第3章 机械波 素养检测-【高中必刷题】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第一册同步课件（粤教版2019）

物理 选择性必修 第一册 YJ 1 3 第三章素养检测 刷速度 2 1.[河北保定2024高二上期中] 如图所示，一组学生在玩“人浪”游戏.学生手挽手排成一行，从 左边第一位同学开始，周期性地“下蹲、起立”，呈现类似波浪的效果.若把“人浪”类比成波， 则( ) B A.“人浪”是纵波 B.“人浪”传播的是“下蹲、起立”这种运动形式 C.当“人浪”向右传播时，学生随“人浪”向右移动 D.学生“下蹲、起立”的动作越频繁，“人浪”传播的速度一定越快 3 解析 振动方向与传播方向垂直，则“人浪”是横波，A错误；“人浪”只传播运动形式，学生 不会“随波逐流”，B正确，C错误；“人浪”传播的速度与介质有关，与动作的频繁程度无关， D错误. 4 2.[河南洛阳2023高二下检测] 如图甲所示，波源从平衡位置开始沿 轴方向上下振动，规定向 上为轴正方向，产生的简谐横波向右传播，经过后，沿波的传播方向上距为的 质点 开始振动.若以质点开始振动的时刻作为计时的起点， 质点的振动图像如图乙所示，则下列说 法正确的是( ) C A.波源最初是向上振动的 B.时间内质点运动的路程为 C.时质点向上振动 D.时 质点处于波峰 5 解析 根据题中质点的振动图像可知质点的起振方向向下，则波源 开始振动的方向也向下， 选项A错误；质点上下振动，时间内 质点运动的路程为一个振幅，大小未知，选项B错 误；根据振动图像可知，时质点处于平衡位置且向上振动，选项C正确；根据 质点的 振动图像可知，时 质点处于平衡位置，选项D错误. 6 3. [广东深圳2023高二下期中改编] 如图所示，甲图表示和 两相干水波的干涉图样， 设两列波各自的振幅均为，且图示范围内振幅不变，波速和波长分别是和， 是 、连线的中点；乙图为一机械波源 在同种均匀介质中做匀速运动的某一时刻的波面分布情况. 两幅图中实线表示波峰，虚线表示波谷.则下列说法正确的是( ) A 甲 乙 A.甲图中、两点的竖直高度差为 B.从甲图所示时刻开始经，点通过的路程为 C.乙图所表示的是波的衍射现象 D.在点观察到的频率比在 点观察到的频率低 7 解析 题图甲中A、C都是振动加强点，其中A在波峰，C在波谷位置，则A、C两点的竖直高度差 为，故A正确；B点为振动加强点，波的周期为 ，从题图甲所示时刻 开始经，B点通过的路程为 ，故B错误；题图乙所表示的是波的多普 勒效应，故C错误；在点单位时间内接收到的波面比点多，则在点观察到的频率比在 点观察 到的频率高，故D错误. 8 【教材变式】本题目由教材P82第4题演变而来，除了教材考查的振动加强点的判断外，本题延 伸考查了波的多普勒效应. 9 4.如图所示，在原点处有一波源，位于波源处质点在 时刻从平衡位置开始 沿轴正方向做简谐运动，振幅为，产生的简谐横波在均匀介质中沿 轴正方 向传播.时，平衡位置坐标为的质点 开始运动，此时波源处质点 的振动位移为 ，对该简谐横波，下列说法错误的是( ) D A.周期可能为 B.周期可能为 C.传播速度为 D.在介质中传播的最大波长为 10 解析 由题意可知，波源的振动方程为，当 时，可得 或，又 ，可得 或，所以周期可能为、 ，A、B正确； 由题意可知，该列简谐横波的传播速度为 ，C正确；该列简谐横波在介 质中传播的最大波长为 ，D错误.本题选说法错误的，故选D. 11 5.一列简谐横波沿轴正方向传播， 处为振源位置.图1为振源的振动图像，图2中实线、虚线 分别为、时刻的完整波形图，其中、、、、 是同一均匀介质中的质点.下列说法正确的 是( ) B 图1 图2 A.质点的起振时刻为 B.， C.质点运动到质点的位置所需时间为 D.时刻，质点比质点多运动的路程为 12 解析 由振源的振动图像可知，振动的周期，由题图2可知波长 ，可得波速 .由于点的纵坐标为，可知点的横坐标，因此质点 的起 振时刻为，A错误；实线振动已经传播到处，所以 ，虚线振动已经传 播到处，所以，B正确；简谐横波振动质点只在平衡位置附近沿 轴上下振动， 并不随波迁移，质点不会运动到点，C错误；时刻，质点比质点多振动了 ，多运动的路 程为 ，D错误. 13 6.[北京2023高二上检测] 如图甲，一列简谐横波沿 轴传 播，图乙和图丙分别为轴上、 两质点的振动图像，且 、两质点间距离为 .下列说法正确的是( ) C A.波由向 传播 B.波长可能为 C.波速可能为 D.介质中各质点开始振动的方向均向下 14 解析 由题干信息无法判断波的传播方向，A错误.由题图可知，该波的周期为，若波从 向传播，则从传到的时间为 ,因此波速为 ，代入数据可知波速可能为，，， ，根据 ，可得，代入数据可知波长可能值为 ， ，， .若波从向传播，则从传到的时间为 ，因此波速为 ，代入数据可知波速可能为，，， ，根据 ，可得，代入数据可知波长可能为 ， ，， ，B错误，C正确.由于无法判断波源起振的方向，因此无法判断介质中各质点开 始振动的方向，D错误. 15 7.[广东深圳宝安中学2024高二上期中改编] 一列简谐横波在某均匀介质中沿直线由质点向 质 点传播，、两质点的平衡位置相距，如图所示，图中实线表示 质点的振动图像，图中虚 线表示 质点的振动图像，则下列说法中不正确的是( ) B A.质点的振动方程为 B.此波的传播速度可能为 C.此波的传播速度可能为 D.在内，质点向 轴负方向运动，做加速度逐渐变大 的减速运动 16 解析 由题图知该波的周期为，振幅，则质点 的振动方程为 ，当时，,代入振动方程可得 ，则 ,故A正确；由质点的振动方程可知，当时质点的位移为 ， 对质点，当时，位移为，结合波的周期性可知，波从传到 的时间为 ，则波速为 ，可知不可能为，当时， ，故B错误， C正确；在内，根据题图可知，质点向 轴负方向运动，位移增大，加速度增大，速 度减小，做加速度逐渐变大的减速运动，故D正确.本题选错误的，故选B. 17 8.[吉林白城2023高二下期中] 如图所示，一小型渔港的防波堤两端 相距约 ，在防波堤后、 两处有两艘小船进港躲避风浪.某次海啸引起的波浪沿垂 直于防波堤的方向向防波堤传播，下列说法中正确的有( ) AD A.假设波浪的波长约为，则、 两处小船基本上不受波浪影响 B.假设波浪的波长约为，则、 两处小船明显受到波浪影响 C.假设波浪的波长约为，则、 两处小船基本上不受波浪影响 D.假设波浪的波长约为，则、 两处小船明显受到波浪影响 18 解析 当障碍物或缝隙的尺寸比波长小或跟波长相差不多时才能发生明显的衍射现象，波浪的波 长约为 时，不能发生明显的衍射现象，则A、B两处小船基本上不受波浪影响，A正确，B错 误；波浪的波长约为 时，能发生明显的衍射现象，则A、B两处小船明显受到波浪影响，C错 误，D正确. 19 9.[湖北云学名校联盟2024高二上联考] 图甲为一列沿 轴传播的简谐横波在某时刻的波形图，图 乙为 处质点的振动图像，则下列说法正确的是( ) CD 甲 乙 A.该波的波长为 B.从图甲所示时刻起再过，处的质点运动的路程为 C.若这列波向右传播，图甲可能是 时刻的波形图 D.若这列波向左传播，从图甲所示时刻起再过，处质点的位移为 20 解析 由题图甲可知，解得 ，故A错误；由题图乙可知，周期 为，则有，处的质点内运动的路程为 ，故B错误； 若这列波向右传播，根据“同侧法”可知，此时刻处质点沿 轴正方向振动，根据题图 乙可知，在时刻，质点位于平衡位置，且沿 轴正方向振动，即若这列波向右传播，题图 甲可能是时刻的波形图，故C正确；该波的波速为 ,若这列波向左传播，从 题图甲所示时刻起再过,波传播的距离为 ，即 处质 点的波形传播到了质点处,令，将上述波形左移 得 到题图甲的波形，则题图甲对应的函数为，当 时，解得 ，故D正确. 21 10.如图甲所示，平面处于均匀介质中，波源、 的位置 坐标分别为、， 点为平面内的一点，其位置 坐标为时刻，、 同时开始做简谐振动， 振动方向与平面垂直，图乙、图丙分别为、 的振动图像， 时，产生的机械波传播至 点，则( ) AD A.的频率为 B.的起振方向沿 轴负方向 C.时，原点的位移为 D.内，点通过的路程为 22 解析 由题图乙知的周期为，则其频率为，故A正确；由题图乙知 的起振方向沿轴正方向，B错误；时，产生的机械波传播至 点，则两列波在介质中 传播的速度大小为，、产生的机械波传播至 点需要的时间为 ，时，两列波的第一个波峰刚到达点，两列波叠加，则原点 的位移 为，故C错误；产生的机械波传播至 点需要的时间为 ，则产生的机械波传播至点时，产生的机械波已经在点振动了 ， 在内点的路程为，在时，的机械波在 点的振动方 向沿轴负方向，的机械波在点的振动方向沿轴正方向，则两列波叠加为振幅为 、周期 为的波，在内点振动一个周期，走过路程为 ，则 内，点通过的路程为 ，故D正确. 23 11.（14分）[福建厦门一中2023期中] 有两列简谐横波和在同一介质中传播，沿 轴正方向 传播，沿轴负方向传播，波速均为，的振幅为，的振幅为.在 时刻 两列波的图像如图所示.求： 24 （1）这两列波的周期； [答案] ; 解析 由题图可知， ， 根据可得，, . 25 （2）处的质点在 时的位移. [答案] 解析 波从图示时刻传播到处需要的时间为，则处的质点随 波振动 的时间为，可知时处的质点随 波振动到负向最大 位移处，即，波从图示时刻传播到处需要的时间为 ，则 处的质点随波振动的时间为，可知时 处的质点随 波振动到平衡位置处，即，故在时， 处质点的位移为 . 26 12.（14分）[江苏南通2024高二上期末] 如图甲，两波源、间的距离，点在、 的连线上，、间的距离.从 开始，两个波源的振动图像如图乙所示，其中实线 和虚线分别为波源和的振动图像.已知两列波在介质中的波长均为 .求： 甲 乙 27 （1）两列波在介质中的传播速度大小 ； [答案] 解析 由振动图像得两波的周期为 ， 波速为 ， 代入得 . 28 （2）质点在时间内经过的路程 . [答案] 29 解析 由振动图像可知、的振幅分别为， ， 波的传播时间为 ， 、波传播到点的时间分别为， ， 两波都传到点时，引起点的振动恰好从平衡位置均沿 方向， 其振幅为 ， 则内点通过的路程 ， 内点通过的路程 ， 内点通过的路程 ， 则时间内点通过的路程 . 30 13.（19分）[湖北武汉重点中学5G联合体2024高二上期中] 如图 所示，沿轴传播的简谐横波，实线为 时刻的波形图， 虚线为时刻的波形图，已知波的周期大于 . （1）判断波的传播方向，并求波的传播速度大小； [答案] 波向右传播; 31 解析 由题图可知，波长 ，若波向左传播，则传播的距离为 ， 传播的时间为 ， 解得 ， 因周期 ，可知无解； 若波向右传播，则传播的距离为 ， 传播的时间为 ， 解得 ， 因周期可知，时周期 ， 波速 . 32 （2）写出 处质点的振动方程； [答案] 解析 设处质点的振动方程为 ， 时刻，代入上式可得 ， 则处质点的振动方程为 . 33 （3）求时间内 处质点通过的路程. [答案] 解析 根据处质点的振动方程 ， 可知在时刻处质点的位移为，则在时刻 处质点的位移 为，因，则在时间内 处质点通过的路程为 . 34 $$