第三章机械波 单元卷 -2025-2026学年高二上学期物理假期作业（三）

2025-2026学年高二上学期物理假期作业（三） 第三章 机械波 一、单选题 1．关于波的反射和折射，下列说法正确的是（　　） A．在空旷的山谷里叫喊，可以听到回音，这是声波的反射现象 B．地震波在向上传播的过程中，传播速度发生了改变，则同时发生了折射 C．波的传播方向发生了改变，一定是发生了折射 D．波的传播方向发生了改变，一定是发生了反射 2．如图所示，两个做简谐运动的波源M、N相距为27m，它们产生的简谐波在空间叠加。已知简谐波在空间的传播速度为340m/s，两波源的振动频率均为85Hz，、，发现P点始终为振动加强点，则过P点与MN垂直的直线上振动加强点的个数为（　　） A．4 B．5 C．6 D．7 3．当上、下抖动轻绳时，轻绳则呈正弦波形状。如图（a）所示是某轻绳产生的横波沿x轴传播t=0时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置为x1=1.0m和x2=4.0m的两质点，图（b）为质点Q的振动图像，则（　　） A．波沿x轴负方向传播 B．质点P的振动方程为 C．质点P经过0.075s的路程为15cm D．人若加快抖动轻绳，两个相邻波峰之间的距离变大 4．如图1所示，两波源和分别位于与处，以为边界，两侧为不同的均匀介质。时两波源同时开始振动，其振动图像相同，如图2所示。时与两处的质点开始振动。不考虑反射波的影响，则（　　） A．时两列波开始相遇 B．在间波的波长为0.6m C．两列波叠加稳定后，处的质点振动减弱 D．两列波叠加稳定后，在间共有7个加强点 5．某消声器的结构及气流运行如图所示，波长为的声波沿水平管道自左向右传播，当声波到达a处时，分成两束波，它们分别通过r1和r2的路程，再在b处相遇，从而达到削弱噪声的目的。下列说法正确的是（　　） A．该消声器是根据波的衍射原理设计的 B．两束波到达b点的路程差，则等于的偶数倍 C．若b、c在同一条直线上，无论b、c之间的距离为多少，c一定为声波的减弱点 D．若声波的频率发生改变，声波在b处相遇，也一定能达到削弱噪声的目的 6．如图所示，在均匀介质中，A、B是两个完全相同的波源，其简谐运动的表达式为，波源的振动方向垂直于ABP所在的平面，形成的机械波的波速都是2m/s。介质中P点与A、B两波源间的距离分别为7m和9m。t=0时A、B波源同时开始振动，则0~7s内P点通过的路程是（　　） A．4.8m B．4.0m C．3.6m D．0.8m 7．两个周期均为T的振源P、Q振动步调相同，振幅分别为A、2A，在空间中传播后形成两列简谐波，某时刻在两列波相遇的区域内形成如图的波形，实线为波峰，虚线为波谷。a、b、d三点为线线相交的位置，c点是a、b两点连线的中点。下列说法中正确的是（　　） A．a点是静止的，它偏离平衡位置的位移总是3A B．b点是振动的，其振幅为3A C．c点是静止的，它偏离平衡位置的位移总是A D．d点是振动的，其振幅为3A 二、多选题 8．下面哪些应用是利用了多普勒效应（　　） A．利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度 B．交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的超声波，波被运动的汽车反射回来，根据接收到的波的频率发生的变化，就知道汽车的速度，以便于进行交通管理 C．铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况 D．有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去 9．图中实线为一列简谐横波在某一时刻（以该时刻作为时刻）的波形曲线，经过0.3s后，其波形曲线如图中虚线所示。已知该波的周期T大于0.3s，振幅为A。下列说法正确的是（　　） A．该波一定向左传播 B．该波的周期可能为0.4s C．从至，处的质点所走的路程可能为A D．处的质点做简谐振动的表达式可能为 10．如图所示，在一条直线上有三点S、M、N，S为波源，距M点为12m，距N点为21m，由于波源S的振动在直线上形成一列横波，其波长为8m，波速为4m/s，下列说法中正确的有（　　） A．M点与N点振动时间相差2.25s，但振动周期都为2s B．M点在最高点时，N点在平衡位置以上向下振动 C．M点在最高点时，N点在平衡位置以上向上振动 D．振动过程中M、N两点的位移有可能在某时刻相同 三、实验题 11．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”） 12．“祖冲之”研究小组做关于波的衍射及弹簧振子的实验。 (1)（多选）如图甲所示，这是观察波在水面上衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB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，则关于波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是_____。 A．挡板前后波纹间的距离不相等 B．此时能观察到明显的衍射现象 C．如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象 D．如果孔的大小不变，使波源的频率增大，能观察到更明显的衍射现象 (2)某同学将弹簧和小球分别套在光滑横杆上，弹簧左端与小球相连，右端固定在支架上，形成一个弹簧振子。在球底部固定一毛笔头，笔头下放一纸板。使小球偏离平衡位置并释放，沿图乙所示的方向匀速拉动纸板，笔头会在纸板上画出一图像。在纸板上建立坐标系，x为纸板运动的位移，y为小球偏离平衡位置的位移，测得数据如图丙所示。已知弹簧的劲度系数，白纸移动的速度大小为，查资料知弹簧振子的周期表达式，弹簧弹性势能的表达式，取，则该弹簧振子的周期为______s，质量为______kg，最大速度为______m/s，最大加速度为______。 四、解答题 13．如图，O、A相距，由O点产生的简谐波经传到A点时，A开始向上振动，此时O点正好回到平衡位置并向下运动，此刻间形成的波形正好有2个波谷。在之间（不包含O、A）有一点（图中未画出），点的运动方向始终与A点运动方向相反。 (1)画出OA间的波形； (2)求这列波的波速和波长； (3)求与A的可能距离。 14．一列简谐波在x轴上传播，如图所示，t1时刻的波形如图中实线所示，t2时刻的波形如图中虚线所示。已知Δt = t2 − t1 = 0.05 s，问： （1）若波沿x轴正方向传播，且Δt < T，这列波的传播速度是多大？ （2）若波沿x轴负方向传播，且Δt无约束条件，波速是多大； （3）若波速v = 600 m/s，则波向哪个方向传播？ 15．两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x=-0.2m和x=1.2m处，两列波的波速均为0.4m/s，波源的振幅均为2cm。t=1s时刻两列波的图像如图所示，此刻平衡位置在x=0.2m和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置处于x=0.5m处。 （1）求两列波相遇的时刻； （2）求0~2.75s内质点M运动的路程； （3）求PQ之间振动加强点的坐标。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年高二上学期物理假期作业（三） 第三章 机械波参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B B C C D B ABD BCD ACD 11． 能 相等 【详解】 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。 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。 12．(1)BC (2) 1 0.25 8 【详解】（1）AB．波通过孔后，波速、频率、波长均不变，则挡板前后波纹间的距离相等，由题图可知，孔的尺寸与水波的波长差不多，故此时能观察到明显的衍射现象，故A错误，B正确； C．如果将孔扩大，若孔的尺寸远大于水波的波长，可能观察不到明显的衍射现象，故C正确； D．如果孔的大小不变，使波源的频率增大，因为波速不变，根据知，波长减小，可能观察不到明显的衍射现象，故D错误。 故选BC。 （2）白纸移动，振子振动一个周期，所以弹簧振子的周期为 由 解得 该弹簧振子所受最大回复力为 则最大加速度为 由能量守恒可得 可得该弹簧振子的最大速度为 13．(1)见解析 (2)2m/s，2m (3)1m，3m 【详解】（1）A开始向上振动，根据同侧法可知，质点A左侧的波形的位移开始应该为正值，由于此时O点正好回到平衡位置并向下运动，间形成的波形正好有2个波谷，作出波形图如图所示 （2）根据上述图示可知 解得 由于O、A相距，由O点产生的简谐波经传到A点，则有 解得 （3）由于点的运动方向始终与A点运动方向相反，则有（n=0，1，2，3…） 根据题意有 解得 即n取0、1，解得或 14．（1）40 m/s；（2）（160n + 120）m/s，n = 0、1、2、3…；（3）沿x轴负方向传播 【详解】（1）波沿x轴正方向传播，因为Δt = 0.05 s < T，，故波速 （2）波沿x轴负方向传播，传播的距离 则波速 （3）波在Δt时间内传播的距离 波形沿传播方向传播整数个波长的距离与原波形重合，即虚线波形可看作原波形沿波的传播方向移动后得到的，故波应向左传播，即沿x轴负方向传播。 15．（1）1.75s ；（2）16cm ；（3）（0.3m，0）、（0.5m，0）、（0.7m，0） 【详解】（1）介质相同，波传播速度相同，由图可知，两列波会在M点相遇，即两列波还需要传播的距离为 对应时刻 （2）根据图像可知波长为0.4m，则波传播的周期为 0~1．75s内，M点还没有开始振动，M点总共振动的时间为1s，即为1T。两波源与M点的距离分别为 ， 可知波程差为零，由于两列波振动步调相同，故M点为振动加强点，振幅为2A，可知在剩余的1T内，质点M运动的路程为 （3）令PQ之间振动加强点的横坐标为x，则加强点到两波源的波程差为 （） 波程差为（n=0，±1，±2，±3…）的位置为振动加强点，则有 （n=±1，±2，±3…） 解得 n=0，±1 则解得x为0.3m、0.5m、0.7m，即PQ之间振动加强点的坐标为（0.3m，0）、（0.5m，0）、（0.7m，0）。 答案第6页，共8页 / 学科网（北京）股份有限公司 $