高三物理一轮复习讲义(80)波的反射、折射、干涉、衍射、多普勒效应.doc

高三物理一轮复习讲义（80）
（波的反射、折射、干涉、衍射、多普勒效应）
一、知识梳理
1．波面和波线：波面指波传播过程中，任何_______________相同的点组成了一个个面；波线指与波面垂直的那些背离波源的线，它代表了波的_____________．波线与波面_____________。
2．惠更斯原理：介质中任一波面上的各点，都可以看做发射子波的_____________，其后任意时刻，这些子波在波的传播方向上的_____________就是新的_____________．
3．反射规律：在波的反射中，入射角为入射波的波线与界面法线的夹角；反射角为反射波的_____________与界面_____________的夹角；反射角_____________入射角；反射波的波长、频率和波速都与入射波_____________．
4．折射定律：在波的折射中，波的_____________保持不变，故_________和_____________ 都发生变化．当波由介质I射入介质Ⅱ时，入射角、折射角以及两介质中波速的关系为_____________．
5．波的独立传播和叠加
（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_____________不发生任何变化，这叫做波的独立传播原理．
（2）波的叠加原理：几列波相遇时，每列波能够保持各自的状态继续传播而不互相干扰，只是在重叠的区域里任一质点的总位移等于各列波分别引起的位移的_____________．
6．波的干涉
（1）干涉现象：_____________相同的两列波叠加，使某些区域的振动_____________，某些区域的振动_____________，而且振动加强的区域和振动减弱的区域_____________，这种现象叫做波的干涉．所形成的图样叫做干涉图样．
（2）产生稳定干涉的必要条件：两列波的_____________．
（3）振动加强和减弱的条件：在两波源振动情况(振动步调)相同的情况下，如果某点到两波源的距离之差等于波长的__________倍，则该点的振动是加强的；如果某点到两波源的距离之差是_____________的奇数倍，则该点的振动是减弱的．(若两波源的振动情况相反，则结果完全相反)
7．波的衍射现象
（1）定义：波传播过程中偏离_____________绕过障碍物的现象叫衍射．
（2）发生明显衍射的条件是：障碍物或孔的尺寸比波长_____________。
8．多普勒效应：由于________和观察者之间有_____________，使观察者感到_____________发生变化的现象，叫做多普勒效应．当波源与观察者有相对运动时，如果二者相互接近，观察者接受到的频率_____________；如果二者相互远离，观察者接受到的频率__________。

二、典例分析：
1．关于波的叠加和干涉，下列说法中正确的是 （ ）
A．两列频率相同的波相遇时振动加强的点只有波峰与波峰相遇的点
B．两列频率不相同的波相遇时，因为没有稳定的干涉图样，所以没有叠加
C．两列周期相同的波相遇时，如果介质中的某质点振动是加强的，则某时刻该质点的位移也可能是零
D．两列周期相同的波相遇时，振动加强的点的位移总是比振动减弱的质点的位移大
2．一波源在绳的左端发生波P，另一波源在同一根绳的右端发生波Q，波速为1 m/s，在t=0时，绳上的波形如图中的a所示，根据波的叠加原理，以下判断中正确的是 （ ）
A．当t=2 s时，波形如b图，t=4 s时，波形如c图
B．当t=2 s时，波形如b图，t=4 s时，波形如d图
C．当t=2 s时，波形如c图，t=4 s时，波形如b图
D．当t=2 s时，波形如c图，t=4 s时，波形如d图
3．两列波长相同的水波发生干涉现象，若在某一时刻，P点恰好是两列波的波峰相遇，Q点处是两列波的波谷相遇，则 （ ）
A．P点振动加强，Q点振动减弱 B．P、Q两点振动周期相同
C．P、Q两点振动都加强 D．P、Q两点始终处于最大或最小位移处
4．如图所示，两列横波沿相反方向传播，传播速度v=6m/s，两列波频率f=30Hz，在t=0时，这两列波分别从左和从右刚刚传到S1、S2处，使S1、S2均开始向上做简谐运动，设向右传和向左传两列波振幅分别为2cm和1cm，质点A到S1、S2距离分别为1.95m和3.25m，则两列波都到达A点后，质点A振幅为多大？ v v
· · ·

S1 A S2

5．一列简谐机械横波某时刻的波形图如图所示。波源的平衡位置坐标为x=0．当波源质点处于其平衡位置上方且向下运动时，介质中平衡位置坐标x=2 m的质点所处位置及运动情况是 （ ）
A．在其平衡位置下方且向上运动
B．在其平衡位置下方且向下运动
C．在其平衡位置上方且向上运动
D．在其平衡位置上方且向下运动
6．如图所示，在坐标系xOy的Y轴上有两个相同的波源A，B，它们激起水波波长为2 m，A，B的坐标分别为(0，2 m)和(0，5 m)．在z轴上从一到+范围内两列波叠加后相减弱的点有多少个?

三、作业
1．关于声波，下列说法中正确的是 （ ）
A．空气中的声波一定是纵波
B．声波不仅能在空气中传播，也能在固体、液体和真空中传播
C．声音在水中的传播速度大于在空气中的传播速度
D．空中有时雷声不绝，这是由声波的干涉引起的
2．如图所示，S为波源，M、N为两块挡板，其中M板固定，N板可上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得A点没有振动，为了使A点能发生振动，可采用的方法是 （ ）
A．增大波源的频率 B．减小波源的频率
C．将N板向上移动一些 D．将N板向下移动一些
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 （ ）
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
4．如图所示，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ab=bc。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，则（ ）
A．a处质点的位移始终为2A
B．c处质点的位移始终为－2A
C．b处质点的振幅为2A
D．c处质点的振幅为2A
5．关于多普勒效应，以下说法正确的是 （ ）
①只有机械波才能产生多普勒效应
②机械波、电磁波、光波等均能产生多普勒效应
③产生多普勒效应的原因是波源的频率发生了变化
④产生多普勒效应的原因是观察者接受到的频率发生了变化
A．①④ B．②③ C．②④ D．②③④
6．如图所示为两列同频率的水波在t=0时刻的叠加情况，实线表示波峰，虚线表示波谷，已知两列波的振幅均为2cm，波速2m/s，波长为0.4m，E点是BD连线和AC连线的交点，下列说法正确的是（ ）
A．A、C两点是振动减弱的点
B．B、D两点在该时刻的竖直高度差为4cm
C．E是振动加强的点
D．t=0.05s时，E点距平衡位置的位移的大小为2cm

7．如图所示，沿x轴传播的一列简谐波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200m/s，则可推出 （ ）
A．再经过0.01s，图中质点a的速度方向与加速度方向相同
B．图中质点b此时动能正在向势能转化，其加速度正在增大
C．若发生稳定干涉现象，该波所遇到的波的频率为50Hz
D．若发生明显衍射现象，该波所遇到的障碍物的尺寸一般不大于2m
8．测声室内的地面、天花板和四周墙壁表面都贴上了吸音板．它们不会反射声波。在相距6 m的两侧墙壁上各安装了一个扬声器a和b，俯视图如图所示。两扬声器的振动位移大小、方向完全相同，频率为170 Hz．一个与示波器Y输入相连的麦克风从a点开始沿a、b两点连线缓慢向b运动．已知空气中声波的波速为340 m/s．则 （ ）
A．麦克风运动到距离a点1.5 m处时示波器荧屏上的波形为一直线
B．麦克风运动过程中除在a、b两点外，示波器荧屏有5次出现波形最大
C．麦克风运动过程中示波器荧屏显示的波形幅度是不变的
D．如果麦克风运动到a、b连线的中点停下来之后．麦克风中的振动膜将始终处于最大位移处
9．如图所示，在一根绳的两端相向传播着完全对称的脉冲波形，当它们恰好完全相遇时，绳上a质点的振动方向________，O质点的振动方向__________（选填“向上”、“向下”或“没有”）

10．A、B两波相向而行，在某时刻的波形与位置如图所示，已知波的传播速度为v，图中标尺每格长度为l，在图中画出又经过t=时的波形．

高三物理一轮复习讲义（81）
（综合）
班级 学号 姓名

1．如图甲所示，O点为振源，OP=s，t=0时刻O点由平衡位置开始振动，产生向右沿直线传播的简谐横波，图乙为从t=0时刻开始描绘的P点的振动图像，下列判断中正确的是（ ）
A．该波的频率为
B．这列波的波长为
C．t=0时刻，振源O振动的方向沿y轴正方向
D．t=t2时刻，P点的振动方向沿y轴负方向
2．声音的传播过程中，声源和观察者如果发生相对运动，观察得到声音的频率会发生变 化，现有频率一定的声源在空气中向着静止的接收器运动，以v表示声源的速度，v波表示声波的速度(v<v波)，ν表示接收器接收的频率，若ν增大，则 （ ）
A．ν增大，v波增大 B．ν增大，v波不变
C．ν不变，v波增大 D．ν减小，v波不变
3．一列简谐横波沿x轴负方向传播，波速v=4 m/s．已知坐标原点(x=0)处质点的振动图像如图甲所示，在下列4幅图(图乙)中能够正确表示t=0.15 s时波形的图是（ ）

4．如图所示，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，下列说法中正确的是 （ ）
A．该时刻质点0正处在平衡位置
B．P、N两质点始终处在平衡位置
C．随着时间的推移，质点M将向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

5．如图所示，S是振源，MN是带孔挡板，其中M固定，N可上下移动，为了使原来不振动的A点振动起来，可采用 （ ）
A．增大S的频率 B．减小S的频率
C．N上移 D．N下移

6．细绳的一端在外力作用下从t=0时刻开始做简谐运动，激发出一列简谐横波。在细绳上选取15个点，如图（甲）t=0时刻各点所处的位置，（乙）为t=T/4时刻的波形图（T为波的周期）。在（丙）中画出t=3T/4时刻的波形图。

7．如图所示，波源S上下振动产生的简谐波能向左、右两个方向沿直线传播．P1、P2、P3
……，Q1、Q2、Q3……与S为直线上等间隔的质点，且间隔为50 cm．开始时S从平衡位置向上运动·经0.1 s第一次达到最大位移，此时Q2点恰好开始振动．设振幅为5 cm．

（1）求简谐波的速度为多大?
（2）从S开始运动算起。求经过多长时间质点Q10第一次向下达到最大位移?
（3）以波源平衡位置为坐标原点，画出当质点Q10向下达到最大位移时的波的图象．(在坐标原点两侧至少各画出一个完整的波形)
（4）如果从质点Q10第1次向下达到最大位移时开始计时，画出P6点的振动图象．

8．如图所示，一列简谐横波的波源在坐标原点，x轴为波的传播方向，y轴为振动方向。当波源开始振动0.5 s时形成了如图所示的波形（波刚好传到图中P点）。试求：
（1）波的振幅为多少？
（2）从图示位置再经多长时间波传到Q点？
（3）Q点开始振动的方向如何？

9．如图所示为一列横波沿x轴传播时，t1=0和t2=0.005 s时刻的波的图像，分别由图中的实线和虚线表示。
（1）由图线求出波的振幅和波长；
（2）设周期大于(t2－t1)，如果波向右传播，波速多大?如果波向左传播，波速又多大?
（3）设周期小于(t2－t1)，并知波速为6000 m/s，求波的传播方向．

10．湖面上一点O上下振动，振幅为0.2 m，以O点为圆心形成圆形水波，如图所示，A、,B、O三点在一条直线上，OA间距离为4.0 m，OB间距离为2.4 m，某时刻O点处在波峰位置，观察发现2s后此波峰传到A点，此时O点正通过平衡位置向下运动，OA间还有一个波峰．将水波近似为简谐波。
（1）求此水波的传播速度、周期和波长．
（2）以O点处在波峰位置为0时刻，某同学打算根据OB间距离与波长的关系确定B点在O时刻的振动情况，画出B点的振动图像．你认为该同学的思路是否可行?若可行，画出B点振动图像；若不可行，请给出正确思路并画出B点的振动图像．

高三物理一轮复习讲义（82）
（电磁振荡 电磁波的发射和接收 电磁波谱）
班级_______ 学号___________ 姓名___________

一、双基回顾
1．变化的磁场产生__________，变化的电场产生____________________。
2．______________________________形成电磁波．电磁波是__________ (选填“横波”或“纵波”)，传播时不需要介质．电磁波在真空中的传播速度等于__________．
3．__________预言了电磁波的存在，__________在人类历史上首先捕捉到了电磁波．
4．电磁波具有__________、__________、__________、__________和__________等现象．
5．______________________________叫做振荡电流．产生振荡电流的电路叫做__________．LC振荡电路是一种最简单的振荡电路，产生的振荡电流按正弦规律变化．
6．在振荡电路里产生振荡电流的过程中，______________、________________以及______________________________都发生周期性的变化，这种现象叫做电磁振荡．
7．LC振荡电路发生电磁振荡时，在电容器放电过程中，电容器极板上的电荷量逐渐__________，放电电流逐渐__________，电容器里的电场逐渐__________，线圈的磁场逐渐__________，__________能逐渐转化为__________能．在电容器充电过程中，电容器极板上的电荷量逐渐__________，充电电流逐渐__________，电容器里的电场逐渐__________，线圈的磁场逐渐__________，_____能逐渐转化为______能．
8．LC振荡电路产生的电磁振荡，其周期T与电感L、电容C的关系是__________，频率f与电感L、电容C的关系是____________________．
9．电磁波的波速、波长、频率和周期的关系式是____________________．
10．要有效地发射电磁波．振荡电路必须具有如下特点：______________________________
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
11．利用电磁波发射信号，需对电磁波实行调制，即______________________．调制方式有调幅和调频两种．使高频电磁波的____________随信号的强弱而变，这种调制叫做调幅．使高频电磁波的____________随信号的强弱而变．这种调制叫做调频．
12．____________________________________叫做电谐振．使接收电路产生电谐振的过程叫做____________．________叫做解调．解调是_________的逆过程·调幅波的解调也叫____________．
13．雷达天线向一定方向发射无线电脉冲，无线电波遇到障碍物要发生____________·测出 时间，就可以确定障碍物的距离，再根据________________________便可确定障碍物的位置．
14．________________________________________________叫做电磁波谱·。
15．按频率由低到高(波长由长到短)排列，电磁波有_______________________________。

二、巩固练习
1．建立完整的电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是 （ ）
A．法拉第 B．奥斯特 C．赫兹 D．麦克斯韦
2．以下叙述正确的有 （ ）
A．任何电磁波在真空中的传播速度都等于真空中的光速
B．电磁波一定是横波
C．振荡电路发射电磁波的过程也是向外辐射能量的过程
D．振荡电路向外辐射能量本领的大小与电磁波的频率无关
3．要使LC振荡回路的频率增大，可采用的方法是 （ ）
A．增大电容器两极板间距 B．增大电容器两极板的正对面积
C．在线圈中插入铁芯 D．减少线圈的匝数
4．目前雷达发射的电磁波频率多在200MHz至1000MHz的范围内，下列关于雷达和电磁波说法正确的是 （ ）
A．真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3m至1.5m之间
B．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的
C．测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离
D．波长越短的电磁波，反射性能越强
5．关于电磁波，下列说法中正确的是 （ ）
A．电磁波是变化的电磁场由发生区向远处的传播
B．电磁波必须依靠介质来传播
C．电磁波会发生反射、折射、干涉和衍射
D．电磁波具有能量
7．关于电磁波的发射与接收，下列说法中正确的是 （ ）
A．发射的LC电路是开放的 B．电信号频率低，不能直接用来发射
C．调谐是调制的逆过程 D．接收电路也是一个LC振荡电路
8．根据电磁波谱，下列各种电磁波范围互相交错重叠，且波长顺序由短到长排列的是（ ）
A．微波、红外线、紫外线 B．γ射线、X射线、紫外线
C．紫外线、红外线、无线电波 D．紫外线、X射线、γ射线
9．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是 （ ）
A．电磁波是横波 B．电磁波的传播需要介质
C．电磁波能产生干涉和衍射现象 D．电磁波中电场和磁场的方向处处相互垂直
10．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线合起来，形成了范围非常广阔的电磁波谱．不同的电磁波产生的机理不同，表现出的特性也不同，因而其用途也不同．下列应用中符合实际的是 （ ）
A．医院里常用红外线对病人进行透视
B．医院里常用紫外线照射病房和手术室进行消毒
C．用X射线处理医院排放的污水，可杀死各种病原体，保护环境免受污染
D．用γ射线照射马铃薯，可防止其发芽，以便长期保存

11．调制的主要作用是 （ ）
A．使高频振荡的振幅或频率随要传播的电信号而改变
B．把需要的电信号从高频振荡中取出来
C．选择要接收的电台
D．发生电谐振
12．利用微波炉中的微波来烹调食物具有加热快、节能、不污染环境、保鲜度好等优点．微波炉加热器主要是用磁控管(在炉内顶部)产生微波。然后将微波照射到六面都用金属组成的空箱(又叫谐振腔)中，微波在理想导电金属表面上将被全反射．而含有水的食物放在箱中，很容易发热．试查阅相关资料，分析：
（1）为什么食物会发热? （ ）
A．是利用微波产生的热 B．是利用食物分子本身做受迫振动产生的热
（2）使用微波炉时应 （ ）
A．用金属容器盛放食物放入炉内加热．
B．用陶瓷容器盛放食物放人炉内加热．
C．将微波炉置于磁性材料周围．
D．将微波炉远离磁性材料周围．
13．部分电磁波的大致波长范围如图所示，若要利用缝宽与手指宽度相当的缝获得明显的衍射现象，可选用_________波段的电磁波，其原因是_______________________________。

14．如图所示，一正离子在垂直于匀强磁场的固定光滑轨道内做逆时针匀速圆周运动．当磁场均匀增强时，离子的动能将 （ ）
A．增大 B．减小
C．不变 D．可能增大，也可能不变

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