向传播，故A错误； B．质点和质点的平衡位置之间的距离为半个波长，则质点和质点的振动完全相反，故B正确； C．由题图可知该声波的波长为，当遇到尺寸约1.5m的障碍物时不会发生明显衍射，故C错误； D．渔船在靠近鱼群时，根据多普勒效应可知，探测器接收到的回声频率增大，故D错误。 故选B。 7．如图所示为某一时刻波源在水槽中形成的水波，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，已知两列波的频率相同，振幅相同，则下列说法正确的是（    ） A．a点的位移始终最大，等于两列波的振幅之和 B．c点的频率等于两波源的频率之和 C．c点的振动始终减弱，d点的振动始终加强 D．再经过四分之一个周期，b、c两点的位移均为零 【答案】D 【详解】A．由图可知，a点为波谷和波谷相遇处，为振动加强点，其以两列波的振幅之和做简谐运动，位移呈周期性变化，故A错误； B．由图可知，c点为波谷和波谷相遇处，为振动加强点，其频率等于其中一个波源的频率，故B错误； C．在d点是两列波波峰和波峰相遇点，两列波引起的振动总是相互加强的，c点是两列波波谷和波谷相遇点，两列波引起的振动也总是相互加强的，故C错误； D．b点为波峰和波谷的相遇处，振动减弱，位移始终为零，c点为波谷和波谷相遇处，此时处于波谷位置，再经过四分之一个周期，c点处于平衡位置，位移为零，故D正确。 故选D。 8．如图为一款噪声消除器，它的主要工作原理是通过发出与噪声相匹配的声波，让该声波与噪声相遇相消，从而有效降低噪声。关于该噪声消除器，下列说法正确的是（　　） A．其主要工作原理为波的衍射 B．其主要工作原理为多普勒效应 C．要达到最佳降噪效果，发出的声波的频率应和噪声的频率相同 D．要达到最佳降噪效果，发出的声波的相位必须和噪声的相位相同 【答案】C 【详解】AB．该噪声消除器利用波的干涉来进行降噪，故AB错误； CD．要达到最佳降噪效果，其发出的波的频率应和噪声频率相同、相位相反，故C正确，D错误。 故选C。 9．现代军舰多利用声呐探测水下目标。图甲是某舰搭载的声呐发出的一列超声波在t=0时刻的波形图，图乙是质点P的振动图像，则（　　） A．超声波沿x轴负方向传播 B．超声波波速为1500m/s C．舰艇行驶速度越快，声呐发出超声波的频率越大 D．超声波遇到大尺寸障碍物可以发生明显的衍射现象 【答案】B 【详解】A．由乙图可知，t=0时，质点P向下振动，根据“上波下、下波上”的方法可知，超声波沿x轴正方向传播，故A错误； B．超声波波速为 故B正确； C．声呐发出超声波的频率由声源决定的，与舰艇的行驶速度无关，故C错误； D．机械波遇到与波长相近或小于波长的障碍物时可能会发生明显衍射现象，而超声波的波长较短，遇到大尺寸的障碍物时不能发生明显的衍射现象，故D错误。 故选B。 二、多选题 10．在机场等强噪声环境下佩戴降噪耳机可以保护人们的健康．降噪耳机内设有麦克风，用来收集周围环境中的噪声信号，耳机的处理器能够预测下一时刻噪声的情况，并产生相应的抵消声波，再由耳机放出，可以有效降低噪音，如图所示。下列相关说法正确的是（　　） A．降低噪音的原理是利用了声波的多普勒效应 B．噪声声波与反噪声波叠加会产生振动加强点与振动减弱点相间的稳定干涉波形 C．噪声声波与反噪声波相位相反 D．若耳机的处理器出现问题，产生的反噪信号发生变化，有可能会听到更强的噪声 【答案】CD 【详解】A ．降低噪音的原理是利用声波的干涉，而不是多普勒效应，多普勒效应是指波源和观察者有相对运动时，观察者接收到的频率与波源发出的频率不同的现象，与降噪原理无关，故A错误； B．要产生稳定干涉波形，两列波需要频率相同、相位差恒定、振动方向相同，而这里只是说产生相应的抵消声波，未提及满足稳定干涉的条件，所以不能确定会产生振动加强点与振动减弱点相间的稳定干涉波形，故B错误； C．因为要产生抵消效果，所以噪声声波与反噪声波相位相反，这样才能相互抵消达到降噪目的，故C正确； D．若耳机的处理器出现问题，产生的反噪信号发生变化，可能无法与噪声声波有效抵消，甚至有可能与噪声叠加后使声音更强，故D正确。 故选CD。 11．智能手机的降噪技术是利用降噪麦克风采样环境噪声，经过数据处理后发出降噪声波，图乙是原理简化图，图丙是理想情况下的降噪过程，实线表示环境噪声，虚线表示降噪系统产生的降噪声波，则（　　） A．降噪过程应用了声波的衍射原理，使噪声无法从外面进入耳麦 B．降噪过程应用的是声波的干涉原理，P点振动减弱 C．降噪声波与环境噪声声波的传播速度大小相等 D．质点P经过一个周期向外迁移的距离为一个波长 【答案】BC 【详解】AB．降噪过程应用了声波的干涉相消原理，P点振动减弱，故A错误，B正确； C．降噪声波与环境噪声声波都为声波，传播速度只跟介质有关，在同一种介质中速度大小相等，故C正确； D．质点P不会随波向外迁移，故D错误。 故选BC。 12．同一均匀介质中坐标分别为和的两个振源、，从时刻开始振动，产生的机械波相向传播，时的波形如图所示。下列说法正确的是（　　） A．两列波在该介质中的周期为2s B．两列波在该介质中的波速为1m/s C．处的质点是振动减弱点 D．处的质点是振动加强点 【答案】AC 【详解】A．由图可知 两列波的周期，故A正确； B．两列波在介质中的传播速率 故B错误； CD．两波源、起振方向相同，处的质点满足 是振动减弱点； 处的质点满足 是振动减弱点，故C正确，D错误。 故选AC。 13．两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x=−0.2m和x=1.2m处，两列波的波速均为0.2m/s，振幅均为4cm，图示为t=0时刻两列波的图像，下列说法正确的是（　　） A．两列波波源的起振方向相同 B．x=0.4m处的质点为振动加强点 C．两列波的振动周期均为2s D．t=5s时x=0m处的质点运动的总路程为32cm 【答案】CD 【详解】A．波源位于x=−0.2m处的波源起振方向为y轴负方向，波源位于x=1.2m处的波源起振方向为y轴正方向，起振方向相反，故A错误； B．x=0.4m处的质点与两波源的波程差 可知x=0.4m处的质点为振动减弱点，故B错误； C．由图可知两列波的波长为λ=0.4m 周期为，故C正确； D．从t=0时刻开始，右侧的波传到x=0处的时间为 所以4s之内，在x=0处质点的路程为 之后两列波在x=0处相遇，x=0处的质点与两波源的波程差 叠加为振动减弱点，两列波的振幅相同，始终在平衡位置，因此t=5s时，x=0处的质点运动的总路程为s=s1=32cm，故D正确。 故选CD。 14．如图所示，是同一介质中两个振动完全相反的波源，产生的简谐横波叠加干涉，是其连线上两个相邻的振动加强点，的平衡位置到的距离为的平衡位置到的距离为平衡位置间的距离为，两列波的波长均为，则下列关系正确的是（    ） A． B． C．是的奇数倍 D．是的奇数倍 【答案】BD 【详解】AB．振动加强点是波峰与波峰相遇、波谷与波谷相遇点，因此相邻的两个振动加强点平衡位置的距离等于半个波长，故A错误，B正确； CD．由于两个波源振动完全相反，因此振动加强点到两个波源的路程差是半波长的奇数倍，对点有 对点有 则有，故C错误，D正确。 故选BD。 轻松学物理 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 粤教版（2019）选择性必修第一册复习讲义 第八讲 机械波的传播现象 知识梳理 一.波的干涉 波的干涉现象中振动加强点、减弱点的两种判断方法 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.波形图法 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而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．干涉图样及其特点． (1)干涉图样：如右图所示． (2)特点． 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． 二.波的衍射和多普勒效应 1.波的衍射现象是指波能绕过障碍物继续传播的现象,产生明显衍射现象的条件是缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不大或者小于波长。 2．惠更斯原理． (1)内容：介质中波动传到的各点，都可以看作是发射子波的波源，在其后的任一时刻，这些子波的包络就形成新的波面． (2)应用：惠更斯原理对任何波动过程都是适用的． 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。当波以速度v通过观察者时,时间t内通过的完全波的个数为N=,因而单位时间内通过观察者的完全波的个数,就是接收频率。 （2）当波源与观察者相互靠近时,观察者接收到的频率变大;当波源与观察者相互远离时,观察者接收到的频率变小。 三.机械波的反射和折射 1．反射现象． (1)定义：机械波遇到介质界面会返回原介质继续传播的现象． (2)特点：频率、波速和波长都不变． 2．折射现象． (1)定义：机械波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生改变的现象． (2)特点：频率不变，波速和波长发生改变． 3．反射和折射是波的普遍性质 4.(1)波的频率是由振源决定的，介质中各个质点的振动都是受迫振动，因此不论是反射还是折射，波的频率是不改变的。 (2)波速是由介质决定的，波反射时是在同一均匀介质中传播，因此波速不变，波折射时是在不同介质中传播，因此波速改变。 (3)波长是由频率和波速共同决定的，即在波的反射中，由于波的频率和波速均不变，根据公式λ＝vf可知波长不改变；在波的折射中，当进入新的介质中波速增大时，由λ＝vf可知波长变长，反之变短． 考向分析 考向一：波的反射和折射 例1.关于波的折射，下列说法正确的是（　　） A．波从一种介质进入另一种介质时，传播方向不会发生改变 B．入射角等于折射角 C．入射角的正弦值等于折射角的正弦值 D．入射角的正弦值与折射角的正弦值的比值是常数 例2.如图所示为一列水波在深度不同的水域传播时发生的折射现象，与折射前相比，折射后波的（　　） A．波速变大 B．波速变小 C．频率变小 D．频率变大 例3.波是传递能量的一种方式。某一简谐波的振幅为A、圆频率为（在波传播过程中保持不变），用表示波在传播过程中的平均能量密度，即单位体积内具有的能量，则有，（为介质的密度）；用I表示波在传播过程中的能流密度，即单位时间内流过垂直传播方向的单位面积上的平均能量。若不计传播过程中的能量损耗，该简谐波沿直线传播的速度为v，则有（　　） A． B． C． D． 例4.．以下关于波的认识，正确的是（　　） A．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理 B．超声波雷达的工作原理是利用波的折射 C．惠更斯原理可以解释波的反射，不可以解释波的折射现象 D．隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的 考向二：波的衍射 例1.一列沿轴传播的简谐横波，时刻的波形图如图1所示，是介质中的两个质点，图2是质点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A．该波沿轴正方向传播 B．该波在传播过程中遇到20m的障碍物，能发生明显衍射现象 C．质点在4s内沿轴传播的距离为4m D．质点在2s内运动的路程为20cm 例2.某运动员在花样游泳比赛中，有这样一场景：用手拍皮球，水波向四周散开。如图所示，波源 O起振方向向下，垂直于水平介质平面做简谐运动，所激发的水波可视为横波在均匀介质中向四周传播。时，离O点10m的质点A开始振动；时，离O点20m的质点B开始振动，此时质点A第4次（刚开始振动时记为第0次）回到平衡位置。下列说法正确的是（　　） A．时，质点A的振动方向向上 B．该波遇到尺寸为1m的障碍物会发生明显衍射现象 C．该波周期为 D．该波传播速度为 例3.“稻花香里说丰年，听取蛙声一片。”图甲所示为青蛙通过振动鸣囊产生水面波动，其周期性振动在水面形成机械波。某时刻波形可抽象为沿x轴传播的简谐横波（如图乙），取青蛙位置为坐标原点O，P为波阵面上某一点。已知波速，则（　　） A．该时刻P点的振动方向向上 B．该青蛙鼓囊鸣叫的频率为0.5Hz C．水面上大小为6cm的小石头不能阻挡水波的继续传播 D．若水中再有一只青蛙鼓囊鸣叫，则两列水波一定会产生干涉 例4.一简谐横波在均匀介质中传播，波速为2m/s，一个波峰和波谷之间的横向距离为2m，纵向距离为5m，则下列关于该波的说法正确的有（　　） A．周期可能为4s B．频率可能为0.5Hz C．可能与同一介质上振动方程为 的质点产生的波发生干涉 D．该波通过半径为4m的孔隙时，一定不能发生衍射现象 考向三：波的叠加原理 例1.如图所示为时，两列同频率的简谐横波在同一介质中产生干涉波的示意图，实线表示波峰，虚线表示波谷。已知两列波的振幅均为4cm，波速为4m/s，波长为0.8m，点是连线和连线的交点，下列说法正确的是（　　） A．图中只有、、、四点是振动减弱点 B．图中A、、、点的振幅都是8cm C．时刻，点正在向下振动 D．时，点位于平衡位置 例2.两位同学分别在两端抖动水平细绳，形成甲、乙两列简谐横波。已知甲、乙两波源相距12.5m，甲、乙两列波的波速均为1.0m/s，周期为，距离乙波源6m的质点O处标记一个红色点。某一时刻的波形图如图所示，从该时刻开始计时，下列说法正确的是（　　） A．甲乙两列波的波长之比为 B．在图示时刻，质点P向上振动，质点Q向下振动 C．时，质点O开始向上振动 D．时，质点O到达波峰位置 例3.如图1是摄影师航拍到钱塘江两波潮水娓娓向对方走来，交织在一起形成壮观的景象。其原理为两列平面波相遇的干涉现象，可将两列波简化成如图2示意图其中实线表示波峰，虚线表示波谷，甲、乙两列频率均为的水波以的速度传播，振幅均为，波面间形成夹角，此时O点刚要开始起振，C点距O点8m，则（　　） A．B点是振动减弱点 B．此后经过，波传到C点 C．到图中时刻为止，A点经过的总路程比B点多 D．干涉稳定后，O、C连线间只有三个振动加强点不含C、 例4.在同一均匀介质中，位于和处的两个波源和均沿轴方向做简谐运动，形成横波和，时的波形图如图所示，此时波和波分别传播到和处。时波、恰好相遇，则下列说法正确的是（　　） A．时，质点沿轴负方向运动 B．波a和波b的波速都是1 m/s C．x=3 m处的质点起振方向沿y轴负方向 D．M、N之间（不包括M、N）有8个点振动一直加强 考向四：波的干涉 例1.同步振动、频率相同、振幅均为A的两列水波在水面上相遇后，在它们重叠的区域形成如图所示的图样，其中实线代表波峰，虚线代表波谷。在图示时刻，M为波峰与波峰相遇点、N为波谷与波谷相遇点、P为波峰与波谷相遇点。则以下说法正确的是（　　） A．质点M为振动加强点，始终处于波峰 B．质点P是振动减弱点，其位移始终为0 C．质点N是振动减弱点，其振幅等于2A D．振动加强和减弱的区域在水面上的位置随时间推移逐渐变化 例2.．x轴上两波源的平衡位置坐标分别为m和m，时两波源同时开始沿y轴方向振动，产生的两列简谐横波沿x轴相向传播，s时的波形如图所示，质点b的平衡位置坐标为m，质点p的平衡位置坐标为m，下列说法正确的是（　　） A．两列波的波长均为6m B．两列波的波速均为1m/s C．稳定时质点b、p均为振动减弱点 D．0~10s内质点b通过的路程为60cm 例3.伐木时，被切割的木材会产生高频和低频声波，则（　　） A．低频声波的波长更短 B．高频声波的传播速度更快 C．低频声波更容易发生明显的衍射现象 D．高频和低频声波叠加时会产生干涉现象 例4.如图甲所示，在平静湖面上的处发生振动时，会形成沿水面传播的水波，将该水波视为简谐横波，时刻的波形图如图乙所示，其中实线和虚线分别表示波峰和波谷，此时质点、、分别位于波峰或波谷处。已知该波源的振动周期为，下列说法正确的是（　　） A．经过时间，质点恰好运动到质点处 B．质点、平衡位置之间的距离大于波长 C．质点、的振动速度始终大小相等，方向相反 D．时，质点、的振动速度大小相等，方向相同 例5.两列简谐横波在同一均匀介质中相向传播.波源产生的波沿x轴正方向传播，波源产生的波沿x轴负方向传播，波速均为5m/s，s时刻的波形如图所示，则（    ） A．两列波能发生稳定的干涉现象 B．波源起振0.4s后波源才起振 C．波源和波源的起振方向相反 D．波源的周期为1.6s 考向五：生活中常见的波的干涉现象 例1.控制噪声的基本原则是设法将噪声的能量转化为其他形式的能量，如图所示是一种利用薄板消除噪声的方法。将薄板安放在框架上，并与框架之间留有一定的空气层，当声波入射到薄板上时，引起板的振动。由于板本身的内耗使振动的能量转化为热量。改变薄板的材料和空气层的厚度，可有效消除不同频率的噪声。下列说法正确的是（　　） A．薄板振动频率始终与入射声波的频率相等 B．随着入射声波频率的增加，薄板振动的幅度一定增大 C．当噪声停止后，薄板振动频率仍等于原噪声频率，但振幅减小 D．该系统可有效消除的噪声频率范围在其可调节的共振频率之间 例2.手机上一般会有两个麦克风，一个比较大的位于手机下方，另一个位于手机顶部。小明同学查阅手机说明书后知道手机顶部的麦克风为降噪麦克风。该同学进一步查阅资料得知：降噪麦克风通过降噪系统产生与外界噪音相位相反的声波，与噪音叠加从而实现降噪的效果。理想情况下的降噪过程如图所示，实线对应环境噪声，虚线对应降噪系统产生的等幅反相声波。下列说法正确的是（　　） A．降噪声波的频率大于环境噪声的频率 B．降噪声波的频率小于环境噪声的频率 C．降噪麦克风的工作原理是声波的衍射 D．降噪麦克风的工作原理是声波的干涉 例3.如图甲所示为某款采用了主动降噪技术的汽车宣传海报，汽车主动降噪技术是指通过消音扬声器发出与噪音源相位相反、幅度相同的降噪声波，与外界噪音叠加以达到汽车降噪的一种降噪技术。如图乙所示为理想情况下的降噪过程，实线表示噪音声波，虚线表示降噪声波，假设两声波均为简谐波，下列说法正确的是（　　） A．主动降噪技术应用了波的衍射原理 B．噪音声波和降噪声波的波速大小一定相等 C．图乙中噪音声波和降噪声波的频率可以不相等 D．图乙中噪音声波和降噪声波相遇的P点的振幅增大 例4．现在的智能手机大多有“双MIC降噪技术”，简单说就是在通话时，辅助麦克风收集背景音，与主麦克风音质信号相叠加来降低背景噪音，如图甲所示，通过这种技术，在嘈杂的环境中，通话质量也有极高的保证。如图乙所示是原理简化图，如图丙所示是理想情况下的降噪过程，实线表示环境噪声，虚线表示降噪系统产生的降噪声波，则下列说法正确的是（　　） A．降噪过程应用了声波的衍射原理，使噪声无法从外面进入耳麦 B．降噪过程应用的是声波的干涉原理，P点振动减弱 C．降噪声波与环境噪声声波的波长不相等 D．质点P经过一个周期向外迁移的距离为一个波长 考向六：多普勒效应 例1.如图，安装在公路旁的多普勒测速仪，它向行驶中的车辆发射已知频率的超声波。并接收被车辆反射回来的反射波。当某汽车远离测速仪时，被该汽车反射回来的反射波与测速仪发出的超声波相比（　　） A．频率变小，波速不变 B．频率不变，波速变大 C．频率变小，波速变小 D．频率变大，波速变大 例2.有一飞机模型在水平面内以恒定速率做圆周运动，该飞机模型装有两冲程的活塞式发动机作为动力，发动机工作时会发出嗡嗡的声响。操纵者站的位置刚好在模型飞机轨迹圆心的正下方，下列说法正确的是（　　） A．操纵者听到发动机工作时发出的声音音调是变化的 B．发动机发出声音的频率在变化 C．场边的观众听到的声音音调忽高忽低地作周期性变化 D．场边的观众听到的声音音调一定高于操纵者听到的声音音调 例3.如图所示为一辆救护车在道路上匀速行驶时，用软件拟合其产生的声波的图样，图中的圆表示波峰。下列说法正确的是（　　） A．该图表示的是干涉现象 B．左侧波的频率小于右侧波的频率 C．前侧波的频率大于后侧波的频率 D．单位时间内前侧接收的完全波个数与后侧的相同 例4.在天文学上，通过对比某些元素在地球上的发光频率和地球上接收到遥远星系发出的光的频率可以判断遥远星系相对于地球的位置变化。现观测到某遥远星系所发出的光谱呈现“红移”，即接收到的光的波长增大。下列说法正确的是（　　） A．遥远星系发出光的频率增大 B．遥远星系发出光的波长增大 C．该星系正在靠近观察者 D．该星系正在远离观察者 巩固练习 一、单选题 1．关于下列四幅图所涉及的物理知识，描述正确的是（　　） A．图甲，水中的气泡看上去特别明亮，主要原因是光的折射 B．图乙，一束复色光进入水珠后被分成a、b两束光，由图可知a光频率大于b光 C．图丙，两列水波产生了干涉图样，则这两列水波的振幅一定相同 D．图丁，人造地球卫星经过地面跟踪站上空，跟踪站接收到的信号频率先增大后减小 2．为了提高松树上松果的采摘率和工作效率，工程技术人员利用松果的惯性发明了用振动器使松果落下的装置。如图所示，将振动器固定在树干上，机车带动振动器振动树干，使松果落下。下列相关说法正确的是（　　） A．随着振动器频率的增加，树干振动的幅度一定增大 B．振动器以固定频率稳定工作后，树干越细的树木振动频率越大 C．当振动器的频率与树干的固有频率相同时，采果效果最好 D．当拾果工人快速远离采摘机时，他听到采摘机振动音调变高 3．如图，机场地勤人员通过佩戴降噪耳机，能减少噪声对耳部的伤害。降噪耳机内设有麦克风，用来收集噪声信号，同时耳机的处理器会发出与噪声振幅、频率相同而相位相反的声波，从而达到消声的效果。降噪耳机消声的原理是利用（　　） A．声波的干涉 B．声波的衍射 C．声波的反射 D．声波的多普勒效应 4．某次地震震源附近两列振幅和频率均相同的地震横波在某一时刻形成的波形如图所示，实线为波峰，虚线为波谷，a、b、c、d为地壳中的四个位置，则下列说法正确的是（　　） A．位置a此时的速度最大，加速度为零，为振动加强点 B．位置a、b连线间的振动加强点有无穷多个 C．位置d将在下一刻发生振动 D．此时位置a、b、c位移始终达到最大 5．两列简谐波a、b沿x轴相向而行，波速均为，两波源分别位于A、B处，时的波形如图所示。P为A、B间的一点，下列说法正确的是（　　） A．简谐波a的频率为2Hz B．简谐波b的周期为2s C．P点的起振方向向下 D．s时，质点P的位移为0 6．渔船常利用回声探测器发射的超声波来探测远处的鱼群与障碍物的方位。已知某超声波的频率为，时刻该超声波在水中传播的波动图像如图所示，此时介质中质点向轴负方向运动。下列说法正确的是（　　） A．该超声波沿轴负方向传播 B．时质点和质点的运动方向相反 C．该声波遇到尺寸约为1.5m的障碍物时会发生明显衍射 D．渔船逐渐靠近鱼群时，探测器接收到的回声频率仍为 7．如图所示为某一时刻波源在水槽中形成的水波，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，已知两列波的频率相同，振幅相同，则下列说法正确的是（    ） A．a点的位移始终最大，等于两列波的振幅之和 B．c点的频率等于两波源的频率之和 C．c点的振动始终减弱，d点的振动始终加强 D．再经过四分之一个周期，b、c两点的位移均为零 8．如图为一款噪声消除器，它的主要工作原理是通过发出与噪声相匹配的声波，让该声波与噪声相遇相消，从而有效降低噪声。关于该噪声消除器，下列说法正确的是（　　） A．其主要工作原理为波的衍射 B．其主要工作原理为多普勒效应 C．要达到最佳降噪效果，发出的声波的频率应和噪声的频率相同 D．要达到最佳降噪效果，发出的声波的相位必须和噪声的相位相同 9．现代军舰多利用声呐探测水下目标。图甲是某舰搭载的声呐发出的一列超声波在t=0时刻的波形图，图乙是质点P的振动图像，则（　　） A．超声波沿x轴负方向传播 B．超声波波速为1500m/s C．舰艇行驶速度越快，声呐发出超声波的频率越大 D．超声波遇到大尺寸障碍物可以发生明显的衍射现象 二、多选题 10．在机场等强噪声环境下佩戴降噪耳机可以保护人们的健康．降噪耳机内设有麦克风，用来收集周围环境中的噪声信号，耳机的处理器能够预测下一时刻噪声的情况，并产生相应的抵消声波，再由耳机放出，可以有效降低噪音，如图所示。下列相关说法正确的是（　　） A．降低噪音的原理是利用了声波的多普勒效应 B．噪声声波与反噪声波叠加会产生振动加强点与振动减弱点相间的稳定干涉波形 C．噪声声波与反噪声波相位相反 D．若耳机的处理器出现问题，产生的反噪信号发生变化，有可能会听到更强的噪声 11．智能手机的降噪技术是利用降噪麦克风采样环境噪声，经过数据处理后发出降噪声波，图乙是原理简化图，图丙是理想情况下的降噪过程，实线表示环境噪声，虚线表示降噪系统产生的降噪声波，则（　　） A．降噪过程应用了声波的衍射原理，使噪声无法从外面进入耳麦 B．降噪过程应用的是声波的干涉原理，P点振动减弱 C．降噪声波与环境噪声声波的传播速度大小相等 D．质点P经过一个周期向外迁移的距离为一个波长 12．同一均匀介质中坐标分别为和的两个振源、，从时刻开始振动，产生的机械波相向传播，时的波形如图所示。下列说法正确的是（　　） A．两列波在该介质中的周期为2s B．两列波在该介质中的波速为1m/s C．处的质点是振动减弱点 D．处的质点是振动加强点 13．两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x=−0.2m和x=1.2m处，两列波的波速均为0.2m/s，振幅均为4cm，图示为t=0时刻两列波的图像，下列说法正确的是（　　） A．两列波波源的起振方向相同 B．x=0.4m处的质点为振动加强点 C．两列波的振动周期均为2s D．t=5s时x=0m处的质点运动的总路程为32cm 14．如图所示，是同一介质中两个振动完全相反的波源，产生的简谐横波叠加干涉，是其连线上两个相邻的振动加强点，的平衡位置到的距离为的平衡位置到的距离为平衡位置间的距离为，两列波的波长均为，则下列关系正确的是（    ） A． B． C．是的奇数倍 D．是的奇数倍 轻松学物理 1 学科网（北京）股份有限公司 $