发布时间 : 星期一 文章高中物理第二章机械波第5、6节波的干涉、衍射多普勒效应教学案教科选修3-4更新完毕开始阅读
图2－5－6
解析：A点没有振动，说明衍射现象不明显，即狭缝的尺寸比波长大得多。为使A点振动，可使波长大些或使狭缝窄一些，故可使波源频率减小或将N板向上移动一些。
答案：减小 向上
多普勒效应现象分析
[典题例析]
3．公路巡警开车在高速公路上以100 km/h的恒定速度巡查，在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出一个已知频率的电磁波，结果该电磁波被那辆轿车反射回来时，巡警车接收到的电磁波频率比发出时低。
(1)此现象属于( ) A．波的衍射 C．多普勒效应
B．波的干涉 D．波的反射
(2)若该路段限速为100 km/h，则轿车是否超速？
(3)若轿车以20 m/s的速度行进，反射回的频率应怎样变化？ [思路点拨] 解答本题可按以下思路分析： 接收到的波两车相判断轿
→→
频率变低对远离车快慢
解析：(1)巡警车接收到的电磁波频率比发出时低，此现象为多普勒效应。
(2)因巡警车接收到的频率变低，由多普勒效应知巡警车与轿车在相互远离，而巡警车车速恒定又在后面，可判断轿车车速比巡警车车速大，故该车超速。
(3)若该车以20 m/s的速度行进时，此时巡警车与轿车在相互靠近，由多普勒效应知反射回的频率应变高。
答案：(1)C (2)轿车超速 (3)频率变高
[探规寻律]
(1)无论什么情况，发生多普勒效应时，波源与观察者肯定有相对运动，二者相互靠近时，观察者接收到的频率变高，相互远离时，接收到的频率变低。
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(2)多普勒效应的产生不是取决于观察者距波源多远，而是取决于观察者相对于波源的运动速度的大小和方向。
[跟踪演练]
关于多普勒效应，下列说法正确的是( ) A．多普勒效应是由波的干涉引起的 B．多普勒效应说明波源的频率在发生改变
C．多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而产生的 D．只有声波可以产生多普勒效应
解析：选C 由多普勒效应的定义可知，A、B错误，C正确，此外，声波、光波电磁波等都可以产生多普勒效应，D错误。
对应学生用书
P35
[课堂双基落实]
1．“闻其声而不见其人”是因为一般障碍物的尺寸( ) A．跟声波波长相差不多，使声波发生明显衍射 B．比声波波长大得多，声波不能发生衍射 C．跟光波波长相差不多，使光波也发生明显衍射 D．比光波波长大得多，光波不能发生明显衍射
解析：选AD 发生明显衍射现象的条件为障碍物或孔的尺寸比波长小，或与波长相差不多，故A、D正确。
2．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．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 C．两列频率相同的波相遇时，介质中振动加强的质点在某时刻的位移可能是零 D．两列频率相同的波相遇时，振动加强的质点的位移总是比振动减弱的质点位移大 解析：选C 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，所以选项A错；发生干涉时振动加强的点还有波谷和波谷相遇的点，所以选项B错；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，所以选项C正确，选项D错误。
3．假如一辆汽车在静止时喇叭发出声音的频率是300 Hz，在汽车向你驶来又擦身而过的过程中，下列说法正确的是( )
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A．当汽车向你驶来时，听到喇叭声音的频率大于300 Hz B．当汽车向你驶来时，听到喇叭声音的频率小于300 Hz C．当汽车和你擦身而过后，听到喇叭声音的频率大于300 Hz D．当汽车和你擦身而过后，听到喇叭声音的频率小于300 Hz
解析：选AD 当汽车向你驶来时，两者距离减小，你接收的声波个数增多，频率升高，将大于300 Hz，故A选项正确；当汽车和你擦身而过后，两者距离变大，你接收的声波个数减小，频率降低，将小于300 Hz，故D选项正确。
4.如图2－5－7所示，两列相同的波沿一直线相向传播，当它们相遇时，下列波形中可能的是( )
图2－5－7
图2－5－8
解析：选BC 当两列波的前半个波(或后半个波)相遇时，根据波的叠加原理，在前半个波(或后半个波)重叠的区域内所有质点此刻的振动合位移为零，而两列波的后半个波(或前半个波)的波形保持不变，所以B项正确；当两列波完全相遇时(即重叠在一起)，由波的叠加原理可知，所有质点振动的位移均等于每列波单独传播时引起的位移的矢量和，使得所有的质点振动的位移加倍，所以C项也是正确的。
[课下综合检测]
1．在观察水波的衍射实验中，若打击水面的振子振动的频率是5 Hz，水波在水波槽中的传播速度是0.05 m/s，为观察到明显的衍射现象，小孔直径d应为( )
A．10 cm C．大于1 cm
B．5 m D．小于1 cm
解析：选D 当d＜λ时肯定发生明显的衍射。由题意知水波的波长λ＝＝0.01 m。即孔的直径d应与1 cm相当或比它还小。故选项D对。
2．两列波相叠加发生了稳定的干涉现象，那么( ) A．两列波的频率不一定相同 B．振动加强区域的各质点都在波峰上
C．振动加强的区域始终加强，振动减弱的区域始终减弱
v0.05
m＝
f5
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D．振动加强的区域和振动减弱的区域不断周期性地交换位置
解析：选C 两列波发生稳定的干涉的条件必须是两列波的频率相同且相位差恒定，故A错；且振动加强区始终加强，振动减弱区始终减弱，形成稳定的干涉图样，C对D错；振动加强区域的各质点只是振幅最大，它们也在自己的平衡位置附近振动，并不是只在波峰上，B错。
3．图1为两列波叠加的示意图，这两列波的振动方向、振幅、频率等完全相同。M、N、
Q为叠加区域的三个顶点，Q为两个波谷相遇，M为两个波峰相遇，M、P、Q三点在一条直线
上，N点为波峰和波谷相遇，则下列说法正确的是 ( )
图1
A．P点为振动加强点 B．N点始终静止不动
1
C．经周期，质点Q传播到N点
2
D．M点为振动加强点，过，此点振动减弱
2
解析：选AB 在波峰和波峰或波谷和波谷相遇的地方，振动加强；波峰和波谷相遇的地方振动减弱，则M、Q点均为振动加强点，N点为振动减弱点。MQ连线为振动加强区，所以P点也是振动加强点。振动加强点的振幅等于两列波的振幅之和，振动减弱点的振幅等于两列波的振幅之差的绝对值。由于两列波的振幅相同，故N点振幅为零，即N点静止不动，A、B正确。在波的传播过程中，质点不随波迁移，C错误。M点振动始终加强，D错误。
4．在某一均匀介质中由波源O发出的简谐横波在x轴上传播，某时刻的波形如图2，其波速为5 m/s，则下列说法正确的是( )
T
图2
A．此时P(－2 m,0 cm)、Q(2 m,0 cm)两点运动方向相同 B．再经过0.5 s质点N刚好在(－5 m,20 cm)位置 C．能与该波发生干涉的横波的频率一定为3 Hz D．波的频率与波源的振动频率无关
解析：选AB 此时P点和Q点都向下振动。再经过0.5 s，波向前传播的距离为2.5 m，
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