3.3波的反射、折射和衍射&3.4波的干涉&3.5多普勒效应 同步练习（word含解析）—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册（
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| 名称 | 3.3波的反射、折射和衍射&3.4波的干涉&3.5多普勒效应 同步练习（word含解析）—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册（ |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 231.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-07-10 06:59:34 | ||
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文档简介
3.3波的反射、折射和衍射&3.4波的干涉&3.5多普勒效应-（含解析）
一、单选题
1.下列物理现象：①闻其声而不见其人；②当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到音调变高。这两种现象分别属于声波的（?? ）
A.?衍射、多普勒效应????????B.?干涉、衍射???????????????????C.?共振、干涉???????????????????D.?衍射、共振
2.如图所示，2020年11月13日，万米深潜器“奋斗者号”再次深潜至地球的最深处——马里亚纳海沟。借助无线电波、激光等传输信号，实现深潜器舱内和海底作业的电视直播。要有效的发射电磁波，振荡电路首先要有足够高的振荡频率，下列选项正确的是（?? ）
A.?若要提高振荡频率，可增大自感线圈的自感系数
B.?无线电波比红外线更容易发生衍射
C.?机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波不适用
D.?在真空中电磁波的传播速度小于光速
3.如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，振幅为A，P为介质中质量为m的一个质点，质点P该时刻的速度沿y轴的正方向，以下判断正确的是（?? ）
A.?波沿x轴负方向传播
B.?经过 周期，质点P通过的路程等于A
C.?质点每次通过同一位置时的加速度一定相同
D.?质点P从波峰到平衡位置和从平衡位置到波谷两个过程相比较，回复力的冲量相同
4.如图所示，在xOy平面内有两个沿z轴方向（垂直xOy平面）做简谐运动的点波源S1（1，0）和S2（4，0），振动方程分别为 、 。两列波的波速均为1m/s，两列波在点B（2.5，3）和点C（4，4）相遇时，分别引起B、C处质点的振动总是相互（?? ）
A.?加强、加强?????????????????B.?减弱、减弱???????????????????????C.?加强、减弱???????????????????????D.?减弱、加强
5.渔船上的声呐利用超声波来探测远方鱼群的方位。某渔船发出的一列超声波在t=0时的波动图像如图1所示，图2为质点P的振动图像，则（?? ）
?该波的波速为1.5m/s??????????????????????????????????????????
?该波沿x轴负方向传播
C.?0~1s时间内，质点P沿x轴运动了1.5m????????????????
D.?0~1s时间内，质点P运动的路程为2m
6.下列说法正确的是（?? ）
A.?产生多普勒效应的原因是波源的频率发生了变化
B.?变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场
C.?相对论认为：真空中的光速大小在不同惯性参考系中都是相同的
D.?机械波和电磁波都能发生反射、折射、干涉和衍射现象，都能在真空中传播
7.一列简谐横波沿x轴传播，t＝0时刻的波形如图甲所示，A、P和Q是介质中的三个质点，A的振动图象如图乙所示．下列判断正确的是（?? ）
A.?该波的传播速度是2.5m/s???????????????????????????????????B.?该波沿x轴正方向传播
C.?从0~0.4s，P通过的路程为4m????????????????????D.?从t＝0时刻开始，P将比Q先回到平衡位置
8.图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置在x=1.0m处的质点，Q是平衡位置为x=4m处的质点；图乙为质点Q的振动图象。下列说法正确是（?? ）
A.?简谐波沿正x方向传播
B.?在t=0.10s时，质点P的加速度与速度方向相反
C.?从t=0.10s到t=0.25s，该波沿x轴正方向传播了6m
D.?从t=0.10s到t=0.25s，质点P通过的路程30cm
二、多选题
9.一列沿x轴正方向传播的简谱横波在t=0时刻的波形如图甲所示，A、B是介质中的两个点，A的x坐标为1m。图乙是质点A的振动图像，则以下说法正确的是（?? ）
A.?该简谐波沿着x轴负向传播，波长为5cm
B.?t=0.1s时，质点B沿着y轴负方向运动
C.?0.1s-0.3s内，质点B的路程为20cm
D.?t = 0.45s时质点A的加速度大于质点B的加速度且都为正值
E.?t = 0.9s时质点A距平衡位置的距离小于质点B距平衡位置的距离
10.如图甲所示，为一简谐横波在t = 0时刻的波形图，图乙为图甲中平衡位置位于x1 = 2m处的质点B的振动图像，质点C的平衡位置位于x2 = 7m处。下列说法正确的是（? ）
A.?该简谐波沿x轴负方向传播，其波速为2m/s
B.?当t = 2s时，质点C的速率比质点B的小
C.?当t = 3.5s时，质点C的加速度比质点B的小
D.?要使该波能够发生明显的衍射，则障碍物的尺寸应远大于4m
E.?能与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率为0.5Hz
11.一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=6s时的波形如图（a）所示。在x轴正方向，距离原点小于一个波长的A点，其振动图象如图（b）所示。本题所涉及质点均已起振。下列说法正确的是（?? ）
A.?平衡位置在x=3m与x=7m的质点具有相同的运动状态
B.?A点的平衡位置与原点的距离在0.5m到1m之间
C.?t=9s时，平衡位置在x=1.7m处的质点加速度方向沿y轴正方向
D.?t=13.5s时，平衡位置在x=1.4m处的质点位移为负值
E.?t=18s时，平衡位置在x=1.2m处的质点速度方向沿y轴负方向
12.在弹性绳左右两端垂直于绳轻摇一下，产生两列振幅和波长都相同的简谐横波，t=0时刻两列波传播至如图所示位置。已知左侧波向右传播速度大小为v1=1m/s，下列说法正确的是（?? ）
A.?t=2.5s时刻，O点处质点的速度方向向上
B.?t=3.0s时刻，O点处质点的速度方向向下
C.?右侧波向左传播的速度v2大小与v1大小一定相等
D.?t=0时刻坐标在x=－2m处的质点，t=2s时刻运动到了O点
13.如图，一列简谐横波向右传播，质点a和b的平衡位置相距0.5 m．某时刻质点a运动到波峰位置时，质点b刚好处于平衡位置向上运动．这列波的波长可能是（ ??）
A.?1 m????????????????????????????????????B.?2 m????????????????????????????????????C.?0.4 m????????????????????????????????????D.?0.5 m
三、综合题
14.如图所示，实线是一列简谐横波在t1=0时刻的波形图，虚线是在t2=0.2s时刻的波形图。
（1）若波速为55m/s，求x=5m处的质点M在t1时刻的振动方向：
（2）在t1到t2时间内，x=5m处的质点M通过的路程为1.8m，求波的传播速度。
15.一列恰好形成一个完整波形的简谐横波，向x轴负方向传播，在 时刻的波形如图所示，质点振动的振幅为 ，x轴上P、Q两质点的坐标分别为 和 ，已知 时，P点出现波峰，求：
（1）这列波的传播速度；
（2）从 时刻起，经多长时间Q点出现波峰；
（3）在 内，Q点通过的路程。
16.现代科学研究表明，光既具有波动性，又具有粒子性。若已知光速为c，普朗克常量为h，对一束波长为λ的光，求：
（1）光的频率；
（2）光子的能量；
（3）光子的动量。
17.一列简谐波的波源位于坐标原点O处，t=0时刻开始波源沿y轴做简谐运动，t=0.5s时波恰好传播到x=1m处，形成图示波形，且在0~0.5s时间内波源通过的路程为12cm。求：
（1）该列波的振幅、周期、波长；
（2）该列波的传播速度大小；
（3）从图示时刻起，经多长时间x=4.5m处的质点N第一次到达波峰？
答案
一、单选题
1.【答案】 A
【解答】闻其声而不见其人，是声波绕过阻碍物而传播过来的，属于声波的衍射，而当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到音调变高，是属于多普勒效应，所以A符合题意；BCD不符合题意；
故答案为：A。
【分析】闻其声不见其人是属于声波的衍射现象；我们听到的音调变高是由于多普勒效应。
2.【答案】 B
【解答】A．根据LC振荡电路的频率公式
若要提高振荡频率，可减小自感线圈的自感系数或者电容器的电容，A不符合题意；
B．无线电波比红外线的波长更长，根据发生明显衍射现象的条件，可知前者比后者更容易发生衍射，B符合题意；
C．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系
对电磁波同样适用，C不符合题意；
D．在真空中电磁波的传播速度等于光速，为 ，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】利用电磁振荡的频率公式可以判别要提高频率可以减小自感系数或者减小电容的大小；无线电波比红外线波长大越容易发生衍射现象；波长和频率的关系同样适用于电磁波；电磁波在真空中传播速度等于光速。
3.【答案】 C
【解答】A．因P点向上振动，根据上下坡法可知波沿x轴正方向传播，A不符合题意；
B．因此时刻开始P点向上振动的速度逐渐减小，可知经过 周期的平均速度小于一个周期内的平均速度，则质点P通过的路程小于A，B不符合题意；
C．质点每次通过同一位置时位移相同，则回复力相同，则加速度一定相同，C符合题意；
D．质点P从波峰到平衡位置和从平衡位置到波谷两个过程相比较，回复力的冲量大小相同，但是方向相反，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】（1）根据上下坡法，P点向上振，波沿x轴正方向传播。（2）P点向上振动的速度逐渐减小，平均速度小于一个周期内的平均速度，则质点P通过的路程小于A。（3）同一位置，回复力相同，加速度相同。（4）冲量是矢量，回复力的冲量大小相同，方向相反。
4.【答案】 D
【解答】因为B点距两波源距离一样，而两波源的相位相反，所以在B处叠加总是相互减弱。由振动方程可知，周期为
波长为
C距两波源的距离差为
而两波源的相位相反，所以在C点振动总是加强。
故答案为：D。
【分析】B点距两波源距离一样，而两波源的相位相反，所以在B处叠加总是相互减弱，C距两波源的距离差为 振动总是加强。
5.【答案】 D
【解答】A．由图1可知，该波的波长 ，由图2可知周期T=1×10-5s，则该波的波速
A不符合题意；
B．由图2可得，在t=0时刻，P质点沿y轴正方向振动，由波形的平移方式可知该波沿x轴正方向传播，B不符合题意；
C．质点P只在平衡位置附近振动，不沿x轴运动，C不符合题意；
D．质点P的振幅是5×10-6m，在0~1s时间内共振动了 个周期，运动的路程是s=4×5×10-6×105m=2m
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】1.读图知道波长和周期，根据解v。2.读图，P质点沿y轴正方向振动，由波形的平移方式可知该波沿x轴正方向传播。3.质点P只在平衡位置附近振动，不沿x轴运动。4.在0~1s时间内共振动了 个周期，以此计算路程即可。
6.【答案】 C
【解答】A．当声源与观察者的间距发生变化时，出现多普勒效应的现象，原因是接收的频率发生变化，A不符合题意；
B．当变化是非均匀变化的则一定能产生变化的电场或磁场，当变化是均匀变化时，则不能产生变化的电场或磁场，只能产生稳定的电场或磁场，B不符合题意；
C．根据狭义相对论光速不变原理可知，真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的，C符合题意；
D．电磁波和机械波都都能发生反射、折射、干涉和衍射现象，这是波的特有现象，机械波的传播需要介质，在真空中不能传播，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】光速不变原理是相对论的一个假设，之后的所有结论都是以此为依据经过推导得到的。
7.【答案】 C
【解答】A．由乙图知，质点的振动周期为T=0.8s，由甲图知，波长λ=20m，则波速为 ，A不符合题意；
B．由乙图知，t=0时刻，质点A向上振动，根据甲图由同侧法原理可知该波沿x轴负方向传播，B不符合题意；
C． ，质点P振动半个周期，所以P通过的路程一定是振幅的2倍，即s=2A=2×2=4m．C符合题意；
D．波沿x轴负方向传播，此时P向下振动，Q位于波谷的位置，则Q比P先回到平衡位置．D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】通过甲图读出波的波长，通过乙图读出波的周期，进而求出波速，再结合选项逐一分析即可。
8.【答案】 B
【解答】A．由图乙可知，t=0.10s时质点Q位于平衡位置且向下振动，由图甲综合同侧法可知，简谐波沿x负方向传播，A不符合题意；
B．由图甲可知，在t=0.10s时，质点P向上振动，质点P位于平衡位置上方，加速度方向向下，B符合题意；
C．由甲图知波长为8m，波速为
从t=0.10s到t=0.25s，该波沿x轴负方向传播了
C不符合题意；
D．从t=0.10s到t=0.25s经过的时间为
由于 时刻质点P不在平衡位置或波峰、波谷处，所以质点P通过的路程不是30cm，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】通过甲图读出波的波长，通过乙图读出波的周期，进而求出波速，再结合选项逐一分析即可。
二、多选题
9.【答案】 B,C,E
【解答】A．由甲图知，波长 ，且t=0时刻，A点开始向下运动，由上下坡法可判断波沿着x轴负向传播，A不符合题意；
B．由乙图知， ，B在刚开始时，开始向上运动，而t=0.1s，为半个周期，故此时，B向上运动经过最大振幅，开始向下运动，也就是此时质点B沿着y轴负方向运动，B符合题意；
C．0.1s-0.3s刚好一个周期，所以质点B的路程为 ，C符合题意；
D． ，此时，A在最低点，加速度达到最大，且方向为正，此时B正在向上运动，且没有达到最高点，所以此时B的加速度向下，为负值，大小小于A的加速度大小，D不符合题意；
E． ，此时A在平衡位置，而B不在平衡位置，所以A距平衡位置的距离小于质点B距平衡位置的距离，E符合题意。
故答案为：BCE。
【分析】根据图甲得出波长，再结合质点A的运动判断波的传播方向；根据质点运动的周期性进行判段B的运动情况和路程；对质点A、B在每个位置进行受力分析，判断出A、B加速度的大小及偏离平衡位置的距离。
10.【答案】 B,C,E
【解答】A．由题图乙可知，t = 0时刻，质点B的振动方向沿y轴负方向，对照题图甲，可知该简谐波沿x轴正方向传播，由题图甲可知，简谐波的波长λ = 4m，由题图乙可知，波的周期T = 2s，其波速v = ?= 2m/s
A不符合题意；
B．当t = 2s时，质点B恰好振动一个周期回到平衡位置，并向y轴负方向运动，速率最大，0 ~ 2s内波沿x轴正方向传播的距离Dx = vt = 4m
则质点C此时位于波峰，运动速率为零，B符合题意；
C．同理，当t = 3.5s时，质点B位于波峰，加速度最大，质点C位于平衡位置，加速度最小，C符合题意；
D．要使该波能够发生明显的衍射，障碍物的尺寸应大于4m或与4m相差不多，D不符合题意；
E．若该波能与另一列简谐波发生稳定的干涉，则另一列简谐波的周期应为2s，频率为0.5Hz，E符合题意。
故答案为：BCE。
【分析】(1)读图，波长λ = 4m，周期T = 2s，根据公式波速v = 去速度。（2）t = 2s时，B回到平衡位置，向y轴负方向运动，速率最大，2s内向正方向传播x = vt ，计算即可。（3）当t = 3.5s，B位于波峰，加速度最大，质点C位于平衡位置，加速度最小。（4）发生明显的衍射，障碍物的尺寸应大于4m或与4m相差不多。（5）发生稳定的干涉，周期频率要相同，另一列简谐波的周期应为2s，频率为0.5Hz。
11.【答案】 A,C,E
【解答】A．根据波动图和振动图可读出波的波长 ，周期为 ，故可得波速为
平衡位置在x=3m与x=7m的质点相差两个波长，则其振动情况完全相同，A符合题意；
B．根据A质点的振动图可知，t=7.5s时A质点在正的最大位移处，因周期为 ，则t=6.5s时A质点在平衡位置，t=5.5s时A质点在负的最大位移处，故t=6s时A正在负的位移位置向平衡位置振动，由t=6s的波动图可知A质点的平衡位置与原点的距离在0m到0.5m之间，B不符合题意；
C．根据t=9s与t=6s的时间差为
则平衡位置在x=1.7m处的质点在波形图上再振动 的时间，x=1.5m的质点处于平衡位置，x=2.0m的质点处于波谷，则x=1.7m正在负的位移处向平衡位置振动，故加速度为沿着y轴正方向，C符合题意；
D．根据t=13.5s与t=6s的时间差为
则平衡位置在x=1.4m处的质点在波形图上再振动超过 的时间，x=1.0m的质点处于波峰，x=1.5m的质点处于平衡位置，则x=1.4m的质点位移为正，D不符合题意；
E．根据t=18s与t=6s的时间差为
则平衡位置在x=1.2m处的质点的位置就和现在t=6s时的位置相同，质点的速度根据同侧法可知方向沿y轴负方向，E符合题意；
故答案为：ACE。
【分析】1. ， x=3m与x=7m的质点相差两个波长，则其振动情况相同。2.t=6.5s时A质点在平衡位置，t=5.5s时A质点在负的最大位移处，A正在负的位移位置向平衡位置振动，与原点的距离在0m到0.5m之间。3.x=1.7m正在负的位移处向平衡位置振动，加速度为沿着y轴正方向。4.平衡位置在x=1.2m处的质点的位置就和现在t=6s时的位置相同，质点的速度根据同侧法可知方向沿y轴负方向。
12.【答案】 B,C
【解答】AC．在同一介质中，两列波的波速相等，则t=2.5s时刻，两列波各传播2.5m，此时两列波的“波峰”这种振动状态传至O点，因此O点位移向上达到最大，速度为0，A不符合题意，C符合题意；
B． t=0时刻坐标在x=-3m和x=+3m处的质点都处于平衡位置且向下运动，其振动形式在t=3s时刻传至O点，此时O点处质点的速度方向向下，B符合题意；
D．波在介质中传播时，介质中质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波的传播而迁移，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】结合两列波的振动，传播的速度相同，如果某一位置两列波振动方向相同，那么该点的振幅为两者之和，波振动方向相反，那么该点的振幅为两者之差。
13.【答案】 B,C
【解答】因质点a运动到波峰位置时，质点b刚好处于平衡位置向上运动，则有xab=（n+ ）λ（n=0，1，2，3，…）λ= = m，当n=0，1时，得λ=2 m，0.4 m．B、C选项正确．
故答案为：BC
【分析】结合a、b两点的振动情况判断波长的可能性，结合选项分析求解即可。
三、综合题
14.【答案】 （1）解：从波的图像可以看出，波长为λ=4m
若波沿x轴正方向传播，波传播的距离为
波传播的速度为
无论n取值多少不能求出波速55m/s
若波沿x轴负方向传播，波传播的距离为
波传播的速度为
当 ，解得
则波沿x轴负方向传播，根据波速与质点的振动方向的关系，则质点M沿y轴负方向振动。
（2）解：从波的图像可以看出振幅为 ，M通过的路程为1.8m，则经历的时间是两个周期再加四分之一周期，波传播的距离为
波速大小为
【分析】( 1 )根据图象，可知波的传播方向，可以得到时间间隔和周期的关系式，再根据周期的取值范围得到周期，波速通过波长和周期即可得到；同时确定波的传播方向和质点的振动方向。
( 2 )根据传播路程得到传播周期，进一 步求解波速。
15.【答案】 （1）解：已知 时，P点出现波峰，根据
由题图，代入数据解得波速
（2）解：从 时刻起， 由题图可得Q点出现波峰的时间为
解得
（3）解：波传到Q点用时为
Q点能振动的时间
路程
余下的 质点Q没振动，综上， 内质点Q通过的路程为
【分析】（1）通过图像读出波的波长，结合质点P的位置移动求解波速；
（2）结合第一问求解的波速度和Q的位置求解时间即可；
（3）通过波的波长和波速度求解波的周期，再结合波的周期、振动时间和振幅求解质点的路程即可。
16.【答案】 （1）解：根据波长、频率与波速关系可得
（2）解：光子的能量
（3）解：光子的动量
【分析】（1）利用频率和波速的关系可以求出光的频率大小；
（2）利用光子的能量表达式可以求出光子的能量；
（3）利用动量的表达式可以求出光子的动量。
17.【答案】 （1）解：由题意可知振幅A=6cm，周期T=1s，波长λ=2m
（2）解：根据公式
可得波速为
（3）解：从图示时刻起，波传播到点N的时间
由图示波形可判断出点N的起振方向向下，所以点N从平衡位置第一次到达波峰的时间
综上可得，从图示时刻起，点N第一次到达波峰的时间
【分析】通过图像读出波的波长，结合破移动的距离和对应的时间求解波速，进而求出波的周期，结合波长、波速与周期的关系求解即可。
一、单选题
1.下列物理现象：①闻其声而不见其人；②当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到音调变高。这两种现象分别属于声波的（?? ）
A.?衍射、多普勒效应????????B.?干涉、衍射???????????????????C.?共振、干涉???????????????????D.?衍射、共振
2.如图所示，2020年11月13日，万米深潜器“奋斗者号”再次深潜至地球的最深处——马里亚纳海沟。借助无线电波、激光等传输信号，实现深潜器舱内和海底作业的电视直播。要有效的发射电磁波，振荡电路首先要有足够高的振荡频率，下列选项正确的是（?? ）
A.?若要提高振荡频率，可增大自感线圈的自感系数
B.?无线电波比红外线更容易发生衍射
C.?机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波不适用
D.?在真空中电磁波的传播速度小于光速
3.如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，振幅为A，P为介质中质量为m的一个质点，质点P该时刻的速度沿y轴的正方向，以下判断正确的是（?? ）
A.?波沿x轴负方向传播
B.?经过 周期，质点P通过的路程等于A
C.?质点每次通过同一位置时的加速度一定相同
D.?质点P从波峰到平衡位置和从平衡位置到波谷两个过程相比较，回复力的冲量相同
4.如图所示，在xOy平面内有两个沿z轴方向（垂直xOy平面）做简谐运动的点波源S1（1，0）和S2（4，0），振动方程分别为 、 。两列波的波速均为1m/s，两列波在点B（2.5，3）和点C（4，4）相遇时，分别引起B、C处质点的振动总是相互（?? ）
A.?加强、加强?????????????????B.?减弱、减弱???????????????????????C.?加强、减弱???????????????????????D.?减弱、加强
5.渔船上的声呐利用超声波来探测远方鱼群的方位。某渔船发出的一列超声波在t=0时的波动图像如图1所示，图2为质点P的振动图像，则（?? ）
?该波的波速为1.5m/s??????????????????????????????????????????
?该波沿x轴负方向传播
C.?0~1s时间内，质点P沿x轴运动了1.5m????????????????
D.?0~1s时间内，质点P运动的路程为2m
6.下列说法正确的是（?? ）
A.?产生多普勒效应的原因是波源的频率发生了变化
B.?变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场
C.?相对论认为：真空中的光速大小在不同惯性参考系中都是相同的
D.?机械波和电磁波都能发生反射、折射、干涉和衍射现象，都能在真空中传播
7.一列简谐横波沿x轴传播，t＝0时刻的波形如图甲所示，A、P和Q是介质中的三个质点，A的振动图象如图乙所示．下列判断正确的是（?? ）
A.?该波的传播速度是2.5m/s???????????????????????????????????B.?该波沿x轴正方向传播
C.?从0~0.4s，P通过的路程为4m????????????????????D.?从t＝0时刻开始，P将比Q先回到平衡位置
8.图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置在x=1.0m处的质点，Q是平衡位置为x=4m处的质点；图乙为质点Q的振动图象。下列说法正确是（?? ）
A.?简谐波沿正x方向传播
B.?在t=0.10s时，质点P的加速度与速度方向相反
C.?从t=0.10s到t=0.25s，该波沿x轴正方向传播了6m
D.?从t=0.10s到t=0.25s，质点P通过的路程30cm
二、多选题
9.一列沿x轴正方向传播的简谱横波在t=0时刻的波形如图甲所示，A、B是介质中的两个点，A的x坐标为1m。图乙是质点A的振动图像，则以下说法正确的是（?? ）
A.?该简谐波沿着x轴负向传播，波长为5cm
B.?t=0.1s时，质点B沿着y轴负方向运动
C.?0.1s-0.3s内，质点B的路程为20cm
D.?t = 0.45s时质点A的加速度大于质点B的加速度且都为正值
E.?t = 0.9s时质点A距平衡位置的距离小于质点B距平衡位置的距离
10.如图甲所示，为一简谐横波在t = 0时刻的波形图，图乙为图甲中平衡位置位于x1 = 2m处的质点B的振动图像，质点C的平衡位置位于x2 = 7m处。下列说法正确的是（? ）
A.?该简谐波沿x轴负方向传播，其波速为2m/s
B.?当t = 2s时，质点C的速率比质点B的小
C.?当t = 3.5s时，质点C的加速度比质点B的小
D.?要使该波能够发生明显的衍射，则障碍物的尺寸应远大于4m
E.?能与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率为0.5Hz
11.一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=6s时的波形如图（a）所示。在x轴正方向，距离原点小于一个波长的A点，其振动图象如图（b）所示。本题所涉及质点均已起振。下列说法正确的是（?? ）
A.?平衡位置在x=3m与x=7m的质点具有相同的运动状态
B.?A点的平衡位置与原点的距离在0.5m到1m之间
C.?t=9s时，平衡位置在x=1.7m处的质点加速度方向沿y轴正方向
D.?t=13.5s时，平衡位置在x=1.4m处的质点位移为负值
E.?t=18s时，平衡位置在x=1.2m处的质点速度方向沿y轴负方向
12.在弹性绳左右两端垂直于绳轻摇一下，产生两列振幅和波长都相同的简谐横波，t=0时刻两列波传播至如图所示位置。已知左侧波向右传播速度大小为v1=1m/s，下列说法正确的是（?? ）
A.?t=2.5s时刻，O点处质点的速度方向向上
B.?t=3.0s时刻，O点处质点的速度方向向下
C.?右侧波向左传播的速度v2大小与v1大小一定相等
D.?t=0时刻坐标在x=－2m处的质点，t=2s时刻运动到了O点
13.如图，一列简谐横波向右传播，质点a和b的平衡位置相距0.5 m．某时刻质点a运动到波峰位置时，质点b刚好处于平衡位置向上运动．这列波的波长可能是（ ??）
A.?1 m????????????????????????????????????B.?2 m????????????????????????????????????C.?0.4 m????????????????????????????????????D.?0.5 m
三、综合题
14.如图所示，实线是一列简谐横波在t1=0时刻的波形图，虚线是在t2=0.2s时刻的波形图。
（1）若波速为55m/s，求x=5m处的质点M在t1时刻的振动方向：
（2）在t1到t2时间内，x=5m处的质点M通过的路程为1.8m，求波的传播速度。
15.一列恰好形成一个完整波形的简谐横波，向x轴负方向传播，在 时刻的波形如图所示，质点振动的振幅为 ，x轴上P、Q两质点的坐标分别为 和 ，已知 时，P点出现波峰，求：
（1）这列波的传播速度；
（2）从 时刻起，经多长时间Q点出现波峰；
（3）在 内，Q点通过的路程。
16.现代科学研究表明，光既具有波动性，又具有粒子性。若已知光速为c，普朗克常量为h，对一束波长为λ的光，求：
（1）光的频率；
（2）光子的能量；
（3）光子的动量。
17.一列简谐波的波源位于坐标原点O处，t=0时刻开始波源沿y轴做简谐运动，t=0.5s时波恰好传播到x=1m处，形成图示波形，且在0~0.5s时间内波源通过的路程为12cm。求：
（1）该列波的振幅、周期、波长；
（2）该列波的传播速度大小；
（3）从图示时刻起，经多长时间x=4.5m处的质点N第一次到达波峰？
答案
一、单选题
1.【答案】 A
【解答】闻其声而不见其人，是声波绕过阻碍物而传播过来的，属于声波的衍射，而当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到音调变高，是属于多普勒效应，所以A符合题意；BCD不符合题意；
故答案为：A。
【分析】闻其声不见其人是属于声波的衍射现象；我们听到的音调变高是由于多普勒效应。
2.【答案】 B
【解答】A．根据LC振荡电路的频率公式
若要提高振荡频率，可减小自感线圈的自感系数或者电容器的电容，A不符合题意；
B．无线电波比红外线的波长更长，根据发生明显衍射现象的条件，可知前者比后者更容易发生衍射，B符合题意；
C．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系
对电磁波同样适用，C不符合题意；
D．在真空中电磁波的传播速度等于光速，为 ，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】利用电磁振荡的频率公式可以判别要提高频率可以减小自感系数或者减小电容的大小；无线电波比红外线波长大越容易发生衍射现象；波长和频率的关系同样适用于电磁波；电磁波在真空中传播速度等于光速。
3.【答案】 C
【解答】A．因P点向上振动，根据上下坡法可知波沿x轴正方向传播，A不符合题意；
B．因此时刻开始P点向上振动的速度逐渐减小，可知经过 周期的平均速度小于一个周期内的平均速度，则质点P通过的路程小于A，B不符合题意；
C．质点每次通过同一位置时位移相同，则回复力相同，则加速度一定相同，C符合题意；
D．质点P从波峰到平衡位置和从平衡位置到波谷两个过程相比较，回复力的冲量大小相同，但是方向相反，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】（1）根据上下坡法，P点向上振，波沿x轴正方向传播。（2）P点向上振动的速度逐渐减小，平均速度小于一个周期内的平均速度，则质点P通过的路程小于A。（3）同一位置，回复力相同，加速度相同。（4）冲量是矢量，回复力的冲量大小相同，方向相反。
4.【答案】 D
【解答】因为B点距两波源距离一样，而两波源的相位相反，所以在B处叠加总是相互减弱。由振动方程可知，周期为
波长为
C距两波源的距离差为
而两波源的相位相反，所以在C点振动总是加强。
故答案为：D。
【分析】B点距两波源距离一样，而两波源的相位相反，所以在B处叠加总是相互减弱，C距两波源的距离差为 振动总是加强。
5.【答案】 D
【解答】A．由图1可知，该波的波长 ，由图2可知周期T=1×10-5s，则该波的波速
A不符合题意；
B．由图2可得，在t=0时刻，P质点沿y轴正方向振动，由波形的平移方式可知该波沿x轴正方向传播，B不符合题意；
C．质点P只在平衡位置附近振动，不沿x轴运动，C不符合题意；
D．质点P的振幅是5×10-6m，在0~1s时间内共振动了 个周期，运动的路程是s=4×5×10-6×105m=2m
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】1.读图知道波长和周期，根据解v。2.读图，P质点沿y轴正方向振动，由波形的平移方式可知该波沿x轴正方向传播。3.质点P只在平衡位置附近振动，不沿x轴运动。4.在0~1s时间内共振动了 个周期，以此计算路程即可。
6.【答案】 C
【解答】A．当声源与观察者的间距发生变化时，出现多普勒效应的现象，原因是接收的频率发生变化，A不符合题意；
B．当变化是非均匀变化的则一定能产生变化的电场或磁场，当变化是均匀变化时，则不能产生变化的电场或磁场，只能产生稳定的电场或磁场，B不符合题意；
C．根据狭义相对论光速不变原理可知，真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的，C符合题意；
D．电磁波和机械波都都能发生反射、折射、干涉和衍射现象，这是波的特有现象，机械波的传播需要介质，在真空中不能传播，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】光速不变原理是相对论的一个假设，之后的所有结论都是以此为依据经过推导得到的。
7.【答案】 C
【解答】A．由乙图知，质点的振动周期为T=0.8s，由甲图知，波长λ=20m，则波速为 ，A不符合题意；
B．由乙图知，t=0时刻，质点A向上振动，根据甲图由同侧法原理可知该波沿x轴负方向传播，B不符合题意；
C． ，质点P振动半个周期，所以P通过的路程一定是振幅的2倍，即s=2A=2×2=4m．C符合题意；
D．波沿x轴负方向传播，此时P向下振动，Q位于波谷的位置，则Q比P先回到平衡位置．D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】通过甲图读出波的波长，通过乙图读出波的周期，进而求出波速，再结合选项逐一分析即可。
8.【答案】 B
【解答】A．由图乙可知，t=0.10s时质点Q位于平衡位置且向下振动，由图甲综合同侧法可知，简谐波沿x负方向传播，A不符合题意；
B．由图甲可知，在t=0.10s时，质点P向上振动，质点P位于平衡位置上方，加速度方向向下，B符合题意；
C．由甲图知波长为8m，波速为
从t=0.10s到t=0.25s，该波沿x轴负方向传播了
C不符合题意；
D．从t=0.10s到t=0.25s经过的时间为
由于 时刻质点P不在平衡位置或波峰、波谷处，所以质点P通过的路程不是30cm，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】通过甲图读出波的波长，通过乙图读出波的周期，进而求出波速，再结合选项逐一分析即可。
二、多选题
9.【答案】 B,C,E
【解答】A．由甲图知，波长 ，且t=0时刻，A点开始向下运动，由上下坡法可判断波沿着x轴负向传播，A不符合题意；
B．由乙图知， ，B在刚开始时，开始向上运动，而t=0.1s，为半个周期，故此时，B向上运动经过最大振幅，开始向下运动，也就是此时质点B沿着y轴负方向运动，B符合题意；
C．0.1s-0.3s刚好一个周期，所以质点B的路程为 ，C符合题意；
D． ，此时，A在最低点，加速度达到最大，且方向为正，此时B正在向上运动，且没有达到最高点，所以此时B的加速度向下，为负值，大小小于A的加速度大小，D不符合题意；
E． ，此时A在平衡位置，而B不在平衡位置，所以A距平衡位置的距离小于质点B距平衡位置的距离，E符合题意。
故答案为：BCE。
【分析】根据图甲得出波长，再结合质点A的运动判断波的传播方向；根据质点运动的周期性进行判段B的运动情况和路程；对质点A、B在每个位置进行受力分析，判断出A、B加速度的大小及偏离平衡位置的距离。
10.【答案】 B,C,E
【解答】A．由题图乙可知，t = 0时刻，质点B的振动方向沿y轴负方向，对照题图甲，可知该简谐波沿x轴正方向传播，由题图甲可知，简谐波的波长λ = 4m，由题图乙可知，波的周期T = 2s，其波速v = ?= 2m/s
A不符合题意；
B．当t = 2s时，质点B恰好振动一个周期回到平衡位置，并向y轴负方向运动，速率最大，0 ~ 2s内波沿x轴正方向传播的距离Dx = vt = 4m
则质点C此时位于波峰，运动速率为零，B符合题意；
C．同理，当t = 3.5s时，质点B位于波峰，加速度最大，质点C位于平衡位置，加速度最小，C符合题意；
D．要使该波能够发生明显的衍射，障碍物的尺寸应大于4m或与4m相差不多，D不符合题意；
E．若该波能与另一列简谐波发生稳定的干涉，则另一列简谐波的周期应为2s，频率为0.5Hz，E符合题意。
故答案为：BCE。
【分析】(1)读图，波长λ = 4m，周期T = 2s，根据公式波速v = 去速度。（2）t = 2s时，B回到平衡位置，向y轴负方向运动，速率最大，2s内向正方向传播x = vt ，计算即可。（3）当t = 3.5s，B位于波峰，加速度最大，质点C位于平衡位置，加速度最小。（4）发生明显的衍射，障碍物的尺寸应大于4m或与4m相差不多。（5）发生稳定的干涉，周期频率要相同，另一列简谐波的周期应为2s，频率为0.5Hz。
11.【答案】 A,C,E
【解答】A．根据波动图和振动图可读出波的波长 ，周期为 ，故可得波速为
平衡位置在x=3m与x=7m的质点相差两个波长，则其振动情况完全相同，A符合题意；
B．根据A质点的振动图可知，t=7.5s时A质点在正的最大位移处，因周期为 ，则t=6.5s时A质点在平衡位置，t=5.5s时A质点在负的最大位移处，故t=6s时A正在负的位移位置向平衡位置振动，由t=6s的波动图可知A质点的平衡位置与原点的距离在0m到0.5m之间，B不符合题意；
C．根据t=9s与t=6s的时间差为
则平衡位置在x=1.7m处的质点在波形图上再振动 的时间，x=1.5m的质点处于平衡位置，x=2.0m的质点处于波谷，则x=1.7m正在负的位移处向平衡位置振动，故加速度为沿着y轴正方向，C符合题意；
D．根据t=13.5s与t=6s的时间差为
则平衡位置在x=1.4m处的质点在波形图上再振动超过 的时间，x=1.0m的质点处于波峰，x=1.5m的质点处于平衡位置，则x=1.4m的质点位移为正，D不符合题意；
E．根据t=18s与t=6s的时间差为
则平衡位置在x=1.2m处的质点的位置就和现在t=6s时的位置相同，质点的速度根据同侧法可知方向沿y轴负方向，E符合题意；
故答案为：ACE。
【分析】1. ， x=3m与x=7m的质点相差两个波长，则其振动情况相同。2.t=6.5s时A质点在平衡位置，t=5.5s时A质点在负的最大位移处，A正在负的位移位置向平衡位置振动，与原点的距离在0m到0.5m之间。3.x=1.7m正在负的位移处向平衡位置振动，加速度为沿着y轴正方向。4.平衡位置在x=1.2m处的质点的位置就和现在t=6s时的位置相同，质点的速度根据同侧法可知方向沿y轴负方向。
12.【答案】 B,C
【解答】AC．在同一介质中，两列波的波速相等，则t=2.5s时刻，两列波各传播2.5m，此时两列波的“波峰”这种振动状态传至O点，因此O点位移向上达到最大，速度为0，A不符合题意，C符合题意；
B． t=0时刻坐标在x=-3m和x=+3m处的质点都处于平衡位置且向下运动，其振动形式在t=3s时刻传至O点，此时O点处质点的速度方向向下，B符合题意；
D．波在介质中传播时，介质中质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波的传播而迁移，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】结合两列波的振动，传播的速度相同，如果某一位置两列波振动方向相同，那么该点的振幅为两者之和，波振动方向相反，那么该点的振幅为两者之差。
13.【答案】 B,C
【解答】因质点a运动到波峰位置时，质点b刚好处于平衡位置向上运动，则有xab=（n+ ）λ（n=0，1，2，3，…）λ= = m，当n=0，1时，得λ=2 m，0.4 m．B、C选项正确．
故答案为：BC
【分析】结合a、b两点的振动情况判断波长的可能性，结合选项分析求解即可。
三、综合题
14.【答案】 （1）解：从波的图像可以看出，波长为λ=4m
若波沿x轴正方向传播，波传播的距离为
波传播的速度为
无论n取值多少不能求出波速55m/s
若波沿x轴负方向传播，波传播的距离为
波传播的速度为
当 ，解得
则波沿x轴负方向传播，根据波速与质点的振动方向的关系，则质点M沿y轴负方向振动。
（2）解：从波的图像可以看出振幅为 ，M通过的路程为1.8m，则经历的时间是两个周期再加四分之一周期，波传播的距离为
波速大小为
【分析】( 1 )根据图象，可知波的传播方向，可以得到时间间隔和周期的关系式，再根据周期的取值范围得到周期，波速通过波长和周期即可得到；同时确定波的传播方向和质点的振动方向。
( 2 )根据传播路程得到传播周期，进一 步求解波速。
15.【答案】 （1）解：已知 时，P点出现波峰，根据
由题图，代入数据解得波速
（2）解：从 时刻起， 由题图可得Q点出现波峰的时间为
解得
（3）解：波传到Q点用时为
Q点能振动的时间
路程
余下的 质点Q没振动，综上， 内质点Q通过的路程为
【分析】（1）通过图像读出波的波长，结合质点P的位置移动求解波速；
（2）结合第一问求解的波速度和Q的位置求解时间即可；
（3）通过波的波长和波速度求解波的周期，再结合波的周期、振动时间和振幅求解质点的路程即可。
16.【答案】 （1）解：根据波长、频率与波速关系可得
（2）解：光子的能量
（3）解：光子的动量
【分析】（1）利用频率和波速的关系可以求出光的频率大小；
（2）利用光子的能量表达式可以求出光子的能量；
（3）利用动量的表达式可以求出光子的动量。
17.【答案】 （1）解：由题意可知振幅A=6cm，周期T=1s，波长λ=2m
（2）解：根据公式
可得波速为
（3）解：从图示时刻起，波传播到点N的时间
由图示波形可判断出点N的起振方向向下，所以点N从平衡位置第一次到达波峰的时间
综上可得，从图示时刻起，点N第一次到达波峰的时间
【分析】通过图像读出波的波长，结合破移动的距离和对应的时间求解波速，进而求出波的周期，结合波长、波速与周期的关系求解即可。