3 第1节 波的形成&第2节 波的描述-【重难点手册】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册同步练习册（人教版）

第三章 第1节 ○A基础过关练 测试时间：15分钟 1.（多选)关于机械波的形成和传播，下列说法中正 确的是(). A.物体做机械振动，一定产生机械波 B.后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振 动，只是时间落后一步 C.参与振动的质点群有相同的频率 D.机械波是质点随波迁移，也是振动能量的传递 2.(多选)下列关于机械波的说法中正确的是 () A.随着波的传播，介质中各质点都在各自的平 衡位置附近振动 B.随着波的传播，介质中各质点也将由近及远 地迁移出去 C.波的传播过程中相邻质点间必有相互作用力 D.某一水平方向的机械波在介质中传播，介质 中的质点必沿竖直方向上下振动 3.地震波既有纵波也有横波，若某地区地震时纵波 的传播速度大于横波的传播速度，则震源正上方 的房屋(). A.同时上下振动和左右摇动 B.先左右摇动后上下振动 C.先上下振动后左右摇动 D.只上下振动 4.(2025·江西鹰潭一中期中)一条绳子可以分成 一个个小段，每小段都可以看作一个质点，这些 质点之间存在着相互作用.如图所示，1、2、3、4… 为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方 向.质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运 动，会带动2、3、4…各个质点依次上下振动，把 振动从绳的左端传回右端.质点1的振动周期为 机械波 波的形成 T.t=0时质点1开始竖直向上运动，经过四分 之一周期，质点5开始运动.下列判断正确的是 (). 左2345678g0ig4789亦右 A.质点1与质点20间相距一个波长 B.质点20开始振动时运动方向向下 C.t=2时质点5的加速度方向向上 D.:-8T时质点12的速度方向向上 5.(2025·江苏常州三中期末)用手握住轻质弹性 绳的端点A抖动，在弹性绳上形成如图所示的 简谐波.图示时刻波恰好传到质点B,质点P、Q 离开平衡位置的距离相等.则( A.手握A点开始振动的方向是向下 B.手握A点开始振动的方向是向上 C.质点P,Q振动情况总是相反 D.质点P、Q振动情况总是相同 6.一列简谐机械横波某时刻的波形如图所示，波源 的平衡位置横坐标为x=0.当波源质点处于其 平衡位置上方且向上运动时，介质中平衡位置横 坐标x=2m的质点所处位置及运动情况是 Ay/cm 10 -10 A.在其平衡位置下方且向上运动 B.在其平衡位置下方且向下运动 C.在其平衡位置上方且向上运动 D.在其平衡位置上方且向下运动 41 铺重难点手册高中物理选择性必修第一册R, 第2节 A基础过关练 测试时间：15分钟 1.声波从声源发出后，在空中向外传播的过程中 (). A.振幅在逐渐变大B.频率不变 C.波速在逐渐变小D.波长在逐渐变小 2.(2025·安徽滁州教学质量监测)如图为一设备 检测到的超声波在某种介质中传播的图像，已知 超声波在该介质内的传播速度大小为1200m/s, 此刻质点A正在向下振动.下列说法正确的是 ymm -x/mm 1012 A.超声波沿x轴正方向传播 B.超声波的频率为2.4×105Hz C.该时刻质点A、B的加速度相同 D.质点B在此后的1×10-4s内运动的路程为 0.16m 3.(2025·安徽江淮协作区期末)水面某处有一个 做简谐运动的振动源O,以O为坐标原点，在水 面内建立平面直角坐标系xOy,如图甲所示，点 M、N、P、Q的坐标已经标出.t=O时刻振动源 开始振动（振动方向垂直于水面），振动源的振动 图像如图乙所示，t=1s时，点P开始振动，t= 1.5s时，点Q第一次到达波峰.下列说法正确 的是(). Ay/m Q(0,2.5) N-1,0) P(2,0)x/m M0,-1.5) 甲 A.波速大小为1m/s B.振动源的振动周期为1s C.点M、N的振动方向始终相反 D.t=2s时，点M处于波谷位置 42 波的描述 4.(多选)一列简谐横波沿x轴传播，图甲是t=0 时刻的波形图，P是介质中位于x=2m处的质 点，其振动图像如图乙所示.下列说法正确的是 (). ◆ycm ←yWcm C/m t/s 多 A.波速为2m/s B.波向右传播 C.质点P在0~7s时间内运动的路程为14m D.x=3m处的质点在t=7s时距离平衡位置 5 cm 5.(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播，a、b为 x轴上的两个质点，平衡位置坐标分别为x。= 1m、x6=6m,t=0时刻波形如图所示，t=0.5s时 刻，b第一次到达波峰下列说法正确的是(). ◆ycm A.波源的起振方向沿y轴负方向 及该简谐横波的周期为号。 C.t=0.5s时刻，a的加速度最大 D.t=0.75s时刻，a、b的速度方向相同 B综合提能练 。测试时间：20分钟 1.(2025·河南许昌期末)如图所示，M、P、N为一 条弹性轻绳上的三点，且MP=2PN=4m.t=0 时刻，波源P开始垂直于MN向上起振，振动规 律为y=0.1sin(10πt)cm.此后测得N点开始 起振的时刻为t=2.0s.下列说法正确的是 (). M N A.该波的波长为0.5m B.该波在上述弹性轻绳上的传播速度为2m/s C.N点开始起振时方向向下 D.t=4.25s时刻质，点M处在正向最大位移处 2.一简谐横波从质点a向质点b传播，a、b的平衡 位置相距2.5m,其振动图像如图所示，已知波 长大于2m.下列判断正确的是( 10 0.5 t/s A.质点a的振动方程为y=10sin(行+）cm B.简谐波的周期为5s C.简谐波的波长为6m D.0~1.5s内质点a通过的路程为(15一 5√2)cm 3.（多选)如图所示， ◆ycm 2 一列简谐横波沿x B 轴正方向传播，t= /10.8 1.6 2.4xm 0时刻，该波传播-2 A 到x轴上的质点B处，质点A在y轴负方向最 大位移处.在t=0.2s时，质点A恰好第一次到 达y轴正方向最大位移处，则( A.该波的周期为0.4s B.t=0.8s时，质点B在平衡位置处且向y轴 负方向运动 C.该波的波速等于4m/s D.该波的振幅为4cm 4.(2025·广东广州二中期末)（多选）图甲为一列 沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0.1s时刻 的波形图，该时刻波恰好传播至Q点.图乙为质 点M、N、P中某一质点的振动图像，则(). M 5678910x/cm 10 78t/(×10-s) 第三章机械波 A.图乙是质点N的振动图像 B.该波的传播速度大小为1m/s C.波源的起振方向沿y轴正方向 D.x=10cm处的质点第一次到达波峰位置的 时刻是t=0.9s 5.位于水面上O点的波源上下振动，形成在xOy 水面上传播的简谐横波，波面为圆.波源从平衡 位置向上起振，t1=0时刻，第一象限内第一次 出现如图甲所示的波面分布，其中实线表示波 峰，虚线表示相邻的波谷，A处质点的振动图像 如图乙所示，之轴正方向垂直水面向上.求： ym 3 个z/cm t/s 234x/m 甲 (1)该波在水面上传播的速度大小. (2)在0~10s内，坐标y=4m处的质点B运 动的路程 C培优突破练 。测试时间：10分钟 1.一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时的波形图 如图甲所示，图乙表示平衡位置位于x=7m处 的质点此后一段时间的振动图像.若该简谐波的 波长大于3m,求： ◆ycm 0 c/m 1.6 t/s 2 1 2 甲 (1)x=7m处的质点做简谐运动的表达式. (2)这列简谐波的波长的可能值. (3)这列简谐波的最大波速和最小波速（结果均 可用分数表示). 43度大小仍为a,但方向相反.对B有F2一ng sin0=ma,故 .3 Fxa-2 mgsin 0. (3)根据简谐运动特点可知，最后静止时弹簧的压缩量为 x=mgsin 0 /3mg2 15.(1)J2k (2)2m3 【析】(1)B自由下落H的速度为VB,根据机械能守恒有 mgH=mi,解得g=2g.B与A碰撞过程动量 3mg2 守恒，有mB十0=(m+m)u1,解得u=√2k (2)A在O位置，弹簧被压缩xo,根据平衡条件得x。= 受设A与B共同体继续向下运动离0点的最大距离 为xn,根据能量守恒定律有（(2m)+名+2mg。 =(x十x,整理得名-2xx。-3x=0,解得x =3x,即xm=3mg.当A,B整体所受合力为0时，设离0 点距离为x1,根据平衡条件有2mg=x1,解得x1= 2mg 则A、B一起做简谐运动的振幅为A=xm一(x1一xo)= 2mg k 第三章 机械波 第1节波的形成 基础过关练 1.BC【解析】机械波的形成必须具备的两个条件：振源和介 质，只有物体做机械振动，而其周围没有传播这种振动的介 质，远处的质点不可能振动起来形成机械波，故A错误；后 振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动，只是时间落后 一步，参与振动的质点群有相同的频率，故B、C正确；形成 机械波的各个质点只在平衡位置附近往复运动，并没有随波 迁移，离振源远的质点振动的能量，是通过各质点的传递从 振源获得，故D错误. 2.AC【解析】随着波的传播，介质中各质点都在各自的平衡 位置附近来回振动，不随波迁移，故A正确，B错误；波源的 振动使质点一个被一个带动，且与波源振动相同，同时总滞 后于前一个质点，故C正确；某一水平方向的机械波在介质 中传播，介质中的质点的振动方向与波的传播方向相互垂 直，不一定在竖直方向上下振动，故D错误故选A、C. 3.C【解析】纵波振动方向与传播方向一致，横波振动方向与 波的传播方向相互垂直，由于纵波传播得快，地震发生时纵 波先到达震源正上方，震源正上方房屋先上下振动后左右摇 动，故选C 4.D【解析】质点1与质点5之间相距四分之一波长，可知质 22 点1与质点17间相距一个波长，故A错误；因质点1开始起 振的方向向上，可知质点20开始振动时运动方向向上，故 B错误=时振动刚传到质点9，此时质点5在波蜂位登， 此时质点5的加速度方向向下，故C错误；t二时振动传 到质点13位置，此时质点12正由平衡位置向波峰位置振动 的过程中，则其速度方向向上，故D正确. 5.A【解析】手握A点开始振动的方向与波的最前沿开始振 动的方向相同，由题图可知波的最前沿（即B点）此时的振 动方向向下，故手握A点开始振动的方向是向下，故A正 确，B错误；质点P、Q的平衡位置之间的距离大于半波长而 小于波长，故质点P、Q振动情况既不总是相反，也不总是相 同，故C、D错误. 6.B【解析】由波的形成与传播可知，当波源质点处于其平衡 位置上方且向上运动时，介质中平衡位置横坐标x=2m的 质点在其平衡位置下方且向下运动，B正确 第2节波的描述 基础过关练 1.B【解析】声波传播时，能量因扩散和介质吸收而减少，振幅 逐渐减小，故A错误：；频率由声源振动决定，与传播过程无 关，所以频率不变，故B正确；波速由介质的性质决定，在均 匀空气中传播时波速不变，故C错误；根据公式v=λf,因波 速和频率均不变，所以波长不变，故D错误 2.D【解析】此刻质点A正在向下振动，根据“平移法”可知， 超声波沿x轴负方向传播，故A错误；由题图可知入= (10一4)mm=6mm,根据波速的计算公式有o=fa,解得 f=1×105Hz,故B错误；该时刻质点A、B的位移方向不 同，根据a=6红可知加速度不相同，故C错误；根据T一 772 宁可知，T=1X10s,由于t=1X1018=10T,则路程为 s=40A=0.16m,故D正确. 3日【解析由超意可知波速0一公签-日-2s,放A错 误：波传播到Q处的时间为1=：-2、=1.25s,4=1.5g 时Q第一次到达波峰，根据题图乙可知波的起振方向向上， 所以1.25~1.5s这段时间Q振动了，所以周期T=1s, 故B正确；波长λ=vT=2m,M、N与波源的距离差0.5m= 产，所以点M,N的振动方向不是始终相反，故C错误：= 0.5s时波传播到M处，再经过买=-0.75sM第一次处于 波谷位置，此后每经一个周期，M再次处于波谷位置，所以 t=2s时，点M不是处于波谷位置，故D错误. 4.AD【解析】由题图甲可知波长为4m,由题图乙可知波的 入4 周期为2s,则v=子=2m/s=2m/s,故A正确；由题图 乙可知=0时，P点向下运动，根据“上下坡”法可知波向左 传播，故B错误；根据题图甲可知t=0时x=3m处的质点 位于y=-5m处，由于=7s=3T+号T,可奥知在=7s时 该质点位于y=5cm处，质点P运动的路程为s=3×4A十 2×4A=70cm,故C错误，D正确， 方法总结 波的图像可形象认为某一时刻对所有振动质点照的一 张相片，而振动质，点认为是对某一质点的录像，如0时刻， 录像显示P点沿y轴负方向振动，对应波的图像P点向下 运动，可知波向左传播， 5.AD【解析】简谐横波沿x轴正方向传播，根据“同侧法”可 知波源的起振方向沿y轴负方向，故A正确：由题意有号+ =0.5s,解得T=0.4s,故B错误；t=0.5s时刻，a处于 3T 平衡位置，加速度为0，故C错误；t=0.75s时刻，根据质点 的振动规律可知a、b的速度均沿y轴正方向，故D正确. 综合提能练 1.D【解析该波的波速-=号m/s=1m/S,周期T t 2红8=0.2s,波长为入=T=0.2m,放A,B错误D 点开始起振时方向与波源P相同，方向向上，故C错误；波 传到M点需要的时间，=MP =4s,t=4.25s时刻质点M 已经振动0.25s,即振动了1↓T,因M起振方向向上，可 知此时处在正向最大位移处，故D正确. 2.C【解析】由题图可知波的振动周期T=4×(2一0.5)s=6s, 振幅A=10cm,设a质点振动方程为y=Asn(祭+)- 10sin(行+p）cm,i=2.5s时a质点位移0，代入上式解 得p=石，故质点a的振动方程为y=10sin(受+)cm, 故A、B错误；a传到b所需要的时间△T。=2.5s,故△T= △T。十nT(n=0,1,2,…),已知两质点平衡位置距离为x= 2.5m,根据波传播的特点，x-兴X=(+平）Aa=0,1 2,…),由此可以求解波长入=工 =25 △T。n+2.5nn=0, n+ 2,…),由于波长大于2m,则n取0，故波长为6m,故C正 确；由于质点a的振动方程为y=10sim(5+）cm,可 知0时刻其位移为y1=5cm,1.5s时刻其位移为y2= 5√3cm,故1.5s内质点a通过的路程为s=A-y1十A一 y2=(15-53)cm,故D错误. 3.AC【解析】由题意可知t=0时刻质点A在y轴负方向最 大位移处，1=0.2s时质点A恰第一次到达y轴正方向最 大位移处，即2T=0.2s,可得T=0.4s,故A正确；根据 “同侧法”可知t=0时B向y轴正方向运动，t=0.8s时即 两个周期后，质点B仍在平衡位置处且向y轴正方向运动， 故B错误；由题图可得入-1.6m,放波速-六=4m/s,故 C正确；由题图可知该波中质点的振幅为2cm,故D错误. 4.AD【解析】由题图甲可知t=0.1s时刻质点N处于波峰 位置，题图乙中质点在t=0.1s时刻处于波峰位置，所以题 图乙是质点N的振动图像，故A正确；波长为入=4cm,周 入 期为0.4s,则波速为v=分=0.1m/s,故B错误；根据“波 形平移法”可知，Q点的起振方向沿y轴负方向，则波源的起 振方向沿y轴负方向，故C错误；根据“波形平移法”可知， 从t=0.1s时刻到x=10cm处的质点第一次到达波峰位 置所用时间为Y=△x=10-2)X10 s=0.8s,则x 0.1 10cm处的质点第一次到达波峰位置的时刻是t=0.9s,故 D正确. 5.(1)0.5m/s(2)35cm 【解析】(1)由题图甲可知该波波长入=2m,由题图乙可知该 λ 波周期T=4s,则波速0=分=0.5m/s (2)分析可知0时刻波源振动了T,故0时刻)-2.5m 处的质点起振则波传播到乃质点用时1=女-。： s= 33放10：时B质点已报动了=10s=7s-号工， 个周期内质点运动路程为4A,振幅A=5cm,故在0~10s 1 41 内，坐标y=4m处的质点B运动的路程5=T×4A一 35cm. 培优突破练 1.=sm(悟：-）cm(2)12m,5m,m,4m 8428 5 (3)5m/s,3m/s 【解析】(1)设x=7m处的质点做简谐运动的表达式为y= As如ac十p,由题离甲可知A=1m代人点0，-m)和 16s,0,联立解得p=一子w=君ads,则工=7m处 的质点做筒谐运动的表达式为y一s如（爱-）m (2)①若这列波沿x轴正方向传播，波长最大时对应图中 M点. 个ycm 0 x/m M N 23 则有x=+以0n=0,1,2,3…,可得入=712mmn= 84 6 0,1,2,3,),n=0时，d1=12m可取n=1时，2=19m 84 可取；n=2时，入2=1m<3m,舍去 ②若这列波沿x轴负方向传播，波长最大时对应为图中N 点，有x=十以=0,12,3…)得X=36n= 28 2分入 0,1,2,3,),k=0时，入二23m可取k=1时，，=4m可 28 取；k=2时入。一m<3m舍去，故简谐波波长的可能值 8428 为12m19m,3 m、4m. (③)简谐波的波速满足。=产，周期T-2红-号s,波长越大 w 5 波速越大，由(2)可知最大波长为12m,最小波长为4m,联 5 立解得vmx=5m/s,vmn=3m/s, 专题3波的多解问题 1.BC【解析】由于简谐横波沿x轴负方向传播，则t= (a+)Tn=0,1,2…),又T>06s,联立可得n=0,T 入 =0.8s,故A错误；波长入=8m,则波速为0=分=10m/s,故 B正确；经过0.5s,波向左传播的距离为5m,根据波形的平 移法可知，t=0时刻x=10m处的波峰传到Q点，Q点到 达波峰位置，故C正确；因为t=0时刻P点正在向下运动， 经过0.5s应该在平衡位置上方正向上运动，故D错误. 2BC【解析】若波沿x轴正方向传播，则Q.5s=nT+子Tm= 0,1,2,3,…),因为波的振动周期大于0.5s,则n取0，周期 T1=2s,由题图知振幅A为2cm,则x=0处质点的振动方 程1=2cos祭(cm）=2osx(cm）,若波沿x轴负方向传 播，则0.5s=nT+T(m=0,1,2,3…）,因为波的振动周 期大于0.5s,则m取0，周期T,=号，则x=0处质点的振 动方程x2=2os2经(cm）=2cos3t(cm）,故A错误，B正 确：若液沿x轴负方向传播，则周期为T,=号s,则x=0处 质点在0~1s内道过的路程：=×4A=12m,故C正 确；波长为4m,若波沿x轴正方向传播，当n取1时，周期 为.4s,波速。-会-专界。=10ms,但由于岗期买大于 0.5s,不符合题意，故D错误 3A0【解析】若波向右传播，则有子T+nT=3s(m=01, 24 2.可得T=异3a=01,2.当T=4时 0,故A正确.若波向左传播，则有4T十nT=3s(n=0,1, 12 2,…）,可得T=4n中sn=0,1,2,…),当T=4s时，n不 是正整数，故B错误.根据已知条件可知波长入=6，由v= 产可知，周期最大时，波速最小，因T一Xs=12s,有 12 元入=0.5m/s,故C错误若波向右传播，则有v= Umin一Tm 入4n+3 2m/s(n=0,1,2,…),若波向左传播，则有0= 入4n+1 〒=2m/s(n=0,1,2,…),当波速为8.5m/s,若波向 右传播，则n=3.5不是正整数；若波向左传播，则n=4是正 整数，故D正确。 4.AD【解析】由题意可知a、b两点平衡位置之间的距离满足 x=6m=(a+是)A(m=0,1,2…1=1s时，a在平衡 位置且向下运动，6在最低点，有(m+是)T=1s(m=0,1 2…).则这列简谐放的波速。=子-6”，综上可得 当m=0,n=0时，o=2m/s;当m=1,n=0时，v=10m/s; 当m=2,n=0时，v=18m/s.故选A、D. 5D【解标抽三角西数可知血音一血管-停则有合十 300 M=50cmn=0,1,2,),得入=6m十1cm(n=0,1,2,…）, n=4时，入=12cm,波长不可能为37.5cm,故A错误；两质 点不为反相点，两质点振动时，可能在某一时刻速度相同，故 B正确；当质点b的位移为十2cm,即到波峰位置时，质点a还 未到达平衡位置，位移为正，C错误：质点b在t=0时刻，位移 y-号A,向上振动，那么振动方程为y-A血（停：十 子，故当：=弓T时，质点6在平衡位置向下振动，所以 速度最大，故D正确， 第3节波的反射、折射和衍射 基础过关练 1.A【解析】当波从一种介质传播到另一种介质时，一切波都 能发生折射，故A正确，C错误；波的传播方向跟两种介质的 界面垂直时，传播方向不变，故B错误；波从一种介质传播进 人另一种介质时，颜率不变，波速发生变化，而波长X=号， 则波长随着波速的变化而变化，故D错误.故选A. 2.C【解析】波的反射遵循波的反射定律，即反射线在入射线 和法线所决定的平面内，分居法线两侧，故A、B错误；声波 遇到障碍物时可发生反射，形成回声，因此回声是声波的反 射现象，故C正确，D错误.故选C.