第三章 机械波 素养检测-【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 波源的振动方向与波的传播方向垂直,则“人浪”是横波,A错误；“人浪”传播的是运动形 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 教材变式 本题由教材P63做一做演变而来,本题考查了对横波和纵波的判断,机械波波速的决定因素, 以及机械波传播的是运动形式. 5 2.[广东六校2024高二下联考] 沿 轴负方向传播的一列简谐横波在 时刻的波形如图所示，介质中质点、 的平衡位置分别位于 、处.若从时刻开始，经质点 第一次到达 波峰，则时质点 的运动方向和该横波的波速分别是( ) A A.沿轴正方向， B.沿轴正方向， C.沿轴负方向， D.沿轴负方向， 6 解析 解法一：质点振动法 根据波沿轴负方向传播,由同侧法判断可知时刻,质点 在向上振动,第一次到达波峰需要经历 ,则,解得该波的周期为,由题图可知该波的波长为 ,则波速 ，由题图可知，时刻质点处于波谷,则经时,质点 刚好向上运动到平衡位 置,即沿 轴正方向运动，故A正确. 解法二：波形平移法 根据波沿轴负方向传播,运用波形平移法,可判断时刻,质点 在向上 振动.由题意得，,解得 ，利用波形平移法,当波形向左平 移个波长时,质点 第一次到达波峰,如图所示,由图像可知该波的波长为 ,则波速，由平移后的波形图可知,时,质点 处于 平衡位置,与时刻质点的振动方向一致,即沿 轴正方向运动，故A正确. 7 3.[湖北部分名校2025高二上联考] 两列相干水波在 时刻的叠加情况如图所示， 图中实线表示波峰，虚线表示波谷，其中点是连线的中点，点是 连线的中 点.下列说法正确的是( ) D A.、 两点的振动减弱 B. 点的振幅为0，但是它是振动加强点 C.时刻、 两点振动方向相反 D.若两振源振幅相同，则、 两点的位移始终为零 8 解析 点是波峰与波峰相遇的位置, 点是波谷与波谷相遇的位置,都是振动加强点,故A错误； 、两点都是振动加强点,在 连线上,也是振动加强点,振幅为两列波振幅之和,不为零,故B错 误；点处于波谷位置,点处于波峰位置,、两点在 之间,波向右平移,所以两点的振动方向相 同,都向上振动,故C错误；、 两点是波峰与波谷相遇的位置,是振动减弱点,振幅为两列波振幅之 差,若两振源振幅相同,则这两点的振幅为零,位移始终为零,故D正确. 9 4.[四川成都2025高二上检测] 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.故选D. 11 5.一列简谐横波沿轴正方向传播， 处为波源位置.图1为波源的振动图像，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 由题图可知,波源振动的周期,波长,可得波速 .根据题图2可知, 时刚好传播到了距离波源的质点.由于时刻的纵坐标为,可知 的横坐标 ,因此质点的起振时刻为,A错误；实线波已经传播到 处,所以 ,虚线波已经传播到处,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. 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 甲 乙 丙 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 教材变式 本题目由教材P83第6题演变而来,除了教材考查的波长和波速外,本题还考查了波的传播 方向和质点的振动方向. 16 7.一列简谐横波在介质中沿轴正方向传播，和是平衡位置分别在和 处的两 个质点，且两质点的振动情况始终相反.从时开始，质点 的振动图像如图所示，已知 时，质点再次回到时的位置，时，质点的位移第一次为 .下列说法 不正确的是( ) C A.该波的波长可能为 B.该波的周期一定为 C.该波的波速可能为 D.质点的振动方程为 17 解析 由于时,质点再次回到时的位置,时,质点的位移第一次为 ,根 据质点运动的对称性可知,解得,B正确；由于和是平衡位置分别在 和 处的两个质点,且两质点的振动情况始终相反,有 ,解得,当时，波长为 , A正确；波速为,波速不可能为,C错误；周期为 ,根据 振动图像可知,质点第一次到达最大位移的时间为,设质点 的振动方程为 ,根据图像可知,, ,解得 , ，则质点的振动方程为 ,D正确.故选C. 18 8.[湖南长沙雅礼中学2024高二上期中]（多选）青蛙在水塘边平静的水面上 鸣叫，形成如图所示的水波.已知水波的传播速度与水的深度的关系为 ，青蛙的鸣叫频率为 .下列说法正确的是( ) BD A.水波从浅水区传入深水区，频率变大 B.在深水区，水波更容易发生明显的衍射现象 C.水面上飘落的树叶会被水波推向岸边 D.测得图中青蛙左上位置水波两个相邻波峰间距离为 ，则此处水波的 波速约为 19 解析 由题意可知，水波是由青蛙的鸣叫产生的，其频率等于青蛙的鸣叫频率，由于介质不改变 波的频率，所以水波从浅水区传入深水区，频率不变，A错误；由水波的传播速度与水的深度关 系和 可知，深水区的波长长,所以更容易发生明显的衍射现象,B正确；水面上飘落 的树叶只会上下振动,不会随波向前运动,C错误；青蛙的鸣叫频率 ,水波波长 ,则波速 ,D正确. 20 9.[湖北云学名校联盟2024高二上联考]（多选） 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 21 解析 由题图甲可知,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 处质点,由数学知 识可得题图甲对应的函数为,当时,解得 ,故D正确. 22 10.[山东泰安2025高二上月考] （多选）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， 、 同时开始做简谐运动，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 甲 乙 丙 A.的振动频率为 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 23 解析 由题图乙知的振动周期为,则其振动频率为 ,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 内点通过的路程为,在时,产生的机械波在 点的振动 方向沿轴负方向,产生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,通过的路程为 ,则 内,点通过的路程为 ,故D正确. 24 11.（12分）[贵州贵阳2025高二上联考] 一列简谐横波沿轴传播，图甲为 时刻的波形图， 图乙为质点 的振动图像.求： 甲 乙 25 （1）波传播的速度大小和方向； [答案] ,向 轴负方向传播 解析 由题图乙可知,时刻质点向轴负方向振动,对题图甲由同侧法可知,波向 轴负方向传 播，由题图可知，该波的波长为,周期为 , 所以波传播的速度大小为 . （2）质点在 内的路程. [答案] 解析 ,故质点在内的路程为 . 26 12.（16分）如图为某一报告厅主席台的平面图（俯视图）， 是讲台，、 是与讲台上话筒等高的喇叭，它们之间的相互位 置和尺寸如图所示.报告者的声音经喇叭放大后传回话筒再次放大 时可能会产生啸叫.为了避免啸叫，话筒最好摆放在讲台上适当的 位置，在这些位置上两个喇叭传来的声音因干涉而相消.已知空气 [答案] 4个 中声速为，若报告人声音的频率为 ，讲台上适合摆放话筒的位置有多少个？ 27 解析 频率的声波的波长是,式中 是空气中的声速, 设是的中点,是上任一点, , 当,2,4, 时,从两个喇叭传来的声波因干涉而加强；当,3,5, 时,从两个喇叭传来的声 波因干涉而相消. 由此可知,点是干涉加强点,此时；对于 点,由几何关系可知 ,所以点也是干涉加强点,此时 , 因而、之间有2个干涉相消点,分别取1和3,由对称性可知,、 之间也有2个干涉相消点,故讲 台上适合摆放话筒的位置有4个. 28 13.（19分）[湖北部分名校2025高二上联考] 一列简谐横波 在均匀介质中沿直线传播，如图所示的实线和虚线分别为 时与 时的波形图. （1）求该波的振幅和波长 ； [答案] ; 解析 由题图可知振幅，波长 . 29 （2）若该波的波速为 ，则该波的传播方向如何； [答案] 沿 轴负方向 解析 若该波的波速为,在时间内波传播的距离为 , 当波沿轴负方向传播时,由数学知识和题图知,在 时间内波传播的距离为 , 当时, , 同理，当波沿轴正方向传播时，在 时间内波传播的距离为 ,不能满足条件，则波的传播方向沿 轴负方向. 30 （3）若该波沿轴正方向传播，则实线上平衡位置为 的质点到达平衡位置时波传播的最 短距离为多少？传播这一最短距离对应的时间 为多少？ [答案] ; 解析 若该波沿 轴正方向传播,结合（2）中分析， 波速为 , 由题图可知,当平衡位置为的质点的振动形式传到平衡位置为 的质点时,实线上平 衡位置为的质点到达平衡位置,此时波传播的距离最短,最短距离 , 传播这一最短距离对应的时间为 . 31 $$