第3章 机械波 单元复习归纳-【重难点手册】2024-2025学年高中物理选择性必修第一册（人教版2019）

重雅点手册高中物理选择性必修第一册凡) G① 可知SP=受2=1.5m,解得入=06m,机械波的传播 司样可以得出，当汽车远离观测站时，观测到的频率为 速度为v=A∫=6m/s,波源S恰好到达波谷，Q恰好第 =临∫ 街十车 © 二次到达波谷，可知SQ=A,所以Q比P先振动，故 ABC错误；波传播到P点时，波源S已经振动了1= 由08得w-行w=3a9m SP=0.25s,放D正确.故选D.] 10.(1)火车驶来，以观察者为参考系，观察者接收到的频 5.C[根据题图乙可知该时刻质点N向上振动，结合上 率增大。 下坡法可知波沿x轴负方向传播，故A错误：根据题图 1=,品.f-3820×275H292 340 乙可知该波的周期为T=0.4s,而1=0.78=子T+ (2)火车驶去，以观察者为参考系，观察者接收到的频 T,所以=07s时质点L位于波峰处，故B错误：该 率减小， 横波在介质中传插的速度为v=子=5m/,故C正 =+/广3404P2×275H280 340 确：该时刻质点K与M的速度都为0，加速度大小相 单元学能测评 同，方向相反，故D错误.故选C.] 6.C[根据1=O时刻波形图，波沿x轴正方向传播，此 1.D「振源停止振动时，由于惯性，其他振动质点并不立 时波恰好传到（点，据波的传播方向与振动方向关系， 即停止振动，所以在介质中传播的波动并不立即停止， (点振动方向向下，故各质点的起振方向向下，故A错 故A错误：物体做机械振动，不一定产生机械波，还需 误：由波形图可知，波长为入=4m,设波速大小为，周 要传播振动的介质，故B错误：波在均匀介质中匀速传 期为了，有=产1=10s时d质点第一次位于波峰， 播，速度不变，面质点的振动速度随时间是周期性变化 则△==10s,解得T=4s,u=1m/s,故B错误：由 的，所以波的速度与振源的振动速度不同，波的传播速 度与波源的振动速度无关，故C错误：波在介质中传播 于7等于1子个周期的时间，且0时刻a,b两点均在 的频率等于振源的振动频率，与介质性质无关，仅由振 特殊位置，所以两质点振动的总路程相等，大小为s 源决定，故D正确.故选D. 7A=70m=0.7m,故C正确：t=0时刻c点的振动方 2.B[由题图甲得水波的波长A=16cm,故A错误，B 程为y=-10 sin(em)=-10sin受(cm),设d点 正确：由题图乙可得波的周期为0,2s,故C错误：水波 的振动方程为yu=一10sin（变十9）)(cm),c质点的 的传播速度大小为v=产=0,8m/s,放D错误.] 振动传播到d质点需要的时间t=二一7s,代入d点 3.A[被向右传播，由被形图可知，由振源振动形成的 机械被的波长逐渐减小，由于同一种介质中的波速不 的振动方程得p=一子x,所以山点的振动方程为 变，根据f一是可知波源振动的频奉变大，A正确，C -10sin(受1-子)am.放D错误故选C] 错误：波向右传播，由波形图可知，此时刻质点P的速 7.B[由题图乙可知，波的周期为T=0,25,所以两个波 度方向向下，D错误.故选A] 源产生的波的波长为λ=wT=0.05m=5m.因经0.6s 4.D[P到S的距离不超过三个波长，P第一次到达波 波从波源传到M,所以S,到M的距离为xw=t= 峰时，波源S恰好到达波谷，Q恰好第二次到达波谷， 15cm,M、N是相邻的波峰，所以它们到波源S(或 28 参者答案与解析收组 S)的路程差为5cm,S,到V的距离为x、=20cm,又 与波峰，波谷与波谷相酒处，所以质点M的振动是加 由几何关系可知.M到两波源连线中点的距离为9m, 强的，故C正确：在题图时刻，甲波（虚线）是向右传插 x牌=√15-12cm=9cm,V到两波源连线中点的 的，根据波形平移法知这时它引起质点M的振动方 距离为x中=√20一12cm=16cm,所以M,N间的 向是向下的，乙波（实线）是向左传播的，这时它引起 距离为7cm,A错误，B正确：两波源连线中垂线上的 质点M的振动方向也是向下的，所以质点M的振动 点到两波源的路程差都为0，所以都是振动加强的点， 方向是向下的，即质点M此时正向y轴负方向振动， C错误：M,N两点连线的中点到波源连线中点的距离 故D正确.故选CTD.] 为12.5cm,到波源S,的距离为√12+12.5cm= 11.(1)BD.(2)D.(3)频率：波长 12.(1)向左运动：向右运动.(2)318.6.(3)30. 17.33cm,而波谷到S的距离应为17.5cm,所以M、 N两点连线的中点不是波谷，D错误.故选B] [(1)由题意可知，当两者靠近时，观察者接收的频率 8.ACD[由题图可知甲波的波长为4m,周期为2s,则 变高，反之变低，根据题图乙可知②阶段，其频率变 高，即手机在接近声源，即②阶段在向左运动.由题图 甲波的波速为一产-专m6=2m/s,两波在同一均 乙可知，在③阶段，接收到的频率变低，即在远离声 匀介质中传播，波速相同，则乙波的波速为2m/s,故A 源，也就是在向右运动 正确：乙的周期为T一名=号s=3s,两波的周期不 6 (2)由题图丙可知，声源的频率f约为3000Hz,通 过分析可知，手机在远离声源，且手机接收到的频率 同，频率不同，不能发生干涉现象，故B错误：1=0时 f约为2995Hz,其中声源的速度为0.根据公式有 刻，平衡位置=0的质点对甲波有向下的速度，对乙 波有向上的速度，两波振幅相同，在平衡位置的速度大 f=二0，代入数据解得u≈318.6m/8 U十理 小相同，则合速度为0，故平衡位置：x=0的质点速度为 (3)由题意可知，以发声器作为观测者，其接收到的频 0,故C正确：1=1.5s=0.75T=0.5T时，x=6m处的 率变小了，即两者在远离声源.由于反射波的频率等 质点参与两列波的振动，甲波该位置质点的位移为 于运动员接收的频率，且发声器接收的信号为反射信 一20cm,乙波该位置质点的位移为0，根据波的叠加原 号，故从发声器发出信号到接收到信号的过程，可等 理可知，合位移为-20cm,故D正确.故选ACD.] 效成发声器发出信号后，以和运动员大小相同、方向相 9.AB[由题可知，该被的周期为T=0.4s,故当1= 反的速度运动.即两者的速度大小关系为”一， 0.55s时质点P恰好回到平衡位置，A正确：在0~ 根据公式f=一盟，解得v运政=30m/、] 十w 0.20s时间内质点运动半个周期，运动的路程为2A,即 13.(1)根据题图可知，M点与最近波蜂的水平距离x= 10cm,B正确：由同侧法可知，该波沿x轴负方向传 6m,则波速为u=二=12m/s 播，且波长为入=24m,故该波的波速为=产=60m/s, (2)N点与最近波谷的水平距离x1=9m,经过的时 C错误：由题图乙可知，在0一0.05s时间内，质点P一 直向y轴负方向运动，D错误.故选AB.] 间4=五=0.755 10.CD[由于两列波是同一绳子中传播的相同性质的 14.(1)从1=0时刻到质点P第一次到达波谷的过程中， 机械波，所以它们的波速大小是相等的，故A错误：从 该波传播的距离=印=6m又=升，北中4= 题图中可看出，两列波的波长相等，根据=入∫得知 12s,解得v=0.5m/s.根据题图可知，该波的波长 它们的频率相等，故B错误：两列波的频率相等，能发 生稳定的干涉现象，质点M的位置是两列波的波峰 4m,又T=A,解得T=8s 29 重雅点手高中物理选择性必修第一册®) (2)从1=0时刻到质点P起振的时间：=号其中套 xp一3m=3m,解得4=6s.0~14s内质点P振动 的时间△M=14s一1=8s,因为△v=T,所以x=4A= 8 cm. 第1题图 第2题图 15.(1)由题图可知波长=8m,当波向右传播时，△M= 2.C[光路图如图所示.因玻璃对a的折射率大于对b 2 nT十T(n=0,1,2…).解得T=4n千s(m=0, 的折射率，则玻璃中α的折射光线偏折程度大，由光路 1,2….由波速公式可得%=齐=44n十1)m/ 图可知<d,故C正确.] 3.ACD[B光的偏折程度比A光的大，则B光的折射 (a=01,2.….当波向左传播时，y=n1+号T 率大于A光的折射率，说明B光的频率较大，由c=1f 2 （n=0,1,2.…)解得T=4n千s(1=01,2,…以.由波 知，A光的波长较长，故AD正确，B错误：根据v=号 速公式可斜呢=齐=44n+3)m/s=0.1,2.… 得A光的折射率较小，则A光在玻璃体中传播的速度 较大，故C正确.] (2)△￥内波传播的距离为x=△/=36×0.5m=18m 4.AB[光从空气斜射入水中发生折射，根据折射定律 =2A,因此波向右传播。 可知，折射角小于入射角，故婴在B点形成亮点，P、Q (3)若t1=0时刻x=4m处的质点振动方向沿一y 都应在O点的右边，故A正确，D错误：假设紫光也照 方向，可知波向左传播.从1=0时刻算起，x=4m处 向水面上的P点，由于紫光的折射率大于红光的折射 的质点其振动方程y=10sin(亭十x人.当质点第1 率，根据折射定律一可知紫光的折射角较小， 次到达y一5m历时么=号+吾再历时5江到达 折射光线更靠近法线，则杯底上亮点落在B点左侧，所 以要使紫光照向水面上的Q点，也正好在B点形成亮 y=5cm,所以a-号+登+57=5最.当波向 点，Q点距离O点更远，故B正确：蓝光的折射率比红 左传橘时=T十子T(=01,2…)解得T= 光的大，同理，若另一一种光是蓝光，Q点距离O点更远， 故C错误.] 2 7 2 千3s(n=0.1.2.…),解得e=5立×4n十3s 5.(1)不变.(2)偏小.[(1)如图①所示，甲同学利用 67 插针法确定人射光线、折射光线后，测得的人射角、折 24n+185(m=0,1,2,…. 射角没有受到影响，因此测得的折射率将不变，(2)如 第四章光 图②所示，乙同学利用插针法确定入射光线、折射光线 后，测得的人射角不受影响，但测得的折射角比真实的 第1节光的折射 折射角大，因此测得的折射率偏小. 1.C[由品没=>1得折射角及<=0，由反射定 律有6=0=40°，如图所示，故折射光线与反射光线 的夹角9=180°-8一6=140°一A,所以100°<华< 140°.] 30第三章 机械波 单元复习归纳 门01微转题妙总结。 微专题1波的图像及应用 D.在1=0.04s时，质点B处在平衡位置， 波的图像描述的是在波的传播方向上介 速度沿y轴负方向 质中的各个质点在某一时刻离开平衡位置的 解析由题图可知S灿= 分，=2m,而t= 位移，因此只要明确了波的图像、波的传播方 向和介质中各质点振动方向三者的关系，再结 0.02s=T 则T=0.08s,u=产=25m/s,故 合=入∫就可以解决关于波的大多数问题.常 A正确；由质点A向上振动可知波向左传播， 见问题如下所示： 故B正确：由于波的质点并不随波迁移，故C (1)已知波形图和波的传播方向，确定质 错误：在t=0.04s时，质点B在平衡位置，运 点的振动方向. 动方向向上，故D错误 (2)已知波的图像和介质中质点的振动方 向，确定波的传播方向。 答案AB (3)已知质点的振动方向和波的传播方 微专题2波动图像与振动图像的区别和联系 向，确定某时刻的波形图， 对波动图像和振动图像的区别与联系的 (4)已知某时刻的波形图画某时刻前、后 考查属于基础题型，虽难度不大，但它是新课 的波形图. 标下高考的热点题，由于波动图像与振动图像 (5)已知两个时刻的波形图求解相关的物 形状相似，很多同学在应用时易将二者混在一 理量 起，因此对波动图像和振动图像问题要形成良 (6)已知振动图像和某时刻的波形图求相 好的思维习惯」 关的物理量， (1)先看两轴：由两轴确定图像种类 例①(2024·武汉新洲一中期中)（多选） (2)读取直接信息：从振动图像上可直接 一列简谐横波沿x轴传播，1=0时的波形如图 读取周期和振幅：从波动图像上可直接读取波 所示，质点A与质点B相距1m,质点A速度 长和振幅。 沿y轴正方向：1=0.02s时，质点A第一次到达 (3)利用波速关系式：波长、波速、周期（频 正向最大位移处.由此可知( 率)间一定满足0一子=水 (4)如果是相互联系的波动图像与振动图 像，要注意质点的振动方向与波的传播方向的 A.此波的传播速度为25m/s 相互确定 B.此波沿x轴负方向传播 ①已知波形图和波的传播方向，可以确定 C.从t=0时起，经0.04s,质点A沿波传 质点的振动方向： 播方向迁移1m ②已知质点的振动方向和波动图像，可以 169 国雕手细高中物理选择性必修第一册？) 确定波的传播方向。 解析由题图乙可知质点A在1=0时刻 例②（多选）一列简谐横波某时刻的图像 在平衡位置且向上运动，则波必定沿x轴负方 如图甲所示，从该时刻开始计时，质点A的振 向传播，选项A错误；由题图甲可知波长入= 动图像如图乙所示，则( 20m,由题图乙可知T=8×10-1s,所以波速 m Aym 10A 0=今=25m/,选项B正确：山=04s= 5.520257m I010s) Q 所以质点A通过的路程为2A=4m,选项C正 如 确：由于波沿x轴负方向传播，质点P振动方 A.波沿x轴正方向传播 B.波速是25m/s 向向下，回到平衡位置的时间大于于，而质点Q C.经过△1=0.4s,质点A通过的路程 回到平衡位置的时间为T,故选项D错误。 是4m D.质点P比质点Q先回到平衡位置 答案BC 口-02-单元学能测评 时间：75分钟 满分：100分 一、选择题（本大题包括10小题，每小题4分， 源为坐标原点)，从该时刻开始计时的t图 共40分.在每小题给出的四个选项中，第1一 像如图乙所示，向上为正方向，则( 7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多 4w(n·s) 项符合题目要求，每小题全部选对的得4分， 选对但不全的得2分，有选错的得0分) 16 icm 0.2s 1.(2024·吉林长春五中高二期末)关于振动 和波的关系，下列说法中正确的是( A.水波的波长为8cm A.如果波源停止振动，在介质中传播的波 B.水波的波长为16cm 动也立即停止 C.水波的周期为0.1s B.物体做机械振动，一定产生机械波 D.水波的传播速度大小为8m/s C.波的传播速度即波源的振动速度 3.一根粗细均匀的绳子，右端固定，S点上下 D.波动的频率与介质性质无关，仅由波源的 振动，产生向右传播的机械波，某时刻的波 振动频率决定 形如图所示.下列说法中正确的是( 2.(2024·韶关实验中学月考)某同学为了研 究水波的传播特点，在水面上放一稳定波 AAA 源，产生的水波沿水平方向传播（视为简谐 A.波源振动的频率逐渐增大 波)，在波源的右侧某位置有一浮标，内有速 B.波的传播速度逐渐减小 度传感器，某一时刻的波形图如图甲所示（波 C.各处的波长相等 170 第三章机械波么9 D.此时刻质点P的速度方向向上 4.(2024·黑龙江哈尔滨三中高二期末)由波 源S形成的简谐横波在均匀介质中同时向 4方67890m 左、右两侧传播，波源振动的频率为10Hz已 知介质中P质点位于波源S的右侧，SP= A.波上各质点的起振方向向上 1.5m,P到S的距离不超过三个波长.Q B.波的传播速度大小为2m/s (图中未画出)质点位于波源S的左侧，P、Q C.0~7s内a,b两质点运动路程均为0.7m 和S的平衡位置在一条直线上，1一0时波源 D,d质点的振动方程为w=一l0cos艺1(m) 开始振动的方向如图所示.当P第一次到达 7.(2024·浙江镇海中学月考)如图甲所示，在 波峰时，波源S恰好到达波谷，Q恰好第二 同一均匀介质中有两个振动完全相同的波 次到达波谷，下列说法正确的是( 源S1、S2,两波源相距24cm,M、N为介质 中两波源连线的中垂线上的两个质点.已知 波速为0.25m/s,两波源同时开始振动，从 A.机械波在介质中的波速为10m/s 波源振动开始计时，M点的振动图像如图乙 B.机械波的波长为0.8m 所示.当N点开始振动后，某一时刻在中垂 CP点比Q点先开始振动 线上M、V是相邻的波峰，则( D.波传播到P点时，波源S已经振动了0.25s 5.(2024·广东广州执信中学高二期末)一列 简谐横波某时刻波形如图甲所示，由该时刻 甲 开始计时，质点N的振动情况如图乙所示. A.M、V间的距离为5cm 下列说法正确的是( B.M、N间的距离为7cm C.M、N连线的中点振动减弱 m D.M、N处于波峰时，两点连线的中点处于 波谷 8.(2024·武汉二中高三阶段练习)两列横波 A.该横波沿x轴正方向传播 沿着同一条弹性绳相向传播（绳沿x方向放 B.=0.7s时，质点L位于波谷处 置)，振幅都是20cm,实线表示的甲波沿 C.该横波在介质中传播的速度为5m/s x轴正方向传播，周期为2s:虚线表示的乙 D.该时刻质点K与M的速度、加速度都相同 波沿x轴负方向传播.t=0时刻两列波相 6.(2024·浙江杭州二中高二期末)一列沿x 遇，如图所示.下列说法中正确的是( 轴正向传播的简谐波，一0时刻的波形如图 A.乙波的波速为2m/s 所示.若t=10s时d质点第一次位于波峰 B.两列波在相遇区域发生干涉现象 位置，则下列说法正确的是(). C.t=0时刻，平衡位置x=0的质点速度为0 171 国避食手细高中物理选择性必修第一册) D.t=1.5s时，平衡位置x=6m的质点位 二、非选择题（本大题包括5小题，共60分） 于y=-20cm处 11.(7分)(2024·上海市南洋模范中学高二 本3ycm 期末)如图所示，某同学使用发波水槽观察 20 到一列水波通过障碍物上的狭缝后在水面 继续传播。 -20 9.(2024·广东广州二中高二期末)一列沿x 轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图 甲所示，介质中某质点P的振动图像如图乙 所示，则( (1)(多选)图中可观察到波的 A.干涉B.衍射C.折射D.反射 yicm yicm (2)水面各点的振动均为 m A.自由振动，频率由水体自身性质决定 0.15 0.35 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 A.当1=0.55s时质点P恰好回到平衡位置 D.受迫振动，频率由驱动力决定 B.在0~0.20s时间内质点P运动路程为 (3)若使波源保持振动情况不变并同时向 10cm 狭缝靠近，相比于波源静止，狭缝右侧 C.波沿x轴负方向传播，波速的大小为30m/s 水波的 增大， 减小. D.在0~0.05s时间内，质点P一直向x轴 12.(10分)(2024·武钢三中月考)当声源与 正方向运动 观察者相对运动时，观测到的声音频率会 10.(2024·吉林长春外国语学校高二期末)如 发生变化，可以用此现象的原理测量运动 员移动速度的大小.某同学查阅资料得知 图所示为两列沿绳传播的（虚线表示甲波， 声源发出的声音频率是不变的，而观察者 实线表示乙波)简谐横波在某时刻的波形 图.若M为绳上x=0.2m处的质点，则下 接收的频率由公式f=生决定，其 U干w 列说法中正确的是( 中v是声速，戏是观察者的速度，微是声 源的速度，以上速度均是沿声源与观察者 连线方向的速度大小，∫。是声源发出声音 0.5 0.3 0.3 的频率，∫是观察者接收到的频率.当两者 靠近时，观察者接收的频率变高，反之变 低.该同学为进一步研究此规律，设计了如 A.甲波的传播速度小于乙波的传播速度 下实验：图甲中的扬声器可以发出特定频 B.甲波的频率小于乙波的频率 率的声音，滑片可在气垫导轨上做匀速直 C质点M的振动加强 线运动.在滑片上固定一部智能手机，手机 D.质点M此时正向y轴负方向振动 中的声学传感器可以记录手机接收到的声 172 第三章机械波么 音频率随时间变化的情况。 的时间t1, 场声器 仔机 。e。6s6。U y/cm 00☑ 滑片 气垫导轨 m (1)图乙是实验过程中手机接收到的频率 信息，其中手机在①段处于静止状态， 在②段 ,在③段 (以 上两空均填“向左运动”、“向右运动”或 “静止”). (2)手机静止一段时间后以0.531m/s的 速度运动，由图丙中信息可得声速为 m/s. 20e0 3001.15H 1.3 3020 5a10 主300 2990 14.(15分)(2024·南昌二中月考)一列沿x轴 正方向传播的简谐横波在=0时刻的波形 200 05152 25 图如图所示，质点P的平衡位置在xp=6m 内 处.在t=12s时刻，质点P第一次到达波 (3)在跳台滑雪、速降雪车等项目中，固定 谷.求： 在地面的发声器（同时也是接收器）若 (1)该波的波速大小u以及周期T. 对着运动员发射频率为33kHz的超声 (2)0~14s内质点P通过的路程s. 波，声波遇到运动员后会立即反射，反 yicm 射波的频率等于运动员接收的频率，发 声器最终接收的频率是27.5kHz.已 方234方67m 知声速是330m/s,测得运动员的速度 大小是 m/s. 13.(10分)(2023·武汉中学高二阶段练习) 如图为一列沿x轴负方向传播的简谐横波 在=0时刻的波形图，M、N两点的坐标分 别为（一2,0）和（一7,0），已知t=0.5s时， M点第一次出现波峰，求： (1)波的传播速度u. (2)从t=0时刻起，N点第一次出现波谷 173 国避手册高中物理选择性必修第一册) 15.(18分)(2024·重庆市松树桥中学高二期 向沿一y方向，从1=0时刻算起，该质 中)一列横波在t1=0时刻、2=0.5s时刻 点第11次到达y=5cm所需时间. 波形分别如图中实线、虚线所示，求： y/cm (1)若这列波向右传播，波速是多少？若这 10 列波向左传播，波速是多少？ 681012.m (2)若波传播速度o=36m/s,判断波传播 的方向 (3)若1=0时刻x=4m处的质点振动方 174