第三章 机械波 感知高考-【新课程能力培养】2025-2026学年高中物理选择性必修第一册练习手册（人教版）

感知 1.(2024.江苏卷)如图所示，水面上有0、 A、B三点共线，OA=2AB,t=0时刻在O 点的水面给一个扰动，t时刻A开始振 动，则B开始振动的时刻为() 第1题图 A.t B.3 C.2t D. 2.(2024.广东卷)一列 4y/m 简谐横波沿x轴正方 0.1 0 -0.1 x/m 向传播。波速为1ms, t=0时的波形如图所 第2题图 示。t=1s时，x=1.5m处的质点相对平衡 位置的位移为（) A.0 B.0.1m C.-0.1m D.0.2m 3.(多选)(2024·海南卷)一歌手在湖边 唱歌，歌声通过空气和水传到距其2km 的湖对岸，空气中的声速为340m/s,水 中声速为1450m/s,歌声可视为频率为 400Hz的声波，则下列说法正确的是 () A.在水中传播的频率会改变 B.由空气和水传到湖对岸的时间差约为 4.5s C.在空气中波长为0.85m D.在水中的波长为5m 第三章机械波。 高考 4.(2024·湖南卷)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A、B两 点平衡位置相距6m,t时刻A点位于波 谷，B点位于波峰，两者之间还有一个波 谷。下列说法正确的是( 第4题图 A.波长为3m B.波速为12m/s C.to+0.25s时刻，B点速度为0 D.to+0.50s时刻，A点速度为0 5.(多选)(2024山东卷)甲、乙两列简谐 横波在同一均匀介质中沿x轴相向传播， 波速均为2m/s。t=0时刻二者在x=2m 处相遇，波形图如图所示。关于平衡位 置在x=2m处的质点P,下列说法正确的 是() Ay/cm 甲 4 k/m 第5题图 A.t=0.5s时，P偏离平衡位置的位移为0 B.t=0.5s时，P偏离平衡位置的位移为 71 高中物理选择性必修第一册（人教版） -2 cm C.t=1.0s时，P向y轴正方向运动 D.t=1.0s时，P向y轴负方向运动 6.（多选)(2024·新课标卷)位于坐标原点 O的波源在t=0时开始振动，振动图像如 图所示，所形成的简谐横波沿x轴正方 向传播。平衡位置 Ay/m 0.2 在x=3.5m处的质 0.1\ 70.2i/s 点P开始振动时， 0.2---- 波源恰好第2次处 第6题图 于波谷位置，则( A.波的周期是0.1s B.波的振幅是0.2m C.波的传播速度是l0m/s D.平衡位置在x=4.5m处的质点Q开始 振动时，质点P处于波峰位置 7.(多选)(2023·天津卷)一列机械波的波 源是坐标轴原点，从=0时波源开始振 动，t=0.5s时波形如图，则下列说法正确 的有() Ay/cm 第7题图 A.在这种介质中波速v=4m/s B.x=1m处质点在t=0.3s时位于波谷 C.波源振动方程为y=0.02sin(5mt+π)m D.x=-1m处质点半个周期内向左移动半 个波长 8.(2023·湖南卷)如图甲，在均匀介质中有 A、B、C和D四点，其中A、B、C三点 (72)练 位于同一直线上，AC=BC=4m,DC=3m, DC垂直AB。t=0时，位于A、B、C处的 三个完全相同的横波波源同时开始振动， 振动图像均如图乙所示，振动方向与平 面ABD垂直，已知波长为4m。下列说 法正确的是() 4￥/Cm 4 m 第8题图 A.这三列波的波速均为2ms B.t=2s时，D处的质点开始振动 C.t=4.5s时，D处的质点向y轴负方向 运动 D.t=6s时，D处的质点与平衡位置的距 离是6cm 9.(2023·渐江卷)如图所示，置于管口T前 的声源发出一列单一频率声波，分成两 列强度不同的声波分别沿A、B两管传播 到出口O。先调节A、B两管等长，O处 探测到声波强度为400个单位，然后将 A管拉长d=15cm,在O处第一次探测 到声波强度最小，其强度为100个单位。 已知声波强度与声波振幅的平方成正比， 不计声波在管道中传播的能量损失，则 () 第9题图 A.声波的波长入=15cm B.声波的波长入=30cm C.两声波的振幅之比为3：1 D.两声波的振幅之比为2：1 10.(2022·辽宁卷)一列 简谐横波沿x轴正方 向传播，某时刻的波 形如图所示，关于质 第10题图 点P的说法正确的是 ( A.该时刻速度沿y轴正方向 B.该时刻加速度沿y轴正方向 C.此后}周期内通过路程为A D.此后)周期内沿x轴正方向迁移为)入 11.（2022全国甲卷)一 平面简谐横波以速 /2 度v=2m/s沿x轴 正方向传播，t=0 第11题图 时刻的波形图如图 示。介质中平衡位置在坐标原点的质 点A在t=0时刻的位移y=V2cm。该 波的波长为 m,频率为 Hz。t=2s时刻，质点A (填“向上运动”“速度为0”或“向下 运动”)。 12.(2023·全国甲卷)分别沿x轴正向和负 向传播的两列简谐横波P、Q的振动方 向相同，振幅均为5cm,波长均为8m, 波速均为4m/s。t=0时刻，P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；Q波刚好传到x=10m处， 第三章机械波。 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。 y/cm 0 41 61 81 10x/m 第12题图 (1)在坐标图上分别画出P、Q两列波 在t=2.5s时刻的波形图(P波用虚 线，Q波用实线)。 (2)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 的平衡位置。 练(73N 高中物理选择性必修第一册（人教版） C正确」 10AC【解折】被源振动的周期7产积505 A正确：x=40m处的质点在t=0.5s时仍在平衡位置，B 错误，C正确；接收器接收到此波的时间=40040s= 400 0.9s,D错误 11.f≥fsf【解析】A与车间距离减小，则f>f:B 与车间距离增大，则2<f。 ●情境题专项 1.D【解析】由题意可知，该仪器是测量反射波的 频率变化：而波的干涉、波的衍射及回声都不会产生频 率的变化：而多普勒效应中由于波源的移动而使接收到 的频率变化；故该技术体现的是多普勒效应，故D正 确，A、B、C错误。 2A【解析】由波速公式分可得T-长s= 2S。故A正确，B、C、D错误。 3.A【解析】纵波的速度快，纵波先到，所以P先 开始振动，根据x-=5s,解得x=36km。故A正确， VI V2 B、C、D错误。 4.D【解析】该简谐波上质点振动方向为竖直方向， 波的传播方向为水平方向，两者垂直，故为横波，故A 错误；=0时，O位于最高点，P的位移恰好为0，速度 方向竖直向下，放两者间的距离为n+子入，10,1,2， 3,…,又有0、P的平衡位置间距为L,则入m= L 4 号L,故B错误：-D时，P的位移恰好为0，且速度方 向竖直向下，那么，了<子，此时，P在平衡位登下 方，故C错误；=0时，P的位移恰好为0，且速度方向 竖直向下，那么，智<子，此时P在平衡位霞下方， 并向上运动，故D正确。 5.CD【解析】由“上下坡法”得知P振源起振方 向向下，Q振源起振方向向上，由于小球第一次振动时 起振方向向上，故先经过弹簧振子所在位置的是Q波， 故A错误；由于两列波在同一介质中传播，波速相等， 故B错误；P晚到达弹簧振子所在位置，且小球产生了 62 较强烈的振动，即共振，故P的振动频率接近3Hz,则 圆期接近？s,波速E分=2,4ms=72mWs,故C正 3 确；由于两列波的频率不同，不会产生稳定干涉现象， 由于两列波的波长不等，则根据波的叠加原理，有4个 时刻绳上会出现振动位移大小为2A的点，故D正确。 6.B【解析】当同学到两个声源的间距为波长整数 倍时，振动加强，听到的声音是加强的，故该同学从中 间向一侧移动0m、2.5m、5.0m、7.5m、10m时，听 到声音变大；当同学到两个声源的间距为半波长的奇数 倍时，振动减弱，听到的声音是减弱的，故该同学从中 间向一侧移动1.25m、3.75m、6.25m、8.75m时，声 音减弱：故该同学从中间向一侧移动过程听到扬声器声 音由强变弱的次数为4次。 7.A【解析】根据波的干涉特点知，两相干波源的 距离差为半波长的奇数倍时，此点为振动减弱点，要减 弱声音，所以满足距离差△x=△t为半波长的奇数倍， 而被长A=T,整理可得为了的奇数倍，故A正确， B、C、D错误。 8.(1)2s(2)7.5m/s 【解析】(I)甲船从开始振动的1mi内上下振荡 30次，则甲铅的振动周期为7一片奶2。这列波 的周期等于船的振动周期，也为2s。 (2)波从甲船传到乙船，1min内，甲船比乙船多 振荡2次，说明两船间的距离是两个波长，由题意得 2A=30m,得A=l5m,则分=75ms。 m感知高考 1.B【解析】机械波的波速v不变，设OA=2AB= 2弘，可得4，，故B振动的时刻为+ A=),故选B。 2.B【解析】由题图可知该简谐横波的波长为入= 2m,所以周期为T=入=2m=2s,当1=1s时，x= v 1 m/s 1.5处的质点运动半个周期到达波峰处，相对平衡位 置的位移为0.1m,故B正确。 3.BC【解析】频率只与波源有关，故在水中传播 频率不会改变，故A错误；由空气传到湖对岸的时间为 =三-2000s=5.88s;由水传到湖对岸的时间为t= V空340 5=2000s≈1.38s;故由空气和水传到湖对岸的时间 v水1450 差约为△=t整-t水=4.5s,故B正确；在空气中的波长为 入=学=340m=0.85m,故C正确；在水中的波长为 f400 入="k=1450m=3.625m,故D错误。 400 4.D【解析】画出o时刻A、B两点间波形如图所 示。可知弓A=6m,解得A4m,A错误；波源的 振动颜率为/H=1k,故被速为=A-4ms,B错 误：质点的振动周期为？1s,因为025s=?,故 B点在to+0.25s时刻运动到平衡位置，速度最大，C错 误：05s=子，故A点在+05s运动到波蜂，速度为 0,D正确。 By波峰 A、波谷 第4题答图 5.BC【解析】T=1-2s,7==1s△=0.5s=T 15 4 =号，甲波经05s,质点P处于被谷，乙波经05s,质 点P在平衡位置，根据叠加原理可知，t=0.5s时，质点 P偏离平衡位置的位移为-2cm,故A错误，B正确； 4,10s=乃=，经1.0s甲波在P点引起的振动向上， 乙波在P点引起的振动也向上，根据叠加原理可知，= 1.0s时，P向y轴正方向运动，故C正确，D错误。 6.BC【解析】波的周期和振幅与波源相同，由振 动图像可知波的周期为T=0.2s,振幅为A=0.2m,故A 错误，B正确；P开始振动时，波源恰好第2次到达波 谷，故可知此时经过的时间为=子47-035s,故可得 波速为=平-器0m,放C正确：技长A 7-2m,w45m-35m=分，故可知当质点Q开始振 动时，质点P处于平衡位置，故D错误。 7.BC【解析】由图可知t=0.5s时，波传播的距离 参考答案与解析。 iO5ms=5ms,故A 为x=2.5m,故波的速度为0=x=2.5 错误；由图可知该波的波长为入=2m,所以波的周期为 7入-2s=0.4s,波传插到m需要的时间4= 号02，由图可知该波的起振方向向下，035该波振 动了01s,即4T,所以位于波谷，故B正确：根据图像 可知该波的振动方程)=4sin票4e上-002sin(5m)m 0.02sin(5t+π)m,故C正确；质点只是上下振动，不 随波左右移动，故D错误。 8.C【解析】由图乙的振动图像可知，振动的周期 为4s,放三列波的波速为=分4=1ms,A错误： 由图甲可知，D处距离波源最近的距离为3m,故开始 振动后波源C处的横波传播到D处所需的时间为t=DC =3m=3s,故=2s时，D处的质点还未开始振动，B -1m/s 错误；由几何关系可知AD=BD=5m,波源A、B产生的 横波传播到D处所需的时间为t4=4D=5m= v 1 m/s 5s,故t=4.5s时，仅波源C处的横波传播到D处，此 时D处的质点振动时间为t1=t-t=1.5s,由振动图像可 知此时D处的质点向y轴负方向运动，C正确；=6s 时，波源C处的横波传播到D处后振动时间为2=-= 3s,由振动图像可知此时D处为波源C处传播横波的 波谷；=6s时，波源A、B处的横波传播到D处后振动 时间为t=t-tAB=1s,由振动图像可知此时D处为波源 A、B处传播横波的波峰。根据波的叠加原理可知此时 D处质点的位移为y=2A-A=2cm,故t=6s时，D处的 质点与平衡位置的距离是2cm,D错误。故选C。 9.C【解析】分析可知A、B两管等长时，声波的 振动加强，将A管拉长d=15cm后，两声波在0点处 减弱，根据题意设声波加强时振幅为20，声波减弱时振 幅为10，则A1+A=20、A-A2=10可得两声波的振幅之 比会-子，放C正确，D错误：根据振动减弱的条件可 得今=21，解得入=60cm,故A、B错误。 10.A【解析】波沿x轴正向传播，由“同侧法”可 知，该时刻质点P的速度方向沿y轴正方向，加速度沿 y轴负方向，故A正确，B错误；在该时刻质点P不在 63 高中物理选择性必修第一册（人教版） 特殊位置，则在1周期内的路程不一定等于A,故C错 误；质点只能在自己平衡位置附近振动，而不随波迁 移，故D错误。故选A。 11.40.5向下运动【解析】设t=0时刻波形图的 表达式为y=4sim2牙+p,由题知A-2cm,波形图过 点(0，V2cm)和(1.5m,0),代入表达式可解得 )-2sin(受+牙）(em),即波长A-4m:由于该被的放 速=2mS,则频率1=2H=-0.5;周期T=入-2s, 入4 仁2s时刻的波形图与=0时刻的相同，根据微平移法可 知质点A向下运动。 12.(1) ↓ylcm 5 810 x/m 第12题答图 第四章 m1.光的折射 基础练习 1.A【解析】依题意作出光 路图如图所示。折射角：0，=90°- 0'=90°-0，玻璃的折射率：n=c= 玻璃 0空气 02 3x108 =V3。由折射定律 V3×10 知：nsin0=sin02=sin(90°-01)= 第1题答图 Q.即a}-,得=0，A正有。 2.C【解析】由折射定律可知，在入射角相同的情 况下，折射角越小，介质的折射率越大，介质对光线的 偏折程度越大。 3.C 4.B【解析】由于大气层的存在，侦察卫星在A处 接收到的P处发出的光信号的光路大致如图中实线所 示，由图可知B正确，A、C、D错误。 64 (2)见解析 【解析】(1)根据△x=vt得△x=4×2.5m=10m,可 知t=2.5s时P波刚好传播到x=10m处，0波刚好传播 到x=0处，根据“上下坡”法可得波形图如图所示。 y/cm Q 5 2 6、 78 10m 第12题答图 (2)两列波在图示范围内任一位置的波程差为△x 1(10-x)-xl,(0m<x<10m),根据题意可知，P、Q两 波振动频率相同，振动方向相反，两波叠加时，振动加 强点的条件为到两波源的距离差△r=(2n+l)入(n= 2 0,1,2,…),解得振幅最大的平衡位置有x=3m,x= 7m,振动减弱的条件为△x=n入(n=0,1,2,…),解 得振幅最小的平衡位置有x=1m,x=5m,x=9m。 光 A …像 地球 、地平线 太阳 第4题答图 第5题答图 5.B【解析】如图，由几何光学知识可知，有大气 层时，由于地表大气层不均匀，太阳光线经大气折射后 向下弯曲，如图所示，地球上观察者看到日出时的太阳 要比实际位置高，也就是当太阳还在地平线以下时就可 以看到太阳的像；而没有大气层时，太阳光线沿直线传 播，当太阳在地平线以下时是看不到太阳的。故有大气 层时可提前看到日出。 6.B【解析】这是一道典型的视野问题，解决视野 问题的关键是确定边界光线和确定是什么约束了视野 等。如本题中由于井口边沿的约束，而不能看到更大的 范围，据此作出边界光线如图所示。 由图可看出a>y,所以水井中的青蛙觉得井口小 些；B>心，所以水井中的青蛙可看到更多的星星，B正 确，A、C、D错误。