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(共22张PPT)
习题课2　振动图像与波动图像　波的多解问题
[知识贯通]
振动图像与波动图像的比较
特点 振动图像 波动图像
相同点 图线形状 正(余)弦曲线 正(余)弦曲线
纵坐标y 不同时刻某一质点的位移 某一时刻介质中所有质点的位移
纵坐标最大值 振幅 振幅
续表
其他 频率和周期 在图中直接识读周期T 已知波速v时，根据图中λ可求出T＝λ/v
两者
联系 ①质点的振动是组成波动的基本要素之一
②波动由许多质点振动所组成，但在图像上波形变化无法直接看出
③若已知波的传播方向和某时刻的波形图，则可以讨论波动中各质点的振动情况
续表
[集训联通]
[典例1]　渔船上的声呐利用超声波来探测远方鱼群的方位。某渔船发出的一列超声波在t＝0时的波动图像如图1所示，图2为质点P的振动图像，则 (　　)
A．该波的波速为1.5 m/s
B．该波沿x轴负方向传播
C．0～1 s时间内，质点P沿x轴运动了1.5 m
D．0～1 s时间内，质点P运动的路程为2 m
[答案]　D
[规律方法]
解决y-t和y-x图像综合问题，关键要明确两点：一是y-t图像描述的是哪个质点的振动；二是y-x图像是哪一时刻的图像，然后根据y-t图像确定这一时刻该点的位移和振动方向，最后根据y-x图像确定波的传播方向。　　　
[即时训练]
1．质点A做简谐运动，其振动图像和t＝1.6 s时刻的波动图像如图所示，则下列说法正确的是 (　　)
A．质点A向上运动，波向左传播
B．质点A向上运动，波向右传播
C．质点A向下运动，波向左传播
D．质点A向下运动，波向右传播
解析：由振动图像可知t＝1.6 s时，质点A向上振动，根据“上坡下，下坡上”，可确定A点处于波的图像的下坡，则波应沿x轴正方向传播，故B项正确。
答案：B　
答案：CD　
3.(2022·山东等级考)[多选]一列简谐横波沿x轴传播，平衡位置位
于坐标原点O的质点振动图像如右图所示。当t＝7 s时，简谐波
的波动图像可能正确的是 (　　)
答案：AC　
[知识贯通]
1．造成波动问题多解的主要因素
(1)周期性
时间周期性：相隔周期整数倍时间的两个时刻的波形图完全相同，时间间隔Δt与周期T的关系不明确造成多解。
空间周期性：沿传播方向上，相隔波长整数倍距离的两质点的振动情况完全相同，质点间距离Δx与波长λ的关系不明确造成多解。
(2)双向性
对给定的波形图，波的传播方向不同，质点的振动方向也不同，反之亦然。
传播方向双向性：波的传播方向不确定。
振动方向双向性：质点振动方向不确定。
波的多解问题
2．波动问题的几种可能性
(1)质点达到最大位移处，则有正向和负向最大位移两种可能。
(2)质点由平衡位置开始振动，则有起振方向向上、向下(或向左、向右)的两种可能。
(3)只告诉波速不指明波的传播方向，应考虑沿x轴正方向和x轴负方向两个方向传播的可能。
(4)只给出两时刻的波形，则有多次重复出现的可能等。
[集训联通]
[典例2]　实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在t1＝0和t2＝0.06 s时刻的波形图。已知在t＝0时刻，x＝1.5 m处的质点沿y轴正方向运动。
(1)判断该波的传播方向；
(2)求该波的最小频率。
[答案]　(1)沿x轴正方向　(2)12.5 Hz
[规律方法]
解决波的多解问题的一般思路
(1)首先考虑传播方向的双向性，如果题目未说明波的传播方向或没有其他条件暗示，应首先按波传播方向的可能性进行讨论。
(2)对设定的传播方向，首先确定Δt和T(或确定Δx和λ)的关系，一般先确定最简单的情况，即一个周期内(或一个波长内)的情况，然后在此基础上加nT(或nλ)。
(3)应注意题目是否有限制条件，如有的题目限制波的传播方向，或限制时间Δt大于或小于一个周期等，所以解题时应综合考虑，加强多解意识，认真分析题意。　　　
[即时训练]
1．图中实线为一列简谐横波在某一时刻的波形曲线。经过0.3 s后，其波形图曲线如图中虚线所示。已知该波的周期T大于0.3 s，若波是沿x轴正方向传播的，则该波的速度大小为________m/s，周期为________s；若波是沿x轴负方向传播的，该波的周期为________s。
答案：0.5　0.4　1.2
2．一列简谐横波在x轴上传播，在t1＝0和t2＝0.05 s时，其波形分别用如图所示的实线和虚线表示，求：
(1)这列波可能具有的波速；
(2)当波速为280 m/s时，波的传播方向如何？以此波速传播时，x＝8 m处的质点P从平衡位置运动至波谷所需的最短时间是多少？
答案：见解析(共38张PPT)
第2节 波的描述
1．知道波的图像，知道图像的纵坐标、横坐标各表示的物理量，能说出图像中蕴含的信息。
2．能区分振动图像和波的图像。
3．理解波长、波速的概念。
4．理解波、周期(频率)和波速的关系，并会应用这一关系进行有关计算。
一、波的图像
1．填一填
(1)波的图像的画法
①概念
波的图像是__________，这样的波称为正弦波，也叫简谐波，如图所示。
②介质中有正弦波传播时，介质中的质点在做______运动。
(3)振动图像和波的图像
①振动图像表示介质中的“某一质点”在“_________”的位移。
②波的图像表示介质中的“各个质点”在“__________”的位移。
2．判一判
(1)波的图像表示质点在各个不同时刻的位移。 ( )
(2)只有横波才能画出波的图像。 ( )
(3)波的图像表示波中各质点在某一时刻的位移。 ( )
正弦曲线
简谐
各个时刻
某一时刻
×
×
√
3．想一想
如图甲为波的图像，图乙为振动图像，波的图像外形上与振动图像相似，如何辨别它们？
提示：可根据图像的横坐标的意义进行区别，若横坐标为时间t，表示振动图像，若横坐标为位置x，表示波的图像。
二、波长、频率和波速
1．填一填
(1)波长
①定义：在波的传播方向上，振动相位总是相同的两个______质点间的距离，通常用___表示。
②特征：在横波中，两个相邻______或两个相邻_____之间的距离等于波长；在纵波中，两个相邻_____或两个相邻______之间的距离等于波长。
(2)周期和频率：各个质点的振动周期或频率是相同的，等于波源的振动周期或频率。
相邻
波峰
波谷
密部
疏部
λ
介质
×
√
×
3．选一选
如图所示，为一列沿x轴传播的横波，周期为2 s，则该波 (　　)
A．波长为2 m　　　　　　　 B．振幅为10 cm
C．频率为2 Hz D．波速为2 m/s
答案：D　
[学透用活]
1．对波的图像的理解
(1)波的图像是某一时刻介质中各个质点运动情况的“定格”。可以将波的图像比喻为某一时刻对所有质点拍摄下的“集体照”。
(2)简谐波的图像是正(余)弦曲线，是最简单的一种波，各个质点振动的最大位移都相等，介质中有正弦波传播时，介质中的质点做简谐运动。
(3)横波的图像形状与波在传播过程中介质中各质点某时刻的分布相似，波形中的波峰即为图像中的位移正向的最大值，波谷即为图像中的位移负向的最大值，波形中通过平衡位置的质点在图像中也恰处于平衡位置。
对波的图像的理解
2．由波的图像获得的三点信息
(1)可以直接看出在该时刻沿传播方向上各个质点的位移。
(2)可以直接看出在波的传播过程中各质点的振幅A。
(3)若已知该波的传播方向，可以确定各质点的振动方向；或已知某质点的振动方向，可以确定该波的传播方向。
3．波的图像的周期性
在波的传播过程中，各质点都在各自的平衡位置附近振动，不同时刻质点的位移不同，则不同时刻波的图像不同。质点的振动位移做周期性变化，则波的图像也做周期性变化。经过一个周期，波的图像复原一次。
4．波的传播方向的双向性
如果只知道波沿x轴传播，则有可能沿x轴正向传播，也可能沿x轴负向传播，具有双向性。
[答案]　C
[规律方法]
判断质点振动方向与波的传播方向的四种常用方法
1．上下坡法
沿波的传播方向看，“上坡”的点向下运动，“下坡”的点向上运动，简称“上坡下，下坡上”。如图甲所示。
2．微平移法
原理：波向前传播，波形也向前平移。
方法：作出经微小时间Δt后的波形，就知道了各质点经过Δt时间到达的位置，此刻质点振动方向也就知道了。如图乙所示。
　甲　　　　
乙
3．同侧法
在波的图像上的某一点，沿竖直方向画出一个箭头表示质点
运动方向，并在同一点沿水平方向画一个箭头表示波的传播方向
，那么这两个箭头总是在曲线的同侧，如图丙所示。若波向右传播，则P向下运动。
4．带动法
原理：先振动的质点带动邻近的后振动质点。
方法：在质点P与波源之间的图像上靠近P点另找一点P′，若P′在P上方，则P向上运动，若P′在P下方，则P向下运动。如图丁所示。
[对点练清]
1．[多选]如图所示为一简谐横波(周期为T)某时刻的波形图，下列说法正确的是 (　　)
A．A、B、C、D四个质点的振动周期相同
B．A、D两质点的振幅最大，C质点振幅为0
C．从图示时刻起，经过2T时间，波形与图示相同
D．图示时刻，C点速度最大，A、D两点的速度均为0
解析：简谐波中各质点的振动周期和振幅都相同，故A正确，B错误；由波的周期性知，C正确；图示时刻，C点通过平衡位置，速度最大，A、D两点在最大位移处，速度均为0，D正确。
答案：ACD　
2．一列简谐横波某时刻的波形图如图所示。此后K质点比L质点先回到平衡位置。下列判断正确的是 (　　)
A．该简谐横波沿x轴负方向传播
B．此时K质点沿y轴正方向运动
C．此时K质点的速度比L质点的小
D．此时K质点的加速度比L质点的小
解析：由题知K质点比L质点先回到平衡位置，则此时K质点应沿y轴负方向运动，再根据“上下坡”法可知，该波应沿x轴正方向传播，选项A、B错误；L质点在波谷处，则L质点的速度为0，故此时K质点的速度比L质点的大，选项C错误；由于质点在竖直方向做机械振动，根据F＝－ky＝ma，结合波动图像可看出yL＞yK，则此时K质点的加速度比L质点的小，选项D正确。
答案：D　
3．如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐波在某一时刻的图像，
下列说法中正确的是 (　　)
A．该时刻a点和d点处的质点位移相同，加速度方向相反
B．该时刻b点和c点处的质点位移相同，速度方向也相同
C．质点b比质点c先回到平衡位置
D．质点a比质点d先回到平衡位置
解析：题图所示时刻a、d两点位移相同，加速度相同，A错；b、c两点位移相同，速度方向相反，B错；据“上坡下、下坡上”方法可以判断a、b两点向上运动，c、d两点向下运动，所以c比b先回到平衡位置，a比d先回到平衡位置，C错，D对。
答案：D　
对波长、周期和频率的理解
3．波的空间周期性
(1)相隔距离为一个波长的整数倍的两质点，振动情况完全相同，即离开平衡位置的位移“总是”相等，振动速度大小和方向也“总是”相同，因而波长显示了波的空间周期性。
(2)相隔距离为半波长的奇数倍的两质点的振动情况完全相反，即在任何时刻它们的位移大小相等、方向相反，速度也是大小相等、方向相反，会同时一个在波峰、一个在波谷或同时从相反方向经过平衡位置。
[答案]　(1)0.5 m　(2)2.4 m或7.2 m
[规律方法]
波长的三种确定方法
(1)根据定义确定
①在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离等于一个波长。
②波在一个周期内传播的距离等于一个波长。
(2)根据波的图像确定
①在波的图像上，振动位移总是相同的两个相邻质点间的距离为一个波长。
②在波的图像上，运动状态(速度)总是相同的两个相邻质点间的距离为一个波长。
③在波的图像上，两个相邻波峰(或波谷)间的距离为一个波长。
(3)根据公式λ＝vT来确定。　　　
[对点练清]
1．关于波长，下列说法正确的是 (　　)
A．机械振动在一个周期内传播的距离就是一个波长
B．在波形图上位移相同的相邻两质点间的距离等于一个波长
C．在波形图上速度相同的相邻两质点间的距离等于一个波长
D．在波形图上振动情况总是相同的两质点间的距离等于一个波长
解析：机械振动的质点在一个周期内向远处传播一个完整的波形，故A正确；在一个完整波形上，只有位移总是相同的相邻两质点间的距离才等于一个波长，故B错误；速度相同的相邻两质点之间距离小于一个波长，所以C错误；振动情况总是相同的两质点间的距离是波长λ的整数倍，故D错误。
答案：A
答案：C　
3．在均匀介质中，一列沿x轴正向传播的横波，其波源O在第一个周期
内的振动图像如右图所示，则该波在第一个周期末的波形图是(　　)
解析：根据题图，t＝0时刻，波源经平衡位置向下运动，而波形图中，质点的起振方向均与波源开始振动时的方向相同，根据波的传播过程中，“上坡下、下坡上”规律可知，波形图中刚刚开始振动的质点处于“上坡”位置，A、C项错；由振动图像知，前半个周期振幅较小，故波形图中距波源较远的质点的振幅较小，B项错，D项对。
答案：D　
[学透用活]
1．波速的决定因素
(1)机械波的波速只与传播介质的性质有关。同一列波在不同介质中传播速度不同；不同频率的同种机械波在同一介质中传播速度相等。
(2)波在同一均匀介质中是匀速传播的。它向外传播的是振动的形式，而不是将质点向外迁移，质点的振动是一种变加速运动，因此质点的振动速度时刻在变。
波速与波长、频率间的关系
2．波速公式的理解
[典例3]　如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x轴上有P、M、Q三点，从波传到x＝5 m的M点时开始计时，已知t1＝0.7 s时M点第二次出现波峰，求：
(1)这列波传播的速度；
(2)从t＝0时刻起到t2＝1 s止，质点Q(x＝9 m)通过的路程。
[答案]　(1)10 m/s　(2)60 cm
[对点练清]
1．[多选]下列关于机械波的公式v＝λf的说法中正确的是 (　　)
A．v＝λf适用于一切波
B．由v＝λf知，f增大，则波速v也增大
C．v、λ、f三个量中，对同一列波来说，在不同介质中传播时保持不变的只有f
D．由v＝λf知，波长为4 m的声波的传播速度是波长为2 m的声波的2倍
解析：公式v＝λf适用于一切波，包含机械波和电磁波，选项A正确；机械波的波速仅由介质决定，与频率f和波长λ无关，选项B、D错误；对同一列波，其频率由振源决定，与介质无关，选项C正确。
答案：AC
2．一根粗细均匀的绳子，右端固定，一人拿着左端的S点上下振动，产生一列向右传播的机械波，某时刻波形如图，则该波的 (　　)
A．波速增大　　　　　　　 B．波速减小
C．频率增大 D．频率减小
解析：波速是由介质的性质决定的，与波长无关，故该波的波速保持不变，故A、B错误；由题图看出，该波的波长减小，而波速一定，由波速v＝λf分析得知频率增大，故C正确，D错误。
答案：C
3．(2022·广东高考)如图所示，某同学握住软绳的一端周期性上下抖动，在绳上激发了一列简谐波。从图示时刻开始计时，经过半个周期，绳上M处的质点将运动至______________(选填“N”“P”或“Q”)处。加快抖动，波的频率增大，波速______________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
解析：在简谐波的传播过程中，介质中的质点只能在平衡位置两侧做简谐运动，在图示时刻，质点M位于波峰处，则经过半个周期，M将振动到波谷处，即图中的P点处。由于波速由介质决定，与频率无关，故加快抖动，波速不变。
答案：P　不变
一、位移相等的相邻两点间的距离一定等于一个波长吗？(物理观念)
[选自鲁科版教材 “物理聊吧”]
下图中，有同学认为点M和点N是位移相同的两个质点，它们之间的距离就等于该波的波长；另有同学认为，位移总是相同的点M和点P之间的距离才等于波长。这两位同学的观点对吗？请说出理由。
提示：点M与点P是位移总是相同的相邻两点，其间距等于一个波长，而点M与点N的位移只是在图示时刻相同，而不是总相同，故其间距不等于一个波长。
二、典题好题发掘，练典题做一当十
[选自鲁科版教材“例题”]
停在水面上的两艘船相距24 m。一列水波在湖面上传播开来，使船每分钟上下振动20次。当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有另—个波峰，如图所示。若将水波视为横波，求这列水波的波长和波速。
[分析]　根据甲、乙两船之间的水波波形图，可求出水波的波长；再根据船的振动情况可求出水波的频率；利用波长和频率，便可根据公式v＝λf求出波速。
[策略提炼]
从生活情境出发构建物理模型，是解决物理问题的重要方法。
本题中首先要根据实际情境将水波简化为简谐波模型，画出波形图，再由甲、乙两船在波形图中对应的位置确定二者间的波形，求出波长。将船的振动简化为简谐运动，据此求出波的频率。由波速与波长、频率的关系式求出波速。　
[迁移]　机械波的波长与波源的频率及波速有关。一般情况下，机械波在介质中的波速仅由介质决定。
敲击频率为256 Hz的音叉产生的声波，在空气中传播时波长为1.32 m。若换成频率为2 048 Hz的音叉，波长变为多少？
答案：0.165 m(共27张PPT)
第三章 | 机械波
第1节 波的形成
1．理解机械波的形成过程和产生条件。
2．知道横波和纵波的概念。
3．明确机械波传播的特点。
一、波的形成与分类
1．填一填
(1)波动：______的传播，简称波。
(2)波的形成
当手握绳端上下振动时，绳端_____相邻的质点，使它也上下振动，这个质点又______更远一些的质点……绳子上的质点都很快_____起来，只是后面的质点总比前面的质点迟一些开始振动。绳端这种上下振动的状态沿绳子传出去，从整体看就是一些凹凸相间的波形。
振动
带动
带动
振动
(3)波的分类
①横波：质点的振动方向与波的传播方向相互______的波，叫作横波。在横波中，______________叫作波峰，______________叫作波谷。
②纵波：质点的振动方向与波的传播方向在___________的波，叫作纵波。在纵波中，质点分布______的位置叫作密部，质点分布_____的位置叫作疏部。
2．判一判
(1)在绳波的形成和传播中，所有质点同时运动，同时停止运动。 ( )
(2)在绳波的形成和传播中，所有质点的运动是近似的匀速直线运动。 ( )
(3)波的形成过程中，前面的质点带动后面的质点振动，后面的质点重复前面质点的振动。 ( )
垂直
凸起的最高处
凹下的最低处
同一直线上
最密
最疏
×
×
√
3．想一想
如图是地震后的场景，当地震发生时，地震波在地球内部和地表传播，有时使人感到左右摇晃，有时感到上下颠簸，由此可见地震波是什么波？
提示：震源往往在地下某个深度的地方，地震发生时，人感到上下颠簸是因为有纵波，感到左右摇晃是因为有横波。所以，地震波既含有纵波又含有横波。
二、机械波
1．填一填
(1)介质：波借以______的物质。
(2)机械波：机械振动在_____中传播，形成机械波。
(3)机械波传播的三个特点
①介质中有机械波传播时，介质本身并不随波一起传播，它传播的只是_____这种运动形式。
②波是传递_____的一种方式。
③波可以传递______。
传播
介质
振动
能量
信息
2．判一判
(1)声波能在真空中传播。 ( )
(2)介质中有机械波传播时，介质本身也随波一起传播。 ( )
(3)波传播的是振动这种运动形式。 ( )
×
×
√
3．选一选
科学探测表明，月球表面无大气层，也没有水，更没有任何生命存在的痕迹。在月球上，两宇航员面对面讲话也无法听到，这是因为 (　　)
A．月球太冷，声音传播太慢
B．月球上没有空气，声音无法传播
C．宇航员不适应月球，声音太轻
D．月球上太嘈杂，声音听不清楚
解析：声波是机械波，传播需要介质，故B选项正确。
答案：B
[学透用活]
1．机械波的形成
2．波的特点
(1)振幅：像绳波这种一维(只在某个方向上传播)机械波，若不计能量损失，各质点的振幅相同。
(2)周期：各质点振动的周期均与波源的振动周期相同。
机械波的形成与传播
(3)步调：离波源越远，质点振动越滞后。
(4)运动：各质点只在各自的平衡位置附近做往复振动，并不随波迁移。
(5)实质：机械波向前传播的是振动这种运动形式，同时也传递能量和信息。
3．振动和波动的区别与联系
振动 波动
区别 研究对象 单个质点在平衡位置附近的往复运动，研究的是单个质点的“个体行为” 振动在介质中的传播，研究的是大量质点将波源振动传播的“群体行为”
力的来源 可以由作用在物体上的各种性质力提供 联系介质中各质点的弹力
区别 运动性质 质点做变加速运动 在均匀介质中是匀速直线运动
联系 (1)振动是波动的原因，波动是振动的结果；有波动必然有振动，但有振动不一定有波动
(2)波动的性质、频率和振幅都与振源相同
续表
[答案]　见解析图
[规律方法]
波动过程中介质中各质点的运动特点
波动过程中介质中各质点的振动周期都与波源的振动周期相同，其运动特点可用三句话来描述：
(1)先振动的质点带动后振动的质点；
(2)后振动的质点重复前面质点的振动；
(3)后振动质点的振动状态落后于先振动的质点。
概括起来就是“带动、重复、落后”。　　　
[对点练清]
1．[多选]关于机械波的形成，下列说法中正确的是 (　　)
A．物体做机械振动，一定产生机械波
B．后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动，只是时间落后一步
C．参与振动的质点都有相同的频率
D．机械波是介质随波迁移，也是振动能量的传递
解析：机械波的形成必须具备的两个条件：振源和介质。只有物体做机械振动，而其周围没有传播这种振动的介质，远处的介质点也不可能振动起来形成机械波，故A选项错误；波源带动它周围的质点振动，将振动传播开来，所以后一质点总是落后，但振动频率相同，故B、C选项正确；形成机械波的各振动质点只在平衡位置附近往复运动，并没有随波迁移，故D选项不正确。
答案：BC
2．在敲响古刹里的大钟时，有的同学发现，停止对大钟的撞击后，大钟仍“余音未绝”，分析其原因是 (　　)
A．大钟的回声
B．大钟在继续振动
C．人的听觉发生“暂留”的缘故
D．大钟虽停止振动，但空气仍在振动
解析：停止对大钟的撞击后，大钟的振动不会立即停止，振动的能量不会凭空消失，它会再振动一段时间然后因为阻尼而停止，因此还会在空气中形成声波，这就是余音未绝的原因，所以选项B正确。
答案：B　
3．[多选]一列横波沿绳子向右传播，传播过程无能量损失，某
时刻绳子形成如图所示的凹凸形状，对此时绳上A、B、C、
D、E、F六个质点，下列说法正确的是 (　　)
A．它们的振幅相同
B．质点D和F的速度方向相同
C．质点A和C的速度方向相同
D．从此时算起，质点B比C先回到平衡位置
解析：波源振动时，绳上各质点通过相互间的弹力作用跟着做受迫振动，不考虑传播中的能量损耗时，各质点的振幅均相同，选项A正确；波传播时，离波源远的质点的振动落后于离波源近的质点的振动，并跟随着离波源近的质点振动。由题图可知，波源在左端，因此，质点D跟随离波源近的质点C正向上运动，质点F跟随离波源近的质点E正向下运动，两者速度方向相反，选项B错误；同理，此时质点A正向下运动，质点C正向上运动，两者速度方向也相反，选项C错误；由于此时B、C两质点都向上运动，B比C先到最大位移处，故B比C先回到平衡位置，选项D正确。
答案：AD
[学透用活]
1．横波与纵波的比较
横波和纵波的理解
名称
项目　 横　波 纵　波
概念 在波动中，质点的振动方向和波的传播方向相互垂直 在波动中，质点的振动方向和波的传播方向在一条直线上
介质 只能在固体介质中传播 在固体、液体和气体介质中均能传播
特征 在波动中交替、间隔出现波峰和波谷 在波动中交替、间隔出现密部和疏部
2．对波的认识的两点提醒
(1)水波的认识方面：水波既不是横波也不是纵波，它属于比较复杂的机械波。
(2)纵波的认识方面：在纵波中各质点的振动方向与波的传播方向在同—直线上，而不是方向相同。
[答案]　C
[规律方法]
区别横波、纵波只看质点的振动方向与传播方向的关系；对于机械波总是距波源近的质点带动距波源远的质点，起振有先后。　　　
[对点练清]
1．一列横波正沿水平方向由西向东传播，则下列说法中正确的是 (　　)
A．波中各个质点都在由西向东运动
B．波中的各个质点一定沿水平方向振动
C．波中的各个质点一定沿竖直方向振动
D．以上说法都错误
解析：横波中各质点的振动方向与波的传播方向垂直，波在水平方向由西向东传播，质点振动方向与其垂直，不一定沿水平方向也不一定沿竖直方向，故A、B、C都错。
答案：D
2．下列关于纵波的说法中，正确的是 (　　)
A．在纵波中，波的传播方向就是波中质点的移动方向
B．纵波中质点的振动方向一定与波的传播方向在一条直线上
C．纵波中质点的振动方向一定与波的传播方向相同
D．纵波也有波峰和波谷
解析：纵波中质点的振动方向与波的传播方向虽然在一条直线上，但质点的振动方向与波的传播方向可能相同，也可能相反。在波动中，横波有波峰和波谷，纵波有密部和疏部，故选项B正确。
答案：B
3．[多选]某地发生7.1级强地震，若恰好在震源(位于地下)正上方地区的一个观测站记录的纵波和横波的到达时刻相差5 s，已知在这一地区地震波的纵波和横波的传播速率分别为9 km/s和4 km/s，若近似认为波的速度恒定，则下列判断正确的是 (　　)
A．地震时，震源正上方地区的建筑物先左右振动、后上下振动
B．地震时，震源正上方地区的建筑物先上下振动、后左右振动
C．震源距该观测站的距离为25 km
D．震源距该观测站的距离为36 km
答案：BD
一、会跳舞的火焰(物理观念)
[选自鲁科版教材 “迷你实验室”]
如图所示，将一支燃烧的蜡烛放在音响喇叭的纸盆前，让音响播放音乐，开大音量，蜡烛的火焰会随着音乐来回摆动，就像在跳舞一样。请思考蜡烛火焰的摆动与纵波有什么联系。
提示：声波是纵波，音响喇叭的纸盆振动，带动空气分子左右振动，从而引起蜡烛的火焰随着音乐来回摆动，音量越大，空气分子左右振动的幅度越大，火焰摆动的幅度也越大。
二、篮球能随水波漂回岸边吗？(科学思维)
某同学跟朋友们打篮球时，篮球掉进了球场旁边的湖水里。该同学想向湖中丢一石块激起水波，让篮球随水波漂回岸边。该同学的想法能实现吗？为什么？
提示：不能实现。石块激起的水波，只能使水面上的篮球上下振动，而不能随波迁移。(共25张PPT)
第3节 波的反射、折射和衍射
1．知道波传播到两种介质交界面时会发生反射和折射现象。
2．知道波的反射现象和折射现象的区别。
3．理解波的衍射现象，知道波发生明显衍射现象的条件。
4．知道反射、折射、衍射现象是一切波都会发生的现象。
一、波的反射和折射
1．填一填
(1)波的反射：反射线、法线和入射线在同一________，反射线与入射线分居法线_____，反射角_____入射角。
(2)波的折射
①波在两种介质的界面上会发生折射现象。
②一切波都会发生______现象。
平面内
两侧
等于
折射
2．判一判
(1)发生波的反射现象时，波又回到了同种介质。 ( )
(2)发生波的折射现象时，波进入了另一种介质。 ( )
(3)发生波的折射现象时，不会同时发生波的反射现象。 ( )
3．想一想
人们听不清对方说话时，除了让一只耳朵转向对方，还习惯性地把同侧的手附在耳旁，这样做是利用声波的什么特点提高耳朵的接收能力？
提示：在耳郭原有形状、面积的基础上增加一个手的面积是为了增加波的反射来提高耳朵的接收能力。
√
√
×
二、波的衍射
1．填一填
(1)定义：波绕过_______继续传播的现象。
(2)实验及现象
①实验器材：在水槽里放两块挡板，中间留个______。
②现象
a．狭缝宽度比波长大得多时：波的传播如同光沿_____传播一样，挡板后面产生一个_______。
b．狭缝宽度与波长相差不多或狭缝宽度比波长更小时：波_____挡板后面继续传播。
c．当狭缝宽度一定时，波长与狭缝相差不多时，有______的衍射现象，随着波长的_____，衍射现象变得越来越不明显。
障碍物
狭缝
直线
阴影区
绕到
明显
减小
(3)发生明显衍射的条件
缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长__________，或者比波长_____。
(4)一切波都能发生衍射，衍射是波_____的现象。
2．判一判
(1)“闻其声而不见其人”，是指声波的衍射现象。 ( )
(2)缝或孔的宽度较大时，不能发生衍射现象。 ( )
(3)一切波都能发生衍射现象。 ( )
相差不多
更小
特有
√
×
√
3．选一选
下列现象或事实属于衍射现象的是 (　　)
A．风从窗户吹进来
B．雪堆积在背风的屋后
C．水波前进方向上遇到凸出在水面上的小石块，小石块对波的传播没有影响
D．晚上看到水中月亮的倒影
解析：波在传播过程中偏离直线传播绕过障碍物的现象称为波的衍射，C与衍射现象相符。
答案：C
[学透用活]
1．波的反射
(1)入射角与反射角
入射角：入射线与法线的夹角，如图中的α；
反射角：反射线与法线的夹角，如图中的β。
波的反射与折射
3．波的反射与折射的比较
　波现象
比较项目　　　 波的反射 波的折射
传播方向 改变(θ反＝θ入) 改变(θ折≠θ入)
频率f 不变 不变
波速v 不变 改变
波长λ 不变 改变
(1)频率f由波源决定，故无论是反射波还是折射波都与入射波的频率，即波源的振动频率相同。
(2)波速v由介质决定，因反射波与入射波在同一介质中传播，故波速不变；而折射波与入射波在不同介质中传播，所以波速变化。
(3)据v＝λf知，波长λ与v及f有关，即与介质及波源有关，反射波与入射波在同一介质中传播，频率相同，故波长相同。折射波与入射波在不同介质中传播，f相同，v不同，故λ不同。
[解析]　由于波的频率由波源决定，因此波在不同介质中传播时，频率保持不变。波在不同介质中传播时，波速发生变化，由v＝λf可知波长也发生变化。由此可知只有D选项正确。
[答案]　D
[对点练清]
1．[多选]以下关于波的认识，哪些是正确的 (　　)
A．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理
B．隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的
C．雷达的工作原理是利用波的折射
D．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象
解析：A、B、C选项中应用了波的反射现象；A、B正确，C错误；D选项应用了波的折射现象，深水区域和浅水区域视为不同介质，故波的传播方向发生改变，故D正确。
答案：ABD　
2．[多选]下列说法中正确的是 (　　)
A．入射波的波长和反射波的波长相等
B．入射波的波长大于折射波的波长
C．入射波的波长小于折射波的波长
D．入射波和折射波频率相同
答案：AD
3．[多选]下列说法正确的是 (　　)
A．波发生反射时，波的频率不变，波速变小，波长变短
B．波发生反射时，频率、波长、波速均不变
C．波发生折射时，波的频率不变，但波长、波速发生变化
D．波发生折射时，波的频率、波长、波速均发生变化
解析：波发生反射时是在同一介质中，频率、波长、波速均不变，选项A错误，B正确；波发生折射时，介质改变，故波速发生变化，但频率由波源决定，波的频率不变，由v＝λf可知波长也发生变化，选项C正确，D错误。
答案：BC　
[学透用活]
1．关于衍射的条件
应该说衍射是没有条件的，衍射是波特有的现象，一切波都可以发生衍射。衍射只有“明显”与“不明显”之分，障碍物或小孔的尺寸跟波长差不多，或比波长小是产生明显衍射的条件。
2．波的衍射实质分析
波传到小孔(障碍物)时，小孔(障碍物)仿佛是一个新波源，由它发出的与原来同频率的波在小孔(障碍物)后传播，就偏离了直线方向。波的直线传播只是在衍射不明显时的近似情况。
3．衍射现象与观察的矛盾
当孔的尺寸远小于波长时尽管衍射十分突出，但由于衍射波的能量很弱，衍射现象不容易观察到。
对衍射现象的理解
[解析]　根据发生明显衍射现象的条件：障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不多。从题图中可看出孔AB的尺寸与波长相差不多，所以此时能明显地观察到波的衍射现象，A正确；因为穿过挡板间的小孔后波速不变，频率相同，所以波长也相同，B正确；若将孔AB扩大，将可能不满足发生明显衍射现象的条件，就有可能观察不到明显的衍射现象，C正确；若将波源频率增大，由于波速不变，所以波长变小，将可能不满足发生明显衍射现象的条件，也有可能观察不到明显的衍射现象，D错误。
[答案]　ABC
[规律方法]
(1)波的衍射是不需要条件的，但要发生明显的衍射必须满足一定的条件。
(2)波长相对小孔(或障碍物)尺寸越长，衍射现象越明显。　　　
[对点练清]
1．关于波的衍射，下列说法正确的是 (　　)
A．衍射是机械波特有的现象
B．对同一列波，缝、孔或障碍物越大衍射现象越明显
C．只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象
D．声波容易发生明显的衍射现象是由于声波的波长较长
解析：衍射是一切波特有的现象，选项A、C错误；发生明显的衍射现象是有条件的，只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多或比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象，选项B错误；声波的波长在1.7 cm～17 m 之间，一般常见的障碍物或孔的大小可与之相当，由于声波的波长较长，所以声波容易发生明显的衍射现象，选项D正确。
答案：D
2．如图所示，在空旷的广场上有一堵较高大的墙MN，在墙的一侧
有一个正在播放男女合唱歌曲的声源O，某人从A点走到墙后的
B点，在此过程中，如从衍射的角度来考虑，则会听到 (　　)
A．声音变响，男声比女声更响
B．声音变响，女声比男声更响
C．声音变弱，男声比女声更弱
D．声音变弱，女声比男声更弱
解析：由题意可知，某人从图中A点走到墙后的B点，能听到声音，是由于声波的衍射现象，但强度变弱，是由于男声的频率低于女声，在同一介质中，传播速度相同，则其波长长于女声的波长，更容易发生衍射，故D正确，A、B、C错误。
答案：D
3．[多选]在做水波通过小孔衍射的演示实验中，激发水波的振子振动频率为5 Hz，水波在水槽中传播速度为5 cm/s，小孔直径d选用下列哪些尺寸可使实验效果比较明显 (　　)
A．1 m　　　　　　　　 B．0.8 m
C．0.8 cm D．1.2 cm
答案：CD　
一、声呐测距(科学思维)
[选自鲁科版教材 “科学书屋”]
声呐是一种声音导航和测距系统，它利用了声波反射的原理。声呐装置发出一束在水中传播的声波，当声波碰到障碍物时，就被反射回来。反射的声波被声呐装置检测到，通过测量声波从发射到返回经历的时间便可计算出声波传播的距离，从而间接测得物体的位置。
声呐被广泛应用于鱼群探测(如图)、海洋石油勘探、船舶导航、水文测量和海底地质地貌的勘测等方面。
已知超声波在海水中的传播速度为1 400 m/s，声呐探测系统从竖直向下发射超声波到接收到反射波所用时间为7 s，该处海水深度为多少米？
答案：4 900 m
答案：2.0 km(共37张PPT)
第4、5节　波的干涉多普勒效应
1．理解波的叠加原理，知道波的干涉是波叠加的结果。
2．知道波的干涉图样的特点，理解形成稳定干涉图样的条件，掌握振动加强点、减弱点的振动情况。
3．了解波的多普勒效应，并能运用多普勒效应解释一些物理现象。
一、波的干涉
1．填一填
(1)波的叠加
①波的独立性原理
两列波相遇后彼此穿过，仍然______各自的__________，继续传播。
②波的叠加原理
在几列波重叠的区域里，介质的质点_____参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的________。
保持
运动特征
同时
矢量和
(2)波的干涉
①定义：_____相同、_______恒定、__________相同的两列波叠加时，某些区域的振动______、某些区域的振动_______的现象。
②干涉图样：波的干涉形成的稳定图样。
③稳定干涉条件
a．两列波的频率必须_______。
b．两个波源的相位差必须__________。
④干涉的普遍性：一切波都能够发生干涉，干涉是____特有的现象。
频率
相位差
振动方向
加强
减弱
相同
保持不变
波
2．判一判
(1)两列波相遇后各自的振动特点会受到影响。 ( )
(2)在两列波重叠的区域里，任何一个质点的位移都等于原来位移的2倍。 ( )
(3)两列波叠加时，质点的位移一定增大。 ( )
×
×
×
3．选一选
两波源S1、S2在水槽中形成的波形如图所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，则 (　　)
A．在两波相遇的区域中会产生稳定干涉
B．在两波相遇的区域中不会产生稳定干涉
C．a点的振动始终加强
D．a点的振动始终减弱
解析：由题图可知，两列波的波长不相等，由v＝λf，知f不相等，不满足波产生稳定干涉的条件，故B正确。
答案：B　
二、多普勒效应
1．填一填
(1)多普勒效应：波源与观察者互相靠近或者互相远离时，观察者接收到的波的______发生变化的现象。
(2)多普勒效应产生的原因：当波源与观察者相对静止时，1 s 内通过观察者的波峰(或密部)的数目是_____的，观察到的频率_____波源振动的频率。当波源与观察者相向运动时，1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目_____，观察到的频率_____；反之，当波源与观察者互相远离时，观察到的频率_____。
频率
一定
等于
增加
增加
变小
(3)多普勒效应的应用
①测车辆速度：交警向行进中的车辆发射_________的超声波，同时测量______的频率，根据反射波频率____________就能知道车辆的速度。
②测血流速度：向人体内发射_________的超声波，超声波被血管中的血流_____后又被仪器接收，测出反射波的__________就可得血流速度。
③测星球速度：测量星球上某些元素发出的光波的______，然后与地球上这些元素_____时发光的频率对照，可得星球的速度。
2．判一判
(1)当波源和观察者向同一个方向运动时，一定发生多普勒效应。 ( )
(2)只有横波才能发生多普勒效应。 ( )
(3)只有声波才能发生多普勒效应。 ( )
频率已知
反射波
变化的多少
频率已知
反射
频率变化
频率
静止
×
×
×
3．想一想
炮弹由远处飞来从头顶呼啸而过的整个过程中，我们所听到的音调会发生怎样的变化？为什么？
提示：波源与观察者距离的变化会引起接收频率的变化，频率的变化会引起音调的变化，由于炮弹离我们先变近后变远，所以音调先变高后变低。
波的叠加
[学透用活]
1．波的独立传播特性
两列波相遇后，每列波仍像相遇前一样，保持各自原来的波形，继续向前传播。
2．波的叠加
(1)波的叠加原理
在两列波重叠的区域里，任何一个质点同时参与两个振动，其振动位移等于这两列波分别引起的位移的矢量和，当两列波振动方向在同一直线上时，这两个位移的矢量和在选定正方向后可简化为代数和。
(2)波在叠加时的特点
①位移是几列波分别产生位移的矢量和。
②各列波独立传播。
③两列同相波叠加，振动加强，振幅增大。(如图1所示)
④两列反相波叠加，振动减弱，振幅减小。(如图2所示)
[解析]　两列波在同一介质中传播，波速相等，同时到达中点P，A正确；因波长不同，当a的波峰到达S2时，b的波峰已越过S1，B错误；由于a的波长大于b的波长，两列波在P点叠加时两列波的波峰不可能同时到达P点，所以P点的位移最大不可能达A1＋A2，C错误；两列波相遇时，两列波峰同时到达P点的左侧，叠加后位移达到最大值，所以两列波相遇时，绳上位移可达A1＋A2的点只有一个，而且此点在P点的左侧，D正确。
[答案]　AD
[对点练清]
1．两列沿相反方向传播的、振幅和波长都相同的半波(如图甲)，在相遇的某一时刻(如图乙)两列波“消失”，此时图中a、b质点的振动方向是 (　　)
A．a向上，b向下　　　　　　 B．a向下，b向上
C．a、b都静止 D．a、b都向上
解析：根据振动与传播方向关系知，两列波在a点引起的振动方向均向下，在b点引起的振动方向均向上，故B正确。
答案：B
2．波源甲、乙分别在一根水平放置的绳的左右两端，两波源发出
的波在绳中的传播速度均是1 m/s，在t＝0时刻绳上的波形如图
中(a)所示，则根据波的叠加原理，以下叙述中正确的是 (　　)
A．当t＝2 s时，波形如图①所示，当t＝4 s时，波形如图②所示
B．当t＝2 s时，波形如图①所示，当t＝4 s时，波形如图③所示
C．当t＝2 s时，波形如图②所示，当t＝4 s时，波形如图①所示
D．当t＝2 s时，波形如图②所示，当t＝4 s时，波形如图③所示
解析：由题知v＝1 m/s，则t＝2 s时，两列波正好重叠，叠加后各质点位移为0，图①错，图②对；t＝4 s时，两列波已相互错开，互不影响，图③正确。
答案：D
3．[多选]在同一均匀介质中，有A、B两列孤立波相向传播，波速大小相同，振幅分别为A1、A2，某时刻的波形和位置如图所示，则下列说法正确的有 ( 　　)
A．两列波在传播到x＝6 m处开始相遇
B．两列波在传播到x＝6.5 m处开始相遇
C．x＝6 m处的质点在振动过程中振幅为A1＋A2
D．x＝6.5 m处的质点在振动过程中振幅为A1＋A2
解析：因为两者速度相同，故两者走的路程相同，都传播了3 m，所以在x＝6 m处相遇，x＝6.5 m的质点正好是波峰和波峰相遇叠加，在振动过程中振幅为A1＋A2，故A、D正确。
答案：AD
[学透用活]
1．关于干涉的条件
(1)波的叠加是无条件的，任何频率的两列波在空间相遇都会叠加。但稳定干涉图样的产生是有条件的，必须是两列同类的波，并且波的频率相同、振动方向在同一直线上、相位差恒定。
(2)如果两列波的频率不相等，在同一种介质中传播时其波长就不相等，这样不能形成稳定的振动加强点和减弱点。因此我们就看不到稳定的干涉图样，只能是一般的振动叠加现象。
对波的干涉的理解
2．关于加强点(区)和减弱点(区)
(1)加强点：在某些点两列波引起的振动始终加强，质点的振动最剧烈，振动的振幅等于两列波的振幅之和，A＝A1＋A2。
(2)减弱点：在某些点两列波引起的振动始终相互削弱，质点振动的振幅等于两列波的振幅之差，A＝|A1－A2|，若两列波振幅相同，质点振动的合振幅就等于零，并不振动，水面保持平静。
3．干涉图样及其特征
(1)干涉图样：如图所示。
(2)特征
①加强区和减弱区的位置固定不变。
②加强区始终加强，减弱区始终减弱(加强区与减弱区不随时间变化)。
③加强区与减弱区互相间隔。
[解析]　在波峰和波峰或波谷和波谷相遇的地方，振动加强；波峰和波谷相遇的地方振动减弱，则M、Q点均为振动加强点，N点为振动减弱点。MQ连线为振动加强区，所以P点也是振动加强点，振动加强点的振幅等于两列波的振幅之和。振动减弱点的振幅等于两列波的振幅之差的绝对值。由于两列波的振幅相同，故N点振幅为零，即N点静止不动，A、B正确；在波的传播过程中，质点不随波迁移，C错误；M点振动始终加强，D错误。
[答案]　AB
[对点练清]
1．如图所示为两列相干水波在 t＝0时刻的叠加情况，其中实线表
示波峰，虚线表示波谷。若两列波的振幅均保持5 cm不变，波
速和波长分别为1 m/s和0.5 m，C点是BD连线的中点。则下列
说法正确的是 (　　)
A．A、D点振动始终加强，B点振动始终减弱
B．C点始终保持静止不动
C．t＝0时刻，A、B两点的竖直高度差为10 cm
D．在t＝0至t＝0.25 s的时间内，B点通过的路程为20 cm
答案：D　
2．(2023·浙江1月选考)主动降噪耳机能收集周围环境中的噪声信号，并产生相应的抵消声波。某一噪声信号传到耳膜的振动图像如图所示，取得最好降噪效果的抵消声波(声音在空气中的传播速度为340 m/s) (　　)
A．振幅为2A
B．频率为100 Hz
C．波长应为1.7 m的奇数倍
D．在耳膜中产生的振动与图中所示的振动同相
答案：B　
解析：题图甲中两手开始振动时的方向相同，则题图甲中分叉点是振动加强的位置，所以A、B错误；题图乙中两手开始振动时的方向恰好相反，则题图乙中分叉点是振动减弱的位置，则在分叉点的右侧终见不到明显的波形，所以C正确，D错误。
答案：C　
3．如图(a)，在xy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源S1(0,4)和S2(0，－2)。两波源的振动图线分别如图(b)和图(c)所示。两列波的波速均为 1.00 m/s。两列波从波源传播到点A(8，－2)的路程差为________ m，两列波引起的点B(4,1)处质点的振动相互________(填“加强”或“减弱”)，点C(0,0.5)处质点的振动相互________(填“加强”或“减弱”)。
答案：2　减弱　加强
[学透用活]
1．波源频率
波源完成一次全振动，向外发出一个波长的波，称为一个完全波。频率表示单位时间内完成的全振动的次数。因此波源的频率又等于单位时间内波源发出的完全波的个数。
2．接收频率
(1)波源和观察者相对静止。观察者接收到的频率等于波源的频率。
对多普勒效应的理解
(2)波源和观察者有相对运动。观察者在单位时间内接收到的完全波的个数发生变化，即感觉到波的频率发生变化。
波源与观察者如果相互靠近，观察者接收到的频率增大；二者如果相互远离，观察者接收到的频率减小。
3．音调
音调由频率决定，频率高则音调高，频率低则音调低。观察者听到的声音的音调，是由观察者接收到的频率，即单位时间内接收到的完全波的个数决定的。
[典例3]　[多选]如图所示，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 (　　)
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
[解析]　女同学荡秋千的过程中，只要她有向右的速度，她就有靠近声源的趋势，根据多普勒效应，她都感到哨声音调变高；反之女同学向左运动时，她感到音调变低。选项A、D正确，B、C错误。
[答案]　AD
[规律方法]
观察者接收到的频率的判断
(1)声音的音调取决于频率，频率高则音调高，频率低则音调低。
(2)当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率大于波源频率，音调变高；反之，观察者接收到的频率小于波源频率，音调变低。　　　
[对点练清]
1．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。他所利用的是声波的 (　　)
A．干涉现象　　　　　 B．衍射现象
C．多普勒效应 D．反射现象
解析：据多普勒效应现象，当火车运动方向靠近养护人员时，他听到的声音音调较高，火车远离养护人员时，他听到的声音音调较低。
答案：C　
2．[多选]一渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比 (　　)
A．波速变大　　　　　 B．波速不变
C．频率变高 D．频率不变
解析：渔船与鱼群发生相对运动，被鱼群反射回来的超声波的速度大小不变；由多普勒效应知，反射回来的超声波的频率变高，故选项B、C正确。
答案：BC
3．[多选]下列选项与多普勒效应有关的是 (　　)
A．科学家用激光测量月球与地球间的距离
B．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速
C．技术人员用超声波探测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡
D．交通警察向车辆发射超声波并通过测量反射波的频率确定车辆行进的速度
解析：A选项科学家用激光测量月球与地球间的距离是利用了波的反射原理，故选项A错误；选项B、D利用了超声波的多普勒效应，故B、D正确；选项C利用了超声波波长短，穿透能力强的特点，故C错误。
答案：BD
一、干涉型消声器的原理(科学思维)
消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题。干涉型消
声器可用来消弱高速气流产生的噪声。它的结构及气流运行情
况如图所示，产生的波长为λ的声波沿水平管道自左向右传播。在声波到达a处时，分成两束相干波，它们分别通过r1和r2的路程，再在b处相遇。要达到消弱噪声的目的，路程差Δr＝r2－r1应为 (　　)
A．波长的整数倍　　　　 B．波长的奇数倍
C．半波长的奇数倍 D．半波长的偶数倍
解析：根据干涉特点知，两相干涉源的距离差为波长的整数倍时，此点为振动增强点，而消除噪声不能加强，故A、B错误；距离差为半波长的奇数倍时，此点为振动减弱点，本题为消除噪声，要减弱声音，所以C正确，D错误。
答案：C　
二、利用多普勒效应判断车辆是否超速(物理观念)
[选自鲁科版教材“节练习”]
公路巡警驾驶巡警车在高速公路上以100 km/h的恒定速度巡查，该路段限速为100 km/h。巡警车向前方在同一直车道上行驶的轿车发出一个已知频率的电磁波，如果该电磁波被轿车反射回来时，巡警车接收到的电磁波的频率比发出时的低，该轿车是否超速？请说明理由。
提示：轿车超速。因为巡警车接收到的电磁波的频率比发出时的低，说明警车与轿车在相互远离，因警车的速度为100 km/h且恒定，故轿车的速度一定大于100 km/h，所以轿车超速。

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