高考物理波的干涉和衍射复习PPT课件
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课堂互动讲练
即时应用
2.站在火车站台上的旅客听到路 过火车鸣笛声的音调(注：音调由频 率决定，频率大时音调高，频率小时 音调低)变化情况，以下说法正确的 是( )
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课堂互动讲练
A．当火车进站时，鸣笛声的音 调变低
B．当火车进站时，鸣笛声的音 调变高
C．当火车离站时，鸣笛声的音 调变低
C．当t＝2 s时，波形如图c，t＝ 4 s时，波形如图c
D．当t＝2 s时，波形如图c，t＝ 4 s时，波形如图d
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高频考点例析
【解析】 经2 s时间，甲、乙 波传播距离均为x＝vt＝2 m，甲、乙 波重合，根据波的叠加原理知重叠区 各质点位移为零．经4 s时间，甲、 乙波传播距离x＝vt＝4 m，即位置互 换，可知D项正确．
课堂互动讲练
二、多普勒效应的分析 1．接收频率的实质：观察者接收到 的频率等于观察者在单位时间内接收到 的时完间全t 内波通的过个的数完．全当波波的以个速数度为vN通＝过vλ接t，收 者单时位，时 间 内 通 过 接 收 者 的 完 全 波 的 个 数，叫做接收频率．
第17页/共43页
课堂互动讲练
2．观察者频率的计算 设波在介质中的传播速度为v0， 观察者相对介质的速度为v，波源相 对观介察质者(1)的接波速收源度到和为观 的察u频，者率波均为源静f.的止频f＝率vλ为0＝f0f0，
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课堂互动讲练
(2)波源固定，观察者以速度v向
着波源或背离波源运动时，波相对观 察者的速度v为0±v，所以 f＝v0λ±v＝(1±vv0)f0
C．5处 数处
D．无
【解析】 岸边到两波源的距离(波 程)差为半波长的奇数倍的地方是始终平 静的(振动减弱区)．由数学知识可知，左 侧岸上各点到两波源的距离差的范围为 (0,5 m)，减弱点有1 m、3 m、5 m 3处，
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高频考点例析
变式训练
ห้องสมุดไป่ตู้
水平面上有A、B两个 振动情况完全相同的振 源．在AB连线中垂线上有 a、b、c三个质点．已知 某时刻a点是两列波波峰 的相遇点，c点是相近的波 谷的相遇点，b处在a、c 之 间 ， 如 图 7 －第33－0页/4共所43页示 ，
域里互不干扰，具有
(即保持原
有波速、频率、波长、振动方向不变)．
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基础知识梳理
3．波的干涉 (频1)率产生稳定干涉的条件：性质 相同且 相同的两列波相遇． (2)现象：两列波相遇时，间某隔些 区域振动总是加强，某些区域振动总 是减弱，且加强和减弱区域互 相．
第3页/共43页
基础知识梳理
A．图示时刻A、B两点的竖直高 度差为2 cm
B．图示时刻C点正处于平衡位 置且向水面上运动
C．F点到两波源的路程差为零
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课堂互动讲练
解析：选BD.图示时刻点A、B、 D振动加强，A、B间高度差hAB＝4A ＝4 cm，A、D间高度差为零；图示 时刻点C在水面，根据上下坡法，点 C由水面向上运动；图示时刻E、F振 动减弱，位移为零，到两波源的路程 差为半波长的奇数倍；波长为0.4 m， 周期为0.4 s，经过时间Δt＝0.1 s＝ 0 . 2 5 T 时 ， 两 列第波16页的/共4平3页衡 位 置 传 到 A
课堂互动讲练
5．加强点和减弱点的判断方法 (1)图象法：在某时刻的波形图 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，这就是干涉图样．
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课堂互动讲练
二、波的衍射
1．发生明小显衍与射波的长条差不件多：障碍物或
孔的尺寸比波长 或
．
2．关于衍射的两点说明
(1)衍射始终存在，只是有的衍射明 显，有的衍射干不涉明和显衍．射
(2)衍射和干涉都是波的特有现象，
一 切 波 都 能 发 生第4页/共43页
．
基础知识梳理
三、声波
1．声波是纵波． 2．声波的分类
20～20000Hz
【答案】 D
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高频考点例析
题型二 加强点、减弱点的判断
例2 如图7－3－3所示，
S1和S2是湖面上两个完 全相同的水波的波源，
MN是足够长的湖岸，
水波的波长为2 m，S1 与S2的连线与湖岸垂直， 且S1S2＝5 m，则岸边
第28页/共43页
图7－3－3
高频考点例析
A．1处
B．3处
D．当火车离站时，鸣笛声的音
调变高
第22页/共43页
课堂互动讲练
解析：选BC.根据多普勒效应， 火车进站时，波源向观察者靠近，旅 客听到的鸣笛声的音调变高；当火车 离站时，旅客听到的鸣笛声的音调变 低，故B、C正确．
第23页/共43页
高频考点例析
题型一 波的叠加
例1 如图7－3－2所示，一个波源在
(3)观察者静止，波源以速度 u 向观
察
者
或
背
离
观
察
者
运
动
时
，
f
＝
v0 λ′
＝
vv0±0uf0
第19页/共43页
课堂互动讲练
特别提醒 当波源以速率v匀速靠近静止
的观察者时，观察者“感觉”到的 频率变大了，但不是“越来越大” 了，同样当波源以速率v匀速远离 静止的观察者时，观察者“感觉” 到的频率变小了，但也不是“越来 越小”．
绳的左端发生波甲，另一个波源在同 一根绳的右端发生波乙，波速都等于 1 m/s.在t＝0时刻，绳上的波形如图a 所示，则根据波的叠加原理，下述正 确的是( )
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高频考点例析
图7－3－2
第25页/共43页
高频考点例析
A．当t＝2 s时，波形如图b，t＝ 4 s时，波形如图c
B．当t＝2 s时，波形如图b，t＝ 4 s时，波形如图d
基础知识梳理
一、波的叠加 1．波的独立传播原理 两列波相遇前、相遇过程中和相 遇后，各自的传播特性不发生任何变 化，即各列波之间不相互干扰．
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基础知识梳理
2．波的叠加原理
在两列波相遇的区域里，每个质点
都将参与两列波引起矢的量振和动，其位移是
两列波分别引起的位移的
，相遇
后仍保持原独来立的性运动状态．波在相遇区
(2)公式法：当两个相干波源的振动步 调一致时，到两个波源的距离之差Δx＝ n0λ,1(n,2＝，…)处是加强区，Δx＝(2n＋1)λ2(n＝
0,1,2，…)处是减弱区．
第12页/共43页
课堂互动讲练
特别提醒 在波的干涉现象中，振动加强
区的振幅最大，位移仍然随时间而 变化，振动减弱区某时刻的位移可 能比振动加强区的位移大，因此不 能认为加强区质点位移大．
已知某时刻a点是两列波波峰的相遇点c点是相近的波谷的相遇点b处在ac之间如图734所示那么以下说法正确的是变式训练图734aa点是振动加强点c点是振动减弱点ba点与c点都是振动加强点b点是振动减弱点还是加强点不确定ca点与c点此时此刻是振动加强点经过一段时间后变为振动减弱点而b点可能变为振动加强点dabc都是振动加强点解析
高频考点例析
【解析】 当狭缝尺寸固定时， 应使波的波长变长，根据v＝λf知， 波速是一定的，要使λ增大，只有使f 减小，故A项错误，B项正确；当波 长一定时，只有使缝的尺寸与波长差 不多或者比波长更小，故C项错误， D项正确．
【答案】 BD
第35页/共43页
高频考点例析
【规律总结】 只有孔的尺寸或 障碍物大小跟波长相差不多或者比波 长小，衍射现象才明显，在实际中可 以改变孔的大小或波长来实现这一条 件．
第32页/共43页
高频考点例析
题型三 对波的衍射现象的理解
例3 如图7－3－5所示，
S是波源，M、N是两挡 板，其中M板固定，N 板可以左右移动．两板 中间有一狭缝，此时A 点没有明显振动，为使 A点发生明显振动，可
第33页/共43页
图7－3－5
高频考点例析
A．增大波源振动频率 B．减小波源振动频率 C．将N板向右平移一些 D．将N板向左平移一些 【思路点拨】 本题要求使A点 处的波动更明显，即应使经狭缝发生 的衍射现象更显著，根据发生明显衍 射现象的条件进第34行页/共判43页断．
第36页/共43页
高频考点例析
题型四 多普勒效应
例4 根据多普勒效应，下列说法中正
确的有( )
A．医生检查身体用的“B超” 是根据超声波的多普勒效应制成的
B．一位有经验的战士听到飞行 的炮弹尖叫声越来越尖锐，判断炮弹 正向他靠近
第37页/共43页
高频考点例析
C．根据光波的多普勒效应，由 地球接收到遥远天体发出的光波的频 率越来越小，可以判断此天体正远离 地球
3．加强区振幅最大，等于两列 波振幅之和，减弱区振幅最小，等于 两振幅之差，且加强区、减弱区的位 置是固定的，如两列波振幅相等，则 减弱区质点位移为零，而加强区质点 的位移随时间周期性变化．
第9页/共43页
课堂互动讲练
4．波峰与波峰(或波谷与波谷) 相遇处，一定是加强的，用一条平滑 的曲线将以上各点连接起来，这条线 上的点都是加强的；而波峰与波谷相 遇处，一定是减弱的，把以上各点用 平滑的曲线连接起来，这条线上的点 都是减弱的；加强点和减弱点之间各 个质点的振幅介于加强点和减弱点的 振幅之间． 第10页/共43页
课时活页训练
点击进入
第42页/共43页
谢谢您的观看！
第43页/共43页
第39页/共43页
高频考点例析
波和机械波一样，也有多普勒效应， 地球接收到遥远天体发出的光波的频 率越来越小，可以判断此天体正远离 地球，C正确；设想如果人绕波源做 圆周运动，那么，观察者接收到的频 率和波源发出的频率相同，D不正 确．
【答案】 BC
第40页/共43页
随堂达标自测
点击进入
第41页/共43页
图7－3－4
高频考点例析
A．a点是振动加强点，c点是振 动减弱点
B．a点与c点都是振动加强点， b点是振动减弱点还是加强点不确定
C．a点与c点此时此刻是振动加 强点，经过一段时间后，变为振动减 弱点，而b点可能变为振动加强点
D．a、b、c都是振动加强点 第31页/共43页
高频考点例析
解析：选D.a、b、c三点均在两 振源A、B连线的中垂线上，到两波 源的波程差均为零，所以a、b、c的 叠加情况是相同的，即均为加强点．
D．当波源和观察者间有相对运 动时，观察者接收到的频率一定和波 源发出的频率不同
第38页/共43页
高频考点例析
【解析】 超声波检查人体时， 不同组织反射的超声波的量是不同的， 从而形成B超影像，A不正确；当波 源与观察者间相对靠近时，观察者感 到频率变大，所以听到飞行的炮弹尖 叫声越来越尖锐，声音的频率增大， 可以判断炮弹正向他靠近，B正确； 光
(1)可闻声波：频率范围在 的声波．
第5页/共43页
基础知识梳理
(2)超声波：频率高于20000 Hz
的声波，可用于工程质量检测及疾病
的诊断．
20
(3)次声波：频率低于 Hz的声
波．
0.1s
3．人耳能够把回声与原声区别
开来的最小时间间隔为 .
第6页/共43页
基础知识梳理
四、多普勒效应 1．定义：由于波源和频观率察者之 间有相对运动，使观察者感到 发生变化的现象． 2．实质：波源的真实频率不发 生变化，只是观察者接收到的频率发 生了变化． 3．说明：机械波、电磁波都能
第7页/共43页
课堂互动讲练
一、对波的干涉现象的理解 1．频率不同的两列波可以叠加 但不能形成稳定的干涉图象． 2．加强区和减弱区都是两列波 引起的位移的矢量和，该处质点的位 移的矢量和也随着波的传播和时间而 发生变化，它们仍围绕着平衡位置振 动，且与波源振动周期相同．
第8页/共43页
课堂互动讲练
第13页/共43页
课堂互动讲练
即时应用
如图7－3－1所示表 示两列相干水波某时刻 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，
图7－3－1
第14页/共43页
课堂互动讲练
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 相邻实线与虚线间的中点，则( )
课堂互动讲练
即时应用
2.站在火车站台上的旅客听到路 过火车鸣笛声的音调(注：音调由频 率决定，频率大时音调高，频率小时 音调低)变化情况，以下说法正确的 是( )
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课堂互动讲练
A．当火车进站时，鸣笛声的音 调变低
B．当火车进站时，鸣笛声的音 调变高
C．当火车离站时，鸣笛声的音 调变低
C．当t＝2 s时，波形如图c，t＝ 4 s时，波形如图c
D．当t＝2 s时，波形如图c，t＝ 4 s时，波形如图d
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高频考点例析
【解析】 经2 s时间，甲、乙 波传播距离均为x＝vt＝2 m，甲、乙 波重合，根据波的叠加原理知重叠区 各质点位移为零．经4 s时间，甲、 乙波传播距离x＝vt＝4 m，即位置互 换，可知D项正确．
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二、多普勒效应的分析 1．接收频率的实质：观察者接收到 的频率等于观察者在单位时间内接收到 的时完间全t 内波通的过个的数完．全当波波的以个速数度为vN通＝过vλ接t，收 者单时位，时 间 内 通 过 接 收 者 的 完 全 波 的 个 数，叫做接收频率．
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2．观察者频率的计算 设波在介质中的传播速度为v0， 观察者相对介质的速度为v，波源相 对观介察质者(1)的接波速收源度到和为观 的察u频，者率波均为源静f.的止频f＝率vλ为0＝f0f0，
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(2)波源固定，观察者以速度v向
着波源或背离波源运动时，波相对观 察者的速度v为0±v，所以 f＝v0λ±v＝(1±vv0)f0
C．5处 数处
D．无
【解析】 岸边到两波源的距离(波 程)差为半波长的奇数倍的地方是始终平 静的(振动减弱区)．由数学知识可知，左 侧岸上各点到两波源的距离差的范围为 (0,5 m)，减弱点有1 m、3 m、5 m 3处，
第29页/共43页
高频考点例析
变式训练
ห้องสมุดไป่ตู้
水平面上有A、B两个 振动情况完全相同的振 源．在AB连线中垂线上有 a、b、c三个质点．已知 某时刻a点是两列波波峰 的相遇点，c点是相近的波 谷的相遇点，b处在a、c 之 间 ， 如 图 7 －第33－0页/4共所43页示 ，
域里互不干扰，具有
(即保持原
有波速、频率、波长、振动方向不变)．
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基础知识梳理
3．波的干涉 (频1)率产生稳定干涉的条件：性质 相同且 相同的两列波相遇． (2)现象：两列波相遇时，间某隔些 区域振动总是加强，某些区域振动总 是减弱，且加强和减弱区域互 相．
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基础知识梳理
A．图示时刻A、B两点的竖直高 度差为2 cm
B．图示时刻C点正处于平衡位 置且向水面上运动
C．F点到两波源的路程差为零
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解析：选BD.图示时刻点A、B、 D振动加强，A、B间高度差hAB＝4A ＝4 cm，A、D间高度差为零；图示 时刻点C在水面，根据上下坡法，点 C由水面向上运动；图示时刻E、F振 动减弱，位移为零，到两波源的路程 差为半波长的奇数倍；波长为0.4 m， 周期为0.4 s，经过时间Δt＝0.1 s＝ 0 . 2 5 T 时 ， 两 列第波16页的/共4平3页衡 位 置 传 到 A
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5．加强点和减弱点的判断方法 (1)图象法：在某时刻的波形图 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，这就是干涉图样．
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二、波的衍射
1．发生明小显衍与射波的长条差不件多：障碍物或
孔的尺寸比波长 或
．
2．关于衍射的两点说明
(1)衍射始终存在，只是有的衍射明 显，有的衍射干不涉明和显衍．射
(2)衍射和干涉都是波的特有现象，
一 切 波 都 能 发 生第4页/共43页
．
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三、声波
1．声波是纵波． 2．声波的分类
20～20000Hz
【答案】 D
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高频考点例析
题型二 加强点、减弱点的判断
例2 如图7－3－3所示，
S1和S2是湖面上两个完 全相同的水波的波源，
MN是足够长的湖岸，
水波的波长为2 m，S1 与S2的连线与湖岸垂直， 且S1S2＝5 m，则岸边
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图7－3－3
高频考点例析
A．1处
B．3处
D．当火车离站时，鸣笛声的音
调变高
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解析：选BC.根据多普勒效应， 火车进站时，波源向观察者靠近，旅 客听到的鸣笛声的音调变高；当火车 离站时，旅客听到的鸣笛声的音调变 低，故B、C正确．
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高频考点例析
题型一 波的叠加
例1 如图7－3－2所示，一个波源在
(3)观察者静止，波源以速度 u 向观
察
者
或
背
离
观
察
者
运
动
时
，
f
＝
v0 λ′
＝
vv0±0uf0
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特别提醒 当波源以速率v匀速靠近静止
的观察者时，观察者“感觉”到的 频率变大了，但不是“越来越大” 了，同样当波源以速率v匀速远离 静止的观察者时，观察者“感觉” 到的频率变小了，但也不是“越来 越小”．
绳的左端发生波甲，另一个波源在同 一根绳的右端发生波乙，波速都等于 1 m/s.在t＝0时刻，绳上的波形如图a 所示，则根据波的叠加原理，下述正 确的是( )
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高频考点例析
图7－3－2
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高频考点例析
A．当t＝2 s时，波形如图b，t＝ 4 s时，波形如图c
B．当t＝2 s时，波形如图b，t＝ 4 s时，波形如图d
基础知识梳理
一、波的叠加 1．波的独立传播原理 两列波相遇前、相遇过程中和相 遇后，各自的传播特性不发生任何变 化，即各列波之间不相互干扰．
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2．波的叠加原理
在两列波相遇的区域里，每个质点
都将参与两列波引起矢的量振和动，其位移是
两列波分别引起的位移的
，相遇
后仍保持原独来立的性运动状态．波在相遇区
(2)公式法：当两个相干波源的振动步 调一致时，到两个波源的距离之差Δx＝ n0λ,1(n,2＝，…)处是加强区，Δx＝(2n＋1)λ2(n＝
0,1,2，…)处是减弱区．
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特别提醒 在波的干涉现象中，振动加强
区的振幅最大，位移仍然随时间而 变化，振动减弱区某时刻的位移可 能比振动加强区的位移大，因此不 能认为加强区质点位移大．
已知某时刻a点是两列波波峰的相遇点c点是相近的波谷的相遇点b处在ac之间如图734所示那么以下说法正确的是变式训练图734aa点是振动加强点c点是振动减弱点ba点与c点都是振动加强点b点是振动减弱点还是加强点不确定ca点与c点此时此刻是振动加强点经过一段时间后变为振动减弱点而b点可能变为振动加强点dabc都是振动加强点解析
高频考点例析
【解析】 当狭缝尺寸固定时， 应使波的波长变长，根据v＝λf知， 波速是一定的，要使λ增大，只有使f 减小，故A项错误，B项正确；当波 长一定时，只有使缝的尺寸与波长差 不多或者比波长更小，故C项错误， D项正确．
【答案】 BD
第35页/共43页
高频考点例析
【规律总结】 只有孔的尺寸或 障碍物大小跟波长相差不多或者比波 长小，衍射现象才明显，在实际中可 以改变孔的大小或波长来实现这一条 件．
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高频考点例析
题型三 对波的衍射现象的理解
例3 如图7－3－5所示，
S是波源，M、N是两挡 板，其中M板固定，N 板可以左右移动．两板 中间有一狭缝，此时A 点没有明显振动，为使 A点发生明显振动，可
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图7－3－5
高频考点例析
A．增大波源振动频率 B．减小波源振动频率 C．将N板向右平移一些 D．将N板向左平移一些 【思路点拨】 本题要求使A点 处的波动更明显，即应使经狭缝发生 的衍射现象更显著，根据发生明显衍 射现象的条件进第34行页/共判43页断．
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高频考点例析
题型四 多普勒效应
例4 根据多普勒效应，下列说法中正
确的有( )
A．医生检查身体用的“B超” 是根据超声波的多普勒效应制成的
B．一位有经验的战士听到飞行 的炮弹尖叫声越来越尖锐，判断炮弹 正向他靠近
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高频考点例析
C．根据光波的多普勒效应，由 地球接收到遥远天体发出的光波的频 率越来越小，可以判断此天体正远离 地球
3．加强区振幅最大，等于两列 波振幅之和，减弱区振幅最小，等于 两振幅之差，且加强区、减弱区的位 置是固定的，如两列波振幅相等，则 减弱区质点位移为零，而加强区质点 的位移随时间周期性变化．
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4．波峰与波峰(或波谷与波谷) 相遇处，一定是加强的，用一条平滑 的曲线将以上各点连接起来，这条线 上的点都是加强的；而波峰与波谷相 遇处，一定是减弱的，把以上各点用 平滑的曲线连接起来，这条线上的点 都是减弱的；加强点和减弱点之间各 个质点的振幅介于加强点和减弱点的 振幅之间． 第10页/共43页
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波和机械波一样，也有多普勒效应， 地球接收到遥远天体发出的光波的频 率越来越小，可以判断此天体正远离 地球，C正确；设想如果人绕波源做 圆周运动，那么，观察者接收到的频 率和波源发出的频率相同，D不正 确．
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高频考点例析
A．a点是振动加强点，c点是振 动减弱点
B．a点与c点都是振动加强点， b点是振动减弱点还是加强点不确定
C．a点与c点此时此刻是振动加 强点，经过一段时间后，变为振动减 弱点，而b点可能变为振动加强点
D．a、b、c都是振动加强点 第31页/共43页
高频考点例析
解析：选D.a、b、c三点均在两 振源A、B连线的中垂线上，到两波 源的波程差均为零，所以a、b、c的 叠加情况是相同的，即均为加强点．
D．当波源和观察者间有相对运 动时，观察者接收到的频率一定和波 源发出的频率不同
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高频考点例析
【解析】 超声波检查人体时， 不同组织反射的超声波的量是不同的， 从而形成B超影像，A不正确；当波 源与观察者间相对靠近时，观察者感 到频率变大，所以听到飞行的炮弹尖 叫声越来越尖锐，声音的频率增大， 可以判断炮弹正向他靠近，B正确； 光
(1)可闻声波：频率范围在 的声波．
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基础知识梳理
(2)超声波：频率高于20000 Hz
的声波，可用于工程质量检测及疾病
的诊断．
20
(3)次声波：频率低于 Hz的声
波．
0.1s
3．人耳能够把回声与原声区别
开来的最小时间间隔为 .
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基础知识梳理
四、多普勒效应 1．定义：由于波源和频观率察者之 间有相对运动，使观察者感到 发生变化的现象． 2．实质：波源的真实频率不发 生变化，只是观察者接收到的频率发 生了变化． 3．说明：机械波、电磁波都能
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一、对波的干涉现象的理解 1．频率不同的两列波可以叠加 但不能形成稳定的干涉图象． 2．加强区和减弱区都是两列波 引起的位移的矢量和，该处质点的位 移的矢量和也随着波的传播和时间而 发生变化，它们仍围绕着平衡位置振 动，且与波源振动周期相同．
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即时应用
如图7－3－1所示表 示两列相干水波某时刻 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，
图7－3－1
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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 相邻实线与虚线间的中点，则( )