第三章 机械波 单元检测 -2025-2026学年高二假期物理作业

高中物理选择性必修第一册假期作业 第三章《机械波》答案 1、 单项选择题（共计7题，每小题4分，共计28分） 1.下列关于机械振动和机械波的有关说法正确的是(　　) A．单摆的摆球经过平衡位置时加速度一定为零 B．受迫振动的频率等于驱动力的频率 C．两列波发生干涉时，振动加强点的位移一定大于振动减弱点的位移 D．机械波在传播时，质点在一个周期内沿波的传播方向移动一个波长 答案　B 解析　单摆摆球经过平衡位置时切向加速度为0，但是存在向心加速度，摆球的加速度不为零，故A错误； 受迫振动的频率跟驱动力的频率是一致的，故B正确； 波发生干涉时，振动加强点的振幅比振动减弱点的振幅要大，但振动加强点的位移不一定大于振动减弱点的位移，故C错误； 质点只在平衡位置附近振动，不随波移动，故D错误。 2.简谐横波某时刻的波的图像如图所示，由图可知(　　) A．若质点a向下运动，则波是从左向右传播的 B．若质点b向上运动，则波是从左向右传播的 C．若波从右向左传播，则质点c向下运动 D．若波从右向左传播，则质点d向左运动 答案　B 解析　由“同侧法”可知，如果质点a向下运动，则波应从右向左传播，故A错误；如果质点b向上运动，波由左向右传播，故B正确；如果波从右向左传播，可知题图中质点c、d向上运动，故C、D错误。 3.某同学用水波槽观察水波的衍射现象。如图，在水槽里放置两块挡板M、N，挡板M固定不动，挡板N可以上下移动。现在把M、N两块挡板间的空隙当作一个“小孔”做水波的衍射实验，当波源S振动形成的水波经过小孔时，出现了图示中的图样，P点的水并没有明显振动起来。为了使挡板左边的振动能使P点明显振动，下列做法可行的是(　　) A．增加波源S的振动频率 B．增加波源S的振动振幅 C．将挡板N上移一段距离 D．将挡板N下移一段距离 答案　C 解析　根据发生明显衍射现象的条件可知，减小波源S的振动频率、将挡板N上移一段距离，均可以使P点明显振动，故C正确。 4.一列简谐横波在某时刻的波的图像如图所示，已知图中质点b的起振时刻比质点a延迟了0.5 s，b、c平衡位置间的距离为5 m，以下说法正确的是(　　) A．此列波的波长为2.5 m B．此列波的频率为2 Hz C．此列波的波速为2.5 m/s D．此列波沿x轴正方向传播 答案　D 解析　相邻两个波峰或者波谷之间的距离就是一个波长，则λ＝5 m，A项错；a和b平衡位置之间的距离为半个波长，波从a传到b所用时间为半个周期有＝0.5 s，所以周期为T＝1 s，频率f＝1 Hz，B项错；波速v＝＝5 m/s，C项错；质点b的起振时刻比质点a延迟，说明波从a向b传播，即沿x轴正方向传播，D项对。 5.一列横波沿绳子向右传播，某时刻绳子形成如图所示的形状，对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点，下列说法正确的是(　　) A．质点B向右运动 B．质点D和质点F的速度方向相同 C．质点A和质点C的速度方向相同 D．从此时算起，质点B比质点C先回到平衡位置 答案　D 解析　波传播时，离波源远的质点的振动落后于离波源近的质点的振动，并跟随着离波源近的质点振动，由此可知，质点A向下运动，质点B、C、D向上运动，质点E、F向下运动，故质点A和质点C的速度方向相反，质点D和质点F的速度方向相反，选项A、B、C错误；由于此时质点B和质点C都向上运动，所以质点B比质点C先到达最大位移处，并先回到平衡位置，选项D正确。 6．一简谐横波沿x轴传播，波速为2.0 m/s，该波在t＝0时刻的波形曲线如图甲所示，x＝0处质点的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是(　　) A．质点的振动周期为4.0 s B．这列波的振幅为60 cm C．该波沿x轴正方向传播 D．t＝0时刻，x＝4 m处的质点沿y轴负方向振动 答案　A 解析　由题图甲可知，波长λ＝8 m，则T＝＝ s＝4.0 s，故A正确；由题图甲知，这列波的振幅为30 cm，故B错误；t＝0时刻，x＝0处的质点向下振动，可知该波沿x轴负方向传播，C错误；根据波沿x轴负方向传播可判断，t＝0时刻，x＝4 m处的质点沿y轴正方向振动，D错误。 7.两列振动情况完全相同的水波某时刻的波峰和波谷位置如图所示，实线表示波峰，虚线表示波谷，相邻实线与虚线间的距离为0.2 m，波速为1 m/s，两列波的振幅均为1 cm，C点是相邻实线与虚线间的中点，则(　　) A．图示时刻A、B两点的竖直高度差为4 cm B．图示时刻C点正处于平衡位置且向水面下运动 C．经0.2 s，A点偏离平衡位置的位移为－1 cm D．F点到两波源的路程差为零 答案　A 解析　实线表示波峰，虚线表示波谷，则A、D两点是波峰与波峰相遇，B点是波谷与波谷相遇，它们均属于振动加强区，由于振幅是1 cm，A点是波峰与波峰相遇，则A点相对平衡位置高2 cm，而B点是波谷与波谷相遇，则B点相对平衡位置低2 cm，所以A、B两点相差4 cm，故A正确；在题图所示时刻C点处于平衡位置，因下一个波峰经过C点，所以向水面上运动，故B错误；因周期T＝＝ s＝0.4 s，所以经0.2 s，A点处于波谷位置，即其位移为－2 cm，故C错误；由题图可知，F点为振动减弱点，则到两波源的路程差为半个波长的奇数倍，故D错误。 2、 多项选择题（共计3题，每小题5分，选对但不全得3分，错选不得分，共计15分） 8.如图所示，有一人在河边钓鱼，浮标位于A点，S为在水面上沿竖直方向振动的波源，M、N是水面上的两块固定挡板，两板中间有一狭缝。波源S的振动引起浮标上下振动，下列说法正确的是(　　) A.减小波源的振幅，可以减小波源S的振动对浮标的影响 B.增大波源的振幅，可以减小波源S的振动对浮标的影响 C.减小波源的振动频率，衍射现象更明显 D.增大波源的振动频率，衍射现象更明显 答案　AC 解析　减小波源的振幅，位于A点的浮标做受迫振动的振幅相应减小，故可以减小波源S的振动对浮标的影响，A正确，B错误；减小波源的振动频率，由λ＝可知，波长变大，衍射现象更明显，C正确，D错误。 9.如图所示，波源S1在绳的左端发出频率为f1、振幅为A1的半个波形a，同时另一个波源S2在绳的右端发出频率为f2、振幅为A2的半个波形b，且f1<f2，P为两个波源连线的中点(图中未画出)。已知机械波在介质中传播的速度只由介质本身的性质决定。下列说法正确的是(　　) A．两列波比较，a波将先到达P点 B．两列波在P点叠加时，P点的位移最大可达A1＋A2 C．b波的波峰到达P点时，a波的波峰还没有到达P点 D．两列波相遇时，绳上位移可达A1＋A2的点只有一个，此点在P点的左侧 答案　CD 解析　因两列波波速相等，故两列波能同时到达P点，A错误；因f1<f2，由λ＝可知，λ1>λ2，故当两列波同时到达P点时，a波的波峰离P点的距离比b波的波峰离P点的距离大，因此两波峰不能同时到达P点，两波峰应相遇在P点左侧，此位置对应的位移为A1＋A2，位移最大，综上所述，B错误，C、D正确。 10.图甲为一列沿x轴方向传播的简谐横波在t＝1 s时的波的图像，P、Q为横波上平衡位置分别在xP＝1 m、xQ＝2.5 m处的两质点，图乙为质点P的振动图像。下列说法正确的是(　　) A．横波沿着x轴正方向传播 B．t＝1 s时Q质点的振动方向沿y轴负方向 C．质点P的振动方程为y＝4cos t (cm) D．从t＝1 s时开始，质点Q第一次回到平衡位置所需时间为1.5 s 答案　AD 解析　t＝1 s时，质点P向下振动，根据波的传播方向和振动方向关系可知，波沿x轴正方向传播，此时质点Q的振动方向沿y轴正方向，故A正确，B错误；根据题图乙可得质点P的振动方程y＝Acos (t)＝4cos t (cm)，故C错误；由题图甲、乙可知λ＝4 m，周期T＝4 s，则波速v＝＝ m/s＝1 m/s，质点Q第一次回到平衡位置所需时间t＝＝ s＝1.5 s，故D正确。 三、填空题（共计2题，共计16分） 11.如图所示为某一波形图，介质中A、B两质点平衡位置之间的距离为5 m，波源完成一次全振动的时间为2 s。 (1)该波的波长为__________ m，波的周期为________ s。 (2)波的波速为________ m/s。 (3)若该时刻此波刚好传播到B质点，试画出经过2 s时的波形图。 答案　(1)4　2　(2)2　 (3) 12..如图(a)，在xOy平面内有两个沿z方向做简谐运动的点波源S1(0，4)和S2(0，－2)。两波源的振动图线分别如图(b)和图(c)所示。两列波的波速均为1.00 m/s。两列波从波源传播到点A(8，－2)的路程差为______m，两列波引起的点B(4，1)处质点的振动相互______(填“加强”或“减弱”)，点C(0，0.5)处质点的振动相互______(填“加强”或“减弱”)。 答案　2　减弱　加强 解析　由几何关系可知两波源到A点的距离分别为AS1＝10 m，AS2＝8 m，所以两波源到A点的路程差为2 m；同理可得BS1－BS2＝0，为波长的整数倍，由振动图像知两波源振动方向相反，故B点的振动减弱；两波源到C点的路程差为Δx＝CS1－CS2＝1 m，波长λ＝vT＝2 m，则Δx＝λ，所以C点振动加强。 四、解答题（共计3题，共计41分） 13.(10分)图甲为一列频率为1 Hz、沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波的图像。 (1)求该简谐波的传播速度大小。 (2)从该时刻开始计时，在图乙中画出质点D做简谐运动的振动图像(至少画出一个周期)。 (3)从该时刻起，再经过1.5 s，B质点的路程与位移分别是多少？ 答案　(1)4 m/s　(2)见解析图　(3)1.2 cm　－0.4 cm 解析　(1)由题图甲可得λ＝4 m(1分) 频率为1 Hz，则周期T＝1.0 s，所以该简谐横波的传播速度为 v＝＝4 m/s(2分) (2) 如图所示 (4分) (3)再经过1.5 s，B质点振动经过1.5个周期，其路程s＝×4A＝1.2 cm(2分) 位置从0.2 cm到－0.2 cm处，位移为－0.4 cm(2分) 14.(14分)一列沿x轴传播的简谐横波在t＝0.07 s时刻的波动图像如图甲所示，图乙是质点A的振动图像，由题可知 (1)该波的传播方向； (2)该波的传播速度； (3)t＝0.07 s时刻质点A偏离平衡位置的位移和A点的横坐标。 答案　(1)负　(2)100 m/s　(3)10 m　9 m 解析　(1)由质点A的振动图像可知，质点A在t＝0.07 s时刻速度沿y轴负方向，由同侧法可知该波的传播方向沿x轴负方向。 (2)由题图甲可知该波的波长为λ＝8 m，由题图乙可知该波的周期为T＝8×10－2 s，可得波速为v＝＝100 m/s。 (3)由题图乙可知质点A的振动方程为 y＝20sin (25πt－π) cm 当t＝0.07 s时y＝10 cm 由质点A的振动方程可知质点A再次到达平衡位置的时刻为t＝0.08 s，由于波沿x轴负方向传播，可知x＝8 m处质点再次到达平衡位置的时刻为t′＝0.09 s 时间差为Δt＝0.01 s 则波传播的距离Δx＝v·Δt＝1 m 可得A点的横坐标为 8 m＋Δx＝9 m。 15.（17分）一列简谐横波在一均匀介质中传播的速度v＝10 m/s，P、Q是该波传播过程中的两个质点，它们的平衡位置相距x＝4 m，这列波的波长大于2 m而小于20 m。如图表示在波的传播过程中P、Q两质点的振动图像。求： (1)波的能量在P和Q间传播所需要的时间Δt； (2)该波的振动周期T。 答案　(1)0.4 s　(2)见解析 解析　 (1)机械波在同一种均匀介质中传播距离 Δs＝vΔt，解得Δt＝0.4 s。 (2)若波从P向Q传播 x＝(n＋)λ(n＝0，1，2，3…) 由公式v＝得 T＝ s＝ s(n＝0，1，2，3…) 因为2 m<λ<20 m，所以n只能取0和1，故周期为T＝ s或T＝ s 同理，若波从Q向P传播 x＝(n＋)λ(n＝0，1，2，3…) 则 T＝ s＝ s(n＝0，1，2，3…) 因为2 m<λ<20 m，所以n只能取0，1， 故周期为T＝1.6 s或T＝0.32 s。 学科网（北京）股份有限公司 $ 高中物理选择性必修第一册假期作业 第三章《机械波》试卷 1、 单项选择题（共计7题，每小题4分，共计28分） 1.下列关于机械振动和机械波的有关说法正确的是(　　) A．单摆的摆球经过平衡位置时加速度一定为零 B．受迫振动的频率等于驱动力的频率 C．两列波发生干涉时，振动加强点的位移一定大于振动减弱点的位移 D．机械波在传播时，质点在一个周期内沿波的传播方向移动一个波长 2.简谐横波某时刻的波的图像如图所示，由图可知(　　) A．若质点a向下运动，则波是从左向右传播的 B．若质点b向上运动，则波是从左向右传播的 C．若波从右向左传播，则质点c向下运动 D．若波从右向左传播，则质点d向左运动 3.某同学用水波槽观察水波的衍射现象。如图，在水槽里放置两块挡板M、N，挡板M固定不动，挡板N可以上下移动。现在把M、N两块挡板间的空隙当作一个“小孔”做水波的衍射实验，当波源S振动形成的水波经过小孔时，出现了图示中的图样，P点的水并没有明显振动起来。为了使挡板左边的振动能使P点明显振动，下列做法可行的是(　　) A．增加波源S的振动频率 B．增加波源S的振动振幅 C．将挡板N上移一段距离 D．将挡板N下移一段距离 4.一列简谐横波在某时刻的波的图像如图所示，已知图中质点b的起振时刻比质点a延迟了0.5 s，b、c平衡位置间的距离为5 m，以下说法正确的是(　　) A．此列波的波长为2.5 m B．此列波的频率为2 Hz C．此列波的波速为2.5 m/s D．此列波沿x轴正方向传播 5.一列横波沿绳子向右传播，某时刻绳子形成如图所示的形状，对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点，下列说法正确的是(　　) A．质点B向右运动 B．质点D和质点F的速度方向相同 C．质点A和质点C的速度方向相同 D．从此时算起，质点B比质点C先回到平衡位置 6．一简谐横波沿x轴传播，波速为2.0 m/s，该波在t＝0时刻的波形曲线如图甲所示，x＝0处质点的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是(　　) A．质点的振动周期为4.0 s B．这列波的振幅为60 cm C．该波沿x轴正方向传播 D．t＝0时刻，x＝4 m处的质点沿y轴负方向振动 7.两列振动情况完全相同的水波某时刻的波峰和波谷位置如图所示，实线表示波峰，虚线表示波谷，相邻实线与虚线间的距离为0.2 m，波速为1 m/s，两列波的振幅均为1 cm，C点是相邻实线与虚线间的中点，则(　　) A．图示时刻A、B两点的竖直高度差为4 cm B．图示时刻C点正处于平衡位置且向水面下运动 C．经0.2 s，A点偏离平衡位置的位移为－1 cm D．F点到两波源的路程差为零 2、 多项选择题（共计3题，每小题5分，选对但不全得3分，错选不得分，共计15分） 8.如图所示，有一人在河边钓鱼，浮标位于A点，S为在水面上沿竖直方向振动的波源，M、N是水面上的两块固定挡板，两板中间有一狭缝。波源S的振动引起浮标上下振动，下列说法正确的是(　　) A.减小波源的振幅，可以减小波源S的振动对浮标的影响 B.增大波源的振幅，可以减小波源S的振动对浮标的影响 C.减小波源的振动频率，衍射现象更明显 D.增大波源的振动频率，衍射现象更明显 9.如图所示，波源S1在绳的左端发出频率为f1、振幅为A1的半个波形a，同时另一个波源S2在绳的右端发出频率为f2、振幅为A2的半个波形b，且f1<f2，P为两个波源连线的中点(图中未画出)。已知机械波在介质中传播的速度只由介质本身的性质决定。下列说法正确的是(　　) A．两列波比较，a波将先到达P点 B．两列波在P点叠加时，P点的位移最大可达A1＋A2 C．b波的波峰到达P点时，a波的波峰还没有到达P点 D．两列波相遇时，绳上位移可达A1＋A2的点只有一个，此点在P点的左侧 10.图甲为一列沿x轴方向传播的简谐横波在t＝1 s时的波的图像，P、Q为横波上平衡位置分别在xP＝1 m、xQ＝2.5 m处的两质点，图乙为质点P的振动图像。下列说法正确的是(　　) A．横波沿着x轴正方向传播 B．t＝1 s时Q质点的振动方向沿y轴负方向 C．质点P的振动方程为y＝4cos t (cm) D．从t＝1 s时开始，质点Q第一次回到平衡位置所需时间为1.5 s 三、填空题（共计2题，共计16分） 11.如图所示为某一波形图，介质中A、B两质点平衡位置之间的距离为5 m，波源完成一次全振动的时间为2 s。 (1)该波的波长为__________ m，波的周期为________ s。 (2)波的波速为________ m/s。 (3)若该时刻此波刚好传播到B质点，试画出经过2 s时的波形图。 12..如图(a)，在xOy平面内有两个沿z方向做简谐运动的点波源S1(0，4)和S2(0，－2)。两波源的振动图线分别如图(b)和图(c)所示。两列波的波速均为1.00 m/s。两列波从波源传播到点A(8，－2)的路程差为______m，两列波引起的点B(4，1)处质点的振动相互______(填“加强”或“减弱”)，点C(0，0.5)处质点的振动相互______(填“加强”或“减弱”)。 四、解答题（共计3题，共计41分） 13.(10分)图甲为一列频率为1 Hz、沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波的图像。 (1)求该简谐波的传播速度大小。 (2)从该时刻开始计时，在图乙中画出质点D做简谐运动的振动图像(至少画出一个周期)。 (3)从该时刻起，再经过1.5 s，B质点的路程与位移分别是多少？ 14.(14分)一列沿x轴传播的简谐横波在t＝0.07 s时刻的波动图像如图甲所示，图乙是质点A的振动图像，由题可知 (1)该波的传播方向； (2)该波的传播速度； (3)t＝0.07 s时刻质点A偏离平衡位置的位移和A点的横坐标。 15.（17分）一列简谐横波在一均匀介质中传播的速度v＝10 m/s，P、Q是该波传播过程中的两个质点，它们的平衡位置相距x＝4 m，这列波的波长大于2 m而小于20 m。如图表示在波的传播过程中P、Q两质点的振动图像。求： (1)波的能量在P和Q间传播所需要的时间Δt； (2)该波的振动周期T。 学科网（北京）股份有限公司 $