第三章 章节复习及培优提升 -【帮课堂】2024-2025学年高二物理同步学与练（ 人教版2019选择性必修第一册）

第三章 机械波 章节复习及培优提升 ( 01 学习目标 ) 一、课程标准要求 1. 通过观察，认识波的特征。能区别横波和纵波。能用图像描述横波。理解波速、波长和频率的关系。 2. 知道波的反射和折射现象。通过实验，了解波的干涉与衍射现象。 例1用波动演示器显示波的叠加。 例2观察音又双臂振动激发的水波干涉现象。 3. 通过实验，认识多普勒效应。能解释多普勒效应产生的原因。能列举多普勒效应的应用实例。 活动建议 (1)学生们手拉手站成一排，依次下蹲、起立，模拟机械波。 (2)查阅资料，了解多普勒效应的实际应用。 (3)查阅资料，举办关于引力波的讨论会。 二、物理素养要求 物理 观念 机械波 (1)形成条件：波源、介质，二者缺一不可 (2)特点：传播振动形式、传递能量和信息，质点不会随波迁移 (3)波与振动的关系：有机械振动不一定有机械波，有机械波必有机械振动 (4)分类：按机械波传播方向和振动方向的关系分为横波和纵波 描述波的 物理量 (1)波长λ：一个周期传播的距离 (2)频率f(周期T)：由波源决定 (3)波速v：由介质决定 (4)关系：v＝λf或v＝ 波的一些现象 波的反射、波的折射、波的衍射、波的叠加、波的干涉、多普勒效应。 科学 思维 图像法 波的图像： (1)物理意义：横坐标表示波的传播方向上各质点的平衡位置，纵坐标表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移 (2)图像信息：波长λ、各质点的振幅A、各质点的位移x等 (3)波的传播方向和各质点的振动方向互判 模型法 横波和纵波模型 多普勒效应模型 科学 探究 (1)通过实验认识波的反射和折射现象 (2)探究波发生明显衍射的条件 (3)通过实验研究和分析波的干涉现象 科学 态度 与责任 (1)通过了解机械波在介质中的传播速度及影响因素，让学生理解物理学的本质 (2)通过分析多普勒效应的产生原理，认识超声波的多普勒测速仪、“彩超”等具体应用，培养学生对物理学的兴趣 ( 0 2 思维导图 ) ( 0 3 知识梳理 ) 1. 机械波:机械振动在介质中的传播形成机械波. （1）机械波产生的条件:①波源;②介质 （2）机械波的分类 ①横波:质点振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波.横波有凸部（波峰）和凹部（波谷）.   ②纵波:质点振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波.纵波有密部和疏部.   ［注意］气体、液体、固体都能传播纵波，但气体、液体不能传播横波. （3）机械波的特点   ①机械波传播的是振动形式和能量.质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移.   ②介质中各质点的振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同.③离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动. 2. 波长、波速和频率及其关系   （1）波长:两个相邻的且在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长.振动在一个周期里在介质中传播的距离等于一个波长. （2）波速:波的传播速率.机械波的传播速率由介质决定，与波源无关. （3）频率:波的频率始终等于波源的振动频率，与介质无关. （4）三者关系:v=λf 3. 波动图像:表示波的传播方向上，介质中的各个质点在同一时刻相对平衡位置的位移.当波源作简谐运动时，它在介质中形成简谐波，其波动图像为正弦或余弦曲线.   （1）由波的图像可获取的信息   ①从图像可以直接读出振幅（注意单位）.②从图像可以直接读出波长（注意单位）.   ③可求任一点在该时刻相对平衡位置的位移（包括大小和方向）   ④在波速方向已知（或已知波源方位）时可确定各质点在该时刻的振动方向.⑤可以确定各质点振动的加速度方向（加速度总是指向平衡位置） （2）波动图像与振动图像的比较： 振动图像 波的图像 不同点 图像 物理意义 一个质点在不同时刻的振动位移 各质点在同一时刻的振动位移 研究对象 一个质点 沿波传播方向上的各质点 坐标 横坐标 时间 各质点的平衡位置 纵坐标 某一质点在不同时刻的振动位移 各质点在同一时刻的振动位移 一个完整波形信息 周期T 波长λ 相同点 图像形状 正弦曲线 可获取的信息 质点的振幅A及位移、速度、加速度的大小和方向 4. 波动问题多解性   波的传播过程中时间上的周期性、空间上的周期性以及传播方向上的双向性是导致“波动问题多解性”的主要原因.若题目假设一定的条件，可使无限系列解转化为有限或惟一解 5. 波的衍射   波在传播过程中偏离直线传播，绕过障碍物的现象.衍射现象总是存在的，只有明显与不明显的差异.波发生明显衍射现象的条件是:障碍物（或小孔）的尺寸比波的波长小或能够与波长差不多. 6. 波的叠加   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矢量和.两列波相遇前、相遇过程中、相遇后，各自的运动状态不发生任何变化，这是波的独立性原理. 7. 波的干涉:   频率相同的两列波叠加，某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，并且振动加强和振动减弱的区域相互间隔的现象，叫波的干涉.产生干涉现象的条件:两列波的频率相同，振动情况稳定.   ［注意］①干涉时，振动加强区域或振动减弱区域的空间位置是不变的，加强区域中心质点的振幅等于两列波的振幅之和，减弱区域中心质点的振幅等于两列波的振幅之差.   ②两列波在空间相遇发生干涉，两列波的波峰相遇点为加强点，波峰和波谷的相遇点是减弱的点，加强的点只是振幅大了，并非任一时刻的位移都大;减弱的点只是振幅小了，也并非任一时刻的位移都最小. 如图若S1、S2为振动方向同步的相干波源，当PS1-PS2=nλ时，振动加强；当PS1-PS2=（2n+1）λ/2时，振动减弱。 8. 声波   （1）空气中的声波是纵波，传播速度为340m/s. （2）能够引起人耳感觉的声波频率范围是:20～20000Hz.   （3）超声波:频率高于20000Hz的声波. ①超声波的重要性质有:波长短，不容易发生衍射，基本上能直线传播，因此可以使能量定向集中传播;穿透能力强.   ②对超声波的利用:用声纳探测潜艇、鱼群，探察金属内部的缺陷;利用超声波碎石治疗胆结石、肾结石等;利用“B超”探察人体内病变. 9. 多普勒效应:由于波源和观察者之间有相对运动使观察者感到频率发生变化的现象.其特点是:当波源与观察者有相对运动，两者相互接近时，观察者接收到的频率增大;两者相互远离时，观察者接收到的频率减小. ( 0 4 题型精讲 ) 【专题一】波的图像和振动图像的综合 ( 【点拨】 1 .求解波的图像与振动图像综合问题的三个关键 (1)分清振动图像与波的图像，横坐标为 x 的是波的图像，横坐标为 t 的是振动图像。 (2)看清横、纵坐标的单位，尤其要注意单位前的数量级。 (3)找准波的图像对应的时刻，找准振动图像对应的质点。 2. 分析波的图像与振动图像的综合问题，主要有以下两个方面： ( 1 ) 由振动图像确定波的周期 ( 质点振动周期 ) ，由波的图像确定波长，进而计算波速。 ( 2 ) 先在振动图像中确定与波的图像对应时刻质点的振动方向，然后根据波的图像确定波的传播方向。 注意：分清波的图像与哪一时刻对应，振动图像与哪一质点对应。 3 .由波的图像画振动图像 给出波的图像,已知波的传播方向时,可粗略画出任一点的振动图像(周期T未知)。如果能再给出波速便可准确画出任 一 质点的振动图像。 4 .由振动 图像画波的 图像 这类问题一般见到的情况是:给出振动图像和波的传播方向,便可画出任 一 时刻的波形图;或是给出两个质点的振动图像,加上两质点平衡位置的间距和波源方位,便可画出多种情况下的波形图。 ) 【典型例题1】（2024·湖北武汉·模拟预测）图（a）是一列沿x轴方向传播的简谐横波在t=4s时的波形图，M、N是介质中的两个质点，其平衡位置分别位于x=2m、x=8m处，图（b）是质点N的振动图像。下列说法正确的是（　　） A．波沿x轴负方向传播 B．波的传播速度大小为0.5m/s C．t=5s时，M、N的速度大小相等，方向相同 D．t=7s时，M、N的加速度大小相等，方向相反 【答案】C 【详解】A．由图（b）可知时质点N正在向下振动，则由图（a）可知该波沿x轴正方向传播，故A错误； B．由图（b）可知该波的周期为，则由图（a）可知该波的波长为，则波速为 故B错误； C． 时，波形图相对于图（a）中的波形向右移动了；此时质点M在波峰的左侧，距离波峰，正在向下、向平衡位置处运动；质点N在波谷的右侧，距离波谷，正在向下、向最大位移处运动。根据对称性可知，两质点的速度大小相等，故C正确； D．时，波形图相对于图（a）中的波形向右移动了；此时质点M在波谷的右侧，距离波谷，正在向下、向最大位移处运动；质点N在波谷的左侧，距离波谷，正在向上、向平衡位置处运动。根据对称性可知，两质点此时的振幅相同，则加速度大小相等；两质点此时均在轴下方，则加速度方向相同，故D错误。 故选C。 【对点训练1】（23-24高二下·四川凉山·期末）图甲为一列简谐横波在t=1s时刻的波形图，A、B、P分别是平衡位置在 处的质点，图乙为质点 P 的振动图像，下列说法中正确的是（　　） A．该列波沿x轴正向传播 B．t=1s时质点A沿y轴正方向运动 C．时质点A 回到平衡位置 D．t=1s到t=2s的时间内， 质点 B 运动的路程为20cm 【答案】D 【详解】A．由P点的振动图像可知，在t=1s时质点P在平衡位置沿y轴正向运动，结合波形图可知，该列波沿x轴负向传播，选项A错误； B．由“同侧法”可知，t=1s时质点A沿y轴负方向运动，选项B错误； C．波速，时波向左传播，则此时质点A 不在平衡位置，选项C错误； D．t=1s到t=2s的时间内，即经过0.5T， 质点 B 运动的路程为2A=20cm，选项D正确。故选D。 【专题二】波的问题的多解 ( 【点拨】 波的多解问题 形成分析 波的问题的多解机械波传播过程中在时间和空间上的周期性、传播方向上的双向性、质点振动方向的不确定性都是形成波的问题多解的主要原因。解题时常 出现漏解 ,现归类如下: 1.由于波的传播双向性而导致多解 ： 双向性 是指波沿 x轴正、 负两方向 传播时,若正、 负两方向 传播的时间之和等于周期的整数 倍 ,则正、 负两方向 传播的那一时刻波形相同。 2.由于波的时间周期性而导致多解 ： 波的时间周期性是指每经过一个周期T,同一质点振动状态相同,波的形状也相同;每经过半个周期,质点振动状态相反,波的形状也相反。因此在波的传播过程中,经过整数 倍 周期时,波的图像相同。 3.由于波的空间周期性而导致多解 ： 波的空间周期性是指每经过一个波长λ,波的形状相同，质点振动状态也相同;每经过半个波长,波的形状相反,质点振动状态也相反。因此在波的传播方向上相距为波长整数 倍 距离的质点振动情况相同。 4.两质点间关系不确定形成多解 ： 在波的传播方向上,如果两个质点间的距离不确定或者两者相位之间关系不确定,就会形成多解。若不能联想到所有可能的情况,就会出现漏解。 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 Δ t 和 T ( 或确定 Δ x 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 Δ t 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。 ) 【典型例题1】（23-24高一下·上海长宁·期末）一列简谐横波在时刻的波形如图中实线所示，在时刻的波形如图中虚线所示，已知波的周期。由此可以判定此波的（　　） A．周期一定是 B．周期一定是4s C．波速可能是3cm/s D．波速可能是5cm/s 【答案】C 【详解】根据图像得出波长是，若波向x轴正方向传播，则 则 波的周期，则可能存在 则波速为 若波向x负轴传播，则 则 波的周期，则可能存在 则传播速度为 故选C。 【典型例题2】（2024·海南海口·一模）如图所示，实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在和时刻的波形图，0时刻处的质点沿方向运动。该波（　　） A．沿方向传播 B．波长为 C．周期可能为 D．传播的速度大小可能为 【答案】A 【详解】A．根据同侧法可判断该波沿方向传播，故A正确； B．由波形图可知波长为4m，故B错误； C．根据波形图的周期性可得 解得 当n=0时，解得T=0.6s 当n=1时，解得T=0.27s 故C错误； D．波的传播速度为 当n=0时，解得v=6.7m/s 故D错误。 故选A。 【对点训练1】（2024·贵州铜仁·二模）如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，振幅为10cm。实线为时刻的波形图，此时处的质点P运动方向沿y轴负方向，虚线为的波形图。已知周期T大于0.1s，则该波的传播速度和周期分别为（　　） A．0.2m/s，0.4s B．0.4m/s，0.2s C．，0.6s D．0.6m/s， 【答案】D 【详解】由于质点P在是向y轴负方向运动，根据波形图可知，该波的传播方向为沿x轴正方向。结合题图有（、1、2……） 整理有（、1、2……） 由于周期大于0.1s，所以解得 由题图可知，该波的波长为8cm，则其波速为 解得 故选D。 【对点训练2】（2024·黑龙江·三模）一列简谐横波在t=0时的波形如图中实线所示，t=1s时的波形如图中虚线所示，则下列说法正确的是（　　） A．这列波的波长为8m B．平衡位置分别为A、B的两个质点，振动方向始终相同 C．若波向右传播，则波的最大频率为0.25Hz D．若波向左传播，则波的传播速度大小为6m/s 【答案】A 【详解】A．由图可知，这列波的波长为，A正确； B．A、B两个质点的平衡位置相距 故振动方向始终相反，B错误； C．若波向右传播，有 解得 则波的最小频率为 C错误； D．若波向左传播，有 解得 则波的传播速度大小为 D错误。 故选A。 ( 0 5 强化训练 ) 一、选择题Ⅰ(本题共13小题,每小题3分,共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分) 1．（23-24高二下·浙江宁波·期末）下列生活中的物理现象，说法正确的是（　　） A．如图甲，手掌摩擦盆耳使得水花飞溅，是因为摩擦的力比较大 B．如图乙，B超利用的是超声波的反射 C．如图丙，一辆正驶近的救护车的鸣笛声调越来越高，是因为声音的传播速度变快了 D．如图丁，团体操表演“波浪”，表演者必须向左右两侧移动 【答案】B 【详解】A．如图甲，用双手摩擦盆耳，起初频率非常低，逐渐提高摩擦频率，当摩擦频率等于水的固有频率时，会发生共振现象，此时振幅最大使水花溅起，故A错误； B．如图乙，B超利用的是超声波的反射，选项B正确； C．如图丙，一辆正驶近的救护车的鸣笛声调越来越高，这是多普勒现象，接受者收到的声波的频率增加了，选项C错误； D．如图丁，团体操表演“波浪”，表演者都是上下振动，而不是向左右两侧移动，选项D错误。 故选B。 2．（2024·广东梅州·一模）某型号降噪耳机工作原理如图所示，降噪过程包括如下几个环节：首先，由微型麦克风采集环境中的中、低频噪声；接下来，将噪声信号传至降噪电路；在降噪电路处理完成后，通过扬声器向外发出声波来抵消噪声；最后，我们耳朵就会感觉到噪声减弱甚至消失．对该降噪耳机相关说法正确的是（    ） A．耳机降噪利用了声波的多普勒效应 B．抵消声波的频率与噪声的频率不相等 C．抵消声波和环境噪声在空气中传播的速度不相等 D．耳机降噪利用了声波的干涉原理 【答案】D 【详解】AD．耳机降噪利用了声波的干涉原理，故A错误，D正确； BC．频率相同的波才能发生干涉，故抵消声波的频率与噪声的频率相同，根据 可知抵消声波和环境噪声在空气中传播的速度相等，故BC错误。 故选D。 3．（23-24高二下·福建宁德·期末）古田翠屏湖是福建省最大的淡水湖，入选福建省第一批美丽河湖建设优秀案例。某学习小组用水波发生器在平静的湖面探究水波的特性，下列说法正确的是（    ） A．水波在传播过程中水也随波迁移至远处 B．水波能绕过小船继续向前传播，是波的衍射现象 C．水波传到湖岸边会出现反射现象，反射波振幅增大 D．两列水波在相遇区域出现强弱相间的图样是波的衍射现象 【答案】B 【详解】A．水波在传播过程中传播的是振动形式和能量，质点不随波传播，故A错误； B．水波绕过小船向前传播，水波绕过阻碍物，继续向前传播，是波的衍射现象，故B正确； C．水波传到湖岸边会出现反射现象，因为还是在同一介质传播，所以反射波振幅不变，故C错误； D．两列水波在相遇区域出现强弱相间的图样是波的干涉现象，故D错误。 故选B。 4．（23-24高二下·江西抚州·期中）我国诗人对波的兴动与源起别具慧眼，能于细微处品波，如“藻花菱刺泛微波”、“荷花初醒水微波”等，真是奇景！又如“清风吹空月舒波”、“孤舟常占白鸥波”等，这些都是在今人不起眼的地方探究波源、波动，关于上面诗句的理解，下列说法正确的是（　　） A．“藻花菱刺”、“荷花初醒”时出现了水波形成的波源 B．“孤舟”振动速度等于水波的传播速度 C．“孤舟”会随水波在水面上前行 D．上面诗句中都涉及到水波，水波属于纵波 【答案】A 【详解】A．“藻花菱刺”、“荷花初醒”时有振动，出现了水波形成的波源，故A正确； BC．诗句中“孤舟”相当于介质质点，介质质点只在平衡位置上下振动，不会随波在水面上前行，振动速度时刻改变，波传播速度在同种介质认为不变，故BC错误； D．在水面上传播时，水波属于横波，故D错误。 故选A。 5．（2024·河北邢台·一模）“战绳训练”可以提升人的爆发力、心肺耐力等，现有两根相同的绳子一端固定在墙面上，双手分别握住绳子的自由端、，在竖直方向挥动手臂，使两绳形成波I、II，如图所示，某时刻恰好分别传到A点和B点。波I、II可视为简谐波，则下列说法正确的是（    ） A．波长之比为 B．传播速度之比为 C．抖动频率之比为 D．此时P、Q两点均向下运动 【答案】AD 【详解】A．由题图可知，I、II的波长关系为 则波长之比为 故A正确； B．机械波的传播速度只由介质决定，由于两个绳子相同，所以传播速度之比为，故B错误； C．根据 可知抖动频率之比为 故C错误； D．两列波均向右传播，根据波形平移法可知，此时P、Q两点均向下运动，故D正确。 故选AD。 6．（23-24高二下·安徽芜湖·期中）2024年4月3日7时58分，台湾省花莲县发生7.3级地震，全国多地震感强烈。已知地震波分三种：横波（S波），波速=4.5km/s；纵波（P波），波速=9km/s；面波（L波），是由纵波与横波在地表相遇后激发产生的混合波，波速。某地震观测台记录到的该地震曲线，如图所示。下列说法正确的是（     ） A．地震波传播不需要介质 B．地震曲线中a为横波（S波） C．地震曲线中b的传播方向和振动方向一致 D．若在地震曲线上测得纵波（P波）与横波（S波）的时间差为6s，则地震观测台距震源约为54km 【答案】D 【详解】A．地震波是机械波，传播需要介质，选项A错误； B．纵波（P波）传播速度最大，首先传到地面，则地震曲线中a为纵波（P波），选项B错误； C．地震曲线中b为横波，传播方向和振动方向垂直，选项C错误； D．若在地震曲线上测得纵波（P波）与横波（S波）的时间差为6s，即 解得地震观测台距震源约为 x=54km 选项D正确。 故选D。 7．（23-24高二下·广东广州·期中）水上乐园的冲浪池示意图如图，波浪从深水区向浅水区传播时，波长将变短。图中游客在波浪池中随波浪运动，下列说法正确的是（　　） A．游客将随波浪冲到浅水区 B．此时游客正在向上运动 C．冲浪池表面的波浪属于纵波 D．波浪传到浅水区频率增大 【答案】B 【详解】A．根据机械振动的特点，可知游客在所处位置上下运动，不会随波浪冲到浅水区，故A错误； B．根据上下坡法可知，此时游客正在向上运动，故B正确； C．冲浪池表面的波浪属于横波，故C错误； D．波浪从深水区传到浅水区频率不变，故D错误。 故选B。 8．（2024·福建泉州·二模）为了研究绳波的规律，设想把绳分成许多小的部分，每一小部分均视为质点，相邻两质点间有相互作用。如图，t=0时，绳上每个质点都处于平衡位置，开始振动，t=0.1s时，质点1到达波峰，质点4刚要离开平衡位置向上振动，图中箭头表示质点的振动方向，则t=0.5s时，质点10~16间的波形为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据题意可知，周期为 所以从t=0时刻开始经过0.5s时间，质点16刚要开始振动，且振动方向向上。 故选C。 9．（23-24高二下·浙江金华·期末）水面上有两个频率、振幅、振动方向均相同的振源，先后开始振动形成两列水波在空间叠加。先振动，形成的水波如图所示，是连线上的点，点是的中点，此时均处在波峰处，点和点分别是和的中点。当振动一段时间后，观察到处水面始终平静。已知两振源的频率为，波速为，下列说法中正确的是（    ） A．点是振动加强点，点是振动减弱点 B．振动加强区的质点一直处于最大位移处 C．点到两振源之间的距离差为 D．点到两振源之间的距离差为 【答案】C 【详解】A．当振动一段时间后，观察到e处水面始终平静，所以，e点为振动减弱点，即两波源都振动时，振动完全相反。c点到e点的距离为，则c点到两波源的距离差为，所以c点为振动减弱点；b点到e点的距离为，则b点到两波源的距离差为，所以b点为振动减弱点，故A错误； B．振动加强区的质点振幅最大，并不是一直处于最大位移处，故B错误； CD．根据d点到e点的距离为，则d点到两波源的距离差为，即距离差为，故C正确，D错误。 故选C。 10．（2024·江西·高考真题）如图（a）所示，利用超声波可以检测飞机机翼内部缺陷。在某次检测实验中，入射波为连续的正弦信号，探头先后探测到机翼表面和缺陷表面的反射信号，分别如图（b）、（c）所示。已知超声波在机翼材料中的波速为。关于这两个反射信号在探头处的叠加效果和缺陷深度d,下列选项正确的是（    ） A．振动减弱； B．振动加强； C．振动减弱； D．振动加强； 【答案】A 【详解】根据反射信号图像可知，超声波的传播周期为 又波速v=6300m/s，则超声波在机翼材料中的波长 结合题图可知，两个反射信号传播到探头处的时间差为 故两个反射信号的路程差 解得 两个反射信号在探头处振动减弱，A正确。 故选A。 11．（2024·河北·三模）一列简谐横波的波形图如图所示，实线为时的波形图，虚线为时的波形图，平衡位置位于的质点在此过程中运动方向改变了一次，下列说法正确的是（    ） A．该简谐横波沿x轴负方向传播 B．波源振动的周期为 C．该简谐横波传播的速度大小为 D．平衡位置位于处的质点在时的速度方向为y轴正方向 【答案】A 【详解】AB．平衡位置位于的质点在此过程中运动方向改变了一次，则 可得 若该简谐横波沿x轴正方向传播，根据题意有（n＝0，1，2，3…） 无解，若该简谐横波沿x轴负方向传播，根据题意有（n＝0，1，2，3…） 当时，周期为 故该简谐横波沿x轴负方向传播，故A正确，B错误； C．由图可知波长为，该简谐横波传播的速度大小为 故C错误； D．该简谐横波沿x轴负方向传播，根据同侧法，平衡位置位于处的质点在时的速度方向为y轴负方向，故D错误。 故选A。 12．（23-24高二下·浙江金华·期末）“蜻蜓点水”是常见的自然现象，某同学在研究蜻蜓运动的过程中获得了一张蜻蜓点水的俯视照片，照片反映了蜻蜓连续三次点水后某瞬间的水面波纹每次点水的时间忽略不计。则关于蜻蜓的飞行方向及飞行速度与水波传播速度的大小关系正确的是（    ） A．向左， B．向左， C．向右， D．向右， 【答案】C 【详解】由图可见向右圆的半径变小，根据最先形成的水波半径小，然后随时间逐渐变大，所以蜻蜓向右飞行。由图可知相邻两圆的圆心距大于相邻两圆的半径之差，可得蜻蜓飞行的速度大于水波传播的速度。 故选C。 13．（2024·安徽·模拟预测）“战绳”是一种时尚的健身器材，有较好的健身效果。如图甲所示，健身者把两根粗细均匀、材质均匀的相同绳子的一端固定在P点，用双手分别握住绳子的另一端，然后根据锻炼的需要以不同的频率、不同的幅度上下抖动绳子，使绳子振动起来。某次锻炼中，健身者以2Hz的频率开始抖动绳端，t=0时，绳子上形成的简谐波的波形如图乙所示，a、b为右手所握绳子上的两个质点，二者平衡位置间距离为波长的，此时质点a的位移为cm。已知绳子长度为20m，下列说法正确的是（　　）    A．健身者抖动绳子端点，经过5s振动恰好传到P点 B．t=s时，质点a的位移仍为cm，且速度方向向下 C．绳波在同一根绳上沿绳传播速度不变 D．健身者增大抖动频率，将减少振动从绳子端点传播到P点的时间 【答案】BC 【详解】A．由乙图可知a、b间平衡间距大于5m，小于波长，所以波长>5m，所以波从健身者传到P点所用的时间 故A错误； B．质点振动周期为， t=0时质点a的位移为cm，根据甲图可知a此刻在平衡位置上方，向上振动；根据乙图图线可知a的振动方程为 将 带入，可得cm 由振动规律知s时刻a在平衡位置上方，振动方向向下，故B正确； CD．波的传播速度由介质决定，介质不变，波速不变，绳子上的波形传播到P点的时间不变，与抖动频率无关，故C正确D错误。 故选BC。 二、选择题Ⅱ(本题共2小题,每小题3分,共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分,选对但不全的得2分,有选错的得0分) 14．（23-24高二下·浙江绍兴·期末）长软绳与材质不同，从时刻开始，用手握住较长软绳的一端连续上下抖动，手每秒钟做一次振幅为的全振动，以点为原点向轴正方向形成一列简谐横波，时的部分波形图如图所示。已知，。下列说法正确的是（　　） A．手刚开始抖动的方向向下 B．至内，处质点经过的路程为 C．时，质点第二次到达波峰位置 D．若手上下抖动加快，段绳波的波长将变大 【答案】BC 【详解】A．t=4s内，手完成4次全振动，形成4个完整波形，故图中质点B右侧仍有半个波形，可判断波源的起振方向向上。故A错误； B．AB段波速为 由图可知t=2s时，波传播到质点A处，再经 波传播到x=28cm处，则t=2.5s时，波传播到28cm处，故0~3s内x=28cm处质点振动了 经过的路程为 故B正确； C．t=4s时，质点B已经到达过一次波峰，此时经过平衡位置向下运动，再经 即 又一次达到波峰位置。故C正确； D．若手抖动加快，频率增大，波速不变，根据 可知波长减小。故D错误。 故选BC。 15．（23-24高一下·湖北武汉·期末）同种介质中，分别沿轴正方向和负方向传播的两简谐横波，振幅均为，时刻波刚好传到、两点，如图1所示。、、、在轴上的坐标分别为：、、、。平衡位置在处的质点振动图像如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．时刻质点、振动方向均沿轴负方向 B．在到内，质点通过的路程为 C．后，轴上范围内，共有7个振动加强点7个振动减弱点 D．后，轴上范围内，关于对称的任意两点位移总是相同 【答案】AD 【详解】A．根据题意，两简谐横波分别沿轴正方向和负方向传播，根据“同侧法”可知，时，质点、振动方向均沿轴负方向，故A正确； B．在到内，由图2可知周期4s，则波速为 左侧波距质点的距离均为2m，经时间 传到质点的位置，再向下振动一个周期，运动路程时，右侧波距质点的距离为6m，刚好经时间 传到质点的位置，再同时向下振动半个周期，振动步调相同，为振动加强点，根据波的点叠加原理知，质点又通过路程为 故在到内，质点通过的路程为，故B错误； C．后，轴上范围内，波源连线上，相邻加强点相差半个波长，因此，连线上加强点的坐标，从左向右依次为2m、4m、6m、8m、10m、12m、14m，共7个，相邻加强点和减弱点相差四分之一个波长，因此，连线上减弱点的坐标，从左向右依次为1m、3m、5m、7m、9m、11m、13m、15m，共8个，故C错误； D．根据题意分析知，两波源同时向下起振，振动步调相同，左右侧波距N点距离均为4m，距N点左右侧距离处的质点，两列波传到的时间差相同，为 根据波的叠加原理知，关于对称的任意两点位移总是相同，故D正确。 故选AD。 三、实验题：本题共2小题，共14分。 16．（21-22高三上·上海宝山·期末）如图是观察水波衍射现象的实验装置，AB和CD是两块挡板，BC是一个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间的距离表示一个波长，则此时______________（选填“能”或“不能”）明显观察到波的衍射现象，挡板前后波纹之间的距离______________。（选填“相等”或“不相等”） 【答案】 能 相等 【详解】[1] 因为波长与孔的尺寸差不多，所以能够观察到明显的衍射现象。 [2] 波通过孔后，波速、频率、波长不变，则挡板前后波纹间的距离相等。 17．（23-24高二上·上海浦东新·期中）如图所示，某同学使用发波水槽观察到一列水波通过障碍物上的狭缝后在水面继续传播。 （1）图中可观察到波的 A．干涉　　B．衍射　　C．折射　　D．反射 （2）水面各点的振动均为 A．自由振动，频率由水体自身性质决定　　B．自由振动，频率由驱动力决定 C．受迫振动，频率由水体自身性质决定　　D．受迫振动，频率由驱动力决定 （3）若使波源保持振动情况不变并同时向狭缝靠近，相比于波源静止，狭缝右侧水波的 增大（选填“频率”、“波长”“波速”）。 【答案】 B D 频率 【详解】（1）[1]图中可观察到水波通过障碍物上的狭缝后在水面继续传播，是波的衍射。 故选B。 （2）[2]水面各点的振动均为受迫振动，频率由驱动力决定，与水体自身性质无关。 故选D。 （3）[3]若使波源保持振动情况不变并同时向狭缝靠近，根据多普勒效应可知，相比于波源静止，狭缝右侧水波的频率变大，波速不变，由公式可知，波长减小。 四、计算题：本题共4小题，8分+11分+11分+11分共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 18．（23-24高二下·江苏常州·期中）一列简谐横波在水平绳上沿x轴正方向传播，在时刻的波形如图所示，绳上三个质点M、N、P的平衡位置分别为从该时刻开始计时，M点的振动位移随时间变化关系为。求： （1）该简谐横波的波速v； （2）从图示位置开始，质点P第一次到达波峰通过的路程。 【答案】（1）20m/s；（2） 【详解】（1）根据题意可知，M点的振动位移随时间变化关系为 则振动周期为 根据波形图可知，简谐横波的波长为 该简谐横波的波速 （2）质点P比M落后运动时间 即说明P点与M在1.25s时所处位置向同，时质点M的位移为 所以从图示位置开始，质点P第一次到达波峰通过的路程 19．（23-24高二下·北京顺义·期中）如图所示，实线是一列沿x轴负方向传播的简谐横波在时刻的波形曲线，虚线是这列简谐横波在时刻的波形曲线，求： （1）处质点在一个周期内走过的路程s； （2）波在一个周期内沿x轴方向传播的距离x； （3）若该列简谐波的周期，求简谐波的波速v。 【答案】（1）2.0m；（2）20cm；（3）0.25m/s 【详解】（1）质点在一个周期内走过的路程s=4A=2.0m （2）由图可知，波长 波在一个周期内沿x轴方向传播的距离x=λ=20cm （3）由图可知，周期 简谐波的波速 20．（23-24高二下·湖北·期末）如图所示一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期，时，相距50cm的两质点a、b均在平衡位置，且振动方向相反，其中a沿y轴负方向运动。 （1）求b点第一次到达最低点的时间； （2）求波长和波速。 【答案】（1）；（2）（，，），（，，） 【详解】（1）时，两质点a、b均在平衡位置，且振动方向相反，其中a沿y轴负方向运动，可知b沿y轴正方向运动，则b点第一次到达最低点的时间为 （2）由题意可知质点a、b的距离应满足（，，） 可得波长为（，，） 波速为（，，） 21．（23-24高二下·吉林长春·阶段练习）如图所示，在水平地面上建立直角坐标系，两个完全相同的声源和的坐标分别为和，该声源发出的声音频率为。已知声波在空气中传播的速度为，站在坐标原点的人（可视为质点）始终能听到两个声源发出声音。 （1）若人沿轴正方向运动，他离开原点后，听到声音加强的位置最多有几处？ （2）若人沿轴正方向运动，他离开原点后，听到声音加强的位置最多有几处？ 【答案】（1）11处；（2）3处 【详解】声音在空气中传播的波长 人在坐标原点时，人到声源的距离之差 人离开原点后，为波长的整数倍时声音加强。 （1）若人沿轴正方向运动，最终人在轴上无穷远处到波源的距离之差趋近于；所以人到的距离之差从过程中，声音加强位置最多有11处。 （2）若人沿轴正方向运动，最终人在轴上无穷远处到波源的距离之差趋近于0；所以人到的距离之差从过程中，声音加强位置最多有3处。 ( 19 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第三章 机械波 章节复习及培优提升 ( 01 学习目标 ) 一、课程标准要求 1. 通过观察，认识波的特征。能区别横波和纵波。能用图像描述横波。理解波速、波长和频率的关系。 2. 知道波的反射和折射现象。通过实验，了解波的干涉与衍射现象。 例1用波动演示器显示波的叠加。 例2观察音又双臂振动激发的水波干涉现象。 3. 通过实验，认识多普勒效应。能解释多普勒效应产生的原因。能列举多普勒效应的应用实例。 活动建议 (1)学生们手拉手站成一排，依次下蹲、起立，模拟机械波。 (2)查阅资料，了解多普勒效应的实际应用。 (3)查阅资料，举办关于引力波的讨论会。 二、物理素养要求 物理 观念 机械波 (1)形成条件：_________、_________，二者缺一不可 (2)特点：传播_________、传递_________和信息，质点_________随波迁移 (3)波与振动的关系：有机械振动_________有机械波，有机械波必有机械振动 (4)分类：按机械波传播方向和振动方向的关系分为_________和_________ 描述波的 物理量 (1)波长λ：一个周期传播的距离 (2)频率f(周期T)：由_________决定 (3)波速v：由_________决定 (4)关系：v＝λf或v＝ 波的一些现象 波的反射、波的折射、波的衍射、波的叠加、波的干涉、多普勒效应。 科学 思维 图像法 波的图像： (1)物理意义：横坐标表示波的传播方向上各质点的_________，纵坐标表示_____________________________________________ (2)图像信息：波长λ、各质点的振幅A、各质点的位移x等 (3)波的传播方向和各质点的振动方向互判 模型法 横波和纵波模型 多普勒效应模型 科学 探究 (1)通过实验认识波的反射和折射现象 (2)探究波发生明显衍射的条件 (3)通过实验研究和分析波的干涉现象 科学 态度 与责任 (1)通过了解机械波在介质中的传播速度及影响因素，让学生理解物理学的本质 (2)通过分析多普勒效应的产生原理，认识超声波的多普勒测速仪、“彩超”等具体应用，培养学生对物理学的兴趣 ( 0 2 思维导图 ) ( 0 3 知识梳理 ) 1. 机械波:机械振动在介质中的传播形成机械波. （1）机械波产生的条件:①_________;②_________ （2）机械波的分类 ①横波:质点振动方向与波的传播方向_________的波叫横波.横波有凸部（波峰）和凹部（波谷）.   ②纵波:质点振动方向与波的传播方向在_________的波叫纵波.纵波有密部和疏部.   ［注意］气体、液体、固体都能传播纵波，但气体、液体不能传播横波. （3）机械波的特点   ①机械波传播的是_________和_________.质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移.   ②介质中各质点的振动周期和频率都与波源的振动周期和频率_________.③离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动. 2. 波长、波速和频率及其关系   （1）波长:两个_________的且在振动过程中对__________________总是相等的质点间的距离叫波长.振动在_________里在介质中传播的距离等于_________. （2）波速:波的传播速率.机械波的传播速率由_________决定，与波源无关. （3）频率:波的频率始终等于波源的振动频率，与介质无关. （4）三者关系:v=λf 3. 波动图像:表示波的传播方向上，介质中的各个质点在同一时刻相对平衡位置的位移.当波源作简谐运动时，它在介质中形成简谐波，其波动图像为正弦或余弦曲线.   （1）由波的图像可获取的信息   ①从图像可以直接读出振幅（注意单位）.②从图像可以直接读出波长（注意单位）.   ③可求任一点在该时刻相对平衡位置的位移（包括大小和方向）   ④在波速方向已知（或已知波源方位）时可确定各质点在该时刻的振动方向.⑤可以确定各质点振动的加速度方向（加速度总是指向平衡位置） （2）波动图像与振动图像的比较： 振动图像 波的图像 不同点 图像 物理意义 一个质点在不同时刻的振动位移 各质点在同一时刻的振动位移 研究对象 一个质点 沿波传播方向上的各质点 坐标 横坐标 时间 各质点的平衡位置 纵坐标 某一质点在不同时刻的振动位移 各质点在同一时刻的振动位移 一个完整波形信息 周期T 波长λ 相同点 图像形状 正弦曲线 可获取的信息 质点的振幅A及位移、速度、加速度的大小和方向 4. 波动问题多解性   波的传播过程中时间上的周期性、空间上的周期性以及传播方向上的双向性是导致“波动问题多解性”的主要原因.若题目假设一定的条件，可使无限系列解转化为有限或惟一解 5. 波的衍射   波在传播过程中偏离直线传播，__________________的现象.衍射现象总是存在的，只有明显与不明显的差异.波发生明显衍射现象的条件是:障碍物（或小孔）的尺寸比波的波长__________________. 6. 波的叠加   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矢量和.两列波相遇前、相遇过程中、相遇后，各自的运动状态不发生任何变化，这是波的独立性原理. 7. 波的干涉:   频率相同的两列波叠加，某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，并且振动加强和振动减弱的区域相互间隔的现象，叫波的干涉.产生干涉现象的条件:两列波的__________________，振动情况_________.   ［注意］①干涉时，振动加强区域或振动减弱区域的空间位置是不变的，加强区域中心质点的振幅等于两列波的振幅之和，减弱区域中心质点的振幅等于两列波的振幅之差.   ②两列波在空间相遇发生干涉，两列波的波峰相遇点为加强点，波峰和波谷的相遇点是减弱的点，加强的点只是振幅大了，并非任一时刻的位移都大;减弱的点只是振幅小了，也并非任一时刻的位移都最小. 如图若S1、S2为振动方向同步的相干波源，当PS1-PS2=nλ时，振动加强；当PS1-PS2=（2n+1）λ/2时，振动减弱。 8. 声波   （1）空气中的声波是纵波，传播速度为340m/s. （2）能够引起人耳感觉的声波频率范围是:20～20000Hz.   （3）超声波:频率高于20000Hz的声波. ①超声波的重要性质有:波长短，不容易发生衍射，基本上能直线传播，因此可以使能量定向集中传播;穿透能力强.   ②对超声波的利用:用声纳探测潜艇、鱼群，探察金属内部的缺陷;利用超声波碎石治疗胆结石、肾结石等;利用“B超”探察人体内病变. 9. 多普勒效应:由于波源和观察者之间有相对运动使观察者感到_________发生变化的现象.其特点是:当波源与观察者有_________，两者相互接近时，观察者接收到的频率_________;两者相互远离时，观察者接收到的频率_________. ( 0 4 题型精讲 ) 【专题一】波的图像和振动图像的综合 ( 【点拨】 1 .求解波的图像与振动图像综合问题的三个关键 (1)分清振动图像与波的图像，横坐标为 x 的是波的图像，横坐标为 t 的是振动图像。 (2)看清横、纵坐标的单位，尤其要注意单位前的数量级。 (3)找准波的图像对应的时刻，找准振动图像对应的质点。 2. 分析波的图像与振动图像的综合问题，主要有以下两个方面： ( 1 ) 由振动图像确定波的周期 ( 质点振动周期 ) ，由波的图像确定波长，进而计算波速。 ( 2 ) 先在振动图像中确定与波的图像对应时刻质点的振动方向，然后根据波的图像确定波的传播方向。 注意：分清波的图像与哪一时刻对应，振动图像与哪一质点对应。 3 .由波的图像画振动图像 给出波的图像,已知波的传播方向时,可粗略画出任一点的振动图像(周期T未知)。如果能再给出波速便可准确画出任 一 质点的振动图像。 4 .由振动 图像画波的 图像 这类问题一般见到的情况是:给出振动图像和波的传播方向,便可画出任 一 时刻的波形图;或是给出两个质点的振动图像,加上两质点平衡位置的间距和波源方位,便可画出多种情况下的波形图。 ) 【典型例题1】（2024·湖北武汉·模拟预测）图（a）是一列沿x轴方向传播的简谐横波在t=4s时的波形图，M、N是介质中的两个质点，其平衡位置分别位于x=2m、x=8m处，图（b）是质点N的振动图像。下列说法正确的是（　　） A．波沿x轴负方向传播 B．波的传播速度大小为0.5m/s C．t=5s时，M、N的速度大小相等，方向相同 D．t=7s时，M、N的加速度大小相等，方向相反 【对点训练1】（23-24高二下·四川凉山·期末）图甲为一列简谐横波在t=1s时刻的波形图，A、B、P分别是平衡位置在 处的质点，图乙为质点 P 的振动图像，下列说法中正确的是（　　） A．该列波沿x轴正向传播 B．t=1s时质点A沿y轴正方向运动 C．时质点A 回到平衡位置 D．t=1s到t=2s的时间内， 质点 B 运动的路程为20cm 【专题二】波的问题的多解 ( 【点拨】 波的多解问题 形成分析 波的问题的多解机械波传播过程中在时间和空间上的周期性、传播方向上的双向性、质点振动方向的不确定性都是形成波的问题多解的主要原因。解题时常 出现漏解 ,现归类如下: 1.由于波的传播双向性而导致多解 ： 双向性 是指波沿 x轴正、 负两方向 传播时,若正、 负两方向 传播的时间之和等于周期的整数 倍 ,则正、 负两方向 传播的那一时刻波形相同。 2.由于波的时间周期性而导致多解 ： 波的时间周期性是指每经过一个周期T,同一质点振动状态相同,波的形状也相同;每经过半个周期,质点振动状态相反,波的形状也相反。因此在波的传播过程中,经过整数 倍 周期时,波的图像相同。 3.由于波的空间周期性而导致多解 ： 波的空间周期性是指每经过一个波长λ,波的形状相同，质点振动状态也相同;每经过半个波长,波的形状相反,质点振动状态也相反。因此在波的传播方向上相距为波长整数 倍 距离的质点振动情况相同。 4.两质点间关系不确定形成多解 ： 在波的传播方向上,如果两个质点间的距离不确定或者两者相位之间关系不确定,就会形成多解。若不能联想到所有可能的情况,就会出现漏解。 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 Δ t 和 T ( 或确定 Δ x 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 Δ t 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。 ) 【典型例题1】（23-24高一下·上海长宁·期末）一列简谐横波在时刻的波形如图中实线所示，在时刻的波形如图中虚线所示，已知波的周期。由此可以判定此波的（　　） A．周期一定是 B．周期一定是4s C．波速可能是3cm/s D．波速可能是5cm/s 【典型例题2】（2024·海南海口·一模）如图所示，实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在和时刻的波形图，0时刻处的质点沿方向运动。该波（　　） A．沿方向传播 B．波长为 C．周期可能为 D．传播的速度大小可能为 【对点训练1】（2024·贵州铜仁·二模）如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，振幅为10cm。实线为时刻的波形图，此时处的质点P运动方向沿y轴负方向，虚线为的波形图。已知周期T大于0.1s，则该波的传播速度和周期分别为（　　） A．0.2m/s，0.4s B．0.4m/s，0.2s C．，0.6s D．0.6m/s， 【对点训练2】（2024·黑龙江·三模）一列简谐横波在t=0时的波形如图中实线所示，t=1s时的波形如图中虚线所示，则下列说法正确的是（　　） A．这列波的波长为8m B．平衡位置分别为A、B的两个质点，振动方向始终相同 C．若波向右传播，则波的最大频率为0.25Hz D．若波向左传播，则波的传播速度大小为6m/s ( 0 5 强化训练 ) 一、选择题Ⅰ(本题共13小题,每小题3分,共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分) 1．（23-24高二下·浙江宁波·期末）下列生活中的物理现象，说法正确的是（　　） A．如图甲，手掌摩擦盆耳使得水花飞溅，是因为摩擦的力比较大 B．如图乙，B超利用的是超声波的反射 C．如图丙，一辆正驶近的救护车的鸣笛声调越来越高，是因为声音的传播速度变快了 D．如图丁，团体操表演“波浪”，表演者必须向左右两侧移动 2．（2024·广东梅州·一模）某型号降噪耳机工作原理如图所示，降噪过程包括如下几个环节：首先，由微型麦克风采集环境中的中、低频噪声；接下来，将噪声信号传至降噪电路；在降噪电路处理完成后，通过扬声器向外发出声波来抵消噪声；最后，我们耳朵就会感觉到噪声减弱甚至消失．对该降噪耳机相关说法正确的是（    ） A．耳机降噪利用了声波的多普勒效应 B．抵消声波的频率与噪声的频率不相等 C．抵消声波和环境噪声在空气中传播的速度不相等 D．耳机降噪利用了声波的干涉原理 3．（23-24高二下·福建宁德·期末）古田翠屏湖是福建省最大的淡水湖，入选福建省第一批美丽河湖建设优秀案例。某学习小组用水波发生器在平静的湖面探究水波的特性，下列说法正确的是（    ） A．水波在传播过程中水也随波迁移至远处 B．水波能绕过小船继续向前传播，是波的衍射现象 C．水波传到湖岸边会出现反射现象，反射波振幅增大 D．两列水波在相遇区域出现强弱相间的图样是波的衍射现象 4．（23-24高二下·江西抚州·期中）我国诗人对波的兴动与源起别具慧眼，能于细微处品波，如“藻花菱刺泛微波”、“荷花初醒水微波”等，真是奇景！又如“清风吹空月舒波”、“孤舟常占白鸥波”等，这些都是在今人不起眼的地方探究波源、波动，关于上面诗句的理解，下列说法正确的是（　　） A．“藻花菱刺”、“荷花初醒”时出现了水波形成的波源 B．“孤舟”振动速度等于水波的传播速度 C．“孤舟”会随水波在水面上前行 D．上面诗句中都涉及到水波，水波属于纵波 5．（2024·河北邢台·一模）“战绳训练”可以提升人的爆发力、心肺耐力等，现有两根相同的绳子一端固定在墙面上，双手分别握住绳子的自由端、，在竖直方向挥动手臂，使两绳形成波I、II，如图所示，某时刻恰好分别传到A点和B点。波I、II可视为简谐波，则下列说法正确的是（    ） A．波长之比为 B．传播速度之比为 C．抖动频率之比为 D．此时P、Q两点均向下运动 6．（23-24高二下·安徽芜湖·期中）2024年4月3日7时58分，台湾省花莲县发生7.3级地震，全国多地震感强烈。已知地震波分三种：横波（S波），波速=4.5km/s；纵波（P波），波速=9km/s；面波（L波），是由纵波与横波在地表相遇后激发产生的混合波，波速。某地震观测台记录到的该地震曲线，如图所示。下列说法正确的是（     ） A．地震波传播不需要介质 B．地震曲线中a为横波（S波） C．地震曲线中b的传播方向和振动方向一致 D．若在地震曲线上测得纵波（P波）与横波（S波）的时间差为6s，则地震观测台距震源约为54km 7．（23-24高二下·广东广州·期中）水上乐园的冲浪池示意图如图，波浪从深水区向浅水区传播时，波长将变短。图中游客在波浪池中随波浪运动，下列说法正确的是（　　） A．游客将随波浪冲到浅水区 B．此时游客正在向上运动 C．冲浪池表面的波浪属于纵波 D．波浪传到浅水区频率增大 8．（2024·福建泉州·二模）为了研究绳波的规律，设想把绳分成许多小的部分，每一小部分均视为质点，相邻两质点间有相互作用。如图，t=0时，绳上每个质点都处于平衡位置，开始振动，t=0.1s时，质点1到达波峰，质点4刚要离开平衡位置向上振动，图中箭头表示质点的振动方向，则t=0.5s时，质点10~16间的波形为（　　） A． B． C． D． 9．（23-24高二下·浙江金华·期末）水面上有两个频率、振幅、振动方向均相同的振源，先后开始振动形成两列水波在空间叠加。先振动，形成的水波如图所示，是连线上的点，点是的中点，此时均处在波峰处，点和点分别是和的中点。当振动一段时间后，观察到处水面始终平静。已知两振源的频率为，波速为，下列说法中正确的是（    ） A．点是振动加强点，点是振动减弱点 B．振动加强区的质点一直处于最大位移处 C．点到两振源之间的距离差为 D．点到两振源之间的距离差为 10．（2024·江西·高考真题）如图（a）所示，利用超声波可以检测飞机机翼内部缺陷。在某次检测实验中，入射波为连续的正弦信号，探头先后探测到机翼表面和缺陷表面的反射信号，分别如图（b）、（c）所示。已知超声波在机翼材料中的波速为。关于这两个反射信号在探头处的叠加效果和缺陷深度d,下列选项正确的是（    ） A．振动减弱； B．振动加强； C．振动减弱； D．振动加强； 11．（2024·河北·三模）一列简谐横波的波形图如图所示，实线为时的波形图，虚线为时的波形图，平衡位置位于的质点在此过程中运动方向改变了一次，下列说法正确的是（    ） A．该简谐横波沿x轴负方向传播 B．波源振动的周期为 C．该简谐横波传播的速度大小为 D．平衡位置位于处的质点在时的速度方向为y轴正方向 12．（23-24高二下·浙江金华·期末）“蜻蜓点水”是常见的自然现象，某同学在研究蜻蜓运动的过程中获得了一张蜻蜓点水的俯视照片，照片反映了蜻蜓连续三次点水后某瞬间的水面波纹每次点水的时间忽略不计。则关于蜻蜓的飞行方向及飞行速度与水波传播速度的大小关系正确的是（    ） A．向左， B．向左， C．向右， D．向右， 13．（2024·安徽·模拟预测）“战绳”是一种时尚的健身器材，有较好的健身效果。如图甲所示，健身者把两根粗细均匀、材质均匀的相同绳子的一端固定在P点，用双手分别握住绳子的另一端，然后根据锻炼的需要以不同的频率、不同的幅度上下抖动绳子，使绳子振动起来。某次锻炼中，健身者以2Hz的频率开始抖动绳端，t=0时，绳子上形成的简谐波的波形如图乙所示，a、b为右手所握绳子上的两个质点，二者平衡位置间距离为波长的，此时质点a的位移为cm。已知绳子长度为20m，下列说法正确的是（　　）    A．健身者抖动绳子端点，经过5s振动恰好传到P点 B．t=s时，质点a的位移仍为cm，且速度方向向下 C．绳波在同一根绳上沿绳传播速度不变 D．健身者增大抖动频率，将减少振动从绳子端点传播到P点的时间 二、选择题Ⅱ(本题共2小题,每小题3分,共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分,选对但不全的得2分,有选错的得0分) 14．（23-24高二下·浙江绍兴·期末）长软绳与材质不同，从时刻开始，用手握住较长软绳的一端连续上下抖动，手每秒钟做一次振幅为的全振动，以点为原点向轴正方向形成一列简谐横波，时的部分波形图如图所示。已知，。下列说法正确的是（　　） A．手刚开始抖动的方向向下 B．至内，处质点经过的路程为 C．时，质点第二次到达波峰位置 D．若手上下抖动加快，段绳波的波长将变大 15．（23-24高一下·湖北武汉·期末）同种介质中，分别沿轴正方向和负方向传播的两简谐横波，振幅均为，时刻波刚好传到、两点，如图1所示。、、、在轴上的坐标分别为：、、、。平衡位置在处的质点振动图像如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．时刻质点、振动方向均沿轴负方向 B．在到内，质点通过的路程为 C．后，轴上范围内，共有7个振动加强点7个振动减弱点 D．后，轴上范围内，关于对称的任意两点位移总是相同 三、实验题：本题共2小题，共14分。 16．（21-22高三上·上海宝山·期末）如图是观察水波衍射现象的实验装置，AB和CD是两块挡板，BC是一个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间的距离表示一个波长，则此时______________（选填“能”或“不能”）明显观察到波的衍射现象，挡板前后波纹之间的距离______________。（选填“相等”或“不相等”） 17．（23-24高二上·上海浦东新·期中）如图所示，某同学使用发波水槽观察到一列水波通过障碍物上的狭缝后在水面继续传播。 （1）图中可观察到波的 A．干涉　　B．衍射　　C．折射　　D．反射 （2）水面各点的振动均为 A．自由振动，频率由水体自身性质决定　　B．自由振动，频率由驱动力决定 C．受迫振动，频率由水体自身性质决定　　D．受迫振动，频率由驱动力决定 （3）若使波源保持振动情况不变并同时向狭缝靠近，相比于波源静止，狭缝右侧水波的 增大（选填“频率”、“波长”“波速”）。 四、计算题：本题共4小题，8分+11分+11分+11分共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 18．（23-24高二下·江苏常州·期中）一列简谐横波在水平绳上沿x轴正方向传播，在时刻的波形如图所示，绳上三个质点M、N、P的平衡位置分别为从该时刻开始计时，M点的振动位移随时间变化关系为。求： （1）该简谐横波的波速v； （2）从图示位置开始，质点P第一次到达波峰通过的路程。 19．（23-24高二下·北京顺义·期中）如图所示，实线是一列沿x轴负方向传播的简谐横波在时刻的波形曲线，虚线是这列简谐横波在时刻的波形曲线，求： （1）处质点在一个周期内走过的路程s； （2）波在一个周期内沿x轴方向传播的距离x； （3）若该列简谐波的周期，求简谐波的波速v。 20．（23-24高二下·湖北·期末）如图所示一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期，时，相距50cm的两质点a、b均在平衡位置，且振动方向相反，其中a沿y轴负方向运动。 （1）求b点第一次到达最低点的时间； （2）求波长和波速。 21．（23-24高二下·吉林长春·阶段练习）如图所示，在水平地面上建立直角坐标系，两个完全相同的声源和的坐标分别为和，该声源发出的声音频率为。已知声波在空气中传播的速度为，站在坐标原点的人（可视为质点）始终能听到两个声源发出声音。 （1）若人沿轴正方向运动，他离开原点后，听到声音加强的位置最多有几处？ （2）若人沿轴正方向运动，他离开原点后，听到声音加强的位置最多有几处？ ( 16 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$