第三章 机械波 感知高考-【新课程能力培养】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册练习手册（人教版）

感知 1.(2025·安徽卷)如图，某同学演示波动实 验，将一根长而软的弹簧静置在光滑水 平面上，弹簧上系有一个标记物，在左 端沿弹簧轴线方向周期性地推、拉弹簧， 形成疏密相间的机械波。下列表述正确 的是() Uo0rooc2uroo0wY 标记物 第1题图 A.弹簧上形成的波是横波 B.推、拉弹簧的周期越小，波长越长 C.标记物振动的速度就是机械波传播的 速度 D.标记物由静止开始振动的现象表明机 械波能传递能量 2.（2024·广东卷)一列 Ay/m 0.1 简谐横波沿x轴正方 0 x/m 向传播。波速为1ms, -0. t=0时的波形如图所 第2题图 示。=1s时，=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)(2025·重庆卷)一浮筒（视为质 点)在池塘水面以频率∫上下振动，水面 泛起圆形的涟漪（视为简谐波）。用实线 表示波峰位置，某时 刻第1圈实线的半径 3 1 为r,第3圈实线的半 第3题图 第三章机械波。 高考 径为9r,如图所示，则() A.该波的波长为4r B.该波的波速为2f C.此时浮筒在最低点 D再经过女，浮筒将在放饭点 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,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.(2025·云南卷)如图所示，均匀介质中矩 形区域内有一位置未知的波源。t=0时 刻，波源开始振动产生简谐横波，并以 相同波速分别向左、右两侧传播，P、Q 分别为矩形区域左右两边界上振动质点 的平衡位置。t=1.5s和t=2.5s时矩形区 域外波形分别如图 中实线和虚线所 4m 2m 示，则() 第5题图 (71 N 高中物理选择性必修第一册（人教版） A.波速为2.5m/s B.波源的平衡位置距离P点1.5m C.t=1.0s时，波源处于平衡位置且向下 运动 D.t=5.5s时，平衡位置在P、Q处的两 质点位移相同 6.(多选)(2024·新课标卷)位于坐标原点 O的波源在=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。平衡位置在 x=3.5m处的质点P开 0.2 0.1 0.2 始振动时，波源恰好 0.21 第2次处于波谷位置， 第6题图 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10m/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t=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 护刘 x/m 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： (72)练 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 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（) 3西 4 m 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·浙江卷)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0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) 平面简谐横波以速 度v=2m/s沿x轴 x/m 正方向传播，t=0 时刻的波形图如图 第11题图 所示。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 第三章机械波。 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， 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。 A y/cm 0 6 8 10x/m .5 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】技源张动的周期品-05 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1=40040s= 400 0.9s,D错误 11.f>ff【解析】A与车间距离减小，则ff;B 与车间距离增大，则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。 2.A【解析】由波速公式=入可得T=入=12s= T 6 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，根据飞-七=5s,解得=36km。故A正确， 1V2 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，放两者问的距离为+子A,1-0,1,2, 3,,又有0、P的平衡位置间距为L,则入m= L 4 专L,放B错误：=0时，P的位移恰好为0，且速度方 向竖直向下，那么，召<牙，此时，P在平衡位量下 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，=双<子，此时P在平衡位置下方， 8<2 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 较强烈的振动，即共振，故P的振动频率接近3H五，则 62 周期接近宁s,放速=今-斗k72mk,放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， 而波长A=DT,整理可得△：为的奇数倍，故A正确， 2f B、C、D错误。 8.(1)2s(2)7.5m/s 【解析】(I)甲船从开始振动的1min内上下振荡 30次则甲船的振动周期为T-文=0s=28。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=15m,则=今-75s. “感知高考 1.D【解析】弹簧上形成的波的振动方向与传播方 向平行，所以弹簧上形成的波是纵波，故A错误；同一 介质中，波的传播速度相同，推、拉弹簧的周期越小， 波的周期越小，由A=T可知，波长越短，故B错误； 标记物振动的速度反映的是机械波中质点在平衡位置附 近往复运动的快慢，机械波的传播速度是波在介质中的 传播速度，二者不是同一个速度，故C错误；标记物由 静止开始振动，说明它获得了能量，这是因为机械波传 播过程中也把能量传递给标记物，故D正确。 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1之册5-2s,当1s时，= 1.5m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.AD【解析】根据题意，某时刻第1圈实线的半 径为r,第3圈实线的半径为9r,故可得2入=9-1，即 入=4r,故A正确；该波的波速v=f=4f,故B错误；由 入=4，根据某时刻第1圈实线的半径=子入，可得此时 浮筒处于平衡位置，由于波向外传播，根据同侧法可知 此时浮筒处于平衡位置向下振动，故再经过=}T, 4f-4 浮筒将在最低点，故C错误，D正确。故选AD。 4.D【解析】画出to时刻A、B两点间波形如图所 示。可知名广子A-6m,解得入=4m,A错误；波源的 振动频率为f=60Hz=1Hz,故波速为0=d=4ms,B错 60 误：质点的振动周期为18，因为025s=子，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，放A点在+05s运动到波峰，速度为 0,D正确。 ,波峰 波谷 第4题答图 5.D【解析】根据题图所示波形可知A=4m,子7 25s-15s,可得72s,波速=今-2m,放A错误： 设波源的平衡位置与P点的距离为，根据矩形区域左 侧=1.5s时的波形可知2m+0=15s,解得=1m,故 B错误：由题图结合同侧法可知，波源刚开始的振动方 向向下，由于1.0s=了T,可知此时波源处于平衡位置 且向上运动，故C错误：t=5.5s时，即从t=2.5s时再 经过3s=子T,可知P处质点处于平衡位置向上振动， Q处质点处于平衡位置向下振动，知此时平衡位置在P、 Q处的两质点位移相同，故D正确。 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=02s,振幅为A=02m,故A 错误，B正确；P开始振动时，波源恰好第2次到达波 谷，放可知此时经过的时间为=子47-035s,放可得 波速为=平=器m6=0ms,放C正确：波长A -2m,=45m-35m分，故可知当质点Q开始振 参考答察与解析。 动时，质点P处于平衡位置，故D错误。 7.BC【解析】由图可知t=O.5s时，波传播的距离 为x25m,放波的速度为=兰品 m/s=5m/s,故A 错误；由图可知该波的波长为入=2m,所以波的周期为 T=入-2s=0.4s,波传播到x=1m需要的时间=4= 02s,由图可知该波的起振方向向下，103s该波振 1 动了Q1s,即子T,所以位于波谷，放B正确：根据图像 可知该波的振动方程)y=Asin2牙4e002sn(5m)m= 0.02sin(5πt+T)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,故三列波的波速为=今=4四1m6,A错误： 由图甲可知，D处距离波源最近的距离为3，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 =了、=36，放2s时，D处的质点还未开始报动.B 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=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t=t-tc=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t2=t-tc= 3s,由振动图像可知此时D处为波源C处传播横波的 波谷；t=6s时，波源A、B处的横波传播到D处后振动 时间为t3=t-t=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、A1-A2=10可得两声波的振幅之 比会子，放C正确，D错误；根据报动减弱的条件可 得入=2d,解得A=60cm,故A、B错误。 2 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】周期内的路程不一定等于A,故C错 (2)见解析 【解析】(1)根据△x=t得△x=4×2.5m=10m,可 误；质点只能在自己平衡位置附近振动，而不随波迁 知t=2.5s时P波刚好传播到x=10m处，O波刚好传播 移，故D错误。故选A。 到=0处，根据“上下坡”法可得波形图如图所示。 11.40.5向下运动【解析】设t=0时刻波形图的 ◆ylcm 表达式为)=1sn只xe,由题知A2cm,波形图过 5 点(0，V2cm)和(1.5m,0),代入表达式可解得 2 6 8 0xm y=2sm受+牙)(cm),即波长A=4m:由于该波的波 第12题答图 速=2mS,则频率”=2H=0.5:周期T=入-2s (2)两列波在图示范围内任一位置的波程差为△x 入4 t=2s时刻的波形图与t=0时刻的相同，根据微平移法可 1(10-x)-xl,(0m<x<10m),根据题意可知，P、Q两 知质点A向下运动。 波振动频率相同，振动方向相反，两波叠加时，振动加 12.(1) Ay/cm 强点的条件为到两波源的距离差△x=(2m+1)入(n= 2 0,1,2,…),解得振幅最大的平衡位置有x=3m,x= 0 /m 7m,振动减弱的条件为△=n(n=0,1,2,…),解 -541 第12题答图 得振幅最小的平衡位置有x=1m,=5m,x=9m。 第四章光 >“1.光的折射 像 基础练习 地平线 1.A【解析】依题意作出光 路图如图所示。折射角：0，=90°- 太阳 0=90°-0，玻璃的折射率：n=C= 玻璃 第4题答图 第5题答图 D义空气 3x10 5.B【解析】如图，由几何光学知识可知，有大气 =V3。由折射定律 V3×108 层时，由于地表大气层不均匀，太阳光线经大气折射后 知：nsin0,=sind2=sin(90°-0)= 第1题答图 向下弯曲，如图所示，地球上观察者看到日出时的太阳 cos,即an6=L=V3,得0=30P。A正确。 要比实际位置高，也就是当太阳还在地平线以下时就可 n 3 以看到太阳的像：而没有大气层时，太阳光线沿直线传 2.C【解析】由折射定律可知，在人射角相同的情： 播，当太阳在地平线以下时是看不到太阳的。故有大气 况下，折射角越小，介质的折射率越大，介质对光线的 层时可提前看到日出。 偏折程度越大。 6.B【解析】这是一道典型的视野问题，解决视野 3.C 问题的关键是确定边界光线和确定是什么约束了视野 4.B【解析】由于大气层的存在，侦察卫星在A处： 等。如本题中由于井口边沿的约束，而不能看到更大的 接收到的P处发出的光信号的光路大致如图中实线所：范围，据此作出边界光线如图所示。 示，由图可知B正确，A、C、D错误。 由图可看出>y,所以水井中的青蛙觉得井口小 些；B>α，所以水井中的青蛙可看到更多的星星，B正 确，A、C、D错误。 64