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高中物理选修3-4知识点机械振动与机械波解析

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C.只有孔的尺寸跟波长相差不多或者比波长更小时,才能观察到明显的衍射现象

D.只有波才有衍射现象

解析:波绕过障碍物的现象称为波的衍射现象,发生明显衍射的条件是孔或障碍物尺寸跟波长差不多或者比波长更小。孔径大并不是不发生衍射,只是更突出原波的传播,波面只有边缘有变化。换句话说,波的衍射现象不明显,所以A、B项错,C项正确。衍射现象是波的特有的现象,所以D项正确。

答案:选CD

例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

D.振动加强的区域和振动减弱的区域不断地周期性地交换位置

解析:两列波发生稳定的干涉的条件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。

答案:C

例3:当两列波产生干涉时,如果两列波的波峰在P点相遇,下列说法正确的是( )

A.质点P的振动始终是加强的

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B.质点P的振幅最大

C.质点P的位移始终最大

D.质点P的位移有时为零

解析:依题意两列波满足干涉条件,其波峰相遇点P一定是加强点,且振动是始终加强的,合振幅最大。但需要注意的是,加强点不能理解为位移始终是最大的,而是指两列波在振动过程中始终是加强的,这个加强点的位移有时可能为零,有时可能最大。故选项A、B、D正确。

答案:ABD

例4:如图所示,在同一均匀介质中有S1和S2两个波源,这两个波源的频率、振动方向均相同,且振动的步调完全一致,S1与S2之间相距为4 m,若S1、S2振动频率均为5 Hz,两列波的波速均为10 m/s,B点为S1和S2连线的中点,今以B点为圆心,以R=BS1为半径画圆。

(1)该波的波长为多少?

(2)在S1、S2连线之间振动加强的点有几个?

(3)在该圆周上(S1和S2两波源除外)共有几个振动加强的点? v10

解析:(1)由公式λ=,得λ= m=2 m。

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(2)在S1、S2连线上任选一点A,

则:|S1A-S2A|<4=2λ

即-2λ<Δx<2λ

由加强的条件:Δx=nλ得:-2

故n=-1,0,1,即3个加强点。

(3)如上图,A、B、C三点为振动加强的点,过A、B、C三点作三条加强线(表示三个加强区域)交于圆周上A1、A2、B1、B2、C1、C2 六个点,显然这六个点也为加强点,故圆周上共有六个加强点。

答案: (1)2 m (2)3 (3)6

多普勒效应

一、学习目标

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1.知道波源的频率与观察者接收到的频率的区别。

2.知道什么是多普勒效应。

3.能运用多普勒效应解释一些物理现象。

二、知识点说明

1.概念:波源与观察者相互靠近或者相互原理时,接受到的波的频率都会发生变化,这种现象叫做多普勒效应。

2.特点:波在波源移向观察者时接受频率变高,而在波源原理观察者时接收频率变低。

3.产生原因:声源完成一次全振动,向外发出一个波长的波,频率表示单位时间内完成的全振动的次数,因此波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数,而观察者听到的声音的音调,是由观察者接受到的频率,即单位时间接收到的完全波的个数决定的。

3.应用:不仅仅适用于声波,也适用所有类型的波,包括电磁波。医学应用D超,彩超,彩色多普勒超声等等。

三、典型例题

例1:医院有一种先进的检测技术——彩超,向病人体内发射频率已精确掌握的超声波.超声波经血液反射后被专用仪器接收,测出反射波的频率变化,就可以知道血液的流速.这一技术主要体现了哪一种物理现象( )

A.多普勒效应 B.波的衍射

C.波的干涉 D.共振

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解析:由于血液流动,接收到的反射波与发射波频率相比发生了变化,具备由于相对运动,接收到的反射波比发射波频率变大或变小特征,因此是利用了多普勒效应,故选A。

答案:A

例2: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的低。

(1)此现象属于( )

A.波的衍射 B.波的干涉

C.多普勒效应 D.波的反射

(2)若该路段限速为100 km/h,则该车是否超速?

(3)若该轿车以20 m/s的速度向前行进,反射回的频率应怎样变化?

解析:(1)巡警车接收到的电磁波频率比发出时的低,此现象为多普勒效应,选C。

(2)因警车接收到的频率低,由多普勒效应知警车与轿车在相互远离,而警车车速恒定又在后面,可判断轿车车速比警车车速大,故该车超速。

(3)若该轿车以20 m/s的速度向前行进,由于警车速度大于轿车速度,此时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)超速 (3)变高

例3:下列说法不正确的是( )

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精品文档C.只有孔的尺寸跟波长相差不多或者比波长更小时,才能观察到明显的衍射现象D.只有波才有衍射现象解析:波绕过障碍物的现象称为波的衍射现象,发生明显衍射的条件是孔或障碍物尺寸跟波长差不多或者比波长更小。孔径大并不是不发生衍射,只是更突出原波的传播,波面只有边缘有变化。换句话说,波的衍射现象不明显,所以A、B项错,C项正确。衍射现象是波的特有
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