第14章 第3节 波的衍射、干涉和多普勒效应-【高考零起点】2026年新高考物理总复习学用Word（艺考）

该高中物理高考复习学案系统梳理了波的衍射、干涉和多普勒效应三大核心考点，按现象本质、条件规律、应用场景构建知识网络，通过情境化问题链和任务驱动设计，引导学生自主推导衍射条件、干涉加强减弱规律及多普勒效应公式，形成完整的波动现象认知框架。 亮点在于诊断性自测与科学思维培养结合，开篇设置11道覆盖三大考点的真题演练题，学生可通过错题定位薄弱环节，结合解析中的波形平移法、叠加原理等科学推理方法自主提升。每个考点配有反思总结表，帮助学生个性化梳理知识漏洞，培养模型建构与科学论证素养，教师可依学情精准指导，实现高效备考。

第三节　波的衍射、干涉和多普勒效应 1.波可以绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射。衍射是波特有的现象。 2.当缝、孔的宽度或障碍物的尺寸与波长相差不多或者比波长更小时才会有明显的衍射现象。 3.频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，而且振动加强的区域和振动减弱的区域相互隔开，这种现象叫做波的干涉。所形成的图样叫做干涉图样，波的干涉是波特有的现象。 4.频率不同的波也可发生干涉，但不能形成稳定的干涉图样。 5.两列波叠加，任何一个质点的总位移都等于两列波分别引起的位移的矢量和。 6.两列振动步调一致的波发生干涉现象，如果某区域中心到两列波波源处的距离差等于波长的整数倍，则该区域振动加强；如果某区域中心到两列波波源处的距离差等于半波长的奇数倍，则该区域振动减弱。 7.由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者接收到的波的频率与波的实际频率不同的现象叫做多普勒效应。 8.当观察者相对波源静止时，观察者接受到的频率等于波的频率；当观察者相对波源靠近时，观察者接受到的频率大于波的频率；当观察者相对波源远离时，观察者接受到的频率小于波的频率。 9.设波源S振动的频率为f，波源和观察者A沿同一直线运动，相对于地面的速度分别为vS和vA。波在介质中的传播速度为vP，且vS＜vP，vA＜vP，则观察者接收到的频率f'=f。 　　　　　　　　 1.如图所示是观察水面波衍射的实验装置，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)之间距离表示1个波长。则 (　　) A.水面波经过孔后波速会改变 B.水面波经过孔后波纹间距离可能变大 C.若波源频率增大，衍射现象更明显 D.如果将孔扩大，可能观察不到明显的衍射现象 2.(2021浙江卷)将一端固定在墙上的轻质绳在中点位置分叉成相同的两股细绳，它们处于同一水平面上。在离分叉点相同长度处用左、右手在身体两侧分别握住直细绳的一端，同时用相同频率和振幅上下持续振动，产生的横波以相同的速率沿细绳传播。因开始振动时的情况不同，分别得到了如图甲和乙所示的波形。下列说法正确的是 (　　) A.甲图中两手开始振动时的方向并不相同 B.甲图中绳子的分叉点是振动减弱的位置 C.乙图中绳子分叉点右侧始终见不到明显的波形 D.乙图只表示细绳上两列波刚传到分叉点时的波形 3.(2025山东卷)甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中沿x轴相向传播，波速均为2 m/s。t=0时刻二者在x=2 m处相遇，波形图如图所示。关于平衡位置在x=2 m处的质点P，下列说法正确的是(　　) A.t=0.5 s时，P偏离平衡位置的位移为0 B.t=0.5 s时，P偏离平衡位置的位移为－2 cm C.t=1.0 s时，P向y轴正方向运动 D.t=1.0 s时，P向y轴负方向运动 4.(2024安徽卷)某仪器发射甲、乙两列横波，在同一均匀介质中相向传播，波速v大小相等。某时刻的波形图如图所示，则这两列横波(　　) A.在x=9.0 m处开始相遇 B.在x=10.0 m处开始相遇 C.波峰在x=10.5 m处相遇 D.波峰在x=11.5 m处相遇 5.两列沿相反方向传播的振幅和波长都相同的半波，如图甲所示，在相遇的某一时刻两列波“消失”，如图乙，此时图中a、b质点的振动方向是 (　　) 第5题图 A.a向上，b向下 B.a向下，b向上 C.a、b都静止 D.a、b都向上 6.(多选)如图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3 cm(且在图中所示范围内振幅不变)，波速为2 m/s，波长为0.4 m，E点为B、D连线和A、C连线的交点。下列叙述正确的是 (　　) 第6题图 A.A、C两点都是振动加强点 B.直线BD上的所有点都是振动加强点 C.E点振动的频率为10 Hz D.B、D两点在该时刻的高度差为12 cm 7.(多选)如图所示为两列相干波某时刻的波峰和波谷位置，实线表示波峰，虚线表示波谷，相邻实线与虚线间的距离为0.2 m，波速为1 m/s，在图示范围内可以认为这两列波的振幅均为1 cm，C点是B、D两点连线的中点，则 (　　) A.图示时刻A、B两点的高度差为2 cm B.图示时刻C点正处在平衡位置且向上运动 C.F点到两波源的路程差为零 D.经0.1 s，A点的位移为零 8.如图所示，向左匀速运动的小车发出频率为f的声波，车左侧A处的人感受到的声波的频率为f1，车右侧B处的人感受到的声波的频率为f2，则 (　　) A.f1＜f，f2＜f B.f1＜f，f2＞f C.f1＞f，f2＞f D.f1＞f，f2＜f 9.(多选)如图甲所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，据图乙，下列关于女同学的感受的说法正确的是 (　　) A.女同学从A向B运动过程中，她感觉哨声音调变高 B.女同学从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变高 C.女同学在点C向右运动时，她感觉哨声音调不变 D.女同学在点C向左运动时，她感觉哨声音调变低 10.(2024黑吉辽卷)某同学自制双缝干涉实验装置，在纸板上割出一条窄缝，于窄缝中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成双缝，将该纸板与墙面平行放置，如图所示。用绿色激光照双缝，能在墙面上观察到干涉条纹。下列做法可以使相邻两条亮纹中央间距变小的是(　　) A.换用更粗的头发丝 B.换用红色激光照双缝 C.增大纸板与墙面的距离 D.减小光源与纸板的距离 11.(2023江苏卷)用某种单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图乙所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变为原来的 (　　) A. B. C. 2倍 D. 3倍 第三节　波的衍射、干涉和多普勒效应 典例精析 巩固练习 1.D　【解析】波的传播速度取决于介质，由于经过孔之后仍在水中传播，则水面波经过孔后波速不变，故A错误；由于同一列波的频率不变，而衍射前后波速相同，故衍射前后波长相同，波纹间距离不变，故B错误；由于介质不变，故水波的波速不变，而波的频率增大后，则波的波长变短，而孔缝的宽度不变时，波长越小，衍射越不明显，故C错误；如果将孔扩大，有可能造成孔的宽度大于波的波长，而只有当孔、缝的宽度与波长差不多或者比波长还小时，能够发生明显的衍射现象，故D正确。故选D。 2.C　【解析】甲图中两手开始振动时的方向相同，则甲图中分叉点是振动加强的位置，所以A、B错误；乙图中两手开始振动时的方向恰好相反，则乙图中分叉点是振动减弱的位置，则在分叉点的右侧终见不到明显的波形，所以C正确，D错误。故选C。 3.BC　【解析】在0.5 s内，甲、乙两列波传播的距离均为Δx=vΔt=2×0.5 m=1 m。根据波形平移法可知，t=0.5 s时，x=1 m处甲波的波谷刚好传到P处，x=3 m处乙波的平衡位置振动刚好传到P处，根据叠加原理可知，t=0.5 s时，P偏离平衡位置的位移为－2 cm，故A错误，B正确；在1.0 s内，甲、乙两列波传播的距离均为Δx'=vΔt'=2×1.0 m=2 m，根据波形平移法可知，t=1.0 s时，x=0甲波的平衡位置振动刚好传到P处，x=4 m处乙波的平衡位置振动刚好传到P处，且此时两列波的振动都向y轴正方向运动，根据叠加原理可知，t=1.0 s时，P向y轴正方向运动，故C正确，D错误。 4.C　【解析】由题意可知两列波的波速相同，所以相同时间内传播的的距离相同，故两列横波在x=11.0 m处开始相遇，故A、B错误；甲波峰的坐标x1=5 m，乙波峰的坐标x2=16 m，由于两列波的波速相同，所以波峰在x'=5 m＋ m=10.5 m处相遇，故C正确，D错误。 5.B　【解析】在相遇时，振动方向相同，则振动加强；振动方向相反，则振动减弱。由于两列完全相同的波，则会出现波“消失”的现象。当相遇后，波又会出现原有的形状，所以a质点的振动方向是向下，b质点的振动方向是向上。B正确，A、C、D错误。 6.BD　【解析】A、C两点都是波峰与波谷相遇的位置，都是振动减弱点，故A错误；B点是波谷与波谷相遇的位置，D点是波峰与波峰相遇的位置，根据波形的特点可知直线BD上所有的点都是振动加强点，故B正确；E点振动的频率f==5 Hz，故C错误；B、D两点在该时刻的高度差h=4A=12 cm，故D正确。故选B、D。 7.BD　【解析】如题图所示为频率相同的两列相干波相叠加的现象。实线表波峰，虚线表波谷，则A、D是波峰与波峰相遇，B点是波谷与波谷相遇，它们均属于振动加强区。由于振幅是1 cm，A点是波峰与波峰相遇，则A点相对平衡位置高2 cm。而B点是波谷与波谷相遇，则B点相对平衡低2 cm。所以A、B相差4 cm。故A错误。图示时刻C点是处于平衡位置，因下一个波峰经过C点，所以向上运动，故B正确。由题图可知，F点到两波源的路程差为半个波长的奇数倍，故C错误。因周期T== s=0.4 s，所以经0.1 s，A点处于平衡位置，即其的位移为零，故D正确。 8.D　【解析】由题意可知，声源正在靠近A处的人，由多普勒效应可知，他接收的频率变大，即f1＞f；声源远离B处的人，他接收频率的变小，即f2＜f。D正确。 9.AD　【解析】女同学从A向B运动过程中，她有靠近声源的趋势，根据多普勒效应，她感到哨声音调变高，故A正确；女同学从E向D运动过程中，她有远离声源的趋势，她感到音调变低，故B错误；女同学在C点向右运动时，她有靠近声源的趋势，根据多普勒效应，她感到哨声音调变高，故C错误；女同学在C点向左运动时，她有远离声源的趋势，她感到音调变低，故D正确。 10.A　【解析】由于干涉条纹间距Δx=λ，可知：换用更粗的头发丝，双缝间距d变大，则相邻两条亮纹中央间距Δx变小，故A正确；换用红色激光照双缝，波长变长，则相邻两条亮纹中央间距Δx变大，故B错误；增大纸板与墙面的距离l，则相邻两条亮纹中央间距Δx变大，故C错误；减小光源与纸板的距离，不会影响相邻两条亮纹中央间距Δx，故D错误。 11.B　【解析】根据双缝干涉的条纹间距与波长关系有Δx=λ。由题图知Δx乙= 2Δx甲，则d乙=d甲，故选B。 学科网（北京）股份有限公司 $