2021-2022学年新教材人教版高中物理选择性必修第一册第三章机械波 课时练习题及综合测验

第三章机械波

1、波的形成.............................................................1

2、波的描述.............................................................8

3、波的反射、折射和衍射................................................14

4、波的干涉............................................................21

5、多普勒效应..........................................................28

第三章检测卷...........................................................34

1、波的形成

1.在平静的湖面上漂着一片落叶，现向湖中央扔一石子，圆形波纹一圈圈

地向外传播，当波传到落叶处时，落叶将（）

A.随波纹漂向湖岸

B.仍不动

C.向波源处漂动

D.在原来位置做上下振动

【答案】D【解析】向湖中央扔一石子，圆形水波一圈圈地向外传播，当

波传到落叶处时，落叶只在原来位置附近上下振动，并不向前移动，故D正确.

2.关于振动和波的关系，下列说法中正确的是（）

A.波的传播速度即波源的振动速度

B.物体做机械振动，一定产生机械波

C.如果波源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止

D.波动的频率，与介质性质无关，仅由波源的振动频率决定

【答案】D【解析】波的传播速度不是波源的振动速度，故A错误；波的

形成需满足两个条件：振源和传播介质，故B错误；波源停止振动，波还会继

续传播，故C错误；波的频率等于波源的振动频率，故D正确.

3.《枫桥夜泊》中有名句：“姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船”.其中，

当钟声传到客船时，对大钟的撞击早已停止了，但仍感觉“余音未绝”，分析其

原因可能是（）

A.大钟的回声

B.大钟在继续振动，空气中继续形成声波

C.人的听觉发生“暂留”的缘故

D.大钟虽停止振动，但空气仍在振动

【答案】B【解析】停止对大钟的撞击后，大钟做阻尼振动，仍在空气中

形成声波，随着能量的减弱，钟声逐渐消失，故B正确.

4.下列关于理想机械波的说法错误的是（）

A.波中各质点的振动频率是相同的

B.质点开始振动时的速度方向与波源的传播方向相同

C.波由近及远地迁移，质点只在平衡位置附近做往返运动

D.波源的能量随波动由近及远地传播

【答案】B【解析】波中各质点的振动频率等于波源的振动频率，是相同

的，故A正确；在横波中，质点开始振动时的速度方向与波源的传播方向垂直；

在纵波中，质点开始振动时的速度方向可以与波源的传播方向在同一直线上，故

B错误；波由近及远地迁移，质点只在平衡位置附近做往返运动，不向前移动，

故C正确；机械波在传播振动形式的过程中，同时将能量由近及远传递，故D

正确.

5.关于机械波，下列说法中正确的是（）

A.机械波的振幅与波源振动的振幅不相等

B.在波的传播过程中，介质中质点的振动频率等于波源的振动频率

C.在波的传播过程中，介质中质点的振动速度等于波的传播速度

D.在机械波的传播过程中，离波源越远的质点振动的周期越大

【答案】B【解析】波在传播过程中，机械波的振幅与波源振动的振幅是

相等的，故A错误；每个质点都在重复波源的振动因此质点的振动频率和波源

的振动频率是相同的，故B正确；振动速度与波的传播速度是不相同的，故C

错误；在波传播中各点的振动周期均与波源的周期相同，故D错误.

6.如图为一横波波形图像，波沿x轴负方向传播，就标明的质点而言，其

速度为正且加速度为负的质点是（）

A.PB.Q

C.RD.S

【答案】D【解析】因波沿x轴负方向传播，所以S、R两点均向上振动,

P、Q两点均向下振动，且各质点的加速度方向均由各自所在位置指向平衡位置,

故S点的速度为正，加速度为负，故D正确，A、B、C错误.

7.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A点刚开始的振动方向是（）

A.向左B.向右

C.向下D.向上

【答案】D【解析】由于波刚刚传到8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，B质点此时正

向上振动，所以波源A质点刚开始的振动方向向上，故D正确.

8.（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匕在抖动过程中（）

A.P左右摆动

B.P上下摆动

C.P的频率与波源0的频率相同

D.P的速度与波源。的速度时刻相同

【答案】BC【解析】尸上下振动，故B正确，A错误；尸与。的频率相

同速度不同，故C正确，D错误.

9.（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

（）

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

【答案】AD【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正确；弹簧波是纵波，有疏部和密部，无波

峰和波谷，B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错误.

10.地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4km/s和9km/s,一种简易

地震仪由竖直弹簧振子产和水平弹簧振子H组成，如图所示.地震中，假定震

源在地震仪下方，观察到两振子相差5s开始振动，则下列说法正确的是（)

A.P先开始振动，震源距地震仪约36km

B.尸先开始振动，震源距地震仪约25km

C.X先开始振动，震源苑地震仪约36km

D.少先开始振动，震源距地震仪约25km

【答案】A【解析】纵波的速度快，纵波先到地震仪，所以「先开始振动,

YX

根据五=5s,解得x=36km,故A正确，B、C、D错误.

11.科学探测表明，月球表面无大气层，也没有水，更没有任何生命存在的

痕迹.在月球上，两宇航员面对面讲话也无法听到，这是因为（）

A.月球太冷，声音传播太慢

B.月球上没有空气，声音无法传播

C.宇航员不适应月球，声音太轻

D.月球上太嘈杂，声音听不清楚

【答案】B【解析】两宇航员面对面讲话却无法听到，说明声波有振源却

传播不出去，即缺乏声波传播的另一条件——介质，故B正确.

12.一列波在介质中向某一方向传播，如图为此波在某一时刻的波形图，并

且此时振动还只发生在“、N之间，已知此波的周期为T,。质点速度方向在波

形图中是向下的，下面说法中正确的是（）

A.波源是由波源起振开始计时，P质点已经振动时间丁

37

B.波源是M山波源起振开始计时，尸质点已经振动时间:

T

C.波源是M由波源起振开始计时，P质点已经振动时间a

D.波源是M,由波源起振开始计时，尸质点己经振动时间(

【答案】C【解析】由于此时Q质点向下振动，且。质点右方相邻质点

在。质点下方，则波向左传播，N是波源.经过一个周期，振动从N点传播到

3

M点，又因从波源N起振开始计时，需经彳丁，尸质点才开始振动，故P质点已

振动了故C正确.

13.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.

14.振源4带动细绳上各点上下做简谐运动，，=0时刻绳上形成的波形如

图所示.规定绳上质点向上运动的方向为x轴的正方向，则。点的振动图像是

()

B

O\

CD

【答案】B【解析】由“带动法”可知此时P点从平衡位置开始向下运动，

故B正确.

15.（多选）如图所示为一列简谐横波在某一时刻的波形图，此时刻质点尸的

运动方向如图所示，则（）

G

A.该波向左传播

B.质点8和。的运动方向相同

C.质点C比质点8先回到平衡位置

D.此时质点产和〃的速度方向相反

【答案】ACD【解析】已知质点F向下振动，下一酎刻将到达波谷，即

是由相邻波谷传来的，由此可知波的传播方向向左，A正确.因此质点。、上的

运动方向向下，B错误，D正确.质点A、B、”的运动方向向上，因质点。直

接从最大位移处回到平衡位置，即匕=£而质点B要先运动到最大位移处，再

回到平衡住置，故3＞上，C正确.

16.（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，经过看质点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（）

IIIIIIIIII.

0123456789

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;

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

【答案】ACD【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

T

振依次落后4的时间，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，D正确.

17.细绳的一端在外力作用下从t=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f=0时刻各点所处的位置，乙为，=5

3T

时刻的波形图（T为波的周期）.在丙中画出，=子时刻的波形图.

甲1帛4用构黑湖泮

【答案】见解析【解析】机械波在传播过程中，介质的质点都在各自的平

T

衡位置附近振动，时间依次滞后，从波形图上看出，在r=a时刻第4个质点才开

37T

始振动，则在？=彳时刻第10个质点刚开始振动，此时第4个质点已振动了爹的

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.

2、波的描述

1.在坐标原点的波源从/=0时刻开始向上做简谐振动，振动周期T.在片亍

时，波源突然停止运动，则时波的图像是（）

【答案】B【解析】在时，波源突然停止运动，知坐标原点处于负

的最大位移处，在r=T时，坐标原点仍然处于负的最大住移处，波形向前传播

一个周期，质点开始向上振动，根据“上下坡法”知起振的点处于下坡，故B

正确，A、C、D错误.

2.在均匀介质中，一列沿x轴正向传播的横波，其波源。在第一个周期内

的振动图像如图所示，则该波在第一个周期末的波形图是（）

【答案】D【解析】由振动图像知，波源O在一个周期内刚好完成一次全

振动，此时质点。在平衡位置向下振动，故D正确.

3,如图，f=0时刻，波源在坐标原点从平衡位置沿）轴正方向开始振动，

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r=0.6s时波形的图是（）

【答案】C【解析】由于波沿x轴正、负两方向传播的波形关于），轴对称,

故A、B错误；，=0时刻波源沿y轴正方向开始振动，经过0.6s即1.5T,波源

位于平衡位置且沿y轴负方向振动，据“同侧法”可知C正确，D错误.

4.一列横波在介质中向右传播，右图为此波某时刻的波形，并且只有M、

N间的质点在振动，下列说法正确的是（）

A.波源是M,且波恰好传至N质点

B.波源是N,且波恰好传至M质点

C.。质点此时的振动方向向下

D.从该时刻起，。质点比尸质点先回到平衡位置

【答案】A【解析】因为波向右传播，只有M、N间的质点振动，故M是

波源且恰传到N点，每一质点的振动追随与它相邻的左边质点的振动，因而。

点振动方向向上，从此时刻起，P点由最大位移直接回到平衡位置，。先向上到

最大位移处再回到平衡位置，故A正确，B、C、D错误.

5.如图所示，是一列简谐横波在Z=0.15s时的波形图，该波沿x轴负方向

传播，传播的速度为o=10m/s,则质点。的振动图像是下列图中的（）

【答案】D【解析】波沿x轴负方向传播，则质点。在0.15s时，由平衡

22

位置向负的最大位移处运动；由波的图像可知，波长2=2m,波的周期T=-=yQ

s=0.2s;由图可知A、B、C错误，D正确.

6.在某一均匀介质中由原点发出的简谐横波在x轴上传播，某时刻的波形

如图所示，其波速为5m/s,则下列说法正确的是()

A.此时P、Q两质点运动方向相反

B.再经过0.5s,质点N刚好在(一5m,20cm)位置

C.波的频率与波源的振动频率无关

D.波速由波源和介质的性质共同决定

【答案】B【解析】波同时向两侧传播，根据对称性可知，此时P(-2m,

0cm)AQ(2m,0cm)两点运动方向相同，故A错误；由图可知，N到波的前沿的

距离为2m,波传播到N的时间〃=0.4s,由图知波长2=2m,周期为7=0.4s,

则经过0.5s质点N刚好到达波峰位置，其坐标为(一5m,20cm),故B正确；

波在传播过程中是受迫振动，波的频率和波源的频率一致，故C错误；波速只

与介质有关，同种介质波速相同，故D错误.

7.如图甲所示，S为振源，P质点距S的距离为，•，f=0时刻S由平衡位置

开始振动，产生沿直线向右传播的简谐横波，图乙为P质点从力时刻开始振动

的振动图像，则下列说法正确的是(

p

平

A.t=0时刻振源S的振动方向沿y轴正方向

B.12时刻P质点振动速度最大，方向沿)轴负方向

C.t2时刻振源S处于平衡位置向)，轴正方向振动

D.若波源停止振动，则P质点也马上停止振动

【答案】A【解析】当机械波在力时刻刚传到P质点时，P质点的起振方

向沿y轴正方向，说明这列波的起振方向沿)，轴正方向，则f=0时，振源S的

振动方向沿y轴正方向，A正确；根据题图乙可知，及时刻尸质点处于平衡位

置向)，轴正方向振动，即此时尸质点具有正向的最大速度，B错误；根据题图

乙无法确定及时刻振源S的位置，C错误；如果波源停止振动，则P质点需要

经过八时间才会停止振动，D错误.

8.如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐波在某一时刻的图像，下列说

法中正确的是（）

A.该时刻。点和d点处的质点位移相同，加速度方向相反

B.该时刻8点和c点处的质点位移相同，速度方向也相同

C.质点b比质点c先回到平衡位置

D.质点。比质点d先回到平衡位置

【答案】D【解析】题图时刻。、d两点位移相同，加速度相同，故A错

误；据“上坡下、下坡上”可以判断服人两点向上运动，c、d两点向下运动，

所以c比b先回到平衡位置，4比d先回到平衡位置，故B、C错误，D正确.

9.（多选）简谐横波某时刻的波形图像如图所示.由此图可知（）

A.若质点。向上运动，则波是从左向右传播的

B.若质点方向下运动，则波是从左向右传播的

C.若波从右向左传播，则质点c向下运动

D.若波从右向左传播，则质点d向上运动

【答案】AD【解析】由“上下坡法”可判断，若波向右传播，则〃、b向

上运动，c、d向下运动；若波向左传播，则〃、b向下运动,c、d向上运动.故

A、D正确.

10.湖面上停放甲、乙两条船，它们相距30m,一列水波正在湖面上沿两

船连线方向传播，观察到甲船从开始振动的1min内上下震荡30次，而乙船在

这个时间内上下震荡28次.求：

（1）这列波的周期；

（2）水波在水面上传播的速度.

【答案】（1）2s（2）7.5m/s

【解析】（1）甲船从开始振动的1min内上下震荡30次，则甲船的振动周期

为T=（=1^s=2s,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，甲船比乙船多震荡2次，说明两船间的距

禹是两个波长，由题意得22=30m,

解得2=15m,

则。=彳=7.5m/s.

11.（多选）如图所示，水平放置的弹性长绳上有一系列均匀分布的质点1、2、

3……,现使质点1沿竖直方向做简谐运动，振动将沿绳向右传播，质点1的起

始振动方向向上，当振动传播到质点13时，质点1恰好完成一次全振动，此时

质点9的运动情况是（）

1234567891011121314

A.加速度方向竖直向上B.加速度方向竖直向下

C.速度方向竖直向上D.速度方向竖直向下

【答案】BD【解析】由题可知，质点1的起振方向向上，介质中各质点

起振方向均向上，波向右传播，画出1〜13个质点间的波形如图所示：

由图可以看出，质点9正在向下运动，速度方向向下，位移减小，加速度也

正在减小，且方向竖直向下，故B、D正确，A、C错误.

12.（多选）一简谐机械波沿工轴正方向传播，周期为门=0时刻的波形如图

甲所示，〃、b是波上的两个质点、.图乙是波上某一质点的振动图像.下列说法

中正确的是（）

A.7=0时质点。的速度比质点Z?的大

B.[=0时质点。的加速度比质点的大

C.图乙可以表示质点4的振动

D.图乙可以表示质点〃的振动

【答案】BD【解析】r=0时刻。在波峰，速度为零，加速度最大，b在

平衡位置，加速度为零，速度最大，A错误，B正确；根据“上下坡法”可以判

断，，=0时刻8点在平衡位置且向下运动，C错误，D正确.

13.（多选）一列波的波源S在原点做竖直方向、频率为10Hz的简谐运动.fo

时刻，向右传播的波形如图所示，向左传播的波形未画出.下列说法正确的是

（）

y/m

-4

A.川时刻，冗=1m处的质点振动方向向上

B.砧时刻，x=-2m处的质点振动方向向上

C./o+0.175s时刻，了=一1m处的质点处在波谷位置

D.%—0.125s时刻，x=lm处的质点处在波峰位置

【答案】AC【解析】由于波的传播方向向右，则波形向右平移，可知ro

时刻，x=1m处的质点向上运动，故A正确；布时刻，x=-2m处的质点与x

=2m处的质点振动方向相同，振动方向向下，故B错误；波的周期为T=y=-j^

s=0.1s,则fo+0.175s为又经过了1，，x=-1m处的质点与时刻x=1m

的位置相同，处于波谷；同理在加一0.125s时刻，工=1m处的质点处于波谷，

故C正确，D错误.

14.（2021届天津一中检测）一列简谐横波的波形如图所示，实线表示力=0

时刻的波形图，虚线表示力=0.05s时刻的波形图，则：

（1）该简谐横波的振幅与波长各为多少？

（2）若2T＞尬一波速可能为多大？（T为周期）

（2）若波向x轴正方向（向右）传播，波速200m/s；若波向x轴负方向（向左）

传播，波速280m/s.

【解析】（1）根据波的图像可以求出

振幅A=5cm;波长为A=8m.

（2）若波向右传播，从力=0至U，2=O.O5S,传播■了2m,

即%,所以，2—八=47+仃,

解得周期0八因为

7=2U〃十〉27>f2—A>r,

所以n—1,T—x।4s=0.04s,

波速z;=y.=200m/s：

若波向左传播，从力=0到段=0.05s,传播了6m,

即%,所以友一人=%+订，

解得周期因为27>亥一人>7,

十15

所以〃=1,7=五1s=^s,

波速。=彳=280m/s.

3、波的反射、折射和衍射

1.下列现象不属于波的明显衍射现象的是（）

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

【答案】D【解析】假山前有水波，假山后无水波，说明波没有绕过障碍

物，因此不属于明显衍射现象，故D正确.

2.如图所示，正中O是水面上一波源，实、虚线分别表示该时刻的波峰、

波谷，A是挡板，8是小孔，经过一段时间，水面上的波形将分布于（）

A.整个区域B.阴影I以外区域

C.阴影II以外区域D.阴影HI以外区域

【答案】B【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错误；该波的波长与小孔8差不多，

能够产生明显的衍射，故在阴影区HI、II之内，明显存在衍射波的波形，故B

正确.

3.已知空气中的声速为340m/s.现有几种声波：①周期为京s,②频率为

IO4Hz,③波长为1（）m.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（）

A.①和②B.②和③

C.①和③D,都可以

【答案】C【解析】三种声波的波长分别为九=340X5m=17m,^2=^

m=0.034m,A3=10m,根据发生明显衍射现象的条件可知，①、③两种声波的

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.

4.（2021届河北南宫中学四校联考）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（）

A.在水中它比波长为20m的声波传播得更快一些

B.不能产生明显的衍射

C.它不能被人听到

D.不能产生反射现象

【答案】C【解析】波运由介质决定，在同一介质中波速相同，故A错误；

声波具有波的特性，能发生波的反射、折射和衍射，故B、D错误；根据

340

可知，尸可HZ=10HZ,所以该波为次声波，人不能听见，故C正确.

5.如图，尸为桥墩，A为靠近桥墩漂浮的叶片，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（）

A.提高波源频率

B.提高波源周期

C.减小波源距桥墩的距离

D.增加波源距桥墩的距离

【答案】B【解析】波源S连续振动，形成水波，水波中的质点上下振动,

形成的波向前传播，提高拍打水面的频率，则质点振动的频率增加，波的频率与

振动的频率相等，根据入=1波速不变，频率增大，波长减小，衍射现象不明

显，反之提高波源周期，降低频率，波长增大，衍射现象更明显.衍射现象与传

播距离无关，增加或减小波源距桥墩的距离，不会影响衍射现象的发生，故A、

C、D错误，B正确.

6.同一音叉发出的声波同时在水和空气中传播，某时刻的波形曲线如图所

示，以下说法正确的是（）

yb

A.声波在水中波长较大，b是水中声波的波形曲线

B.声波在空气中波长较大，b是空气中声波的波形曲线

C.水中质点振动频率较高，〃是水中声波的波形曲线

D.空气中质点振动频率较高，。是空气中声波的波形曲线

【答案】A【解析】波的频率取决于波源的振动频率，与介质无关，故相

同音叉发出的声波在水中与在空气中传播时频率相同.机械波在介质中传播的速

度只取决于介质的性质.声波在水中传播的速度大于在空气中传播的速度，由。

=〃知，声波在水中的波长较大，对应于题图中波形曲线A故A正确.

7.（多选）以下关于波的认识，正确的是（）

A.潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的折射原理

B.隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从

而达到隐形的目的

C.雷达的工作原理是利用波的反射

D.水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象

【答案】BCD【解析】A、B、C选项中应用了波的反射现象，故A错误,

B、C正确；D选项是波的折射现象，深水区域和浅水区域视为不同介质，故波

的传播方向发生改变，故D正确.

8.（2021届金山区一模）发波水槽中产生一列水波，用一支圆珠笔插入水中,

如图所示，笔对波的传播（）

A.有影响，水波发生明显衍射现象

B.有影响，水波不发生明显衍射现象

C.无影响，水波发生明显衍射现象

D.无影响，水波不发生明显衍射现象

【答案】C【解析】由波的衍射现象可知，当圆珠笔插入水中，笔尖的线

度远小于水波的波长时，水波会发生明显的衍射现象，即笔对波的传播没有影响，

故C正确，A、B、D错误.

9.在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子振动频率是5Hz,水波在水

槽中的传播速度为0.05m/s,为观察到显著的衍射现象，小孔直径d应为多少？

【答案】小于1cm【解析】在水槽中激发的水波波长为4%第m=

0.01m=lcm.要求在小孔后产生显著的衍射现象，应取小孔的尺寸小于波长.故

小孔直径d应小于1cm.

10.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A

和B以及遇到障碍物。和。之后的传播情况.

【答案】见解析【解析】由题图可知，孔A和障碍物D跟波长相差不多，

因此，从孔A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C跟波长相比相差较大，因此，从孔B传出的波和遇障碍物。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C之后的波只沿直线传播.所以从孔A、8传出的波和遇障碍物C、。之后

的波如图所示.

11.（多选）如图所示，1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线,

则（）

A.2与1的波长、频率、波速都相等

B.2与1的波速、频率相等，波长不等

C.3与1的波速、频率、波长均相等

D.3与1的频率相等，波速、波长均不等

【答案】AD【解析】波1、2都在介质。中传播，故1、2的频率、波速、

波长均相等，故A正确，B错误；波1、3是在两种不同介质中传播，波速不同,

7）

但波源没变，因而频率相等，由2=/得波长不同，故C错误，D正确.

12.（多选）如图所示，一小型渔港的防波堤两端MN相距约60m,在防波堤

后A、8两处有两个小船进港躲避风浪.某次海啸引起的波浪沿垂直于防波堤的

方向向防波堤传播，下列说法中正确的有（）

A.假设波浪的波长约为10m,则A、8两处小船基本上不受波浪影响

B.假设波浪的波长约为1（）m,则A、B两处小船明显受到波浪影响

C.假设波浪的波长约为50m,则A、B两处小船基本上不受波浪影响

D.假设波浪的波长约为50m,贝IJA、8两处小船明显受到波浪影响

【答案】AD【解析】43两处小船明显受到影响是因为水波发生明显的

衍射，波浪能传播到A、8处的结果，当障碍物或缝隙的尺寸比波长小或跟波长

差不多的时候，会发生明显的衍射现象.故A、D正确.

13.（多选）如图所示是观察水面波衍射的实验装置，AC和8。是两块挡板,

是一个孔，。是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻

波纹（图中曲线）之间距离表示一个波长.贝女）

//////^

CAB

A.水面波经过孔后波速不变

B.水面波经过孔后波纹间距离可能变大

C.若波源频率增大，衍射现象更明显

D.如果将孔扩大，可能观察不到明显的衍射现象

【答案】AD【解析】根据波速由介质来决定，可知水面波经过孔后波速

不变，故A正确；水面波通过孔后，波速、频率、波长不变，则挡板前后波纹

间的距离相等，故B错误；如果孔的大小不变，使波源频率增大，因为波速不

7）

变，根据2=］知，波长减小，可能观察不到明显的衍射现象，故C错误；如果

将孔A8扩大，孔的尺寸远大于波的波长，可能观察不到明显的衍射现象，故D

正确.

14.（多选）如图所示，S为水平面上振动的波源，M、N是水面上的两块挡

板，其中N板可以移动，两板间有一狭缝，此时测得图中A处没有振动，下列

说法正确的是（）

使波源的振动频率减小，可以使A处的水振动起来

使波源的振动频率增大，可以使A处的水振动起来

移动N板使狭缝间距增大，可以使A处的水振动起来

当A点振动后，挡板两边的波纹间距相等

【答案】AD【解析】A处质点没有振动，说明水波没有衍射过去，原因

是MN间的缝太宽或波长太小，因此若要使A处质点振动起来，可增大水波的

波长，即波源的振动频率减小，或移动N板使狭缝间距减小，故A正确，B、C

错误；当A点振动后，挡板两边的波振动频率相同，波速大小相等，由知

波长相等，则波纹间距相等，故D正确.

15.有一辆汽车以15m；s的速度匀速行驶，在其正前方有一陡峭山崖，汽

车鸣笛2s后司机听到回声，此时汽车距山崖的距离有多远？(v^=340m/s)

【答案】325m【解析】画出汽车与声音运动过程示意图如图所示，设汽

车由4到C位移为si,C到山崖8距离为$2,设汽车鸣笛到司机听到回声时间

^^.s\s\+2siDN—V式(340—15)X2

为/,则t=2s.则——=------=/解得52=-S—=---o---=-----o--m---

0*P*

=325m.

AB

河军下.声

16.渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位.已知某超声波频率为

1.0X105Hz,某时刻该超声波在水中传播的波动图像如图所示.

(1)从该时刻开始计时，画出x=7.5X103m处质点做简谐运动的振动图像

(至少一个周期).

(2)现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4s,求鱼群与渔船

间的距离(忽略船和鱼群的运动).

【答案】(1)见解析

【解析】(1)如图所示.

s)

(2)由波形图读出波长2=15Xl(r3m,

由波速公式得。=/九①

鱼群与渔船的距离为②

联立①②式，代入数据得x=3000m.

4、波的干涉

1.（多选）在空气中的同一区域内，两列声波波源的振动情况如图所示，可

以肯定的是（）

A.。波源的频率为b波源频率的2倍

B.。波的波长为力波波长的2倍

C.〃、b两列波叠加能产生稳定的干涉

D.通过同一狭缝，。波的衍射效果比〃波明显

【答案】BD【解析】由波的图像可以看出，a波的周期是b波的2倍，

由/=*可知匕波的频率是。波频率的2倍，因为波速相等（同一介质），由波速公

式可知。波的波长等于匕波的2倍，故A错误，B正确；两列波相干的条

件是频率必须相等，可知〃、。两列波登加不会产生稳定的干涉，故C错误；波

长越长，衍射现象越明显，故D正确.

2.（多选）两个振动情况完全一样的波源S和S2相距6m,它们在空间产生

的干涉图样如图所示，图中实线表示振动加强的区域，虚线表示振动减弱的区

域.下列说法正确的是（）

A.两波源的振动频率一定相同

B.虚线一定是波谷与波谷相遇处

C.两列波的波长都是2m

D.两列波的波长都是1m

【答案】AC【解析】因为形成稳定的干涉图样，所以两波源的频率一定

相同，A正确；因为Si和S2相距6m,由干涉图样可得，两列波的波长都是2m,

C正确，D错误；虚线是振动减弱区，是波峰与波谷相遇处，B错误.

3.（多选）（2021届广安校级期末）如图所示为两列波叠加的示意图，这两列波

的振动方向，振幅频率完全相同，M、N、。为叠加区域的三个点，。为两个波

谷相遇，M为两个波峰相遇，N点为波峰和波谷相遇，波的周期为丁，则下列说

法正确的是（）

A.0点为振动加强点

B.N点始终静止不动

C.经g周期，质点。传播到N点

T

D.M点为振动加强点，经过2,此点振动减弱

【答案】AB【解析】。点是波谷和波谷叠加，为振动加强点，且始终振

动加强，故A正确；N点为波峰与波谷叠加，因振幅相同，则位移总是为零，

始终静止不动，故B正确；质点不会随着波迂移而it移，故C错误；M点为振

动加强点，经过半个周期，此点振动仍加强，故D错误.

4.如图所示，S、S2是位于水面的两个振动情况完全相同的波源，振幅为人,

P、M、N三点均位于S1、S2连线的中垂线上，且PM=MN.某时刻P是两列波的

波峰相遇点，N恰是两列波的波谷相遇点，贝义）

•PS2

S：

•N

A.P、N两点间的距离为半个波长

B.旭点位移的最大值为2A

C.P点的位移始终是24

D.N点为振动减弱点

【答案】B【解析】根据题意可知P、N两点均为振动加强点，又因为P

点在波峰，N点在波谷，所以尸、N两点相距半波长的奇数倍，A、D错误；P、

N两点均为振动加强点，两点连线上的点也为振动加强点，所以M点位移的最

大值为2A,B正确；P点在平衡位置做简谐振动，位移的最大值为2A,C错误.

5.（2021届上海四区模拟）如图，Si、S2是振幅均为A的两个水波波源，某

时刻它们形成的波峰和波谷分别由实线和虚线表示.则（）

A.两列波在相遇区域发生干涉

B.。处质点振动始终减弱，。、c处质点振动始终加强

C.此时〃、b、c处各质点的位移是：xa=0,项）=—2A,Xc=2A

D.以b、c处各质点随着水波飘向远处

【答案】C【解析】图中两列波的波长不同；波速由介质决定，是相同的；

根据o=y知，频率不同，两列波不会干涉，只是叠加，A错误；两列波不能产

生稳定的干涉，所以振动不是始终加强或减弱的，B错误；波叠加时，各个质点

的位移等于各个波单独传播时引起位移的矢量和，故Xa=A—A=0,Xb=­A—A

=-24,&=4+A=2A,C正确；波传播时，各个质点只是在平衡位置附近做振

动，D错误.

6.两个不等幅的脉冲波在均匀介质中均以1.0m/s的速率沿同一直线相向

传播，f=0时刻的波形如图所示，图中小方格的边长为0.1m,则以下不同时刻,

波形不正确的是（）

r=O

r=0.3sr=0.4s

AB

r=0.5sz=0.6s

CD

【答案】c【解析】当/=0.3s时，出现A图的波形，这时由s=vt=03m

可知，两波正好刚相遇，故A正确，同理B与D也正确，C错误.

7.（多选）（2021届大连校级期中）图甲为一列横波在，=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（）

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,P点的动能最大

D.波沿x轴正方向传播

【答案】CD【解析】由图乙可知该波的频率为1Hz,由波的干涉条件可

知A错误；由图甲可知该波的波长2=4m,故B错误；再过0.5s尸点处于平衡

位置动能最大，C正确；由甲、乙图像可知D正确.

8.（多选）如图所示两列同频率相干水波在7=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0.4m,E点为6。连线和AC连线的交点.下列

叙述正确的是（）

A.4、C两点都是振动减弱点

B.振动加强的点只有从E、D

C.直线上的所有点都是振动加强点

D.B、。两点在该时刻的竖直高度差为4cm

【答案】AC【解析】4、C两点是振动减弱点，A正确；直线上的所

有点都是振动力口强点，B错误，C正确：8点是波谷与波谷相遇，。点是波峰与

波峰相遇，所以B、。两点该时刻竖直高度相差8cm,D错误.

9.（多选）（2021届苏州第一中学期中）如图所示，Si、S2是弦线两端的两个波

源，它们