2018年高考物理一轮复习课件：选修3-4 第十四章 第二讲 机械波 精品
目录 CONTENTS
第二讲 机械波
1 抓基础·双基夯实 2 研考向·考点探究 3 随堂练·知能提升 4 课后练·知能提升
一、机械波 横波和纵波 1．机械波的形成条件 (1)有发生机械振动的波源． (2)有传播介质，如空气、水等． 2．传播特点 (1)机械波传播的只是振动的 形式 和 能量，质点只在各自的平衡位置附近做简谐 运动，并不随波 迁移． (2)介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与 波源 的振动周期和频率相同． (3)一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为 4A ，位移为 零 ．
谐运动的表达式为 y＝10sin(5πt) cm.关于这列简
谐波，下列说法正确的是( )
A．周期为 4.0 s
B．振幅为 20 cm
C．传播方向沿 x 轴正向
D．传播速度为 10 m/s
解析：由题意知 ω＝5π rad/s，周期 T＝2ωπ＝0.4 s，由波的图象得振幅 A ＝10 cm，波长 λ＝4 m，故波速为 v＝Tλ＝10 m/s，P 点在 t＝0 时振动方 向为 y 轴正方向，波向正 x 方向传播，故选项 C、D 正确． 答案：CD
1．不理解振动图象与波的图象的区别． 2．误将振动图象看作波的图象或将波的图象看作振动图象． 3．不知道波传播过程中任意质点的起振方向与波源的起振方向 相同． 4．不会区分波的传播位移和质点的振动位移． 5．误认为质点随波迁移．
考点三 波的多解问题 (自主学习)
பைடு நூலகம்
题组突破
造成波动问题多解的主要因素 (1)周期性 ①时间周期性：时间间隔 Δt 与周期 T 的关系不明确． ②空间周期性：波传播距离 Δx 与波长 λ 的关系不明确． (2)双向性 ①传播方向双向性：波的传播方向不确定． ②振动方向双向性：质点振动方向不确定．
1．波的干涉和衍射
波的干涉
波的衍射
条件 现象
明显条件：障碍物或孔的 两列波的频率必须_相__同__ _尺__寸__比波长小或相差不多
形成加强区和减弱区相互隔 波能够 绕过障碍物 或孔
开的稳定的 干涉图样
继续向前传播
2.多普勒效应 (1)条件：声源和观察者之间有 相对运动 ． (2)现象：观察者感到 频率 发生变化． (3)实质：声源频率 不变 ，观察者接收到的频率 变化 ．
考点一
题组突破
解析：据波的传播特点知，波传播过程中各质点的振动总是重复 波源的振动，所以起振方向相同，都是竖直向下，但从时间上来 说，起振依次落后T4的时间，所以选项 A、C 正确，B 错误；由 题意知，质点 9 比质点 1 应晚起振两个周期，所以当所有质点都 起振后，质点 1 与质点 9 步调完全一致，所以选项 D 正确． 答案：ACD
考点一
题组突破
1－2.[机械波的图象] (2015·高考福建卷)简谐横波在同一均匀介 质中沿 x 轴正方向传播，波速为 v.若某时刻在波的传播方向上， 位于平衡位置的两质点 a、b 相距为 s，a、b 之间只存在一个波谷， 则从该时刻起，下列四幅波形图中质点 a 最早到达波谷的是( )
考点一 题组突破
考点一 题组突破
利用波长、波速和周期的关系得，简谐波的波长 λ＝30 cm③ (2)设质点 O 的位移随时间变化的关系为 y＝Acos(2Tπt＋φ0)④ 将①式及题给条件代入上式得
4＝Acos φ0 0＝Acosπ6＋φ0 ⑤
考点一 题组突破
解得 φ0＝π3，A＝8 cm⑥ 质点 O 的位移随时间变化的关系式为
考点一 波动图象与波速公式的应用 (自主学习)
题组突破
1．波动图象的信息(如图所示) (1)直接读取振幅 A 和波长 λ，以及该时刻各质点 的位移． (2)确定某时刻各质点加速度的方向，并能比较其大小． (3)结合波的传播方向可确定各质点的振动方向或由各质点的振动方 向确定波的传播方向．
2．波速与波长、周期、频率的关系
[小题快练] 1．判断题 (1)在机械波传播过程中，介质中的质点随波的传播而迁移．( × ) (2)周期或频率，只取决于波源，而与 v、λ 无直接关系．( √ ) (3)波速 v 取决于介质的性质，它与 T、λ 无直接关系．只要介质不变，v 就 不变；如果介质变了，v 也一定变．( √ ) (4)两列波在介质中叠加，一定产生干涉现象．( × ) (5)一切波都能发生衍射现象．( √ ) (6)多普勒效应说明波源的频率发生变化．( × )
v＝Tλ ＝λf.
考点一
题组突破
1－1.[机械波的产生与传播] (多选)如图所示为沿水平方向的介质中 的部分质点，每相邻两质点间距离相等，其中 O 为波源．设波源的振 动周期为 T，自波源通过平衡位置竖直向下振动时开始计时，经过T4质 点 1 开始起振，则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法中正确 的是( )
考点一 题组突破
A．介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的，但图中质点 9 起振 最晚 B．图中所有质点的起振时间都是相同的，起振的位置和起振的方向 是不同的 C．图中质点 8 的振动完全重复质点 7 的振动，只是质点 8 振动时， 通过平衡位置或最大位移的时间总是比质点 7 通过相同位置时落后T4 D．只要图中所有质点都已振动了，质点 1 与质点 9 的振动步调就完 全一致，但如果质点 1 发生的是第 100 次振动，则质点 9 发生的就是 第 98 次振动
答案：AB
3．(多选)两列振动方向相同、振幅分别为 A1 和 A2 的相干简谐横波相遇．下 列说法正确的是( ) A．波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1－A2| B．波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为 A1＋A2 C．波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移 D．波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅
考点二 题组突破
解析：从图乙中可知周期为 T＝1 s，故频率为 f＝1 Hz，两列波 相遇发生稳定干涉现象的条件是频率相同，故所遇到的波的频 率为 1 Hz，A 错误；从甲图中可知该横波的波长为 λ＝4 m，若 该波能发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物尺寸一定 与 4 m 相差不多或比 4 m 小，B 错误；t＝0.5 s＝T2，P 点到达平 衡位置，速度最大，动能最大，C 正确；由振动图象上 t＝0 时 刻读出 P 点的速度方向沿 y 轴正方向，则由波动图象判断出波 沿 x 轴正方向传播，D 正确． 答案：CD
2．(多选)关于振动和波的关系，下列说法中正确的是( ) A．振动是波的成因，波是振动的传播 B．振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联合起来呈现的运 动现象 C．波的传播速度就是质点振动的速度 D．波源停止振动时，波立即停止传播
解析：机械波的产生条件是有波源和介质．由于介质中的质点被依次带动由 近及远传播而形成波，所以选项 A 和 B 正确．波的传播速度是波形由波源 向外伸展的速度，在均匀介质中其速度大小不变；而质点振动的速度和方向 都随时间周期性地发生变化，选项 C 错误．波源一旦将振动传给了介质，振 动就会在介质中向远处传播，当波源停止振动时，介质仍然继续传播波源振 动的运动形式，不会随波源停止振动而停止传播，即波不会停止传播，选项 D 错误．
y＝0.08cos(π2t＋π3)(国际单位制)⑦ 或 y＝0.08sin(π2t＋56π)(国际单位制)． 答案：(1)4 s 7.5 cm/s 30 cm (2)y＝0.08cos(π2t＋π3)(国际单位制) 或 y＝0.08sin(π2t＋56π)(国际单位制)
考点二 振动图象和波动图象的关联分析 (自主学习)
3．机械波的分类 (1)横波：质点的振动方向与波的传播方向相互 垂直 的波，有 波峰 (凸部) 和 波谷 (凹部)． (2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向在 同一直线 上的波，有密 ___部__ 和 疏部 ．
二、横波的图象 波速、波长和频率的关系
1．横波的图象 (1)坐标轴：横轴表示各质点的 平衡位置 ，纵轴表示该时刻各质点的 位移 ． (2)意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开 平衡位置 的位移．
解析：根据波的传播方向，可分别判定四幅波形图中质点 a 的振动
方向，A 图中向上振动，B 图中向下振动，C 图中向上振动，D 图
中向下振动；各图中波的周期分别为 TA＝2v·s，TB＝vs，TC＝vs，TD
2 ＝3vs，故从该时刻起，各图中质点 a 第一次到达波谷的时间分别为
tA＝34·TA＝32vs，tB＝14TB＝14vs，tC＝34TC＝34vs，tD＝14TD＝16vs，可知 tD
解析：两列振动方向相同的相干波相遇叠加，在相遇区域内各质点仍做简 谐运动，其振动位移在零到最大值之间，B、C 项错误．在波峰与波谷相 遇处质点振幅为两波振幅之差，在波峰与波峰相遇处质点振幅为两波振幅 之和，故 A、D 项正确．
答案：AD
4.(多选)一列简谐横波在 t＝0 时的波形图如图所
示．介质中 x＝2 m 处的质点 P 沿 y 轴正方向做简
考点二 题组突破
解析：(1)根据题图甲可知，波长 λ＝2 m，根据图乙振动图象可得周期
T＝4 s，
该波的波速 v＝Tλ＝0.5 m/s.
(2)根据波的传播方向沿 x 轴正向，判断质点 L 从平衡位置正沿 y 轴正
向运动，经过 t＝(n＋14)T＝(4n＋1)s(n＝0,1,2，…)运动到波峰．
(3)t＝0 时，x＝2 m 处的质点正在平衡位置向 y 轴负方向振动，初相位
＜tB＜tC＜tA，故选 D.
答案：D
考点一 题组突破
1－3.[波速公式的应用] (2016·高考全国卷Ⅱ)一列简谐横波在介 质中沿 x 轴正向传播，波长不小于 10 cm.O 和 A 是介质中平衡位 置分别位于 x＝0 和 x＝5 cm 处的两个质点．t＝0 时开始观测，此 时质点 O 的位移为 y＝4 cm，质点 A 处于波峰位置；t＝13 s 时， 质点 O 第一次回到平衡位置，t＝1 s 时，质点 A 第一次回到平衡 位置．求： (1)简谐波的周期、波速和波长； (2)质点 O 的位移随时间变化的关系式．
第二讲 机械波
1 抓基础·双基夯实 2 研考向·考点探究 3 随堂练·知能提升 4 课后练·知能提升
一、机械波 横波和纵波 1．机械波的形成条件 (1)有发生机械振动的波源． (2)有传播介质，如空气、水等． 2．传播特点 (1)机械波传播的只是振动的 形式 和 能量，质点只在各自的平衡位置附近做简谐 运动，并不随波 迁移． (2)介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与 波源 的振动周期和频率相同． (3)一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为 4A ，位移为 零 ．
谐运动的表达式为 y＝10sin(5πt) cm.关于这列简
谐波，下列说法正确的是( )
A．周期为 4.0 s
B．振幅为 20 cm
C．传播方向沿 x 轴正向
D．传播速度为 10 m/s
解析：由题意知 ω＝5π rad/s，周期 T＝2ωπ＝0.4 s，由波的图象得振幅 A ＝10 cm，波长 λ＝4 m，故波速为 v＝Tλ＝10 m/s，P 点在 t＝0 时振动方 向为 y 轴正方向，波向正 x 方向传播，故选项 C、D 正确． 答案：CD
1．不理解振动图象与波的图象的区别． 2．误将振动图象看作波的图象或将波的图象看作振动图象． 3．不知道波传播过程中任意质点的起振方向与波源的起振方向 相同． 4．不会区分波的传播位移和质点的振动位移． 5．误认为质点随波迁移．
考点三 波的多解问题 (自主学习)
பைடு நூலகம்
题组突破
造成波动问题多解的主要因素 (1)周期性 ①时间周期性：时间间隔 Δt 与周期 T 的关系不明确． ②空间周期性：波传播距离 Δx 与波长 λ 的关系不明确． (2)双向性 ①传播方向双向性：波的传播方向不确定． ②振动方向双向性：质点振动方向不确定．
1．波的干涉和衍射
波的干涉
波的衍射
条件 现象
明显条件：障碍物或孔的 两列波的频率必须_相__同__ _尺__寸__比波长小或相差不多
形成加强区和减弱区相互隔 波能够 绕过障碍物 或孔
开的稳定的 干涉图样
继续向前传播
2.多普勒效应 (1)条件：声源和观察者之间有 相对运动 ． (2)现象：观察者感到 频率 发生变化． (3)实质：声源频率 不变 ，观察者接收到的频率 变化 ．
考点一
题组突破
解析：据波的传播特点知，波传播过程中各质点的振动总是重复 波源的振动，所以起振方向相同，都是竖直向下，但从时间上来 说，起振依次落后T4的时间，所以选项 A、C 正确，B 错误；由 题意知，质点 9 比质点 1 应晚起振两个周期，所以当所有质点都 起振后，质点 1 与质点 9 步调完全一致，所以选项 D 正确． 答案：ACD
考点一
题组突破
1－2.[机械波的图象] (2015·高考福建卷)简谐横波在同一均匀介 质中沿 x 轴正方向传播，波速为 v.若某时刻在波的传播方向上， 位于平衡位置的两质点 a、b 相距为 s，a、b 之间只存在一个波谷， 则从该时刻起，下列四幅波形图中质点 a 最早到达波谷的是( )
考点一 题组突破
考点一 题组突破
利用波长、波速和周期的关系得，简谐波的波长 λ＝30 cm③ (2)设质点 O 的位移随时间变化的关系为 y＝Acos(2Tπt＋φ0)④ 将①式及题给条件代入上式得
4＝Acos φ0 0＝Acosπ6＋φ0 ⑤
考点一 题组突破
解得 φ0＝π3，A＝8 cm⑥ 质点 O 的位移随时间变化的关系式为
考点一 波动图象与波速公式的应用 (自主学习)
题组突破
1．波动图象的信息(如图所示) (1)直接读取振幅 A 和波长 λ，以及该时刻各质点 的位移． (2)确定某时刻各质点加速度的方向，并能比较其大小． (3)结合波的传播方向可确定各质点的振动方向或由各质点的振动方 向确定波的传播方向．
2．波速与波长、周期、频率的关系
[小题快练] 1．判断题 (1)在机械波传播过程中，介质中的质点随波的传播而迁移．( × ) (2)周期或频率，只取决于波源，而与 v、λ 无直接关系．( √ ) (3)波速 v 取决于介质的性质，它与 T、λ 无直接关系．只要介质不变，v 就 不变；如果介质变了，v 也一定变．( √ ) (4)两列波在介质中叠加，一定产生干涉现象．( × ) (5)一切波都能发生衍射现象．( √ ) (6)多普勒效应说明波源的频率发生变化．( × )
v＝Tλ ＝λf.
考点一
题组突破
1－1.[机械波的产生与传播] (多选)如图所示为沿水平方向的介质中 的部分质点，每相邻两质点间距离相等，其中 O 为波源．设波源的振 动周期为 T，自波源通过平衡位置竖直向下振动时开始计时，经过T4质 点 1 开始起振，则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法中正确 的是( )
考点一 题组突破
A．介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的，但图中质点 9 起振 最晚 B．图中所有质点的起振时间都是相同的，起振的位置和起振的方向 是不同的 C．图中质点 8 的振动完全重复质点 7 的振动，只是质点 8 振动时， 通过平衡位置或最大位移的时间总是比质点 7 通过相同位置时落后T4 D．只要图中所有质点都已振动了，质点 1 与质点 9 的振动步调就完 全一致，但如果质点 1 发生的是第 100 次振动，则质点 9 发生的就是 第 98 次振动
答案：AB
3．(多选)两列振动方向相同、振幅分别为 A1 和 A2 的相干简谐横波相遇．下 列说法正确的是( ) A．波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1－A2| B．波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为 A1＋A2 C．波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移 D．波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅
考点二 题组突破
解析：从图乙中可知周期为 T＝1 s，故频率为 f＝1 Hz，两列波 相遇发生稳定干涉现象的条件是频率相同，故所遇到的波的频 率为 1 Hz，A 错误；从甲图中可知该横波的波长为 λ＝4 m，若 该波能发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物尺寸一定 与 4 m 相差不多或比 4 m 小，B 错误；t＝0.5 s＝T2，P 点到达平 衡位置，速度最大，动能最大，C 正确；由振动图象上 t＝0 时 刻读出 P 点的速度方向沿 y 轴正方向，则由波动图象判断出波 沿 x 轴正方向传播，D 正确． 答案：CD
2．(多选)关于振动和波的关系，下列说法中正确的是( ) A．振动是波的成因，波是振动的传播 B．振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联合起来呈现的运 动现象 C．波的传播速度就是质点振动的速度 D．波源停止振动时，波立即停止传播
解析：机械波的产生条件是有波源和介质．由于介质中的质点被依次带动由 近及远传播而形成波，所以选项 A 和 B 正确．波的传播速度是波形由波源 向外伸展的速度，在均匀介质中其速度大小不变；而质点振动的速度和方向 都随时间周期性地发生变化，选项 C 错误．波源一旦将振动传给了介质，振 动就会在介质中向远处传播，当波源停止振动时，介质仍然继续传播波源振 动的运动形式，不会随波源停止振动而停止传播，即波不会停止传播，选项 D 错误．
y＝0.08cos(π2t＋π3)(国际单位制)⑦ 或 y＝0.08sin(π2t＋56π)(国际单位制)． 答案：(1)4 s 7.5 cm/s 30 cm (2)y＝0.08cos(π2t＋π3)(国际单位制) 或 y＝0.08sin(π2t＋56π)(国际单位制)
考点二 振动图象和波动图象的关联分析 (自主学习)
3．机械波的分类 (1)横波：质点的振动方向与波的传播方向相互 垂直 的波，有 波峰 (凸部) 和 波谷 (凹部)． (2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向在 同一直线 上的波，有密 ___部__ 和 疏部 ．
二、横波的图象 波速、波长和频率的关系
1．横波的图象 (1)坐标轴：横轴表示各质点的 平衡位置 ，纵轴表示该时刻各质点的 位移 ． (2)意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开 平衡位置 的位移．
解析：根据波的传播方向，可分别判定四幅波形图中质点 a 的振动
方向，A 图中向上振动，B 图中向下振动，C 图中向上振动，D 图
中向下振动；各图中波的周期分别为 TA＝2v·s，TB＝vs，TC＝vs，TD
2 ＝3vs，故从该时刻起，各图中质点 a 第一次到达波谷的时间分别为
tA＝34·TA＝32vs，tB＝14TB＝14vs，tC＝34TC＝34vs，tD＝14TD＝16vs，可知 tD
解析：两列振动方向相同的相干波相遇叠加，在相遇区域内各质点仍做简 谐运动，其振动位移在零到最大值之间，B、C 项错误．在波峰与波谷相 遇处质点振幅为两波振幅之差，在波峰与波峰相遇处质点振幅为两波振幅 之和，故 A、D 项正确．
答案：AD
4.(多选)一列简谐横波在 t＝0 时的波形图如图所
示．介质中 x＝2 m 处的质点 P 沿 y 轴正方向做简
考点二 题组突破
解析：(1)根据题图甲可知，波长 λ＝2 m，根据图乙振动图象可得周期
T＝4 s，
该波的波速 v＝Tλ＝0.5 m/s.
(2)根据波的传播方向沿 x 轴正向，判断质点 L 从平衡位置正沿 y 轴正
向运动，经过 t＝(n＋14)T＝(4n＋1)s(n＝0,1,2，…)运动到波峰．
(3)t＝0 时，x＝2 m 处的质点正在平衡位置向 y 轴负方向振动，初相位
＜tB＜tC＜tA，故选 D.
答案：D
考点一 题组突破
1－3.[波速公式的应用] (2016·高考全国卷Ⅱ)一列简谐横波在介 质中沿 x 轴正向传播，波长不小于 10 cm.O 和 A 是介质中平衡位 置分别位于 x＝0 和 x＝5 cm 处的两个质点．t＝0 时开始观测，此 时质点 O 的位移为 y＝4 cm，质点 A 处于波峰位置；t＝13 s 时， 质点 O 第一次回到平衡位置，t＝1 s 时，质点 A 第一次回到平衡 位置．求： (1)简谐波的周期、波速和波长； (2)质点 O 的位移随时间变化的关系式．
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高三物理一轮复习 2 机械波课件(选修3-4)
【解析】 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，才会发生明显的衍射现象，切不可把此条 件用来判断波是否发生了衍射现象．
【答案】 BC
[热点考向剖析] 考向一 波的形成和传播 1．在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距 离叫波长． 2．波传到任意一点，该点的起振方向都和波源的起振方 向相同． 3．介质中每个质点做的都是受迫振动，所以任一质点的 振动频率和周期都和波源相同．因此可以断定：波从一种介质 进入另一种介质，由于介质的情况不同，它的波长和波速可以 改变，但频率和周期都不会改变．
[练一练] 如图所示是一列简谐波在t＝0时刻的波形图，介质中的质 点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y＝10sin(5πt)cm.关于这列 简谐波，下列说法中正确的是( )
A．这列简谐波的振幅为20 cm B．这列简谐波的周期为5.0 s C．这列简谐波在该介质中的传播速度为25 cm/s D．这列简谐波沿x轴正向传播
【解析】 机械波的产生条件是有波源和介质．由于介质 中的质点依次带动由近及远传播而形成波，所以选项A和B正 确；波的传播速度是波形由波源向外伸展的速度，在均匀介质 中其速度大小不变；而质点振动的速度和方向都随时间周期性 地发生变化，选项C错误；波源一旦将振动传给了介质，振动 就会在介质中向远处传播，当波源停止振动时，介质仍然继续 传播波源振动的运动形式，不会随波源停止振动而停止传播， 选项D错误．
__________ 传播
2.多普勒效应 (1)条件：波源和观察者之间有__相__对__运__动___． (2)现象：观察者感到_频__率__发生变化． (3)实质：波源频率_不__变_，观察者接收到的频率_变__化__．
2018年高考物理一轮复习课件：选修3-4 第十四章 第一讲 机械振动 精品
简谐运动的规律及图象 (自主学习)
1．简谐运动的数学表达式 x＝Asin(ωt＋φ) 2．振动图象提供的信息 (1)由图象可以看出质点振动的振幅、周期． (2)可以确定某时刻质点离开平衡位置的位移． (3)可以确定各时刻质点的振动方向． (4)可以确定某时刻质点的回复力、加速度和速度的方向． (5)比较不同时刻质点的速度、加速度的大小．
考点二
题组突破
解析：由于两振子弹簧的劲度系数不确定，故不能比较两振子 的能量关系，选项 A 错误；由图象可知，乙的周期是甲周期的 2 倍，则甲的振动频率是乙的 2 倍，选项 B、C 正确；因乙的 周期是甲周期的 2 倍，则甲、乙的位移不可能同时达到正向最 大值，选项 D 正确． 答案：BCD
考点一
题组突破
解析：位移减小时，加速度减小，速度增大，A 错误；位移方向总 是与加速度方向相反，与速度方向有时相同，有时相反，B 错误； 物体从平衡位置向负方向运动时，加速度方向与速度方向相反，D 错误．
答案：C
考点一 题组突破
1－2.[竖直方向的弹簧振子] (多选)(2015·高考山东卷)如图，轻弹簧上端固 定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动．以竖直向 上为正方向，物块简谐运动的表达式为 y＝0.1sin(2.5πt)m.t＝0 时 刻，一小球从距物块 h 高处自由落下；t＝0.6 s 时，小球恰好与 物块处于同一高度．取重力加速度的大小 g＝10 m/s2.以下判断正 确的是( ) A．h＝1.7 m B．简谐运动的周期是 0.8 s C．0.6 s 内物块运动的路程是 0.2 m D．t＝0.4 s 时，物块与小球运动方向相反
(2)从 最大位移处 开始计时，函数表达式为 x＝Acos ωt，图象如图乙所示．
2018版高考物理粤教版大一轮复习课件：选修3-4 基础课2 机械波 精品
最低点运动到最高点，D 选项正确；因为质点 b 与 d 相距54λ，所 以质点 d 向下运动时，质点 b 不一定向上运动，所以 E 选项错 误。
答案 ACD
2 ． [ 判 断 波 的 传 播 方 向 或 质 点 的 振 动 方 向 ](2017·山 西 四 校 联 考)(多选)如图3所示是沿x轴传播的一列简谐横波，实线是在t ＝0时刻的波形图，虚线是在t＝0.2 s时刻的波形图。已知该 波的波速是0.8 m/s，则下列说法正确的是( )
(2)波速v：
波在介质中的传播速度，由__介__质__本身的性质决定。
(3)频率f：
由波源决定，等于波源的__振__动__频__率___。
(4)波长、波速和频率的关系：
①v＝___λf___；②v＝
λ T
。
知识点三、波的干涉和衍射现象 多普勒效应 1．波的干涉和衍射
波的干涉
波的衍射
明显条件：障碍物或孔的 条件 两列波的频率必须__相__同__ 尺___寸_比波长小或相差不多
答案 (1)10 m/s (2)1.1 s (3)0.9 m
方法技巧
波的传播方向与质点振动方向的互判方法 内容
沿波的传播方向，“上坡”时 “上下
质点向下振动，“下坡”时质 坡”法
点向上振动
图象
波形图上某点表示传播方 “同侧”法 向和振动方向的箭头在图
线同侧
将波形沿传播方向进行微 小的平移，再由对应同一 “微平移”法 x坐标的两波形曲线上的 点来判断振动方向
图4
(1)这列波的传播速度多大？ (2)从t＝0时刻起，经过多长时间Q点第一次出现波峰？ (3)当Q点第一次出现波峰时，P点通过的路程为多少？
解析 (1)由题意可知该波的波长为 λ＝4 m，P 点与最近波峰 的水平距离为 3 m，距离下一个波峰的水平距离为 7 m 所以 v＝st＝10 m/s
答案 ACD
2 ． [ 判 断 波 的 传 播 方 向 或 质 点 的 振 动 方 向 ](2017·山 西 四 校 联 考)(多选)如图3所示是沿x轴传播的一列简谐横波，实线是在t ＝0时刻的波形图，虚线是在t＝0.2 s时刻的波形图。已知该 波的波速是0.8 m/s，则下列说法正确的是( )
(2)波速v：
波在介质中的传播速度，由__介__质__本身的性质决定。
(3)频率f：
由波源决定，等于波源的__振__动__频__率___。
(4)波长、波速和频率的关系：
①v＝___λf___；②v＝
λ T
。
知识点三、波的干涉和衍射现象 多普勒效应 1．波的干涉和衍射
波的干涉
波的衍射
明显条件：障碍物或孔的 条件 两列波的频率必须__相__同__ 尺___寸_比波长小或相差不多
答案 (1)10 m/s (2)1.1 s (3)0.9 m
方法技巧
波的传播方向与质点振动方向的互判方法 内容
沿波的传播方向，“上坡”时 “上下
质点向下振动，“下坡”时质 坡”法
点向上振动
图象
波形图上某点表示传播方 “同侧”法 向和振动方向的箭头在图
线同侧
将波形沿传播方向进行微 小的平移，再由对应同一 “微平移”法 x坐标的两波形曲线上的 点来判断振动方向
图4
(1)这列波的传播速度多大？ (2)从t＝0时刻起，经过多长时间Q点第一次出现波峰？ (3)当Q点第一次出现波峰时，P点通过的路程为多少？
解析 (1)由题意可知该波的波长为 λ＝4 m，P 点与最近波峰 的水平距离为 3 m，距离下一个波峰的水平距离为 7 m 所以 v＝st＝10 m/s
2018高考物理大一轮复习课件：第十四单元 选修3-4 14-2 精品
(4)时空重复性：机械波传播时，介质中的质点不断地重复着 振源的振动形式．
(5)周期、频率同源性：介质中各质点的振动周期均等于振源 的振动周期且在传播中保持不变．
(6)起振同向性：各质点开始振动方向与振源开始振动的方向 相同．
(7)波长、波速和频率的关系：v＝λ·f，f 由波源决定，v 由介 质决定．
D．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不 会传递出去
E．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的 质点并不随波迁移
【答案】 ACE 【解析】 水面波是一种典型机械波，A 项正确；从第一个 波峰到第十个波峰中经历了九个波形，时间间隔为 15 秒，所以 其振动周期为 T＝195 s＝53 s，频率为 0.6 Hz，B 项错误；其波长 λ＝vT＝1.8 m/s·35 s＝3 m，C 项正确；波中的质点都上下振动， 不随波迁移，但是能传递能量，D 项错误，E 项正确．
【答案】 AB 【解析】 根据波源做简谐运动的表达式可知，周期为 4 s， 从波的图像可以看出波长为 8 m，根据波速公式可以得出，波速 为 2 m/s，再经过 6 s，波向前传播了 12 m，故振动的形式传到 x ＝24 m 处，选项 A 正确；M 点在此时振动的方向沿 y 轴负方向， 则第 3 s 末，即经过了34周期，该点的振动方向沿 y 轴正方向，选 项 B 正确；波传播到 x＝12 m 时的起振方向为 y 轴正方向，波源
(2015·海南)一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在 t＝0 时刻的波形如图所示，质点 P 的 x 坐标为 3 m．已知任意振动质 点连续 2 次经过平衡位置的时间间隔为 0.4 s．下列说法正确的是
()
A．波速为 4 m/s B．波的频率为 1.25 Hz C．x 坐标为 15 m 的质点在 t＝0.6 s 时恰好位于波谷 D．x 坐标为 22 m 的质点在 t＝0.2 s 时恰好位于波峰 E．当质点 P 位于波峰时，x 坐标为 17 m 的质点恰好位于波 谷
高中物理期末复习选修34第2讲机械波PPT课件
干涉图样稳定， 振动强弱区域相 间分布，加强 区、减弱区位置 不变
缝、孔或障碍 物的尺寸跟波 长相差不多或 者小于波长
两列波的频率 相同
干涉和 衍射是 波特有 的现象
2. 多普勒效应 波源不动 观察者向波源运动，接收频率增大 观察者背离波源运动，接收频率减小 波源向观察者运动，接收频率增大
观察者不动 波源背离观察者运动，接收频率减小
加强 D．P点的振动遵守波的叠加原理，但并不始终加强 答案 D
2．如图1－2－2所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学
坐在秋千上来回摆动，下列关于女同学的感受的说法正确
的是
( )．
图1－2－2
A．女同学从A向B运动过程中，她感觉哨声音调变高 B．女同学从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变高 C．女同学在C点向右运动时，她感觉哨声音调不变 D．女同学在C点向左运动时，她感觉哨声音调变低 答案 AD
一个周期
(1)波长、振幅 (2)任意一质点此刻 的位移和加速度方 向 随时间推移，图象 沿传播方向平移
一个波长
3. 波长、波速、频率及其关系 (1)波长 在波动中，振动相位总是_相__同__的两个相邻质点间的距 离，用λ表示． (2)波速 波在介质中的传播速度．由_介__质__本身的性质决定． (3)频率 由_波__源__决定，等于_波__源__的振动频率． (4)波长、波速和频率的关系
衡位置运动，速度增大，加速度减小．
答案 D
5． 一列简谐波在两时刻的波形如图1－2－5中实线和虚线所
示，由图可确定这列波的
( )．
图1－2－5
A．周期
B．波速
C．波长 D．频率
解析 因题中未给出实线波形和虚线波形的时刻，不知道
时间差或波的传播方向，因此无法确定波速、周期和频
缝、孔或障碍 物的尺寸跟波 长相差不多或 者小于波长
两列波的频率 相同
干涉和 衍射是 波特有 的现象
2. 多普勒效应 波源不动 观察者向波源运动，接收频率增大 观察者背离波源运动，接收频率减小 波源向观察者运动，接收频率增大
观察者不动 波源背离观察者运动，接收频率减小
加强 D．P点的振动遵守波的叠加原理，但并不始终加强 答案 D
2．如图1－2－2所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学
坐在秋千上来回摆动，下列关于女同学的感受的说法正确
的是
( )．
图1－2－2
A．女同学从A向B运动过程中，她感觉哨声音调变高 B．女同学从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变高 C．女同学在C点向右运动时，她感觉哨声音调不变 D．女同学在C点向左运动时，她感觉哨声音调变低 答案 AD
一个周期
(1)波长、振幅 (2)任意一质点此刻 的位移和加速度方 向 随时间推移，图象 沿传播方向平移
一个波长
3. 波长、波速、频率及其关系 (1)波长 在波动中，振动相位总是_相__同__的两个相邻质点间的距 离，用λ表示． (2)波速 波在介质中的传播速度．由_介__质__本身的性质决定． (3)频率 由_波__源__决定，等于_波__源__的振动频率． (4)波长、波速和频率的关系
衡位置运动，速度增大，加速度减小．
答案 D
5． 一列简谐波在两时刻的波形如图1－2－5中实线和虚线所
示，由图可确定这列波的
( )．
图1－2－5
A．周期
B．波速
C．波长 D．频率
解析 因题中未给出实线波形和虚线波形的时刻，不知道
时间差或波的传播方向，因此无法确定波速、周期和频
高考物理总复习课件选修3-4波与相对论第2节机械波
质点 a 处，质点 a 由平衡位置开始竖直向下运动，t＝3 s 时 a 第一
次到达最高点。下列说法正确的是
()
图 2－1
A．在 t＝6 s 时刻波恰好传到质点 d 处
B．在 t＝5 s 时刻质点 c 恰好到达最高点
C．质点 b 开始振动后，其振动周期为 4 s
D．在 4 s<t<6 s 的时间间隔内质点 c 向上运动 [解析] 由题意知，3 s 内 a 振动了34个周期，得 T＝4 s，又
答案：D
振动图像和波的图像的综合应用
[必备知识] 1．两种图像的比较
图像类型
振动图像
波的图像
研究对象
一振动质点
沿波传播方向上所有质点
一质点的位移随时间 某时刻所有质点的空间分布
研究内容 变化规律
规律
图像
图像类型
振动图像
波的图像
表示某质点各个时刻
物理意义
表示某时刻各质点的位移
的位移
图像信息
(1)质点振动周期 (2)质点振幅 (3)各时刻质点位移 (4)各时刻速度、加 速度方向
解析：质点 P 的振动方程 y＝10sin(5πt)cm，则 ω＝5π rad/s，周 期为：T＝2ωπ＝0.4 s，故 A 错误；由波的图像得：振幅 A＝10 cm， 故 B 错误；波长 λ＝4 m，波速为 v＝Tλ＝10 m/s，故 C 错误；根 据振动方程和波动图像得知：P 点在 t＝0 时振动方向为沿 y 轴正 方向，故波向 x 轴正方向传播，故 D 正确。
解析：由题意知34T＝3 s，则周期 T＝4 s，各个质点的振动周期与 a 的周期相同，故 A 正确；波长 λ＝vT＝8 m，t＝4 s 波传播的距 离 x＝vt＝8 m，故波刚好传到 e 点，故 B 正确，E 错误；t＝5 s 时，b 点已经振动一个周期，刚好回到平衡位置，故 C 错误；在 t＝2 s 时 c 点刚开始振动，起振方向与 a 相同向下，在 t＝3 s 时， c 点到达波谷，3 s 到 4 s 之间正从波谷向上运动至平衡位置，所 以质点 c 的速度方向向上，故 D 正确。
高考物理一轮复习 机械波课件(选修3-4)
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15
解析：本题考查波的衍射、波的干涉．意在考查考生对波 的衍射和波的干涉演示实验的理解能力．图a表明波通过狭缝后 发生衍射；图b现象出现稳定的振动加强和振动减弱区域，是波 的干涉现象．
答案：D
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16
2．用手握住较长软绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐 横波．某一时刻的波形图如下图所示，绳上a，b两质点均处于 波峰位置．下列说法正确的是( )
答案：D
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22
考点
互动探究
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23
考向一 波的形成和传播规律
深入、透彻地理解波的形成过程及传播特征是解决关于波 的各类问题的基础，而对波的形成过程及传播特征的理解要从 下面几点掌握：
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24
1．机械振动之所以能够在介质中传播形成机械波，是因为 介质的质点间存在着相互作用力．假如没有介质或质点间无作 用力，机械振动是不会传播出去的．这一特点告诉我们：(1)要 形成机械波首先要存在波源质点的振动．(2)还必须存在传播振 动的介质．所以机械波只能依靠介质传播．在真空中不会形成 机械波，这一点和电磁波是不同的．
选
修
机械振动与机械波
光 电磁波与相对论 －
34
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1
第3讲
机械波
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2
基础
知识导学
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3
基础夯实
知识点1 机械波、横波和纵波 1．机械波的形成条件 (1)有发生机械振动的波源． (2)有传播介质，如空气、水等．
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4
2．传播特点 (1)机械波传播的只是振动的形式和能量 ，质点只在各自的 平衡位置附近做简谐运动，并不随波 迁移． (2)介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与 波源的 振动周期和频率相同．
高三物理选修3-4知识点复习课件6(机械波)
(2)经T4波传播到质点 1，经过一个周期波传到质点 4.
高中物理课件
【解析】 根据波的传播特点知，波传播过程中各 质点的振动总是重复波源的振动，所以起振方向相同， 都是竖直向下，但从时间上来说，起振依次落后T4 的时间， 所以选项 A、C 正确，B 项错误；由题意知，质点 9 比质 点 1 应晚起振两个周期，所以当所有质点都起振后，质点 1 与质点 9 步调完全一致，所以选项 D 正确．
相_____的
波最峰高处：凸起 的 _最_低__处___
波谷：凹下
高中物理课件
密部：质点
分布最密
质点的振动
方向与波的 ______的
纵波
同一直线
传播方向在
位置最疏
疏部：质点
_________ 分布
能声在波固__是体上、的纵波液波，体它中_不传__仅播__能．__在的空气中传播，也
位置
高中物理课件
高中物理课件
A．介质中所有质点的起振方向都是竖直向 下的，但图中质点9起振最晚
B．图中所画的质点起振时间都是相同的， 起振的位置和起振的方向是不同的
C．图中质点8的振动完全重复质点7的振动，
只是质点8振动时，通过平衡位置或最大位
移的时间总是比质点7通过相同位置时落后
T/4
高中物理课件
【审题指导】 (1)质点开始起振的方向与波源起振 的方向相同．
③特点 a．介质中有机械波传播时，介质本身并不
随波一起传播，因此振动说它传播的只是 这种运动形式．
b．介质中能本量来静止的质点，随着波的传来 而发生振动，可见波是传递 的一传种播信方息式．
c．我们能用语言进行交流，说波明源 波可以 ．
d．介质中质点开始振动的方向均与 开始振动的方向相同．
高中物理课件
【解析】 根据波的传播特点知，波传播过程中各 质点的振动总是重复波源的振动，所以起振方向相同， 都是竖直向下，但从时间上来说，起振依次落后T4 的时间， 所以选项 A、C 正确，B 项错误；由题意知，质点 9 比质 点 1 应晚起振两个周期，所以当所有质点都起振后，质点 1 与质点 9 步调完全一致，所以选项 D 正确．
相_____的
波最峰高处：凸起 的 _最_低__处___
波谷：凹下
高中物理课件
密部：质点
分布最密
质点的振动
方向与波的 ______的
纵波
同一直线
传播方向在
位置最疏
疏部：质点
_________ 分布
能声在波固__是体上、的纵波液波，体它中_不传__仅播__能．__在的空气中传播，也
位置
高中物理课件
高中物理课件
A．介质中所有质点的起振方向都是竖直向 下的，但图中质点9起振最晚
B．图中所画的质点起振时间都是相同的， 起振的位置和起振的方向是不同的
C．图中质点8的振动完全重复质点7的振动，
只是质点8振动时，通过平衡位置或最大位
移的时间总是比质点7通过相同位置时落后
T/4
高中物理课件
【审题指导】 (1)质点开始起振的方向与波源起振 的方向相同．
③特点 a．介质中有机械波传播时，介质本身并不
随波一起传播，因此振动说它传播的只是 这种运动形式．
b．介质中能本量来静止的质点，随着波的传来 而发生振动，可见波是传递 的一传种播信方息式．
c．我们能用语言进行交流，说波明源 波可以 ．
d．介质中质点开始振动的方向均与 开始振动的方向相同．
高考物理总复习重点精品课件：选修3-4-2机械波 63张共62页
必考内容 选修3-4 第2讲
走向高考 ·高考一轮总复习 ·人教版 ·物理
(2)对波速的理解 ①机械波在均匀介质中匀速传播，波速就是指波在介质 中的传播速度。 ②同一类机械波在同一种均匀介质中的传播速度是一个 定值，波速的大小完全由介质来决定，和波的频率无关。 ③注意区别：波的传播速度与波源的振动速度是两个不 同的概念。 ④纵波和横波的传播速度是不同的。
2．对波长、波速及频率概念的理解 (1)对波长的理解 ①在波的传播方向上，两个相邻的振动步调总相同的质 点间的距离。 ②质点振动一个周期，波传播的距离。 ③在横波中，两个相邻的波峰或波谷之间的距离。
必考内容 选修3-4 第2讲
走向高考 ·高考一轮总复习 ·人教版 ·物理
④在纵波中，两个相邻的密部或疏部之间的距离。 ⑤在简谐横波波形图线中，一个完整的正弦曲线在横轴 所截取的距离。 ⑥波长反映了机械波在传播过程中的空间周期性。
波的图象 考点自清 1．图象：在平面直角坐标系中，用横坐标表示介质中 各质点的 平衡位置 ；用纵坐标表示某一时刻，各质点偏离 平衡位置的 位移 ，连接各位移矢量的末端，得出的曲线即 为波的图象，简谐波的图象是 正弦 (或余弦)曲线。 2．物理意义：某一时刻介质中 各质点 相对平衡位置的 位移。
必考内容 选修3-4 第2讲
标距离 形状
表示一质点在各时刻 表示某时刻各质点的位移
的位移 随时间推移图象延 随时间推移，图象沿传播方向 续，但已有形态不变 平移
表示一个周期
表示一个波长
正弦函数或余弦函数的图象
必考内容 选修3-4 第2讲
走向高考 ·高考一轮总复习 ·人教版 ·物理
波特有的现象 考点自清 1．波的干涉 (1)产生稳定干涉的条件：频率相同的两列同性质的波相 遇。 (2)现象：两列波相遇时，某些区域振动总是加强，某些 区域振动总是 减弱 ，且加强区和减弱区互相间隔。
走向高考 ·高考一轮总复习 ·人教版 ·物理
(2)对波速的理解 ①机械波在均匀介质中匀速传播，波速就是指波在介质 中的传播速度。 ②同一类机械波在同一种均匀介质中的传播速度是一个 定值，波速的大小完全由介质来决定，和波的频率无关。 ③注意区别：波的传播速度与波源的振动速度是两个不 同的概念。 ④纵波和横波的传播速度是不同的。
2．对波长、波速及频率概念的理解 (1)对波长的理解 ①在波的传播方向上，两个相邻的振动步调总相同的质 点间的距离。 ②质点振动一个周期，波传播的距离。 ③在横波中，两个相邻的波峰或波谷之间的距离。
必考内容 选修3-4 第2讲
走向高考 ·高考一轮总复习 ·人教版 ·物理
④在纵波中，两个相邻的密部或疏部之间的距离。 ⑤在简谐横波波形图线中，一个完整的正弦曲线在横轴 所截取的距离。 ⑥波长反映了机械波在传播过程中的空间周期性。
波的图象 考点自清 1．图象：在平面直角坐标系中，用横坐标表示介质中 各质点的 平衡位置 ；用纵坐标表示某一时刻，各质点偏离 平衡位置的 位移 ，连接各位移矢量的末端，得出的曲线即 为波的图象，简谐波的图象是 正弦 (或余弦)曲线。 2．物理意义：某一时刻介质中 各质点 相对平衡位置的 位移。
必考内容 选修3-4 第2讲
标距离 形状
表示一质点在各时刻 表示某时刻各质点的位移
的位移 随时间推移图象延 随时间推移，图象沿传播方向 续，但已有形态不变 平移
表示一个周期
表示一个波长
正弦函数或余弦函数的图象
必考内容 选修3-4 第2讲
走向高考 ·高考一轮总复习 ·人教版 ·物理
波特有的现象 考点自清 1．波的干涉 (1)产生稳定干涉的条件：频率相同的两列同性质的波相 遇。 (2)现象：两列波相遇时，某些区域振动总是加强，某些 区域振动总是 减弱 ，且加强区和减弱区互相间隔。
高考物理大一轮复习课件：选修3-4 第2讲机械波
• 【跟踪训练】
• 3．(多选)(2015年湖北模拟)关于波的干涉，
衍射等现象，下列说法正确的是( 发生衍射现象 )
• A．有的波只能发生干涉现象，有的波只能 • B．产生干涉现象的必要条件之一，就是两
列波的频率相等 • C．能观察到明显的衍射现象的条件是障碍 物的尺寸与波长比较相差不多或比波长更小
【解析】根据波形图可知，波长 λ＝0.4 m，振幅 A＝5 cm， λ 已知 v＝2 m/s，所以 T＝ ＝0.2 s，A 错误．质点 Q 和 P 间的距 v 离刚好是一个波长，所以它们的振动情况总是相同的， B 正 确．在机械波的传播过程中，各质点并不随波迁移，而是在自 己的平衡位置附近振动，C 错误．经过 Δt＝0.4 s＝2T，质点 P 回到初始位置，并不在平衡位置，它通过的路程是 8A＝40 cm ＝0.4 m，D 错误．
【跟踪训练】 2．(单选)如图 12－2－2 所示是一列简谐横波在 t＝0 时的 波形图，若波的传播速度为 2 m/s，此时质点 P 向上振动．下 列说法正确的是( )
图 12－2－2
• A．质点P的振动周期为0.25 s • B．经过任意时间，质点Q和P的振动情况总 是相同的 • C．经过Δt＝0.4 s，质点P向右移动0.8 m • D．经过Δt＝0.4 s，质点P将在平衡位置，它 通过的路程为0.2 m • 【答案】B
质点间的距离． (2)波速 v：波在介质中的传播速度，由介质本身的性质决
无关 定，与波源__________ ．
(3)频率 f：由波源决定，等于波源的振动频率． (4)波速和波长、频率(或周期)的关系： λ ①v＝ ；②v＝λf. T
【跟踪训练】 1．(多选)下列说法中正确的是( ) A．在水平方向传播的波为横波 B．在机械波中各质点随波的传播而迁移 C．机械波在传播过程中，各个质点振动的 周期、振幅都相等 • D．机械波在一个周期内传播的距离就是一 个波长 • E．波速表示介质中质点振动的快慢 • 【答案】BCE • 【解析】干涉、衍射是波共有的特性，所以 A错误．干涉具备两波频率相同、波源性质 相同的条件，B正确；当满足d≤λ时产生明 显的衍射现象，C正确．在干涉图样中，位 移随时间时刻发生变化，加强和减弱的是振 幅，D错误．在多普勒效应中，观测者与波 源相对靠近时，接收到的波的频率大于波源 的振动频率，相对远离时，接收到的频率变 小，选项E正确．