新教材人教版高中物理选择性必修第一册第三章机械波 课时练习题及章末测验

第三章机械波

3.1波的形成...........................................................-1-

3.2波的描述...........................................................-6-

3.3波的反射、折射和衍射..............................................-12-

3.4波的干涉..........................................................-17-

3.5多普勒效应........................................................-24-

章末综合测验...........................................................-26-

3.1波的形成

基础练习

一、选择题（本题共6小题，每题8分，共48分）

1.关于机械波的下列说法中，正确的是（C）

A.自然界所刮的风就是一种机械波

B.波不仅能传递能量，而且参与振动的质点也在随波迁移

C.波将波源的运动形式传播出去的同时，也可以传递信息

D.能传播机械波的介质一定是可以自由流动的

解析：自然界所刮的风，实质上是由于压强差等因素引起的空气流动，不是机

械波，所以A错；波是运动形式的传播，是能量传递的一种方式，但各质点均在

各自平衡位置附近振动，并不随波迁移，因此B错；波不仅能传播运动形式，它

也是信息传递的载体，故C正确；固体也能传播机械波，故D错。

2.关于机械振动和机械波下列叙述不正确的是（A）

A.有机械振动必有机械波

B.有机械波必有机械振动

C.在波的传播中，振动质点并不随波的传播发生迁移

D.在波的传播中，如果振源停止振动，波的传播并不会立即停止

解析：机械振动是形成机械波的条件之一，有机械波一定有机械振动，但有机

械振动不一定有机械波，A错，B对；波在传播时，介质中的质点都在其平衡位置

附近做往复运动，它们不随波的传播而发生迁移，C对；振源停止振动后，已形成

的波仍继续向前传播，直到波的能量消耗尽为止，D对。故符合题意的选项为A。

3.区分横波和纵波是根据（C）

A.是否沿水平方向传播

B.质点振动的方向和波传播的远近

C.质点振动的方向和波传播的方向的关系

D.质点振动的快慢

解析：横波与纵波的区别是根据波的传播方向与质点的振动方向之间的关系判

断的，如果两者的方向在同一条直线上，则该波就是纵波，如果两者的方向相互

垂直，则该波就是横波。

4.下列关于波的现象的说法中正确的是（A）

A.只要有机械波产生，一定可以找到产生机械波的波源

B.把小石头扔到平静的湖水里，水面上便会激起水波，水波将促使水面上的

漂浮物向远方运动

C.某空间找不到机械波，则在这一空间一定没有波源

D.横波与纵波，其质点的振动方向不同，因此，横波和纵波不可能沿同一方

向传播

解析：我们在解决问题时，不能把几个并列的条件分开来看，A项中有机械波

存在就一定具备了两个必要条件，所以A项正确；若只有波源而无介质，也不能

产生机械波，所以C项错误；水波使漂浮物只可能在原平衡位置做上下振动，不

能使漂浮物远去，故B项错误；横波和纵波的质点振动方向不同，但可沿同一方

向传播，所以D项错误。

5.（多选）如图所示，用手握住长绳的一端上下抖动，长绳形成了向前传播的

一列波。如果在长绳中间某一位置做一个标记R在抖动过程中（BC）

A.尸左右摆动

B.P上下摆动

C.尸的频率与波源。的频率相同

D.尸的速度与波源。的速度时刻相同

解析：尸上下振动，B正确，A错误；尸与。的频率相同速度不同，C正确，D

错误。

6.（多选）在学到“机械振动与机械波”时，四位同学就自己看到的现象，发

表自己的观点，你从物理学的角度来看，你认为他们谁说的对。（ABD）

小张说：医生用听诊器是利用了固体可以传递机械波。

小王说：军队过桥时不能齐步走，就是因为怕产生共振，损坏了桥，火车过铁

桥时要减速，也是同样的道理。

小李说：我家的木板门，春夏季听不到响声，一到秋冬季节，就开始噬噬作响,

这是风吹振动的。

小赵说：树叶在水面上下振动说明，机械波并不向外传递介质。

A.小张说的对B.小王说的对

C.小李说的对D.小赵说的对

解析：根据机械振动和机械波的概念易判A、B、D正确；春夏季潮湿，秋冬季

干燥，干燥时木板会收缩，产生响声，C错。

二、非选择题（共12分）

7.（6分）如图所示，有一组学生做游戏来模拟波的传播。该游戏模拟的是—

横波的传播（选填“横波”或“纵波”）,因为学生下蹲与起立时身体的运动方

向与模拟波的传播方向垂直（选填“平行”或“垂直”）。

解析：同学们身体运动的方向与模拟波的传播方向垂直，故该游戏模拟的是横

波。

8.（6分）如图所示，把闹钟放在密闭的玻璃罩内，当闹铃振动时，在玻璃罩

外仍然可以听到闹钟的铃声，但如果将玻璃罩内的空气用抽气机抽去，就听不到

闹钟的铃声。试解释此现象。

答案：机械波需要介质才能得以传播。当玻璃罩内有空气，铃声通过空气迫使

玻璃罩发生同频率振动，将铃声传给外界。若玻璃罩内空气被抽出，因缺少传播

振动的介质，闹钟的钟铃无法形成机械波，外界将听不到闹钟的铃声。

提升练习

一、选择题（本题共4小题，每题7分，共28分）

1.如图所示，为波沿着一条固定的绳子向右刚传播到8点的波形，由图可判

断出/点刚开始的振动方向是（D）

A.向左B.向右

C.向下D.向上

解析：由于波刚刚传到6点，所以8点此时的振动方向就是波源的起振方向，

由图根据波的传播与质点振动的关系可以知道，8质点此时正向上振动，所以波源

力质点刚开始的振动方向向上，选项D正确。

2.（多选）下列关于机械波的说法中正确的是（ACD）

A.相邻的质点是相互做功的

B.纵波的质点可以随波迁移，而横波的质点不能

C.波源开始时怎样振动，其他质点开始时就怎样振动

D.除波源外波中各质点都做受迫振动

解析：机械波是由于介质中前面的质点带动后面的质点，使波源的振动形式与

波源的能量向远处传播而形成的，前后质点间存在相互作用力，因而相互做功，

故选项A正确；波传播的过程中，各质点只能在各自的平衡位置附近振动，质点

不随波迁移，故选项B错误；每个质点都是由波源依次带动后面的质点，每个质

点都做受迫振动，每个质点的频率都与波源的频率相同，并且都“仿照”波源振

动，故选项C、D正确。

3.（多选）把一根长而软的螺旋弹簧竖直提起来，手有规律地上下振动，则

（AD）

A.在弹簧上形成一列机械波

B.在弹簧上形成波峰和波谷

C.弹簧上的质点自上而下振动

D.弹簧上的机械波自上而下传播

解析：弹簧上的质点均在自己的平衡位置附近振动，形成一列自上而下传播的

机械波，A、D选项正确；弹簧波是纵波，有疏部和密部，无波峰和波谷，B选项

错误；弹簧上的质点均在平衡位置附近往复振动，有时向上振动，有时向下振动，

C选项错误。

4.（多选）如图所示为沿水平方向的介质中的部分质点，每相邻两质点间距离

相等，其中。为波源，设波源的振动周期为T,自波源通过平衡位置竖直向下振动

时开始计时，经过（质点1开始起振，则下列关于各质点的振动和介质中的波的

说法中正确的是（ACD）

O123456789

A.介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的，但图中质点9起振最晚

B.图中所画的质点起振时间都是相同的，起振的位置和起振的方向是不同的

C.图中质点8的振动完全重复质点7的振动，只是质点8振动时，通过平衡

位置或最大位移的时间总是比质点7通过相同位置时落后彳

D.只要图中所有质点都已振动了，质点1与质点9的振动步调就完全一致，

但如果质点1发生的是第100次振动，则质点9发生的就是第98次振动

解析：据波的传播特点知，波传播过程中各质点的振动总是重复波源的振动，

所以起振方向相同，都是竖直向下，但从时间上来说，起振依次落后和时间，所

以选项A、C正确，B错误；由题意知，质点9比质点1应晚起振两个周期，所以

当所有质点都起振后，质点1与质点9步调完全一致，所以选项D正确。

二、非选择题（共12分）

5.（12分）细绳的一端在外力作用下从£=0时刻开始做简谐运动，激发出一

列简谐横波。在细绳上选取15个点，图中甲为—0时刻各点所处的位置，乙为t

T3T

==时刻的波形图（7为波的周期）。在丙中画出时刻的波形图。

答案:

解析：机械波在传播过程中，介质的质点都在各自的平衡位置附近振动，时间

T37

依次滞后，从波形图上看出，在匕=［时刻第4个质点才开始振动，则在亡=了时

刻第10个质点刚开始振动，此时第4个质点已振动了夕勺时间回到了自己的平衡

位置，第1个质点到达下方最大位移处，新的波形如图所示。

3.2波的描述

基础练习

一、选择题（本题共7小题，每题6分，共42分）

1.简谐机械波在给定的介质中传播时，下列说法中正确的是（D）

A.振幅越大，则波传播的速度越快

B.频率越大，则波传播的速度越快

C.在一个周期内，振动质点走过的路程等于一个波长

D.振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越短

解析：波速与振幅和频率没有直接的因果关系，所以A、B错误；质点在一个

周期内的运动路程只与振幅有关，与波速无关，并不一定等于波长，故C错误；

质点振动频率与波的频率相同，又f=\故D正确。

2.一列简谐横波沿x轴正向传播，某时刻的图像如图所示，坐标为（3,0）的质

点经过;周期后的坐标是（A）

A.(3,2)B.(4,2)

C.(4,-2)D.(3,0)

解析：波向右传播，则质点⑶0）向上运动，［周期后到达波峰处，坐标为（3,2）,

故A正确。

3.下表给出30℃时，声波在不同介质中的传播速度。显然当声波由空气进

入纯水中时，波速增大，则下列说法中正确的是（B）

介质空气纯水盐水橡胶软木铜铁

波速(m/s)3321490153130〜5048038004900

A.频率增大，波长不变B.频率不变，波长增大

C.频率和波长都不变D.频率和波长都变大

解析：波在传播过程中频率不变，一列波从空气进入水中时，频率f不变，波

速/增大，则由公式“=儿/知波长增大。

4.（2021•湖北省潜江高二下学期检测）在图中所示为一简谐横波在某一时刻

的波形图，已知此时质点A正向上运动，如图中箭头所示，由此可判断此横波

（C）

A.向右传播，旦此时质点6正减速运动

B.向右传播，且此时质点。位移正增大

C.向左传播，且此时质点。加速度正减小

D.向左传播，且此时质点£势能正减小

解析：由题意，此时质点/正向上运动，波形将向左平移，所以此横波向左传

播。此时质点8、。的振动方向向下，D、少方向向上，8向平衡位置运动，速度增

大，。向波谷运动，位移增大，〃向平衡位置运动，加速度减小，6向波峰运动，

位移增大，势能增大，故C正确，A、B、D错误。

5.如图所示是某一时刻的波形图像，波沿x轴正方向传播，波速是12m/s,

则波长和频率分别是（B）

A.3cm；200HzB.6cm；200Hz

C.2cm；400HzD.12cm；50Hz

解析：由波形图可知，波长^=6cm,则周期为：T=—=肃s,所以频率

为：f=y=200Hz,故B正确。

6.一列简谐波沿x轴传播，1=0时刻的波形如图甲所示，此时质点〃正沿y

轴负方向运动，其振动图像如图乙所示，则该波的传播方向和波速分别是（A）

A.沿x轴负方向，60m/sB.沿x轴正方向，60m/s

C.沿x轴负方向，30m/sD.沿x轴正方向，30m/s

解析：由。点此时的运动方向向下，得出此波沿x轴负方向传播，由乙图可知:

A24

7=0.4s,由甲图可知：4=24m,所以v=—=-^-^a/s=60m/s,故选A。

7.（多选）一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为兀t=0时刻的波形如图

1所示，仄〃是波上的两个质点。图2是波上某一质点的振动图像。下列说法中

正确的是（BD）

A.C=0时质点a的速度比质点，的大

B.£=0时质点a的加速度比质点8的大

C.图2可以表示质点a的振动

D.图2可以表示质点，的振动

解析：力=0时刻a在波峰，速度为零，加速度最大，6在平衡位置，加速度为

零，速度最大，A错、B对；根据“上下坡”法可以判断，6=0时刻6点在平衡位

置且向下运动，C错D对。

二、非选择题（共18分）

8.（18分）一列简谐波向右传播，沿波的传播方向上有相隔一定距离的P、Q

两点，当尸点经过平衡位置时，。点也恰好经过平衡位置，如图所示，已知只Q

间只有一个波峰，试画出尸、0间可能的波形。

——

~P0~

答案：

解析：简谐波的波形是正弦波，根据只0两点均在平衡位置，且只0间只有

一个波峰，故可画出4种波形，见答案。

提升练习

一、选择题（本题共4小题，每题7分，共28分）

1.如图，t=0时刻，波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正向开始振动，振动

周期为0.4s,在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波。下

图中能够正确表示t=0.6s时波形的图是（C）

解析：由于波沿正、负两方向传播的波形关于y轴对称，A、B错；匕=0时刻

波源沿y轴正向开始振动，经过0.6s即1.57,波源位于平衡位置且沿y轴负向

振动，据“同侧法”可知C对，D错。

2.一列波长大于1m的横波沿着x轴正方向传播，处在为=1m和及=2m的

两质点/、8的振动图像如图所示。由此可知（A）

.4

A.波长为鼻m

O

B.波速为1m/s

C.3s末/、6两质点的位移相同

D.1s末/质点的振动速度大于8质点的振动速度

解析：波从“向8传播，46间的距离A,儿，z?=0,l,2,…由题，波

,3441

长大于1m,则〃只能取0,即有Ax=~,波长A=-m,波速为v=—=~m/s,

4o1u

故A正确，B错误；3s末力、8两质点的位移分别为％=—2cm,%=0,位移不

同，故C错误；由振动图像读出，1s末/质点的位移％=2cm,处于波峰，速度

最小，8质点的位移为=0,处于平衡位置，速度最大，所以1s末/质点的速度

小于8质点的速度，故D错误。

3.（多选）（2020•浙江省嘉兴市高三上学期期末）如图所示，一列简谐波在x

轴上传播，实线和虚线分别表示前后间隔1s的两个时刻的波形图，则这列简谐

波的波速可能是（BC）

C.1.05m/sD.1.15m/s

解析：由图可知波长为：4=60cm0若波沿x轴正方向，传播的距离为：用

=4z?=0,1,2,・・・，波速为:匕=:=---j---m/s=（0.6/?+0.15）m/sn

=0,1,2,…，当/7=1时，ri=0.75m/s,故B正确；若波沿才轴负方向，传播

C3、Xz卜+热

的距离为：用=（〃+小4〃=0,1,2,…，波速为：外=亍=-~j---m/s=（0.6/7

+0.45）m/s〃=0,1,2,…，当〃=1时，v2=\.05m/s,故C正确。

4.（多选）（2020•辽宁省铁路实验中学高二下学期期中）在均匀介质中选取平

衡位置在同一直线上的9个质点，相邻

两质点的距离均为乙如图甲所示。一列横波沿该直线向右传播，1=0时到达

质点1,质点1开始向下运动，经过时间△I第一次出现如图乙所示的波形，则该

波的（BC）

2

A.周期为△£,波长为8£B.周期为鼻A3波长为8£

O

O1OTOT

C.周期为wAt,波速为大D.周期为At,波速为F

3△t△t

解析：因质点开始振动方向向下，故经A亡时间第一次出现图示波形时，质点

1和质点9之间恰好是一个波长，说明波由质点1传播到质点9需要一个周期的时

间，但质点9刚开始振动的方向是向下振动，而波形图中质点9是向上振动的，

39

说明波传播到质点9后又振动了半个周期，故有wT=4Z，7=鼻△£，由图知，儿

乙O

A12L

=8£,由/=7■得，片Xp故B、C正确。

二、非选择题（共12分）

5.（12分）（2020•北京市陈经纶中学高二下学期期中）图甲为波源的振动图像,

图乙是该波源产生的横波在某时刻2的波形图，已知波沿x轴正向传播，乙图中

的。点表示波源。求：

（1）这列波的波速；

（2）从时刻t开始，到图乙中质点0第一次到达平衡位置且向上运动时，质点

P经过的路程。

答案：（1）y=lm/s（2）7=0.4m

解析：（1）由图像可知：T=0.2s,4=0.2m,

计、#/I0.2m.

波速”一亍一正飞一1m/s

（2）由图乙知：在1时刻，〃的振动状态为到达平衡位置且向上运动

~PQ04

此振动状态由尸传至0的时间△t=——=:s=0.4s=2T,由图知，振幅

V1

A=5cm,则质点尸经过的路程/=84=0.4m

3.3波的反射、折射和衍射

基础练习

一、选择题（本题共5小题，每题7分，共35分）

1.下列现象不属于波的明显衍射现象的是（D）

A.“隔墙有耳”

B.“空山不见人，但闻人语声”

C.河中芦苇后面没有留下无波的区域

D.池中假山前有水波，假山后无水波

解析：假山前有波，假山后无波，说明波没有绕过障碍物，因此不属于明显衍

射现象，故选D。

2.如图所示，正中。是水面上一波源，实、虚线分别表示该时刻的波峰、波

谷，/是挡板，6是小孔，经过一段时间，水面上的波形将分布于（B）

A.整个区域B.阴影I以外区域

C.阴影H以外区域D.阴影HI以外区域

解析：由题图中可直观看出，半波长为实虚两圆半径之差，且可看出挡板A

的尺寸比波长大得多，而小孔8与波长长度差不多。据波发生明显衍射的条件知

道，该波在挡板4处的衍射现象很不明显，即可认为波沿直线传播，故I区内水

面无波形，故A、C、D选项不正确；该波的波长与小孔6差不多，能够产生明显

的衍射，故在阴影区III、II之内，明显存在衍射波的波形，故B选项正确。

3.当一个探险者进入一个山谷后，为了估测出山谷的宽度，他吼一声后，经

过0.5s听到右边山坡反射回来的声音，又经过1.5s后听到左边山坡反射回来

的声音，若声速为340m/s,则这个山谷的宽度约为（C）

A.170mB.340m

C.425mD.680m

4.（2020•河北省南宫中学等四校高二下学期检测）声波是一种机械波，在空

气中传播速度约为340m/s,人能听到的声波频率在20Hz到20000Hz之间，对

于波长为34m的声波，下列说法正确的是（C）

A.在水中它比波长为20m的声波传播得更快一些

B.不能产生衍射现象

C.它不能被人听到

D.不能产生反射现象

解析：波速由介质决定，在同一介质中波速相同，故A错误；声波具有波的特

340

性，能发生波的反射、衍射和折射，故B、D错误；据/=4F可知，f=—=10Hz,

所以该波为次声波，人不能听见，故C正确。

5.（多选）一列水波通过某孔的实际情况如图⑴所示，现把孔的尺寸变小，或

者把水波的波长变大，水波通过孔后的假想情况如图（2）四幅图所示，其假想错误

的图示有（BD）

4

图（1）

A.孔变小B.孔变小C.波长变大D.波长变大

图（2）

解析：衍射现象是普遍存在的。波遇到障碍物时都有绕过障碍物的特性，即衍

射现象，当障碍物或孔的尺寸比波长小或差不多时能观察到明显的衍射现象。

二、非选择题（共25分）

6.（8分）人们听不清对方说话时，除了让一只耳朵转向对方，还习惯性地把

同侧的手附在耳旁，这样做是利用声波的什么特点来提高耳朵的接收能力？

答案：反射

解析：在耳廓原有形状、面积的基础上增加一个手的面积是为了增加波的反射

来提高耳朵的接收能力。

7.（8分）如图所示，相邻实线间的距离等于一个波长，试大致画出波通过孔/

和6以及遇到障碍物。和〃之后的传播情况。

c

答案:

解析：由题图可知，孔4和障碍物〃跟波长相差不多，因此，从孔力传出的波

和遇障碍物〃之后的波均有明显的衍射现象；孔6和障碍物。跟波长相比相差较

大，因此，从孔6传出的波和遇障碍物C之后的波无明显的衍射现象。在画通过

孔A的衍射波时要强调画出的同心半圆都是以孔A为圆心的；遇障碍物〃之后波

的传播并没有受影响；而从孔8传出的波和遇障碍物。之后的波只沿直线传播。

所以从孔力、8传出的波和遇障碍物C、〃之后的波如图所示。

8.（9分）某人想听到自己发出的声音的回声，若已知声音在空气中的传播速

度为340m/s,那么他至少要离障碍物多远？（原声与回声区分的最短时间为0.1

s）

答案：17m

解析：在波的反射现象中，反射波的波长、频率和波速都跟入射波的相同，只

有声波从人所站立的地方到障碍物再返回来全部经历的时间在0.1s以上，人才

能辨别出回声则应有2s="，可得他至少要离障碍物的距离为s=?=辿詈1m

乙乙

=17mo

提升练习

一、选择题（本题共3小题，每题7分，共21分）

1.在空旷的广场上有一堵较高大的墙助M墙的一侧。点有一个正在播放男女

声合唱歌曲的声源。某人从图中/点走到墙后的8点，在此过程中，如果从声波

的衍射来考虑，则会听到（D）

•o

A.声音变响，男声比女声更响B.声音变响，女声比男声更响

C.声音变弱，男声比女声更弱D.声音变弱，女声比男声更弱

解析：由于如，很高大，故衍射现象比较弱，由于女声音调更高，波长更小，

所以衍射更不明显。

2.已知空气中的声速为340m/so现有几种声波：①周期为4s,②频率为

10'Hz,③波长为10mo它们传播时若遇到宽约为13m的障碍物，能产生显著的

衍射现象的是（C）

A.①和②B.②和③

C.①和③D.都可以

解析：①、②、③三种声波的波长分别为3=340X击m=17m,42=第m

=0.034m,九=10m,根据发生明显衍射

现象的条件可知，①、③两声波的波长与障碍物的尺寸差不多，能产生明显的

衍射现象，故C正确。

3.如图所示，P为桥墩，A为靠近桥墩浮在水面的叶片，波源S连续振动，形

成水波，此时叶片A静止不动。为使水波能带动叶片振动，可用的方法是（B）

A

A.提高波源频率B.降低波源频率

C.增大波源距桥墩的距离D.减小波源距桥墩的距离

解析：波的频率与振动的频率相等，波速不变，根据儿=/频率增大时波长

减小，衍射现象不明显，反之降低频率，波长增大，衍射现象明显，故B正确。

二、非选择题（共19分）

4.（8分）墙壁的传音性比空气好得多，但把门窗关闭后（如图），外面传入室

内的声音却明显地减弱，这是为什么？

答案：声波原来在空气中传播，如果没有障碍物，能直接传到室内，当把门窗

关闭后，声波遇到墙壁和门窗，在界面上发生反射和折射现象，只有折射进入墙

壁和门窗的声波才能进入室内，虽然墙壁和门窗的传音性能好但反射性能也好，

所以大部分声波被反射回去，室内的声音就显著地减弱了。

5.（11分）一架飞机水平匀速地从某同学头顶飞过，当他听到飞机的发动机声

从头顶正上方传来时，发现飞机在他前上方约与地面成60°角的方向上，据此可

估算出此飞机的速度约为声速的多少倍？

答案:当

解析：设飞机在人头顶正上方时距地面的高度是力，发动机声传到地面所用的

时间是t,声速是/声，有力=「声上在这段时间t内，设飞机飞出x,飞机速度是

V机，则有X=vmto两式相比生=弓=cot60°=半，即飞机速度约为声速的半倍。

Vjanoo

3.4波的干涉

基础练习

一、选择题（本题共6小题，每题8分，共48分）

1.2019年央视春晚深圳分会场首次成功实现4K超高清内容的5G网络传输。

2020年我国将全面进入5G万物互联的商用网络新时代。所谓5G是指第五代通信

技术，采用3300~5000MHz频段的无线电波。现行的第四代移动通信技术4G,

其频段范围是1880~2635MHzo5G相比4G技术而言，其数据传输速度提升了

数十倍，容量更大，延时大幅度缩短到1毫秒以内，为产业革命提供技术支撑。

根据以上内容结合所学知识，判断下列说法正确的是（C）

A.4G信号是纵波，5G信号是横波

B.4G信号和5G信号相遇能产生干涉现象

C.4G信号比5G信号更容易发生衍射现象

D.4G信号比5G信号在真空中的传播速度更小

解析：电磁波均为横波，故A错误；两种不同频率的波不能发生干涉，故B错

误；因5G信号的频率更高，则波长小，故4G信号更容易发生衍射现象，故C正

确；任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，故传播速度相同，故D错误。

2.关于波的干涉和衍射现象，下列说法中正确的是（A）

A.一切种类的波只要满足一定条件都能产生干涉和明显的衍射现象

B.波只要遇到障碍物就能够发生明显的衍射现象

C.只要是两列波叠加，都能产生稳定的干涉图样

D.对于发生干涉现象的两列波，它们的振幅一定相同

解析：干涉和衍射是波特有的现象，一切种类的波只要满中一定条件都能产生

干涉和明显的衍射现象，故A正确；明显的衍射现象必须是波的波长比障碍物尺

寸大得多或相差不大，故B错误；要产生干涉现象的必要条件之一，就是两列波

的频率相等，故C错误；产生干涉的条件是两列波的频率相同，与振幅无关，故D

错误。

3.波源甲、乙分别在一根水平放置的绳的左右两端，两波源发出的波在绳中

的传播速度均是lm/s。在t=0时刻绳上的波形如图（a）所示。则根据波的叠加原

理，以下叙述正确的是（D）

A.当t=2s时，波形如图①所示；当t=4s时，波形如图②所示

B.当t=2s时，波形如图①所示；当t=4s时，波形如图③所示

C.当t=2s时，波形如图②所示；当t=4s时，波形如图①所示

D.当t=2s时，波形如图②所示;当t=4s时，波形如图③所示

解析：当t=2s时，两列波各自传播了2m,它们相互重叠，由于振动方向

相反，则振动减弱，波形如图②所示；当t=4s时，各自传播了4m,由于互不

干扰，所以波形如图③所示，故选项D正确。

4.（多选）（2020•辽宁省大连市高二下学期期中）图甲为一列横波在匕=0时的

波动图像，图乙为该波中x=2m处质点P的振动图像，下列说法正确的是（CD）

乙

A.若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则所遇到的波的频率为

0.25Hz

B.若该波能发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物尺寸一定比4m大

很多

C.再过0.5s,尸点的动能最大

D.波沿x轴正方向传播

解析：由图乙可知该波的频率为1Hz,由波的干涉条件可知选项A错误；由

图甲可知该波的波长4=4m,所以选项B错误；再过0.5s尸点处于平衡位置动

能最大，选项C正确；由甲、乙图像可判选项D正确。

5.（多选）如图所示是水波干涉的示意图，5,S是两波源，力、D、8三点在一

条直线上，两波源的频率相同，振幅相等，则下列说法正确的是（ABD）

A.1点一会儿在波峰，一会儿在波谷

B.6点一会儿在波峰，一会儿在波谷

C.。点一会儿在波峰，一会儿在波谷

D.。点一会儿在波峰，一会儿在波谷

解析：本题中由于4=4,故振动减弱区的质点并不振动，而此时/点是波峰

与波峰相遇，8点是波谷与波谷相遇，都是加强点，又因为力、D、8三点在一条振

动加强线上，这条线上任一点的振动都是加强的，故此三点都为加强点，且都是

一会儿在波峰，一会儿在波谷。而c点是波峰与波谷相遇点，是减弱点，不振动。

6.（多选）一条弹性绳子呈水平状态，"为绳子中点，两端点尸、0同时开始上

下振动，一段时间后的波形如图所示。对于以后绳上各点的振动情况，以下判断

正确的是（AD）

A.两列波将同时到达中点步

B.两列波波速之比为1：2

C.中点步的振动点总是加强的

D.绳的两端点只0开始振动的方向相同

解析：A对、B错：两列波在同一介质中的传播速度相同，同时到达"点；C

错：由于两列波波长（频率）不同，不能产生干涉，故"点的振动不稳定，有时峰

峰相遇振动加强，有时峰谷相遇振动减弱；D对：由图知，两列波刚传到的点都是

向上振动，而波中各点的起振方向与波源的起振方向相同（波传递的是波源的振动

形式，包括起振方向、频率等），故两端点只0开始振动方向相同。

二、非选择题（共12分）

7.（12分）如图所示，S是水面波的波源，x、y是挡板，S、S是两个狭缝（SS

=SS,狭缝的尺寸比波长小得多），试回答以下问题：

（1）若闭上S，只打开S会看到什么现象？

（2）若S、S都打开，会发生什么现象？

（3）上图中若实线和虚线分别表示波峰和波谷，那么在4、B、a〃各点中，哪

些点向上振动最高，哪些点向下振动最低，哪些点振动最弱？

解析：（1）只打开S时，波源S产生的波传播到狭缝S时，由于狭缝的尺寸比

波长小，于是水面波在狭缝W处发生衍射现象，水面波以狭缝S处为波源向挡板

另一侧传播开来。

（2）由于SS=SW,从波源发出的水波传播到S、S处时它们的振动情况完全相

同，当S、S都打开时产生相干波，它们在空间相遇时产生干涉现象，一些地方振

动加强，一些地方振动减弱，加强区与减弱区相互隔开，发生稳定的干涉。

（3）质点，是波峰与波峰相遇处，是该时刻向上振动最高点，质点6是波谷与

波谷相遇处，是该时刻向下振动最低点，质点从C是波峰与波谷相遇的地方，这

两点振动最弱。

提升练习

一、选择题（本题共3小题，每题7分，共21分）

1.（2021•上海交大附中高二检测）甲、乙两列完全相同的横波，分别从波源

46两点沿直线/相向传播，1=0时的图像如图所示,若两列波的波速均为lm/s,

则（C）

A.t=0.2s时，尸点的位移最大

B.t=0.2s时，E、F、G三点的位移最大

C.t=0.5s时，/点的位移最大

D.t=0.5s时，尸点的位移最小

解析：A、B错：t=0.2s时，波传播的距离x=以=0.2m,两列波都传到少

点，此时两列波单独引起厂点的振动方向均向下，但位移为0,尺G两点位移最

大。C对，D错：t=0.5s时，波传播的距离x=H=0.5m,两列波的波峰同时

传到少点，少点的位移最大。

2.（多选）（2020•河北省曲周县第一中学高二下学期期中）如图表示两列同频

率相干水波在£=0时刻的叠加情况，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，已知两

列波的振幅均为2cm（且在图中所示范围内振幅不变），波速为2m/s,波长为0.4

m,6点为物连线和连线的交点。下列叙述正确的是（AC）

A.A,C两点都是振动减弱点

B.振动加强的点只有8、E、D

C.直线放上的所有点都是振动加强的

D.B、〃两点在该时刻的竖直高度差为4cm

解析：4。两点是振动减弱点，A正确；直线加上的所有点都是振动加强点，

B错，C对；8点是波谷与波谷相遇，〃点是波峰与波峰相遇，所以反〃两点该时

刻竖直高度相差8cm,D错误。

3.（多选）（2020•山东新泰一中期中）如图所示，S、S是振动情况完全相同的

两个机械波波源，a、b、c三点位于5、5连线的中垂线上，且a6=8c。某时刻a

是两列波波峰的相遇点，c是两列波波谷的相遇点，则（CD）

A.a处质点始终处于波峰B.c处质点始终处于波谷

C.8处质点为振动加强点D.c处质点为振动加强点

解析：A、B错，D对：由于a是两波峰相遇点，c是两波谷相遇点，故a、c

都是振动加强点。但是，只要a、。在振动，位移就有变化，故不能说a、c始终

处于波峰、波谷。C对：S、$传到6点的波振动同步，所以，点是振动加强点。

二、非选择题（共19分）

4.（9分）干涉型消声器能有效地消除低频噪声，发动机（正常工作期间）周期

性排气噪声，就是一种典型的低频噪声。一台四缸四冲程发动机，当它以2000

r/min的转速运转时，其峰值频率在200Hz以下的噪声较大。所以常用干涉型消

声器来消除这类低速转动发动机所发出的低频噪声，一台带有干涉消声器的柴油

发动机经消声处理后，其排气噪声可以降低10dB以上，干涉型消声器以其结构

简单，价格低廉，消声效果好，得到了很好的应用，如图是其结构原理图，试分

析其工作原理。

解析：设一列波长为力的声波，沿水平管道自左向右传播。当入射波到达a

处时，分成两束相干波，它们分别通过g和小再到6处相遇。若一同恰

好等于声波半波长J•的奇数倍，即」时,声波的振幅4=0。这就

是说该频率的声波被削弱。利用这一原理，可以达到控制噪声的目的。

5.（10分）如图所示，在同一均匀介质中有$和S两个波原，这两个波源的频

率、振动方向均相同，且振动的步调完全一致，S与W之间相距4m,若s、s

振动频率均为5Hz,两列波的波速均为10m/s,6点为S和S连线的中点，今以

8点为圆心，以仁8s为半径画圆。求：

（1）该波的波长为多少？

（2）在S、$连线上振动加强的点有几个？

（3）在该圆周上（$和S两波源除外）共有几个振动加强的点？

答案：（1）2m（2）3个（3）6个

v10

解析：（1）由公式4=7得4=¥~m=2mo

⑵在S，$连线上任选一点A,则|=6/一猿l|<4m=2A,即一

2人〈△水24，由加强的条件△*=A儿得，一2<A<2,故A=—1,0,1,即有3个振

动加强点。

（3）如图所示，A,B、C三点为振动加强的点，过力、B、。三点作三条加强线（表

示三个加强区域）交于圆周上4、4、6、旦、G、G六个点，显然这六个点也为振

动加强点，故圆周上共有6个振动加强点。

3.5多普勒效应

一、选择题（本题共5小题，每题8分，共40分）

1.关于多普勒效应，下列说法中正确的是（C）

A.多普勒效应是由波的干涉引起的

B.多普勒效应说明波源的频率发生变化

C.多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而产生的

D.只有声波才可以产生多普勒效应

解析：在多普勒效应中，波源的频率是不改变的，只是由于波源和观察者之间

有相对运动，观察者感到频率发生了变化。多普勒效应是波动过程共有的特征，

电磁波和光波也会发生多普勒效应。故选项C正确。

2.近年来我国的航空事业迅速发展，战机的超音速飞行已十分普遍。当战机

在法定上空返航时，地面上的人经常会听到一声雷鸣般的巨响，引起房屋门窗的

剧烈颤动。这是因为飞机返航加速过程中，当飞机速度接近声速时会使发动机发

出的声波波面在飞机的前方堆积形成音障，当飞机加速冲破音障时而发出的巨大

响声，称为音爆。关于音障的形成与下列哪种现象的形成原理最为相近（C）

A.音叉周围有些区域声音较强，有些区域声音较弱

B.敲响一只音叉，不远处的另一只音叉也发出声音

C.火车进站时鸣笛的音调会变高，出站时会变低

D.在屋外看不见屋内的人，却能听见屋内人说话

解析：音叉周围有些区域声音较强，有些区域声音较弱，这是声音的干涉现象,

故A错误；敲响一只音叉，不远处的另一只音叉也发出声音，这是声音的共振现

象，故B错误；火车进站时鸣笛的音调会变高，出站时会变低，音调会变低表示

远离，音调会变高表示靠近，该现象与音障的形成类似，故C正确；在屋外看不

见屋内的人，却能听见屋内人说话，这是声音的衍射现象，故D错误。

3.轮船在进港途中的x-t图像如图所示，则在港口所测到轮船上雾笛发出声

音的频率是图中的哪一个（A）

解析：匀速靠近港口的过程中，测量到的频率不随时间变化，但速度大时频率

大，由x-t图像可知，轮船靠近港口时三段时间内的速度%＞网＞玲，可知£〉△＞△，

故A正确。

4.（多选）一渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回

来的超声波与发出的超声波相比（BC）

A.波速变大B.波速不变

C.频率变高D.频率不变

解析：渔船与鱼群相互靠近，被鱼群反射回来的超声波的速度大小不变；由多

普勒效应知，反射回来的超声波的频率变高。故选项B、C正确。

5.（多选）关于多普勒效应，下列说法中正确的是（BD）

A.只要波源在运动，就一定能观察到多普勒效应

B.当声源静止、观察者运动时，也可以观察到多普勒效应

C.只要声源在运动，观察者总是感到声音的频率变高

D.当声源相对于观察者运动时，观察者听到的声音的音调可能变高，也可能

变低

解析：若波源和观察者都同时运动，两者间相对静止时，是不能观察到多普勒

效应的，故A错误；由定义可知，当声源静止、观察者运动时，也可以观察到多

普勒效应，故B正确；若声源远离观察者，观察者会感到声音频率变低，故C错

误；声源和观察者靠近时，音调会变高；若两者远离，则频率减小音调变低；故D

正确。

二、非选择题（共20分）

6.（8分）如图分别反映了飞机以三种速度在空中（不考虑空气的流动）水平飞

行时，产生声波的情况。图中一系列圆表示声波的传播情况，/表示飞机的位置。

请你利用给出的图，确定飞机飞行速度最大的是两（选填“甲”“乙”或

“丙”）。

解析：题图甲中，飞机飞到/点时，声波已传播到前面了，即飞机慢于声音，

题图乙中飞机与声音速度相同，题图丙中，飞机运动到A点时，声波还在后面，

故飞机运动快于声音。

7.（12分）如图所示为由波源S发出的波某--时刻在介质平面中的情形，实线

为波峰，虚线为波谷，设波源频率为20Hz,且不运动，而观察者在1s内由力运

动到8,观察者接收到多少个完全波？

答案：19个

解析：波与观察者作同向运动。波比观察者多移动的波长数就是观察者接收到

的完全波个数，设波长3x人=3x波=入熄=203波相对人移动的距离：Xx

=才浓一*人=194,故观察者接收到19个完全波。

章末综合测验

本卷分第I卷（选择题）和第n卷（非选择题）两部分。满分loo分，时间90分钟。

第I卷（选择题共40分）

一、选择题（共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，

第1〜6小题只有一个选项符合题目要求，第7〜10小题有多个选项符合题目要求,

全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）

1.关于机械波，紫珠、蓝仔、白胖、黄娃四位同学各自发表了自己的观点：

①紫珠说：树叶在水面上下振动，说明机械波并不向外传递介质

②蓝仔说：只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象

③白胖说：只有横波才能发生干涉现象，纵波不能发生干涉现象

④黄娃说：机械波的频率由波源决定

他们的观点正确的是（D）

A.①②B.②③

C.③④D.①④

解析：机械波是机械振动形式向外传播，是能量向外传递，介质只在各自平衡

位置附近振动，不向外传递，故①正确；衍射、干涉是波特有的现象，一切波都

能发生衍射、干涉现象，故②、③错误；由机械波的性质可知，机械波的频率由

波源决定，故④正确。故选项D正确。

2.（2017•天津理综，5）手持较长软绳端点。以周期T在竖直方向上做简谐运

动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播，示意如图。绳上有另一

质点R且0、尸的平衡位置间距为£,-=0时，。位于最高点，。的位移恰好为零,

速度方向竖直向上，下列判断正确的是（C）

A.该简谐波是纵波

B.该简谐波的最大波长为2/

C.匕=狷，。在平衡位置上方

O

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D.2=不时，尸