第三章 机械波 高考强化-【高中必刷题】2025-2026学年高中物理选择性必修1同步课件(人教版)

物理 选择性必修 第一册 RJ 1 3 第三章高考强化 刷真题 2 1.[湖南2024·2] 如图，健身者在公园以每分钟60次的频率上下抖动长绳的一端，长绳自右向左 呈现波浪状起伏，可近似为单向传播的简谐横波.长绳上、两点平衡位置相距，时刻 点 位于波谷, 点位于波峰，两者之间还有一个波谷.下列说法正确的是( ) D A.波长为 B.波速为 C.时刻，点速度为0 D.时刻， 点速度为0 考点1 波长、波速、周期的计算 3 思路导引根据题意在题图中画出、 两点的位置. 考点1 波长、波速、周期的计算 4 解析 由题意知、的平衡位置之间的距离,解得 ,A错误；波源的振动频率 为,则波速,B错误；质点的振动周期,, 点在 时刻运动至平衡位置,位移为0,速度最大,C错误；,点在 时刻运动 至波峰,位移最大,速度为0,D正确. 考点1 波长、波速、周期的计算 5 2.[广东2024·3] 一列简谐横波沿轴正方向传播，波速为, 时的 波形如图所示,时， 处的质点相对平衡位置的位移为( ) B A.0 B. C. D. 考点1 波长、波速、周期的计算 6 解析 由题图可知,可得振动周期为,由题图可知处的质点在 时相 对平衡位置的位移为,所以处的质点在 时相对平衡位置的位移为 ,B正确. 考点1 波长、波速、周期的计算 7 一题多解 简谐横波沿轴正方向传播,处的质点的波形传到 处的时间为 ,所以处的质点在时相对平衡位置的位移为 ,B正确. 考点1 波长、波速、周期的计算 8 3.[北京2022·6] 在如图所示的坐标系中，一条弹性绳沿 轴放 置，图中小黑点代表绳上的质点，相邻质点的间距为 时， 处的质点开始沿轴做周期为、振幅为的简谐运动. 时的波形如图所示.下列说法正确的是( ) D A.时，质点沿 轴负方向运动 B.时，质点 的速度最大 C.时，质点和 相位相同 D.该列绳波的波速为 考点1 波长、波速、周期的计算 9 解析 考点1 波长、波速、周期的计算 10 4.[全国甲2021·34（2）] 均匀介质中质点、的平衡位置位于轴上，坐标分别为 和 .某简谐横波沿轴正方向传播，波速为，波长大于 ，振幅为，且传播 时无衰减.时刻、 偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同，运动方向相反，此后每隔 两者偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同.已知在时刻，质点 位于波峰.求： （ⅰ）从时刻开始，质点 最少要经过多长时间位于波峰； [答案] 解析 时刻质点位于波峰,波长, ,则时刻后质点 第一次到达波峰时,波传播 的距离为 , 经历的时间 , 解得 . 考点1 波长、波速、周期的计算 11 （ⅱ）时刻质点 偏离平衡位置的位移. [答案] 解析 由题意知,该波的传播周期 , 则波长 , 可得 , 质点位于 处, 时刻的波形图如图所示, 则处, . 考点1 波长、波速、周期的计算 12 5.［全国新课标（多选）位于坐标原点的波源在 时开始振动，振动图像如图所示， 所形成的简谐横波沿轴正方向传播.平衡位置在处的质点 开始振动时，波源恰好第2次 处于波谷位置，则( ) BC A.波的周期是 B.波的振幅是 C.波的传播速度是 D.平衡位置在处的质点开始振动时，质点 处于波峰位置 考点2 振动与波的关系 13 解析 由波源的振动图像可知, ,波源起振方向向上,A错误,B正确；波源第2次处 于波谷位置的时间,波速为,C正确;设时刻波传播到 , ,,此时 正好振动半个周期,处于平衡位置向下振动,D错误. 考点2 振动与波的关系 14 6.[湖北2023·7] 一列简谐横波沿轴正向传播，波长为，振幅为.介质中有和 两个 质点，其平衡位置分别位于和处.某时刻质点的位移为，且向 轴正方向运动.从该时刻开始计时， 质点的振动图像为( ) A A. B. C. D. 考点2 振动与波的关系 15 解析 质点、平衡位置之间的距离为,观察点左边平衡位置与 点的平衡 位置相距 的点,点与点振动形式一致,画出点和 点在计时时刻的位置关系如图所示,根据波 形图判断出处质点此时位移为,向 轴负方向运动,A正确. 考点2 振动与波的关系 16 7.[山东2022·9] （多选）一列简谐横波沿 轴传播，平衡位置位于坐标 原点的质点振动图像如图所示.当 时，简谐波的波动图像可能正确 的是( ) AC A. B. C. D. 考点2 振动与波的关系 17 解析 设原点处质点的振动方程为,由振动图像可知, 时刻该质 点沿轴正方向振动,且,解得.当时, ,B、D错误,A、C正确. 考点2 振动与波的关系 18 8.[重庆2024·10] （多选）一列沿 轴传播的简谐波，在某时刻的波形图如图甲所示，一平衡位 置与坐标原点距离为3米的质点从该时刻开始的振动图像如图乙所示，若该波的波长大于3米.则 ( ) BD 甲 乙 A.最小波长为 B.频率为 C.最大波速为 D.从该时刻开始起内该质点运动的路程为 考点2 振动与波的关系 19 解析 由题图乙可知,,频率为 ,B正确；由题意,在题图甲中标出位 移为的质点、,如图所示,则波长可以为即,或即 ,A错 误；,,C错误；根据题图乙计算该质点在 内运动的 路程为 ,D正确. 考点2 振动与波的关系 20 9.[山东2024·9] （多选）甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中沿 轴相向传播，波速均为.时刻二者在 处相遇，波形图 如图所示.关于平衡位置在处的质点 ，下列说法正确的是 ( ) BC A.时， 偏离平衡位置的位移为0 B.时，偏离平衡位置的位移为 C.时，向 轴正方向运动 D.时，向 轴负方向运动 考点3 波的干涉 21 解析 时,甲、乙两列波传播的距离均为,则 时刻甲波平衡位置在 处和乙波平衡位置在处的振动形式传播到点,由波的叠加可知, 偏离平衡位置的 位移为,B正确,A错误；时,甲、乙两列波传播的距离均为 ,则 时刻甲波平衡位置在处和乙波平衡位置在处的波形传播到 点,由“同侧法”知, 两列波在点引起的振动方向均向轴正方向,由波的叠加知,向 轴正方向运动,C正确,D错误. 考点3 波的干涉 22 10.[浙江2024年6月·11] 频率相同的简谐波源、和接收点位于同一平面内,、到 的距 离之差为.时,、同时垂直平面开始振动， 点的振动图像如图所示，则( ) B A.两列波的波长为 B.两列波的起振方向均沿 正方向 C.和在平面内不能产生干涉现象 D.两列波的振幅分别为和 考点3 波的干涉 23 解析 根据点的振动图像可知两列波的波形传到点的时间之差为 ,所以简谐 波的传播速度为,由题图可知周期为,两列波的波长为 ,A错误； 根据点的振动图像可知先传到点的一列波,振幅为,起振方向沿 正方向,两列波叠加 后振幅为,可知点为振动减弱点，在时，先传到 点的波在平衡位置开始向下运 动，所以另一列波的振幅为,起振方向沿 正方向,B正确,D错误；由于两列波的频率相同, 两列波在平面内能产生干涉现象,C错误. 考点3 波的干涉 24 11.[江西2024·6] 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 ,下列选项正确的是( ) A 图（a） 超声波检测原理示意图 图（b） 机翼表面反射信号 图（c） 缺陷表面反射信号 A.振动减弱; B.振动加强; C.振动减弱: D.振动加强; 考点3 波的干涉 25 解析 根据题图可知,超声波在机翼材料中的传播周期 ,由题干可知波速 ,则超声波在机翼材料中的波长 ,结合题图（b）和题图（c） 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 ,且两个反射信号在探头处振动减弱,A正确. 考点3 波的干涉 26 12.[全国甲2023 · 34（2）] 分别沿轴正向和负向传播的两列简谐横波、 的振动方向相同， 振幅均为,波长均为,波速均为.时刻， 波刚好传播到坐标原点，该处的质点将 自平衡位置向下振动；波刚好传到 处，该处的质点将自平衡位置向上振动.经过一段时 间后，两列波相遇. （ⅰ）在给出的坐标图上分别画出、两列波在时刻的波形图（波用虚线， 波用实线）; [答案] 见解析 考点3 波的干涉 27 解析 波传播的周期为,时刻, 波刚好传播到坐标原点,该处的质点将自平衡位置向 下振动,波刚好传到处,该处质点将自平衡位置向上振动, ,则该时刻的 波形图如图所示. 考点3 波的干涉 28 （ⅱ）求出图示范围内的介质中，因两列波干涉而振动振幅最大和振幅最小的质点的平衡位置. [答案] 振幅最大时、；振幅最小时、、 解析 两列波的起振方向相反,振幅最大时,有,,1,2, , 解得， ， 振幅最小时,有,,1,2, , 解得，， . 考点3 波的干涉 29 方法总结 波的干涉中振动加强点、减弱点的判断方法 （1）当两波源振动步调一致,即起振方向相同时： 若波程差 ,则振动加强； 若波程差 ,则振动减弱. （2）当两波源振动步调相反时： 若波程差 ,则振动加强； 若波程差 ,则振动减弱. 考点3 波的干涉 30 3 第三章高考强化 刷原创 31 1.（多选）一列简谐横波沿轴传播，波源的振动频率为 ，某时 刻波形图如图所示，中间有一部分被遮挡，则该波的波速大小可能为 ( ) AB A. B. C. D. 32 解析 根据波形图可知,,,联立可得 或，,波速,解得或 ,故A、B正确. 33 2.一池塘俯视图如图所示，两圆弧顶点、的距离为，圆弧部分半径为，、 两点各 放一个振源，两振源的振动情况完全相同，产生波长为 的水波，则池塘边界上振动加强的点 共有( ) C A.5个 B.9个 C.10个 D.11个 34 思路导引 如图所示为波的干涉示意图，注意振动加强区和减弱区的对称性,振动加强区和减弱区交 替分布在一条条与波源连线相交的线上,波源连线上有几个加强点,则在波源中间区域延伸出几个 加强区. 35 解析 根据题意,两列相干波的波长均为,设、两处振源分别为、 ,根据干涉条件,波 程差是半波长的偶数倍时振动加强,、相距为,则在连线上以中点为原点，由 为轴正方向建立坐标系，有、、、、共5个点,过 连线上加强点的加 强线与池塘边界均有两个交点,则池塘边界上的振动加强点共有10个,故C正确. 36 $$