第27讲 机械波的干涉、衍射和多普勒效应（复习讲义）（上海专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

该高中物理讲义围绕机械波的反射、折射、干涉、衍射及多普勒效应等高考核心考点，按“现象-规律-应用”逻辑构建知识框架，通过知识解构梳理基础规律，考向破译归纳解题范式，真题溯源强化实战感知，帮助学生系统突破难点，形成完整知识体系。 资料以科学思维为导向，创新采用“模型建构+对比分析”教学策略，如在干涉现象中通过路程差规律建立加强减弱判断模型，培养学生科学推理能力。设置例题与变式训练分层突破，配合真题反馈，确保高效复习，助力学生掌握应考方法，为教师精准把控复习节奏提供有力支持。

第27讲 机械波的干涉、衍射和多普勒效应 目录 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 知●识●解●构 知识点01 机械波的反射 知识点02 机械波的折射 知识点03 机械波的独立传播和叠加原理 知识点04 机械波的干涉现象 知识点05 机械波的衍射现象 知识点06 多普勒效应 考●向●破●译 考向01 机械波的反射和折射的基本规律 考向02 机械波的干涉现象 考向03 机械波干涉的应用 考向04 机械波的衍射现象 考向05 机械波发生明显衍射的条件 考向06 机械波的多普勒效应 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 选择题 × × × 填空题 × √ × 计算题 × × × 实验题 × × × 综合题 × √ × 考情分析 1．机械振动和机械波的知识点难度不大，知识点比较独立和分散，所以高考的题型比较分散，各种题型都有可能，但总分值不会太高。 2. 单摆实验有一定的典型性，近年都没有出现，所以考查的可能性增加。 3. 考题场景以物理模型、生活场景、航空科技、电磁现象均有可能。 复习目标 1. 了解机械波反射定律和折射定律，以及机械波折射过程中频率、波长和波速的变化规律。 2. 了解波的独立传播和叠加原理。 3. 了解机械波干涉现象、发生条件、原理以及应用。 4. 了解机械波发生明显衍射现象的条件。 5. 了解多普勒效应现象和原理，了解利用多普勒效应测速的原理和应用。 思维建模·脉络梳理 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 知●识●解●构 知识点01 机械波的反射 1．反射现象：波遇到介质界面会返回来继续传播的现象。 2．反射角与入射角 (1)入射角：入射波的波线与法线的夹角，如图中的α。 (2)反射角：反射波的波线与法线的夹角，如图中的β。 3．反射定律：反射波线、法线、入射波线在同一平面内，且反射角等于入射角。 4．基本规律：波长、频率、波速都不变，只是传播方向改变。 知识点02 机械波的折射 1．波在传播过程中，从一种介质进入另一种介质时，波传播的方向发生偏折的现象叫作波的折射。 2．一切波都会发生折射现象。 3．波的折射 (1)折射角(γ)：折射波的波线与两介质界面法线的夹角γ叫做折射角，如图所示： (2)折射定律：入射波线、法线、折射波线在同一平面内，入射波线与折射波线分居在法线两侧。 入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一种介质中速度跟波在第二种介质中的速度之比， 即 ＝ 4．波的反射与折射的对比 波现象 比较项目　　　　 波的反射 波的折射 传播方向 改变(θ反＝θ入) 改变(θ折≠θ入) 频率f 不变 不变 波速v 不变 改变 波长λ 不变 改变 (1)频率f由波源决定，故无论是反射还是折射都不变，即与波源的振动频率相同。 (2)波速v由介质决定，所以反射波速不变，折射波速改变。 (3)据v＝λf知，反射波波长不变．折射波波长改变。 知识点03 机械波的独立传播和叠加原理 1．波的独立传播特性： 几列波相遇时各自的波长、频率等运动特征，不受其他波的影响。 2．波的叠加原理内容： 波具有独立传播性的必然结果，由于总位移是几个位移的矢量和，所以叠加区域的质点的位移可能增大， 也可能减小．如图（1）所示，两列同相波的叠加，振动加强，振幅增大； 如图（2）所示，两列反相波的叠加，振动减弱，振幅减小． （1） （2） 知识点04 机械波的干涉现象 1．定义：频率相同的两列波叠加时，某些区域的振幅加大、某些区域的振幅减小，这种现象叫作波的干涉，形成稳定的图样常常叫作干涉图样。 2．产生干涉的两个必要条件：①两列波的频率相同 ②两个波源的相位差恒定。 3．一切波都能发生干涉，干涉是波所特有的现象。 4．干涉图样及其特征： (1)加强点：波峰和波峰相遇点，波谷和波谷相遇点振动加强，振幅A＝A1＋A2 波峰和波峰相遇点，再过T/2变成波谷和波谷相遇点。 (2)减弱点：波峰和波谷相遇点振动削弱，振幅A＝|A1－A2| (3)特征： ①加强区和减弱区的位置固定不变，加强区始终加强，减弱区始终减弱。 ②某一时刻的振动加强点连线上所有点都是振动加强点。 ③两相干波源的垂直平分线是振动加强线。 ④加强区与减弱区互相间隔。 (4)原因： 波源s1传播到P点的路程是r1，波源s2传播到P点的路程是r2，∆r=| r1 - r2| ① ∆r=kλ，k=0,1,2… 即路程差等于波长整数倍（半波长的偶数倍）时，波传播到P点的相位差为2kπ振动加强。 ② ∆r=kλ+，k=0,1,2… 即路程差等于半波长奇数倍时，波传播到P点的相位差为2kπ+π，振动减弱。 5．干涉的应用： 干涉消音器：通过巧妙地设计反射结构和控制声波的相位差，实现了对噪声的有效削弱。 如上图，从r2传播的声波与原来r1传播的声波相遇，由于它们的相位不同（通常是180度的奇数倍），这些声波会产生干涉效果。干涉效应可以导致声波的振幅增强或减弱，从而影响噪声的大小。 知识点05 机械波的衍射现象 1．定义：波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫作波的衍射。 2．发生明显衍射的条件：缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小。 3．衍射规律 (1)一切波都能发生衍射现象，只有波才能发生衍射。 (2)波的直线传播只是在衍射不明显时的近似。 (3)波长越大，缝宽越小，越容易产生明显的衍射现象。 (4)衍射后波长，频率，波速不变。 4．衍射现象的判断方法 (1)看波从波源传出后是否偏离了直线传播，只要偏离，即 “拐弯”，就认为是发生衍射。 (2)波长大小可以从题图中判断，两个相邻波峰之间间距即为波长。 知识点06 机械波的多普勒效应 1.音调：音调由频率决定，频率高则音调高，频率低则音调低。 观察者听到的声音的音调是由观察者接收到的频率即单位时间内接收到的完全波的个数决定的。 2.波源频率和接收频率； (1)完全波：波源完成一次全振动，向外发出一个波长的波，称为一个完全波。 (2)波源频率：单位时间内波源发出的完全波的个数。 (3)接收频率：观察者在单位时间内接收到的完全波的个数，即感觉到波的频率。 3.多普勒效应： 波源与观察者有相对运动时（靠近或远离），接收到的波的频率都会发生变化（高于波源频率或低于波源频率）的现象。 波源与观察者相互靠近时，感觉声音“尖锐”，而相互远离时感觉声音“低沉”。 4. 多普勒效应的常见情况： 相对位置 图示 结论 波源S和观察者A相对静止不动 f波源＝f观察者，音调不变 波源S不动，观察者A运动，由A→B或A→C 靠近波源，由A→B，则f波源<f观察者，音调变高； 远离波源，由A→C，则f波源>f观察者，音调变低 观察者A不动，波源S运动，由S→S2 f波源<f观察者，音调变高 5.多普勒效应的拓展理解： (1)发生多普勒效应时波源频率（周期）并没有发生改变，而是观察者感觉频率有改变。 (2)由于运动的相对性，描述波源与观察者的运动一般用介质做为参考系。 既可以是波源运动，也可以是观察者运动，也可以是两者以不同速度运动。 (3)当观察者远离声源速度大于声音传播速度时，将听不到声音。 (4)多普勒效应不仅机械波会发生，电磁波也会发生，即一切波动都会发生多普勒效应。 6. 多普勒效应的应用： 当两者相互远离时，观察者接收到的波的频率变小；当两者相互靠近时，观察者接收到的波的频率变大，但波源的频率不变。因此利用观察到频率的变化计算出波源的运动速度。 (1).测车辆速度；交警向行进中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度. (2).测星球速度；测量星球上某些元素发出的光波的频率，然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照，可得星球靠近或远离我们的速度. (3).测血流速度；向人体内发射已知频率的超声波，超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就可得血流速度，彩超即利用此原理。 考●向●破●译 考向01 机械波的反射和折射的基本规律 例1.一列波在第一种均匀介质中的波长为λ1，在第二种均匀介质中的波长为λ2，且λ1＝3λ2，那么波在这两种介质中的频率之比和波速之比分别为（ ） A．3∶1　1∶1　 B．1∶3　1∶4 C．1∶1　3∶1　 D．1∶1　1∶3 【答案】C 【解析】同一列波频率不变，由v＝λf知，＝＝。故C选项正确。故选C。 【变式训练1】（24-25高二上·上海·阶段练习）当波沿着介质传到边界时，除了会发生反射，一部分波会穿过边界进入另一种介质，并改变传播方向，这就是波的 。如图所示，在水槽底部放置一块玻璃板，使得水槽B区域的深度比A区域浅。由于水波在深水区和浅水区的传播速度不同，可将深水区和浅水区看作两种介质。波由深水区进入浅水区后波的传播速度 （选填“变大”、“变小”），传播方向也发生了变化。 【答案】折射 变小 【详解】[1][2]当波沿着介质传到边界时，除了会发生反射，一部分波会穿过边界进入另一种介质，并改变传播方向，这就是波的折射。由图可见浅水区B区域的折射率大，由公式 所以波由深水区进入浅水区后波的传播速度变小。 考向02 机械波的干涉现象 例1. 如图所示，和是两相干水波波源，它们振动同步且振幅相同，振幅。实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷。已知两列波的波长均为三质点的平衡位置在同一直线上，且B点为AC连线的中点。下列说法正确的是（　　） A．A点处于振动最弱的区 B．C点处于振动的最强区 C．此时A、C两点的竖直高度差为20cm D．再经过半个周期，质点A点振动最弱 【答案】B 【详解】A．A点是波峰与波峰相遇处，A点处于振动的加强区，故A错误； B．C点是波谷与波谷相遇处，C点处于振动的加强区，故B正确； C．A点处与C点处振动都加强，振幅都为 A'=2A=2×10 cm=20 cm 此时A、C两点的竖直高度差为 Δh=2A'=2×20 cm=40 cm 故C错误； D．质点A只上下振动，不会随波迁移，始终是振动加强点，故D错误。 【变式训练1】（25-26高二上·全国·课前预习）如图所示为甲、乙两列简谐横波在同一绳上传播时某时刻的波形图，甲波向右传播，乙波向左传播。质点M位于x＝0.2 m处，则下列说法正确的是（　　） A．这两列波不会发生干涉现象 B．质点M的振动总是加强 C．质点M将做振幅为10cm的简谐振动 D．由图示时刻开始，再经过甲波周期，质点M将位于波峰 【答案】B 【详解】A．两列简谐横波在同一均匀介质内传播，波速相等，由题图可知两列波的波长相等，由 可知，频率相等，所以两列波能发生干涉现象，故A错误； BC．x＝0.2m处是振动加强点，振动总是加强，振幅等于两列波振幅之和，则A＝20cm＋10cm＝30cm 则质点M将做振幅为30cm的简谐振动，故B正确，C错误； D．从题图所示时刻开始，再经过甲波周期，质点M将位于波谷，故D错误。 故选B。 考向03 机械波干涉的应用 例1. 生活中手机小孔位置内安装了降噪麦克风，其原理是通过其降噪系统产生与外界噪音相位相反的声波叠加从而实现降噪的效果。图乙表示的是理想情况下的降噪过程，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。则（　　） A．降噪过程可以消除通话中的所有背景杂音 B．降噪过程可以使外界噪音的能量消失 C．如图乙所示介质中的P点处于平衡位置，动能最大 D．降噪过程利用了声波的干涉原理 【答案】D 【详解】A．降噪过程不可以消除所有背景杂音，只能消除和降噪声波频率相同的环境声波，故A错误； BD．由图乙可以看出，降噪声波和环境声波的波长相等、频率相等且等幅反相，则两列波叠加时发生干涉，振动减弱，起到减噪的作用，但并不是使外界噪音的能量消失，故B错误，D正确； C．此时P点处于平衡位置，但是两列声波等幅反相，所以合振幅为零，即P静止，动能为零，C错误。 考向04 机械波的衍射现象 例1.（多选）下列现象或事实属于衍射现象的是（ ） A．在敲响古刹里的大钟时，停止对大钟的撞击后，大钟仍“余音未绝” B．电影院的墙壁上都被装修成坑坑洼洼的 C．听到墙外人的说话声 D．水波前进方向上遇到凸出在水面上的小石头，小石头对波的传播没有影响 【答案】CD 【解析】大钟“余音未绝”是声音的反射，A错误； 电影院的墙壁上都被装修成坑坑洼洼的，是为了便于声音向各个方向反射，B错误； 声音能绕过墙壁，是衍射现象，C正确； 水波遇到小石头发生了衍射，D正确。 【变式训练1】（多选）下列关于波的衍射的说法正确的是（ ） A．衍射是一切波特有的现象 B．对同一列波，缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多或比波长更小时，衍射现象明显 C．只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象 D．声波容易发生衍射现象是由于声波波长较大 【答案】ABD 【解析】衍射是一切波的特性，A正确，C错误； 波长小于等于物体尺寸时易发生明显衍射，B正确； 声波容易衍射，如隔墙有耳，是因为声波波长较大，D正确。 考向05 机械波发生明显衍射的条件 例1. 如图所示，正中O是水面上一波源，实、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷，A是挡板，B是小孔，经过一段时间，水面上的波形将分布于（ ） A．整个区域 B．阴影Ⅰ以外区域 C．阴影Ⅱ以外区域 D．阴影Ⅲ以外区域 【答案】B 【解析】A挡板尺寸远大于波长，不易发生衍射，B孔尺寸和波长相近，易发生衍射，所以波不能传播到I区域，能传播到II、III区域，所以B正确。 【变式训练1】（多选）一列水波通过某孔的实际情况如图所示，现把孔的尺寸变小，或者把水波的波长变大，对水波通过孔后的假想情况的四幅图中，其假想正确的图示有（ ） 【答案】AC 【解析】孔变小，或波长变大，更易发生衍射，AC正确。 考向06 机械波的多普勒效应 例1. （25-26高三上·上海宝山·期中）声呐向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比（     ）。 A．频率变低 B．频率变高 C．频率不变 【答案】B 【详解】设超声波在水中的传播速度为，鱼群靠近渔船的速度为，渔船发出超声波的频率为。 鱼群作为迎向波源运动的接收者，接收到的频率为 鱼群反射超声波时可视为靠近渔船的运动波源，渔船接收到反射波的频率为 联立解得 由于且，所以，即。 A．反射回来的超声波频率大于发出的频率，不会变低，故A错误； B．鱼群向渔船靠近，经过两次多普勒效应后，反射波频率变高，故B正确； C．鱼群相对渔船运动，反射波与发射波的频率不同，故C错误； 故选B。 【变式训练1】（25-26高二下·上海宝山·期中）无人驾驶技术已逐渐成熟，某巡航控制系统可以控制无人车在前车减速时自动减速、前车加速时自动加速。汽车使用的传感器会发射和接收调制过的无线电波，通过多普勒效应造成的频率变化来测量目标的相对距离和相对速度。若该传感器发射的无线电波的频率为f，接收到的回波的频率为，则（     ） A．当时，表明前车一定做匀速直线运动 B．当时，表明前车一定处于静止状态 C．当时，表明无人车需要相对前车减速行驶 D．当时，表明无人车需要相对前车减速行驶 【答案】D 【详解】AB．由多普勒效应可知，时，表明前车与无人车的距离保持不变，即前车与无人车保持相对静止，可能匀速，可能静止，也可能是变速，故AB错误； C．由多普勒效应可知，当时，接收到的频率增大，两车距离减小，无人车需要相对前车加速行驶，故C错误； D．由多普勒效应可知，当时，接收到的频率减小，两车距离增大，无人车需要相对前车减速行驶，故D正确。 故选D。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 （25-26高二下·上海宝山·期中）在平静的湖面上，一根树枝周期性地轻点水面某处，形成的水波近似看作简谐横波。 1．若观察到树枝轻点水面产生的水波图样如图所示，这是因为（     ） A．点击水面的频率增大了 B．点击水面的振幅增大了 C．点击水面的位置向右移动了 D．点击水面的位置向左移动了 2．如图，水面上的O点是波源，P、Q为两块固定挡板。 （1）现能观察到水面上的树叶发生振动，是因为波发生了( )现象。 A、干涉 B、衍射 （2）为了使树叶停止振动，可( )波源O的频率。 A、增加   B、减小 （3）如图所示为两列相干水波的叠加情况，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，两列波的振幅均为5cm，波速和波长分别为1m/s和0.5m， 则图示时刻A、B两质点的竖直高度差为___________cm，从图示时刻起经0.5s，BE 连线中点处P质点通过的路程为___________cm。 3．如图所示为一列简谐横波沿x轴传播的波形图，图中实线和虚线分别对应 和 时的波形曲线，介质中的质点沿y轴方向做简谐运动。 （1）求该波的振幅A和波长λ； （2）如果波沿+x方向传播，求波速v； （3）如果波速v'=100m/s，判断波的传播方向，并写出以t1时刻为计时起点、平衡位置为x=6m处的质点的振动方程。 【答案】1．C 2．B A 20 40 3．（1），；（2）；（3）沿x轴负方向传播， 【详解】1．A．波速由介质决定，则水波的波速不变，根据可知，频率增大时波长变小，即波的间距变小，但波面应还是圆形，不会形成右侧密集、左侧稀疏，故A错误； B．振幅影响振动强弱，不影响波的间距分布，故B错误； CD．图中水波右侧密集、左侧稀疏，说明波源向右移动，即点击水面的位置向右移动了，故C正确，D错误。 故选C。 2．（1）[1]水面上的O是波源，PQ为两块固定挡板，能观察到水面上的树叶发生振动，说明波绕过了障碍物继续传播，是因为波发生了衍射现象。 故选B。 （2）[2]为了使树叶停止振动，即使衍射现象不明显，可以减小波长，根据可知，由于同种介质中波速不变，可以增加波源O的频率f。 故选A。 （3）[3]因A点为峰峰相遇点，则振动加强，此时的位移为 B点为波谷相遇点，则振动加强，此时的位移为 则图示时刻A、B两质点的竖直高度差为20cm； [4]水波的周期为 因ABE连线为振动加强线，则BE的中点处P点也是振动加强点，则从图示时刻起经 P质点通过的路程为 3．（1）由图可知，振幅为，波长为 （2）在内，波沿+x方向传播的距离为 波速为， 联立解得 （3）若波速为，则传播的距离 可知波沿x轴负方向传播，时刻平衡位置为处的质点正向y轴正方向运动， 同时有， 所以平衡位置为处的质点的振动方程为 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第27讲 机械波的干涉、衍射和多普勒效应 目录 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 知●识●解●构 知识点01 机械波的反射 知识点02 机械波的折射 知识点03 机械波的独立传播和叠加原理 知识点04 机械波的干涉现象 知识点05 机械波的衍射现象 知识点06 多普勒效应 考●向●破●译 考向01 机械波的反射和折射的基本规律 考向02 机械波的干涉现象 考向03 机械波干涉的应用 考向04 机械波的衍射现象 考向05 机械波发生明显衍射的条件 考向06 机械波的多普勒效应 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 选择题 × × × 填空题 × √ × 计算题 × × × 实验题 × × × 综合题 × √ × 考情分析 1．机械振动和机械波的知识点难度不大，知识点比较独立和分散，所以高考的题型比较分散，各种题型都有可能，但总分值不会太高。 2. 单摆实验有一定的典型性，近年都没有出现，所以考查的可能性增加。 3. 考题场景以物理模型、生活场景、航空科技、电磁现象均有可能。 复习目标 1. 了解机械波反射定律和折射定律，以及机械波折射过程中频率、波长和波速的变化规律。 2. 了解波的独立传播和叠加原理。 3. 了解机械波干涉现象、发生条件、原理以及应用。 4. 了解机械波发生明显衍射现象的条件。 5. 了解多普勒效应现象和原理，了解利用多普勒效应测速的原理和应用。 思维建模·脉络梳理 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 知●识●解●构 知识点01 机械波的反射 1．反射现象：波遇到介质界面会返回来继续传播的现象。 2．反射角与入射角 (1)入射角：入射波的波线与法线的夹角，如图中的α。 (2)反射角：反射波的波线与法线的夹角，如图中的β。 3．反射定律：反射波线、法线、入射波线在同一平面内，且反射角等于入射角。 4．基本规律：波长、频率、波速都不变，只是传播方向改变。 知识点02 机械波的折射 1．波在传播过程中，从一种介质进入另一种介质时，波传播的方向发生偏折的现象叫作波的折射。 2．一切波都会发生折射现象。 3．波的折射 (1)折射角(γ)：折射波的波线与两介质界面法线的夹角γ叫做折射角，如图所示： (2)折射定律：入射波线、法线、折射波线在同一平面内，入射波线与折射波线分居在法线两侧。 入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一种介质中速度跟波在第二种介质中的速度之比， 即 ＝ 4．波的反射与折射的对比 波现象 比较项目　　　　 波的反射 波的折射 传播方向 改变(θ反＝θ入) 改变(θ折≠θ入) 频率f 不变 不变 波速v 不变 改变 波长λ 不变 改变 (1)频率f由波源决定，故无论是反射还是折射都不变，即与波源的振动频率相同。 (2)波速v由介质决定，所以反射波速不变，折射波速改变。 (3)据v＝λf知，反射波波长不变．折射波波长改变。 知识点03 机械波的独立传播和叠加原理 1．波的独立传播特性： 几列波相遇时各自的波长、频率等运动特征，不受其他波的影响。 2．波的叠加原理内容： 波具有独立传播性的必然结果，由于总位移是几个位移的矢量和，所以叠加区域的质点的位移可能增大， 也可能减小．如图（1）所示，两列同相波的叠加，振动加强，振幅增大； 如图（2）所示，两列反相波的叠加，振动减弱，振幅减小． （1） （2） 知识点04 机械波的干涉现象 1．定义：频率相同的两列波叠加时，某些区域的振幅加大、某些区域的振幅减小，这种现象叫作波的干涉，形成稳定的图样常常叫作干涉图样。 2．产生干涉的两个必要条件：①两列波的频率相同 ②两个波源的相位差恒定。 3．一切波都能发生干涉，干涉是波所特有的现象。 4．干涉图样及其特征： (1)加强点：波峰和波峰相遇点，波谷和波谷相遇点振动加强，振幅A＝A1＋A2 波峰和波峰相遇点，再过T/2变成波谷和波谷相遇点。 (2)减弱点：波峰和波谷相遇点振动削弱，振幅A＝|A1－A2| (3)特征： ①加强区和减弱区的位置固定不变，加强区始终加强，减弱区始终减弱。 ②某一时刻的振动加强点连线上所有点都是振动加强点。 ③两相干波源的垂直平分线是振动加强线。 ④加强区与减弱区互相间隔。 (4)原因： 波源s1传播到P点的路程是r1，波源s2传播到P点的路程是r2，∆r=| r1 - r2| ① ∆r=kλ，k=0,1,2… 即路程差等于波长整数倍（半波长的偶数倍）时，波传播到P点的相位差为2kπ振动加强。 ② ∆r=kλ+，k=0,1,2… 即路程差等于半波长奇数倍时，波传播到P点的相位差为2kπ+π，振动减弱。 5．干涉的应用： 干涉消音器：通过巧妙地设计反射结构和控制声波的相位差，实现了对噪声的有效削弱。 如上图，从r2传播的声波与原来r1传播的声波相遇，由于它们的相位不同（通常是180度的奇数倍），这些声波会产生干涉效果。干涉效应可以导致声波的振幅增强或减弱，从而影响噪声的大小。 知识点05 机械波的衍射现象 1．定义：波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫作波的衍射。 2．发生明显衍射的条件：缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小。 3．衍射规律 (1)一切波都能发生衍射现象，只有波才能发生衍射。 (2)波的直线传播只是在衍射不明显时的近似。 (3)波长越大，缝宽越小，越容易产生明显的衍射现象。 (4)衍射后波长，频率，波速不变。 4．衍射现象的判断方法 (1)看波从波源传出后是否偏离了直线传播，只要偏离，即 “拐弯”，就认为是发生衍射。 (2)波长大小可以从题图中判断，两个相邻波峰之间间距即为波长。 知识点06 机械波的多普勒效应 1.音调：音调由频率决定，频率高则音调高，频率低则音调低。 观察者听到的声音的音调是由观察者接收到的频率即单位时间内接收到的完全波的个数决定的。 2.波源频率和接收频率； (1)完全波：波源完成一次全振动，向外发出一个波长的波，称为一个完全波。 (2)波源频率：单位时间内波源发出的完全波的个数。 (3)接收频率：观察者在单位时间内接收到的完全波的个数，即感觉到波的频率。 3.多普勒效应： 波源与观察者有相对运动时（靠近或远离），接收到的波的频率都会发生变化（高于波源频率或低于波源频率）的现象。 波源与观察者相互靠近时，感觉声音“尖锐”，而相互远离时感觉声音“低沉”。 4. 多普勒效应的常见情况： 相对位置 图示 结论 波源S和观察者A相对静止不动 f波源＝f观察者，音调不变 波源S不动，观察者A运动，由A→B或A→C 靠近波源，由A→B，则f波源<f观察者，音调变高； 远离波源，由A→C，则f波源>f观察者，音调变低 观察者A不动，波源S运动，由S→S2 f波源<f观察者，音调变高 5.多普勒效应的拓展理解： (1)发生多普勒效应时波源频率（周期）并没有发生改变，而是观察者感觉频率有改变。 (2)由于运动的相对性，描述波源与观察者的运动一般用介质做为参考系。 既可以是波源运动，也可以是观察者运动，也可以是两者以不同速度运动。 (3)当观察者远离声源速度大于声音传播速度时，将听不到声音。 (4)多普勒效应不仅机械波会发生，电磁波也会发生，即一切波动都会发生多普勒效应。 6. 多普勒效应的应用： 当两者相互远离时，观察者接收到的波的频率变小；当两者相互靠近时，观察者接收到的波的频率变大，但波源的频率不变。因此利用观察到频率的变化计算出波源的运动速度。 (1).测车辆速度；交警向行进中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度. (2).测星球速度；测量星球上某些元素发出的光波的频率，然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照，可得星球靠近或远离我们的速度. (3).测血流速度；向人体内发射已知频率的超声波，超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就可得血流速度，彩超即利用此原理。 考●向●破●译 考向01 机械波的反射和折射的基本规律 例1.一列波在第一种均匀介质中的波长为λ1，在第二种均匀介质中的波长为λ2，且λ1＝3λ2，那么波在这两种介质中的频率之比和波速之比分别为（ ） A．3∶1　1∶1　 B．1∶3　1∶4 C．1∶1　3∶1　 D．1∶1　1∶3 【变式训练1】（24-25高二上·上海·阶段练习）当波沿着介质传到边界时，除了会发生反射，一部分波会穿过边界进入另一种介质，并改变传播方向，这就是波的 。如图所示，在水槽底部放置一块玻璃板，使得水槽B区域的深度比A区域浅。由于水波在深水区和浅水区的传播速度不同，可将深水区和浅水区看作两种介质。波由深水区进入浅水区后波的传播速度 （选填“变大”、“变小”），传播方向也发生了变化。 考向02 机械波的干涉现象 例1. 如图所示，和是两相干水波波源，它们振动同步且振幅相同，振幅。实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷。已知两列波的波长均为三质点的平衡位置在同一直线上，且B点为AC连线的中点。下列说法正确的是（　　） A．A点处于振动最弱的区 B．C点处于振动的最强区 C．此时A、C两点的竖直高度差为20cm D．再经过半个周期，质点A点振动最弱 【变式训练1】（25-26高二上·全国·课前预习）如图所示为甲、乙两列简谐横波在同一绳上传播时某时刻的波形图，甲波向右传播，乙波向左传播。质点M位于x＝0.2 m处，则下列说法正确的是（　　） A．这两列波不会发生干涉现象 B．质点M的振动总是加强 C．质点M将做振幅为10cm的简谐振动 D．由图示时刻开始，再经过甲波周期，质点M将位于波峰 考向03 机械波干涉的应用 例1. 生活中手机小孔位置内安装了降噪麦克风，其原理是通过其降噪系统产生与外界噪音相位相反的声波叠加从而实现降噪的效果。图乙表示的是理想情况下的降噪过程，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。则（　　） A．降噪过程可以消除通话中的所有背景杂音 B．降噪过程可以使外界噪音的能量消失 C．如图乙所示介质中的P点处于平衡位置，动能最大 D．降噪过程利用了声波的干涉原理 考向04 机械波的衍射现象 例1.（多选）下列现象或事实属于衍射现象的是（ ） A．在敲响古刹里的大钟时，停止对大钟的撞击后，大钟仍“余音未绝” B．电影院的墙壁上都被装修成坑坑洼洼的 C．听到墙外人的说话声 D．水波前进方向上遇到凸出在水面上的小石头，小石头对波的传播没有影响 【变式训练1】（多选）下列关于波的衍射的说法正确的是（ ） A．衍射是一切波特有的现象 B．对同一列波，缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多或比波长更小时，衍射现象明显 C．只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象 D．声波容易发生衍射现象是由于声波波长较大 考向05 机械波发生明显衍射的条件 例1. 如图所示，正中O是水面上一波源，实、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷，A是挡板，B是小孔，经过一段时间，水面上的波形将分布于（ ） A．整个区域 B．阴影Ⅰ以外区域 C．阴影Ⅱ以外区域 D．阴影Ⅲ以外区域 【变式训练1】（多选）一列水波通过某孔的实际情况如图所示，现把孔的尺寸变小，或者把水波的波长变大，对水波通过孔后的假想情况的四幅图中，其假想正确的图示有（ ） 考向06 机械波的多普勒效应 例1. （25-26高三上·上海宝山·期中）声呐向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比（     ）。 A．频率变低 B．频率变高 C．频率不变 【变式训练1】（25-26高二下·上海宝山·期中）无人驾驶技术已逐渐成熟，某巡航控制系统可以控制无人车在前车减速时自动减速、前车加速时自动加速。汽车使用的传感器会发射和接收调制过的无线电波，通过多普勒效应造成的频率变化来测量目标的相对距离和相对速度。若该传感器发射的无线电波的频率为f，接收到的回波的频率为，则（     ） A．当时，表明前车一定做匀速直线运动 B．当时，表明前车一定处于静止状态 C．当时，表明无人车需要相对前车减速行驶 D．当时，表明无人车需要相对前车减速行驶 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 （25-26高二下·上海宝山·期中）在平静的湖面上，一根树枝周期性地轻点水面某处，形成的水波近似看作简谐横波。 1．若观察到树枝轻点水面产生的水波图样如图所示，这是因为（     ） A．点击水面的频率增大了 B．点击水面的振幅增大了 C．点击水面的位置向右移动了 D．点击水面的位置向左移动了 2．如图，水面上的O点是波源，P、Q为两块固定挡板。 （1）现能观察到水面上的树叶发生振动，是因为波发生了( )现象。 A、干涉 B、衍射 （2）为了使树叶停止振动，可( )波源O的频率。 A、增加   B、减小 （3）如图所示为两列相干水波的叠加情况，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，两列波的振幅均为5cm，波速和波长分别为1m/s和0.5m， 则图示时刻A、B两质点的竖直高度差为___________cm，从图示时刻起经0.5s，BE 连线中点处P质点通过的路程为___________cm。 3．如图所示为一列简谐横波沿x轴传播的波形图，图中实线和虚线分别对应 和 时的波形曲线，介质中的质点沿y轴方向做简谐运动。 （1）求该波的振幅A和波长λ； （2）如果波沿+x方向传播，求波速v； （3）如果波速v'=100m/s，判断波的传播方向，并写出以t1时刻为计时起点、平衡位置为x=6m处的质点的振动方程。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $