周周练6 波的形成和描述 波的反射、折射和衍射-【优学精讲】2026-2027学年高中物理选择性必修一同步教参(教科版)
周周练6 波的形成和描述波的反射、折射和衍射
1.关于机械波和机械振动,下列说法正确的是( )
A.只要有机械振动,就一定有机械波
B.介质中质点的振幅就是机械波的波长
C.介质中质点的振动速度就是机械波的传播速度
D.在机械波的传播过程中,各个质点的振动周期均与波源的振动周期相等
解析:选D。机械波的形成需要波源和介质,仅有振动而无介质时无法形成波,故A错误;振幅是质点振动的最大位移,波长是波在一个周期内传播的距离,二者概念不同,故B错误;质点振动速度是质点往复运动的速度,波速是振动形式传播的速度,二者方向与大小均无必然联系,故C错误;机械波传播时,介质中各质点做受迫振动,其周期由波源决定,与波源振动周期相等,故D正确。
2.“振动是波的起源,波是振动的传播”,下列关于机械振动和机械波的说法正确的是( )
A.波速表示介质中质点振动的快慢
B.机械波在一个周期内传播的距离是振幅的4倍
C.简谐运动的平衡位置就是质点所受合力为零的位置
D.弹簧振子每次经过平衡位置时,位移为零、动能最大
解析:选D。波速是波在介质中的传播速度,由介质本身决定,而质点振动的快慢由振动频率或最大速度决定,两者无直接关联,故A错误;机械波在一个周期内传播的距离为波长,而振幅是质点的最大位移,两者不同且无必然倍数关系,故B错误;简谐运动的平衡位置是回复力为零的位置,但合力不一定为零,例如单摆的平衡位置存在向心力,合力不为零,故C错误;弹簧振子在平衡位置时位移为零,速度最大,动能最大,故D正确。
3.(多选)如图分别表示一列水波在传播过程中遇到了小孔(A、B、C图)或障碍物(D图),其中能发生明显衍射现象的有( )
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解析:选BC。只有当障碍物或孔的尺寸与波长差不多或小于波长时才能发生明显衍射现象,则图B、C能发生明显衍射。
4.一列简谐横波沿x轴正方向传播,某时刻的波形图如图所示。其中A、B、C为介质中的三个质点,下列说法正确的是( )
A.该时刻,质点A的速度在增大
B.该时刻,质点B的速度方向沿y轴负方向
C.经过周期后,质点B移动到质点C的位置
D.从此刻开始,质点A比质点C先回到平衡位置
解析:选B。根据“上下坡”法可知,该时刻质点A向远离平衡位置的方向振动,速度减小,质点B沿y轴负方向振动,即速度方向沿y轴负方向,故A错误,B正确;质点只能在各自的平衡位置附近振动,不会随波的迁移而迁移,因此经过周期后,质点B到达其波谷,而不是到达质点C的位置,故C错误;根据上述分析可知,质点A向远离平衡位置的方向振动,质点C由波谷向平衡位置振动,故质点C比质点A先回到平衡位置,故D错误。
5.如图所示,a、b、c、…、k为连续的弹性介质中间隔相等的若干质点,e点为波源,t=0时刻从平衡位置开始向上做简谐运动,振幅为3 cm,周期为0.2 s。在波的传播方向上,后一质点比前一质点迟0.05 s开始振动。t=0.25 s时,x轴上距e点2.0 m的某质点第一次到达最高点,下列说法不正确的是( )
A.该机械波在弹性介质中的传播速度为10 m/s
B.图中相邻质点间距离为0.5 m
C.当a点经过的路程为9 cm时,h点经过的路程为12 cm
D.当b点在平衡位置向下振动时,c点位于平衡位置的上方
解析:选D。根据题意可知波的周期为0.2 s,t=0时刻e点从平衡位置开始向上
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做简谐运动,经过t=0.05 s,e点第一次到达最高点,t=0.25 s时,x轴上距e点2.0 m的某质点第一次到达最高点,则知该质点的振动比e点落后一个周期,所以波长λ=2 m,则波速v==10 m/s,故A正确,不符合题意;由波的周期为0.2 s,后一质点比前一质点迟0.05 s开始振动,可知相邻质点间的距离等于四分之一波长,可得相邻质点间的距离Δx=
λ=0.5 m,故B正确,不符合题意;质点a到波源的距离为一个波长,质点h到波源的距离为四分之三的波长,由于振幅为3 cm,所以当a点经过的路程为9 cm时,即质点a振动了四分之三的周期,由对称性规律可知,h质点刚好振动一个周期,所以质点h的路程为4A=12 cm,故C正确,不符合题意;b、c两质点均在波源的左侧,波是由c向b传播的,所以当b点在平衡位置向下振动时,c点处于波谷,故D错误,符合题意。
6.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( )
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
解析:选D。弹簧上形成的波的振动方向与传播方向平行,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,由公式λ=vT可知,波长越短,故B错误;标记物振动的速度反映的是标志物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,这是因为机械波使得能量传递给标记物,则标记物由静止开始振动的现象表明机械波能传递能量,故D正确。
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