3 专题3 波的多解问题&第3节 波的反射、折射和衍射-【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）

翻重难点手册高中物理选择性必修第一册R」 专题3波 题型①波的图像的周期性 1.(多选)如图所示为一列沿x轴负方向传播的简 谐横波，实线为t=0时刻的波形图，虚线为t= 0.6s时的波形图，波的周期T>0.6s,则 (). ym 0.2 c/m -0.2 A.波的周期为2.4s B.波的速度为10m/s C.在t=0.5s时，Q点到达波峰位置 D.在t=0.5s时，P点到达平衡位置 题型②波的传播方向的不确定 2.(2025·山东聊城一中期末)（多选）如图所示， 列简谐横波沿x轴传播，在t=0时刻和t= 0.5s时刻的波形分别如图中实线、虚线所示.已 知波的振动周期大于0.5s,则( A.x=0处质点的振动方程可能为y=2sin4t(cm) B.波源的振动周期可能为2s C.若波沿x轴负方向传播，x=0处质点在0~1s 内通过的路程为12cm D.波的传播速度可能为10m/s 3.(多选)一列横波沿直线传播，显示屏上可观察各 个时刻的波形图.在波的传播方向上有A、B两 点.在t时刻A、B两点间形成如图甲所示波形， 在(t十3s)时刻A、B两点间形成如图乙所示波 形，已知A、B两点平衡位置间距离a=9m,则 44 的多解问题 以下说法中正确的是( 甲 A.若周期为4s,波一定向右传播 B.若周期为4s,波一定向左传播 C.该波波速可能的最小值为2.5m/s D.若波速为8.5m/s,波一定向左传播 题型3波形的不确定 4.(多选)如图所示，一根张紧的水平长绳上的a、b 两点相距6m,b点在a点右方.一列上下振动 的简谐波沿此绳向右传播.t=0时，a在最高点， b在平衡位置且向下运动.t=1s时，a在平衡位 置且向下运动，b在最低点，则这列简谐波的波 速可能等于(). 左 右 a A.2 m/s B.6 m/s C.12 m/s D.18 m/s 5.（多选)如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向 传播，振幅为2cm,周期为T.已知在t=0时刻 波上相距50cm的两质点a、b的位移都是 √3cm,但运动方向相反，其中质点a沿y轴负 方向运动.下列说法正确的是(). Ay/cm 2-------“不-- -2-- 020 →x/cm 70 A.该列简谐横波波长可能为37.5cm B.质点a、b的速度在某一时刻可以相同 C.当质点b的位移为+2cm时，质点a的位移 为负 D在：-了时刻质点b的速度最大 第3节 波的反 A基础过关练 。测试时间：10分钟 1.关于波的折射现象，下列说法正确的是(). A.一切波都能发生折射现象 B.发生折射时，波的传播方向一定会发生改变 C.不是所有的波都能发生折射 D.波发生折射时，波长、频率和波速都会发生 变化 2.机械波在传播过程中遇到障碍物时会发生反射， 如果用射线表示波的传播方向，下列说法正确的 是() A.入射线与反射线一定在同一平面内，法线与 这一平面垂直 B.入射线与反射线可能在法线同侧 C.“回声”是声波的反射现象 D.“回声”是声波的折射现象 3.如图所示是观察水面波衍射的实验装置.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，每两条波纹 (图中曲线)之间距离表示一个波长.为了使衍射 现象更明显，可以采取的措施有( D A.将孔AB扩大或者增大波源频率 B.将孔AB扩大或者减小波源频率 C,将孔AB缩小或者增大波源频率 D.将孔AB缩小或者减小波源频率 4.在水槽中放置两块挡板，中间留一个狭缝，观察 到水波通过狭缝后的传播现象如图所示.现适当 第三章机械波 射、折射和衍射 减小狭缝宽度，则( A.水波波长变长 B.水波振幅变大 C.水波波速变小 D.衍射现象更明显 5.(多选)在观察水波衍射实验的时候，在发波水槽 (如图1所示)中盛有一定深度的水，在水槽中放 置两块挡板，中间留一个狭缝，改变波源的频率 和狭缝的宽度，观察到水波通过狭缝后的传播现 象的照片如图2、图3所示.图2为波长一定的 水波通过宽度不同的狭缝；图3为波长不同的水 波通过宽度一定的狭缝，波长分别是狭缝宽度的 753 10100由两图对比或三图对比，可能得出的 最直接的结论是( 图1 图2 图3 A.如图2，波长一定的水波通过狭缝时，狭缝的 宽度越小，衍射现象越明显 B如图2，波长一定的水波通过狭缝时，狭缝的 宽度越大，衍射现象越明显 C.如图3，通过宽度一定的狭缝时，波长越短的 水波衍射现象越明显 D.如图3，通过宽度一定的狭缝时，波长越长的 水波衍射现象越明显 45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. 3.D4.D 5.AD【解析】波长一定的水波通过宽度不同的狭缝时，由题 图2可知，狭缝的宽度越小，衍射现象越明显，故A正确，B 错误；波长不同的水波通过宽度一定的狭缝时，由题图3可 知，波长越长的水波衍射现象越明显，故C错误，D正确. 第4节波的干涉 基础过关练 1.B【解析】由题图可知甲波峰的坐标为x1=5m,乙波峰的 坐标为x2=16m,两列波的波速相同，则波峰相遇位置为 x=,+,乙=5m十16m5m=10.5m,故选B 2 2 2.C【解析】质点A处于波峰与波峰相遇点，则A为振动加 强点，其振幅为20cm,不是一直处于波蜂处，故A错误；C 为波谷与波谷相遇点，则C点为振动加强点，B点为AC连 线的中点，可知质点B振动加强，其振幅为20cm,故B错 误；根据上述分析可知，此时A、C两质点的竖直高度差为 4A=40cm,故C正确；再经过半个周期，质点A到达波谷， 故D错误 3.A【解析】当B为某长度时，D处检测到声音最弱，则此时 两列声波到达D处的路程差为半个波长的奇数倍：缓慢移 动B,发现当B平移3.4cm时，D处第一次检测到声音最 强，可知此时两列声波到达D处的路程差为波长的整数倍， 且移动的距离是从声音最弱到第一次检测到声音最强，则有 Ax=2×3.4cm三2入，解得波长为入=13.6cm,该声波的 频率为f三义-13,60=2500，放选A 4.B【解析】从题图所示时刻开始，质点α向平衡位置振动， 加速度减小，故A错误；由题可知该波的波长入=4m,该波 的波速u=100m/s,故该波的周期T=入 =0.045,当t= 0.018=子T时，质点a通过的路程：=子×4A=A 0.2m,故B正确；该波的频率∫=子=25，若与另一列 波产生干涉现象，两列波的频率应相等，即另一列波的频率 也应为25Hz,故C错误；当障碍物尺寸小于或等于波的波 长时，波会发生明显的衍射现象，由于该波的波长也为4m, 障碍物的宽度约为4m,近似等于该波的波长，可以产生明 显的衍射现象，故D错误 综合提能练 1.D【解析】设向右传播的波为波A,向左传播的波为波B, 对于波A(向右传播)：观察c点，c点处于波A的“上坡”段， 根据“上下坡法”，c点振动方向向下.观察d点，d点处于波 A的“下坡”段，根据“上下坡法”，d点振动方向向上.对于波 B(向左传播)：观察c点，c点处于波B的“上坡”段，根据“上 下坡法”，c点振动方向向下.观察d点，d点处于波B的“下 坡”段，根据“上下坡法”，d点振动方向向上.根据波的叠加 原理，两列波在相遇区域，各点的振动是两列波单独引起振 动的矢量和.在两列波“消失”（位移叠加为0）的时刻，c点由 于两列波单独作用时振动方向均问下，所以实际振动方向向 下；点由于两列波单独作用时振动方向均向上，所以实际 振动方向向上.故c向下、d向上，故选D. 2.AC【解析】由题图可知周期为T=0.4s,振幅为A=5cm, 且S:比S,早振动的时间为=0.28=号T,当=1.4s 时，x=0处质点已通过30cm的路程，s=30cm=6A,由于 x=0处到两波源的距离相等，所以当S2的振动传到x=0 处时，S1的振动已经使x=0处质点振动了2T,通过的路 程为s1=2A;之后S1、S2共同引起x=0处质点振动，且振 动方向相同，则x=0处为振动加强点，再振动2T,通过的 路程为52=2A'=4A.综上分析可知，t=1.4s时，S1的振 动已经使x=0处质点振动的时间为T,则S1的振动传到 x=0处所用时间为△=1.4s一T=1s,则波速为0= 10 m/s=10m/s,故A正确；由于S1的振动先传到x=0 处，由题图乙可知，x=0处质点起振方向沿y轴负方向向 下，故B错误；S1的振动传到x=2m处所用时间为△t1= 。=0s=1.2s,S2的振动传到x=2m处所用时间为 Ax1=12、 4,-42=8 。=0s=0.8s,则t=1.5s时，S1的振动已经使 x=2m处质点振动了0.3s三年T,S1的振动使x=2m处 质点的位移为5cm,S2的振动已经使x=2m处质点振动 了Q.5s=号T,S,的振动使x=2m处质点的位移为5cm, 根据叠加原则可知，t=1.5s时，x=2m处的质点的位移为 10cm,故C正确；t=3s时，两波源都是从平衡位置向y轴 正方向振动，两波的波长为入=T=10×0.4m=4m,两波 源之间的点与两波源的波程差满足一20m=一5λ<△x< 5λ=20m,可知t=3s后，两波源之间（不包括波源）共有 9个振动加强点，故D错误. 3D【解析】由题意可知波速。=是-发-0 3m/s= Q04m/s,则波长入号-0.04m=0.02m,故A错误，B正 确；ab连线上（除a、b外）振幅极大的点到两波源的波程差 需满足等于波长的整数倍，即△s=n以(n=0,士1，士2，…)， 根据几何关系可知一9cm<△s<9cm,解得一4n≤4，又 因为n取整数，所以n=0,士1，士2，士3，士4，即ab连线上 (除a、b外)共有9个振幅极大的点，故C错误，D正确. 关键点：a、b两相千波源，其连线上相邻加强点 (或相邻减弱，点)之间距离为半个波长 4.(1)1s(2)6(3)(8-22)cm 【解析】(1)波长为入=0.4m,波速为v=0.4m/s,可得周期 λ0.4 T=0=0.48=18 25