波的特性知识点及练习(干涉、衍射等)

1、 波的特有现象 波的反射、波的折射、波的叠加原理独立传播原理、波的衍射、波的干预、多普勒效应一.波面和波线、波前 波面：同一时刻，介质中处于波峰或波谷的质点所构成的面叫做波面振动相位相同的各点组成的曲面。波线：用来表示波的传播方向的跟各个波面垂直的线叫做波线 波前：某一时刻波动所到达最前方的各点所连成的曲面。二.惠更斯原理荷兰物理学家 惠 更 斯1.惠更斯原理：介质中任一波面上的各点，都可以看作发射子波的波源，而后任意时刻，这些子波在波前进方向的包络面便是新的波面。2.根据惠更斯原理，只要知道某一时刻的波阵面，就可以确定下一时刻的波阵面。·平面波···&

2、#183;uDt波传播方向三、波的特性：波的反射、波的折射、波的叠加原理独立传播原理、波的衍射、波的干预、多普勒效应一.波的反射 1.波遇到障碍物会返回来继续传播，这种现象叫做波的反射 2.反射规律反射定律：入射线、法线、反射线在同一平面内，入射线与反射线分居法线两侧，反射角等于入射角。入射角i和反射角i：入射波的波线与平面法线的夹角i叫做入射角反射波的波线与平面法线的夹角i 叫做反射角反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同波遇到两种介质界面时，总存在反射二、波的折射 1.波的折射：波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生了改变的现象叫做波的折射2.折射规律：(1).折射角r：折射波的波

3、线与两介质界面法线的夹角r叫做折射角 2.折射定律：入射线、法线、折射线在同一平面内，入射线与折射线分居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的速度跟波在第二种介质中的速度之比：当入射速度大于折射速度时，折射角折向法线.当入射速度小于折射速度时，折射角折离法线.当垂直界面入射时，传播方向不改变，属折射中的特例在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长都发生改变 波发生折射的原因：是波在不同介质中的速度不同 由惠更斯原理，A、B为同一波面上的两点，A、B点会发射子波，经t后， B点发射的子波到达界面处D点， A点的到达C点，三波的叠加原理独立传播原理在两列波相遇的区域里，每个质

4、点都将参与两列波引起的振动，其位移是两列波分别引起位移的矢量和相遇后仍保持原来的运动状态波在相遇区域里，互不干扰，有独立性两列波叠加时，假设两列波振动方向相同，那么振动加强，振幅增大；假设两列波振动方向相反，那么振动减弱，振幅减小。四波的干预：波的干预是指频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，使某些区域的振动减弱，并且振动加强和减弱的区域互相间隔的现象。产生稳定干预现象的必要条件是：两列波的频率相同。对于稳定的干预现象中的振动始终加强的点，应理解为该质点振动的振幅始终最大，它也有运动到平衡位置的时候，并不是一直处于位移最大处。如果某点到两个波源的距离之差也叫波程差等于一个波长的整数倍，该

5、点的振动始终最强；如果某点到两个波源的距离之差也叫波程差等于半个波长的奇数倍，该点的振动始终最弱。 当两列波的波峰在介质中某点如A点相遇时，两列波在此点引起的振动总是同时到达波峰和波谷，该点仍以波源的频率在平衡位置振动，只是振幅等于两列波单独存在时引起的振幅之和，这就是振动加强点当这两列波的波峰和波谷在介质中某点如B点相遇时，两列波在此点引起的振动的位移总是相反的，且同时到达最大值和最小值，因此，该点仍以波源的频率在平衡位置振动，只是振幅等于两列波单独存在时引起的振幅之差的绝对值，这就是振动减弱点。aecdb 说明：如果两列波叠加时，如果振幅相差很大，将不会有明显的干预图样，因为振动加强区域和

6、振动减弱区域都在振动而且振幅差异不明显对于稳定的干预现象中的振动始终减弱的点，应理解为两列波传到该点的振动位移及振动方向相反，使得该点的振动减弱，表现为该质点振动的振幅始终最小，而不是位移最小。例、如下图，S1、S2是振动情况完全相同的两个机械波波源，振幅为A，a、b、c三点分别位于S1、S2连线的中垂线上，且abbc。某时刻a是两列波的波峰相遇点，c是两列波的波谷相遇点，那么 A、 a处质点的位移始终为2AB、 c处质点的位移始终为2AC、 b处质点的振幅为2AD、 c处质点的振幅为2A解析：因为两个波源的频率相同，振动情况也相同，而a、b、c三点分别到两个波源的距离之差均为0，依判断条件可

7、知该三个点的振动都是加强的，即各点振动的振幅均为两波振幅之和2A。答案：CD。五波的衍射：波的衍射是指波绕过障碍物继续传播的现象。产生明显衍射现象的条件是：障碍物或孔的尺寸比波长小，或与波长相差不多。波长越长，衍射越明显；障碍物或缝、孔尺寸越小，衍射越明显前提是波的能量能通过六多普勒效应：当波源与观察者有相对运动时，如果二者相互接近，观察者感觉到波源的频率增大；如果二者远离，观察者感觉到波源的频率减小实际上，波源的频率是不改变的，只是由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者在单位时间内接收到波源的完全波的个数变了，观察者感到波源的频率发生了变化多普勒效应的应用 1定量根据汽笛声判断火车的运动方

8、向和快慢，以炮弹飞行的尖叫声判断炮弹的飞行方向等2测速：例如，交警用的雷达测速仪、用光的多普勒效应测天体的速度、多普勒水流测速仪。3彩超：医生向人体内发射频率的超声波，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，就能知道血流的速度这种方法俗称“彩超，可以检查心脏、大脑和眼底血管的病变4光波的多普勒效应：光波与声波的不同之处在于,光波频率的变化使人感觉到是颜色的变化. 如果恒星远离我们而去,那么光的谱线就向红光方向移动，称为红移；如果恒星朝向我们运动，光的谱线就向紫光方向移动，称为蓝移。“红移现象是宇宙大爆炸理论的一个有力证据。 波的衍射和干预 1关于波的衍射现象，以下说法正确

9、的选项是()A当孔的尺寸比波长大时，一定不会发生衍射现象B只有孔的尺寸与波长相差不多，或者比波长还小时才会观察到明显的衍射现象C只有波才有衍射现象D以上说法均不正确2以下属于明显衍射现象的是()A隔墙有耳B池中假山前有水波，假山后无水波C河中芦苇后面没有留下无波的区域D在大山前喊话，屡次听到自己的声音3关于衍射，以下说法正确的选项是()A发生衍射就是波传到障碍物或孔的后面B发生衍射的同时把波源的能量传播到“衍射区域C衍射只有波才能发生D只有孔才能发生衍射，一块挡板不可能发生波的衍射4水波通过小孔，发生了一定程度的衍射，为使衍射现象更明显，以下做法可取的是()A增大小孔尺寸 B. 减小小孔尺寸C

10、增大水波频率 D减小水波频率5在水波槽的衍射实验中，假设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，为观察到显著的衍射现象，小孔直径d应为()A10 cm B5 mCd>1 cm Dd<1 cm6波长为60 m和17 m的两列声波在空气中传播时，以下表达中正确的选项是()A波长60 m的声波比波长17 m的声波传播速度慢B波长60 m的声波比波长17 m的声波频率小C波长60 m的声波比波长17 m的声波易发生衍射D波长60 m的声波不能被反射7如以下图所示是水波遇到小孔或障碍物后的图象，图中每两条实线间的距离约为一个波长，那么其中可能出现的图象

11、是()8如图3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()图3A整个区域 B阴影以外区域C阴影以外区域 D上述答案均不对9以下关于两列波相遇时叠加的说法中正确的选项是()A相遇之后，振幅小的一列波将减弱，振幅大的一列波将加强B相遇之后，两列波的振动情况与相遇前完全相同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，相互间听得清楚，这说明声波在相遇时互不干扰图410波源在绳的左端发出半个波，频率为f1，振幅为A1；同时另一波源在绳右端发出半个波，频率为f2(f2f1)，振幅为A2，P

12、为绳的中点，如图4所示，以下说法错误的是()A两列波同时到达P点B两列波相遇时P点波峰值可到达A1A2C两列波相遇再分开后，各自保持原波形传播D因频率不同，这两列波相遇不能叠加11两列波在同一种介质中传播时发生了干预现象，那么()A振动加强区域，介质质点的位移总是比振动减弱区域介质质点的位移大B振动加强区域，介质质点的振幅总比振动减弱区域介质质点的振幅大C振动加强区域，介质质点的位移随时间做周期性变化D振动加强区域，介质质点的振幅随时间做周期性变化12水槽中步调相反的波源S1、S2发出两列波长相等的水波，设某一时刻P点恰好是两波谷相遇，那么()A这两列波能干预BP点始终就在波谷CP是振动加强点

13、DP的位移有时可为零13如图5所示，图5实线和虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷此刻，M是波峰与波峰相遇点，以下说法中正确的选项是()A该时刻质点O正处在平衡位置BP、N两质点始终处在平衡位置C随着时间的推移，质点M向O点处移动D从该时刻起，经过四分之一周期，质点M到达平衡位置题号1234567答案题号8910111213答案14.甲、乙两人分乘两只小船在湖中钓鱼，两船相距24 m有一列水波在湖面上传播，使每只船每分钟上下浮动20次，当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有5个波峰(1)此水波的波长为多少？波速为多少？(2)假设此波在传播过程中遇到一根竖立的电线杆，是否会

14、发生明显的衍射现象？(3)假设该波经过一跨度为30 m的桥洞，桥墩直径为3 m，桥墩处能否看到明显衍射？(4)假设该桥为一3 m宽的涵洞，洞后能否发生明显衍射？多普勒效应1关于多普勒效应，以下说法正确的选项是()A多普勒效应是由波的干预引起的B多普勒效应说明波源的频率发生了改变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只有声波才可以产生多普勒效应2有经验的铁路养护人员可以从火车鸣笛的声音判断火车的行驶方向他所利用的应是()A声波的干预现象 B声波的衍射现象C声波的多普勒效应 D声波的反射现象3频率一定的声源在空气中向着静止的接收器匀速运动以u表示声源的速度，V表示声波的速度(uV)

15、，表示接收器接收到的频率假设u增大，那么()A增大，V增大 B增大，V不变C不变，V增大 D减小，V不变4火车上有一个声源发出频率一定的乐音当火车静止、观察者也静止时，观察者听到并记住了这个乐音的音调以下情况中，观察者听到这个乐音的音调比原来降低的是()A观察者静止，火车向他驶来B观察者静止，火车离他驶去C火车静止，观察者乘汽车向着火车运动D火车静止，观察者乘汽车远离火车运动5蝙蝠在洞穴中飞来飞去时，它利用超声脉冲导航非常有效，这种超声脉冲是持续1 ms或不到1 ms的短促发射，且每秒重复发射几次假定蝙蝠的超声脉冲发射频率为39 000 Hz，在一次正朝着外表平直的墙壁飞扑的期间，那么以下判断

16、正确的选项是()A墙壁接收到的超声脉冲频率等于39 000 HzB蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于墙壁接收的频率C蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于墙壁接收的频率D蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于39 000 Hz6波源振动的频率为f0，波源在介质中运动时，波源的前方介质振动的频率为f1，波源前方介质振动的频率为f2，那么三者的关系为()Af1f2f0 Bf1f2>f0Cf1f2<f0 Df2<f0<f17当人听到声音的频率越来越低时，可能的原因是()A声源和人都是静止的，声源振动的频率越来越低B人静止，声源远离人做匀速直线运动，声源振动的频

17、率不变C人静止，声源远离人做匀加速直线运动，声源振动的频率不变D人静止，声源远离人做匀减速直线运动，声源振动的频率不变8下面哪些应用是利用了多普勒效应()A利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度B交通警察向行进中的汽车发射一个频率的电磁波，波被运动的汽车反射回来，根据接收到的频率发生的变化，就知道汽车的速度，以便于进行交通管理C铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况D有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去9如图3所示，让小球P一边贴水面每秒振动5次，一边沿x轴正方向匀速移动，O点是它的初始位置图示为观察到的某一时刻的水面波，图中的实线表

18、示水面波的波峰位置，此时小球P处于波峰位置，激起的第一个波峰刚好传到40 cm处，那么水面波的传播速度及小球P匀速移动的速度分别是()图3A0.05 m/s；0.025 m/sB0.1 m/s；0.1 m/sC0.15 m/s；0.125 m/sD0.2 m/s；0.1 m/s10图4中，在原点处做简谐运动的波源产生的机械波沿x轴正方向传播，波速v400 m/s.为了接收信号，在x400 m处设有一接收器A(图中未标出)t0时，波已经传播到x40 m，那么以下说法中不正确的选项是()图4A波源振动的周期为0.05 sBx40 m处的质点在t0.5 s时位移最大C接收器在t1.0 s时才能接收到

19、此波D假设波源向x轴负方向移动，那么接收器接收到的波的频率将小于20 Hz图511轮船在进港途中的xt图象如图5所示，那么在港口所测到轮船上雾笛发出声音的频率是图中的哪一个()12.当波源相对于介质不动，观察者向波源运动时，观察者接收到的频率_(填“大于“小于或“等于)波源频率；当观察者远离波源时，观察者接收到的频率_(填“大于“小于或“等于)波源频率；当观察者相对于介质不动，而波源做远离观察者的运动时，观察者接收到的频率_波的衍射和干预 1参考答案1BC当孔的尺寸比波长大时，会发生衍射现象，只不过不明显只有当孔、缝或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才会发生明显衍射现象，切不可把

20、此条件用来判断波是否发生了衍射现象2AC3ABC波在发生衍射时，其衍射区域的质点振动，因此具有能量小孔或障碍物只要满足条件都能发生明显的衍射现象，D不正确4BD根据发生明显衍射的条件，可知此题中要使现象更明显，可采取：减小小孔直径或增大水波波长，或同时减小小孔直径、增大水波波长，所以选项B正确，A错误；改变频率外表看对现象好似没影响，但情景中是水波，介质已确定，由vf知：假设f改变了，也会改变，就会影响衍射发生的明显程度，因此欲增大波长，必减小水波频率，故C错，D正确5D此题考查波发生明显衍射的条件，一般直接比拟孔的直径d与水波波长的关系即可，当d<时肯定发生明显的衍射，由题知水波的波长

21、 m0.01 m1 cm.即孔径d应与1 cm相当或比它还小6BC两列声波在同种介质中波速相同，选项A错误；由vf得f，波长越大，频率越小，选项B正确；波长越大越容易发生衍射，选项C正确；一切波都能发生反射，选项D错误7AB6B从题图中可以看出挡板A比波长大的多，因此波不会绕过挡板A，而小孔B的大小与波长差不多，能发生明显的衍射现象，故B正确9BCD两列波相遇时，每一列波引起的振动情况都保持不变，而质点的振动那么是两列波共同作用的结果，应选项A错误，选项B、C正确；几个人在同一房间说话，声音振动发出的声波在空间中相互叠加后，并不改变每列波的振幅、频率，所以声波传到人的耳朵后，仍能分辨出不同的人

22、所说的话，应选项D正确10BD因两波源同时起振，形成的都是绳波，波速相同，因此两列波同时到达P点，选项A正确；因f2f1，有21，当的波峰传至P点时，的波峰已过了P点，即两波峰在P点不会相遇，根据波的叠加原理，P点的波峰值不可到达A1A2，选项B错误，选项C正确；因波的叠加没有条件，应选项D错误11BC振动加强区域，各质点的位移随时间做周期性变化，它的位移某时刻可能为零，也不一定比振动减弱区域的位移大，故A错误，C正确；振幅是质点振动的最大位移，故B正确，D错误12ACD步调相反容易理解成振动方向不同，这是两个截然不同的概念，振动方向相同包括步调相同、步调相反等情况另由两波波长相等可知两波频率

23、相同，所以两列波能发生干预，选项A正确因某时刻P点是两波谷相遇，故P点是振动加强点，选项C正确，再过T，P点就是两平衡位置相遇，选项B错误，D正确13BD此题考查对干预图样的认识由图可知，图中O、M为振动加强点，此时刻O处于波谷，M处于波峰，因此A错误；N、P为减弱点，又因两列波振幅相同，因此，N、P两点振幅为零，即两质点始终处于平衡位置，B正确；质点不会随波向前推移，C不正确；从该时刻经周期，两列波在M点分别引起的振动都位于平衡位置，故M点位于平衡位置，D正确14(1) m m/s(2)会(3)能(4)能解析(1)由题意知：周期T s3 s.设波长为，那么524 m， m.由v得，v m/s m/s.(2)由于 m，大于竖立电线杆的直径，所以此波通过竖立的电线杆时会发生明显的衍射现象(3)、(4)由于 m>3 m，所以此波无论是通过直径为3 m的桥墩，还是通过宽为3 m的涵洞，都能发生明显的衍射现象多普勒效应参考答案1C多普勒效应是由于波源和观察者之间发生相对运动而产生的，发生多普勒效应时，波源的频率不改变因此，A、B错，C正确一切波