第三章 机械波 单元测试卷 -2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

　　第三章《机械波》单元测试卷（解析版）（考试时间：90分钟 试卷满分：100分）注意事项：1．测试范围：人教版（2019）： 选择性必修第一册第3章。第Ⅰ卷 选择题一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1．某人拿着绳子左侧上下做简谐运动，某时刻，绳波如图所示，a、b为绳波中的两个质点。则（）A．a质点正向上振动 B．a质点的速度正在减小C．b质点的加速度正在减小 D．b质点的速度正在减小2．编钟是古代的重要礼乐器，可发出“宫”音和“徵”音，其频率分别为65.4Hz和130.8Hz．则下列说法中正确的是（    ）A．在空气中传播时，“宫”音的波长大于“徵”音的波长B．在空气中传播时，“宫”音的波速大于“徵”音的波速C．在水中传播时，“宫”音的波速大于“徵”音的波速D．由空气进入水中时，两音的频率均增加3．我国诗人对波的兴动与源起别具慧眼，能于细微处品波，如“藻花菱刺泛微波”、“荷花初醒水微波”等，真是奇景！又如“清风吹空月舒波”、“孤舟常占白鸥波”等，这些都是在今人不起眼的地方探究波源、波动，关于上面诗句的理解，下列说法正确的是（）A．“藻花菱刺”、“荷花初醒”时出现了水波形成的波源 B．“孤舟”振动速度等于水波的传播速度C．“孤舟”会随水波在水面上前行 D．上面诗句中都涉及到水波，水波属于纵波4．下列说法中正确的是（）A．伽利略首先提出了单摆等时性原理B．做简谐运动的物体所受的回复力就是它所受的合外力C．“闻其声不见其人”是司空见惯的现象，其中“闻其声”属于声波的干涉现象D．横波可以在固体、液体、气体中传播，而纵波只能在固体中传播5．下列四幅图片涉及的物理现象，说法正确的是（）A．图甲中改变摇把的转速，不会改变弹簧振子的振动周期B．图乙中水波从深水区进入浅水区时传播方向发生改变是波的衍射现象C．图丙中具有主动降噪功能的耳机是利用声波的反射来减弱噪声的D．图丁中交通警察向车辆发射无线电波并通过分析反射波的频率确定车辆的行驶速度是利用了波的反射和多普勒效应6．均匀介质中的波源O开始振动后，经4s距离波源16m处的质点也开始振动，且该质点振动的频率为2Hz，则该波的波长为（）A．4m B．2m C．1m D．0.5m7．如图所示，S1、S2是同一种介质中相距8m的两个振动情况完全一致的相干波源，它们振动的方向垂直于直角△S1S2P所在的平面，在介质中形成的机械波的波长为0.5m，PS2⊥S1S2，S1P=17m，则S2P上振动加强点有（不包含波源）（）A．10个 B．12个 C．20个 D．24个8．如图所示为两个振动情况完全相同的相干波源某一时刻的干涉图样，实线表示波峰，虚线表示波谷。a、b、c、d 是波传播路径上的四个点。此刻两列波在 d 点引起的位移都是零，下列说法正确的是（）A．a是振动加强点，c是振动减弱点B．无法判断 d 点是振动加强点还是减弱点C．再经过，b点位于波谷的位置D．再经过，a点位于波谷的位置9．（多选）下列说法正确的是（）A．图①为两列频率相同，振幅相同的相干水波于某时刻叠加。实线和虚线分别表示波峰和波谷，则此时点正处于平衡位置且向下运动B．图②S为在水面上振动的波源，为在水面上的两块挡板，要使处水也能发生振动，则波源的频率应该变小C．图③是一个单摆做受迫振动，其共振曲线（振幅与驱动力的频率的关系）图，由此判断出该单摆摆长约为D．图④救护车向右运动的过程中，A、B两人听到警笛声的频率相同10．（多选）如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，波的传播速度大小为1m/s，P、N、M为波传播路径上的三点，以波传播到N点时开始计时（取t=0），质点N的振动方程为，时刻，波传播到了M点，则下列判断正确的是（    ）A． B．波的波长为4mC．t=0时刻，质点P正沿y轴负方向运动 D． 时刻，质点P振动的时间为6s11．（多选）如图所示，、、在平面内，两波源分别置于、两点。时，两波源从平衡位置起振，起振方向相反且垂直于平面。频率均为。两波源持续产生振幅相同的简谐横波，波分别沿、方向传播，波速均为。下列说法正确的是（）A．点是振动加强点 B．点是振动减弱点C．时，处质点速度为0 D．时，处质点速度不为012．（多选）“深海一号”天然气水合物勘探船在南海作业时，多波束声呐系统向两侧悬崖发射甲、乙两列声波。两列声波经不同路径反射后，时刻在处相遇，甲波向右传播，乙波向左传播，波形图如图所示。已知声音在水中的传播速度为1500m/s，关于平衡位置在处的质点P，下列说法正确的是（）A．时，P向y轴负方向运动B．时，P向y轴负方向运动C．时，P偏离平衡位置的位移为1.5mD．时，P偏离平衡位置的位移为1.5m第Ⅱ卷 非选择题二、填空题（本题共2小题，共12分）13．两个振动情况完全相同的波源S1、S2产生的波叠加，某时刻形成的干涉图样如图所示，实线表示波峰，虚线表示波谷。在a、b、c三个点中，振动加强的点是________，振动减弱的点是________。从该时刻起，经过周期，它们中位移为零的点是________。14．一列简谐横波沿x轴传播，图（a）是：时刻的波形图；P是介质中位于处的质点，其振动图像如图（b）所示。(1)波向_______（填“左”或“右”）传播；(2)时刻P质点的速度和加速度方向________（填“相同”或“相反”）；(3)处的质点在时间内运动的路程为_________。五．计算题（本题共3小题，共40分）15．0时刻开始振动的某波源S发出一列简谐横波，波源S做简谐运动的表达式为（y的单位是cm）。在波的传播方向上有A、B两点，它们到S的距离分别为，，时A点开始振动。求：(1)该简谐横波的周期T和传播速度v；(2)A点的位移为-6cm时B点的位移；(3)0-6s内B点运动的路程s。16．某智能制造车间使用振动监测系统对生产线设备进行实时健康诊断。两个压电式传感器分别安装在传送带上P和Q两点，坐标分别为和。某次检测中，传送带起始位置（）发出一列测试横波，横波沿x轴正方向传播先后经过P、Q两点，到达P点，安装在P点的传感器记录的振动图像如图乙所示。(1)求该波的传播速度和波长；(2)检测波传播到Q点时，P的运动方向；(3)某次异常颤动产生的横波到达两个传感器的时间差为1.0s，求异常颤动点的坐标。17．某同学设计了一个用绳波演示波的叠加的实验。他将两段材料不同的绳连接起来，以连接点为原点O，以绳为x轴建立如图所示的坐标系。甲、乙两位同学分别在的S1点和。的S2点同时手握绳沿竖直方向开始振动，产生两列分别沿x轴正方向和x轴负方向传播的简谐横波甲和乙。已知t=0时刻和处的质点刚好开始振动，两列波恰好同时到达原点0.若从t=0开始到t=0.5s时间内P点经过的路程为8cm。求：①简谐横波乙的传播速度v2的大小；②这两列波能否形成稳定的干涉图样？请简要说明理由。 1 / 1学科网（北京）股份有限公司$第三章《机械波》单元测试卷（解析版）（考试时间：90分钟 试卷满分：100分）注意事项：1．测试范围：人教版（2019）： 选择性必修第一册第3章。第Ⅰ卷 选择题一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1．某人拿着绳子左侧上下做简谐运动，某时刻，绳波如图所示，a、b为绳波中的两个质点。则（）A．a质点正向上振动 B．a质点的速度正在减小C．b质点的加速度正在减小 D．b质点的速度正在减小【答案】C【详解】A．由图可知，波的传播方向向右，根据同侧法可知此时a质点正在向下振动，A错误；B．此时a质点正在向下振动，平衡位置速度最大，加速度为零，故a质点正在向下加速振动，B错误；C D．质点b正在向平衡位置振动，则其加速度变小速度变大，C正确，D错误。故选C。2．编钟是古代的重要礼乐器，可发出“宫”音和“徵”音，其频率分别为65.4Hz和130.8Hz．则下列说法中正确的是（    ）A．在空气中传播时，“宫”音的波长大于“徵”音的波长B．在空气中传播时，“宫”音的波速大于“徵”音的波速C．在水中传播时，“宫”音的波速大于“徵”音的波速D．由空气进入水中时，两音的频率均增加【答案】A【详解】ABC．同一介质中声速仅由介质决定，与频率无关，故宫音与徵音在空气中（或水中）的波速相等，根据波长 ，由于“宫”音的频率f较小，故“宫”音的波长大于“徵”音的波长，故A正确，BC错误；D． 频率由波源决定，声波从空气进入水中时频率不变，故D错误。故选A。3．我国诗人对波的兴动与源起别具慧眼，能于细微处品波，如“藻花菱刺泛微波”、“荷花初醒水微波”等，真是奇景！又如“清风吹空月舒波”、“孤舟常占白鸥波”等，这些都是在今人不起眼的地方探究波源、波动，关于上面诗句的理解，下列说法正确的是（）A．“藻花菱刺”、“荷花初醒”时出现了水波形成的波源B．“孤舟”振动速度等于水波的传播速度C．“孤舟”会随水波在水面上前行D．上面诗句中都涉及到水波，水波属于纵波【答案】A【详解】A．“藻花菱刺”、“荷花初醒”时有振动，出现了水波形成的波源，故A正确；BC．诗句中“孤舟”相当于介质质点，介质质点只在平衡位置上下振动，不会随波在水面上前行，振动速度时刻改变，波传播速度在同种介质认为不变，故BC错误；D．在水面上传播时，水波属于横波，故D错误。故选A。4．下列说法中正确的是（）A．伽利略首先提出了单摆等时性原理B．做简谐运动的物体所受的回复力就是它所受的合外力C．“闻其声不见其人”是司空见惯的现象，其中“闻其声”属于声波的干涉现象D．横波可以在固体、液体、气体中传播，而纵波只能在固体中传播【答案】A【详解】A．伽利略通过观察吊灯的摆动发现了单摆的等时性，并首先提出该原理，故A正确；B．简谐运动的回复力不一定是合外力，如单摆中回复力为重力切向分力，故B错误；C．“闻其声”是因声波波长较长，绕过障碍物衍射，而非干涉现象，故C错误；D．横波只能在固体中传播，纵波可在固、液、气中传播，故D错误。故选A。5．下列四幅图片涉及的物理现象，说法正确的是（）A．图甲中改变摇把的转速，不会改变弹簧振子的振动周期B．图乙中水波从深水区进入浅水区时传播方向发生改变是波的衍射现象C．图丙中具有主动降噪功能的耳机是利用声波的反射来减弱噪声的D．图丁中交通警察向车辆发射无线电波并通过分析反射波的频率确定车辆的行驶速度是利用了波的反射和多普勒效应【答案】D【详解】A．受迫振动时，物体的频率等于驱动力的频率，因此图甲中改变摇把的转速，驱动力的频率改变，弹簧振子的频率改变，其振动周期也改变，故A错误；B．图乙中水波从深水区进入浅水区时传播方向发生改变是波的折射现象，故B错误；C．图丙中具有主动降噪功能的耳机是利用声波的干涉来减弱噪声的，故C错误；D．图丁中交通警察向车辆发射无线电波并通过分析反射波的频率确定车辆的行驶速度是利用了波的反射和多普勒效应，故D正确。故选D。6．均匀介质中的波源O开始振动后，经4s距离波源16m处的质点也开始振动，且该质点振动的频率为2Hz，则该波的波长为（）A．4m B．2m C．1m D．0.5m【答案】B【详解】波从波源O传播到16m处的时间为4s，波速为波的频率与质点振动频率相同，即根据波速公式代入数据解得波长为，故选B。7．如图所示，S1、S2是同一种介质中相距8m的两个振动情况完全一致的相干波源，它们振动的方向垂直于直角△S1S2P所在的平面，在介质中形成的机械波的波长为0.5m，PS2⊥S1S2，S1P=17m，则S2P上振动加强点有（不包含波源）（）A．10个 B．12个 C．20个 D．24个【答案】B【详解】根据几何关系，则S1到S2的波程为，即S2P上到两波源的距离之差为波长整数倍的点为n1=16，n2=4；由此可知在S2P上存在波程差为波长整数倍的点，从4到16共12个点（不包含波源），这12个点均为振动加强点。故选B。8．如图所示为两个振动情况完全相同的相干波源某一时刻的干涉图样，实线表示波峰，虚线表示波谷。a、b、c、d 是波传播路径上的四个点。此刻两列波在 d 点引起的位移都是零，下列说法正确的是（）A．a是振动加强点，c是振动减弱点B．无法判断 d 点是振动加强点还是减弱点C．再经过，b点位于波谷的位置D．再经过，a点位于波谷的位置【答案】D【详解】A．点a是波峰与波峰相遇，c点是波谷与波谷相遇，它们均属于振动加强点，故A错误；B．d点位于加强点的连线上，到两个波源的路程差为零，是振动加强点，故B错误；C．b点为波峰与波谷相遇的点为振动减弱点，因两个振动情况完全相同，则振幅为零处于平衡位置，再经过b点依然在平衡位置，故C错误；D．再经过，两列波的波谷传到a点，叠加后a点位于波谷的位置，故D正确。故选D。9．（多选）下列说法正确的是（）A．图①为两列频率相同，振幅相同的相干水波于某时刻叠加。实线和虚线分别表示波峰和波谷，则此时点正处于平衡位置且向下运动B．图②S为在水面上振动的波源，为在水面上的两块挡板，要使处水也能发生振动，则波源的频率应该变小C．图③是一个单摆做受迫振动，其共振曲线（振幅与驱动力的频率的关系）图，由此判断出该单摆摆长约为D．图④救护车向右运动的过程中，A、B两人听到警笛声的频率相同【答案】BC【详解】A．c点是波峰和波谷叠加，两列波的振动相互抵消，即c点处于平衡位置不动，故A错误；B．要使A处水也能发生振动，要求波要发生衍射，由波长越长，越容易衍射，可知由于v相同，频率f越小，波长越长，波越容易发生衍射，因此要使处水也能发生振动，则波源的频率应该变小，故B正确；C．由图③知当时发生共振，则单摆的周期结合解得，故C正确；D．图④救护车向右运动的过程中，根据多普勒效应可知，A听到警笛声的频率变高，B听到警笛声的频率变低，故D错误。故选BC。10．（多选）如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，波的传播速度大小为1m/s，P、N、M为波传播路径上的三点，以波传播到N点时开始计时（取t=0），质点N的振动方程为，时刻，波传播到了M点，则下列判断正确的是（    ）A．B．波的波长为4mC．t=0时刻，质点P正沿y轴负方向运动D． 时刻，质点P振动的时间为6s【答案】BC【详解】A．依题意有，故A错误；B．根据质点N的振动方程有则故B正确；C．波传播到N点时开始计时（取t=0），质点N的振动方程为即N点开始振动时方向沿y轴正方向，又N、P两点的平衡位置相距，则t=0时刻，质点P在平衡位置正沿y轴负方向运动，故C正确；D．时刻，质点P振动了时间T，即振动了4s，故D错误。故选BC。11．（多选）如图所示，、、在平面内，两波源分别置于、两点。时，两波源从平衡位置起振，起振方向相反且垂直于平面。频率均为。两波源持续产生振幅相同的简谐横波，波分别沿、方向传播，波速均为。下列说法正确的是（）A．点是振动加强点B．点是振动减弱点C．时，处质点速度为0D．时，处质点速度不为0【答案】AC【详解】AB．由题意可得，间的距离为波长所以波程差为由于两波源起振方向相反，初始相位差为，波程差引起的相位差总相位差为初始相位差+波程差相位差，这相当于同相位，所以C点是振动加强点，故A正确，B错误。CD．波源为的机械波传播到点所用的时间波源为的机械波传播到点所用的时间波已经到达点时间，振动了波已经到达点时间，振动了两列波都在点引起振动，且由于总相位差为 (同相位)，点振动加强，此时点位移大小最大，质点速度为0。故D错误，C正确。故选AC。12．（多选）“深海一号”天然气水合物勘探船在南海作业时，多波束声呐系统向两侧悬崖发射甲、乙两列声波。两列声波经不同路径反射后，时刻在处相遇，甲波向右传播，乙波向左传播，波形图如图所示。已知声音在水中的传播速度为1500m/s，关于平衡位置在处的质点P，下列说法正确的是（）A．时，P向y轴负方向运动B．时，P向y轴负方向运动C．时，P偏离平衡位置的位移为1.5mD．时，P偏离平衡位置的位移为1.5m【答案】BC【详解】A．甲乙两列波相向传播，时，P点在平衡位置，根据同侧法可知下一瞬间，P向y轴正方向运动，A错误；B．根据波速与波长的关系可知甲乙两列波的周期为则时，甲乙两列波均向前传播15m，此时P向y轴负方向运动，B正确；C．时，甲乙两列波均向前传播，两列波的波峰在P点重合，此时P偏离平衡位置的位移为1.5m，C正确；D．时，甲乙两列波均向前传播15m，P回到平衡位置，D错误。故选BC。第Ⅱ卷 非选择题二、填空题（本题共2小题，共12分）13．两个振动情况完全相同的波源S1、S2产生的波叠加，某时刻形成的干涉图样如图所示，实线表示波峰，虚线表示波谷。在a、b、c三个点中，振动加强的点是________，振动减弱的点是________。从该时刻起，经过周期，它们中位移为零的点是________。【答案】 b a、c a、b、c【详解】[1][2]b点是波峰和波峰的相遇点，因而该点振动加强。a、c两点是波谷和波峰的相遇点，因而a、c两点振动减弱。[3]经过周期，a、b、c三点均为平衡位置与平衡位置相遇，则它们的位移始终为零。14．一列简谐横波沿x轴传播，图（a）是：时刻的波形图；P是介质中位于处的质点，其振动图像如图（b）所示。(1)波向_______（填“左”或“右”）传播；(2)时刻P质点的速度和加速度方向________（填“相同”或“相反”）；(3)处的质点在时间内运动的路程为_________。【答案】(1)左(2)相反(3)10【详解】（1）由图（b）可知时刻质点向下运动，根据“上下坡”法可知波向左传播；（2）由图（b）可知时刻质点位于轴负半轴，速度方向沿轴负向，加速度指向平衡位置，即沿轴正向，故此时速度与加速度相反；（3）由图（b）可知振幅为5cm，周期T=2s，因，故x=1.5m处的质点在半个周期内的路程等于两倍振幅，即10cm。五．计算题（本题共3小题，共40分）15．0时刻开始振动的某波源S发出一列简谐横波，波源S做简谐运动的表达式为（y的单位是cm）。在波的传播方向上有A、B两点，它们到S的距离分别为，，时A点开始振动。求：(1)该简谐横波的周期T和传播速度v；(2)A点的位移为-6cm时B点的位移；(3)0-6s内B点运动的路程s。【详解】（1）根据波源S做简谐运动的表达式可得ω=πrad/s则该简谐横波的周期解得T=2s 该简谐横波的传播速度解得v=10m/s（2）波从A点传播到B点所用的时间 由此可知A、B两点的振动相差半个周期，且A 点的位移为-6cm时A点至少已经振动了 ，此时B点一定也在振动，因此A点的位移为-6cm时B点的位移为6cm。（3）波从波源传播到B点所用的时间0~6s内B点振动的时间B点运动的路程解得s=24cm16．某智能制造车间使用振动监测系统对生产线设备进行实时健康诊断。两个压电式传感器分别安装在传送带上P和Q两点，坐标分别为和。某次检测中，传送带起始位置（）发出一列测试横波，横波沿x轴正方向传播先后经过P、Q两点，到达P点，安装在P点的传感器记录的振动图像如图乙所示。(1)求该波的传播速度和波长；(2)检测波传播到Q点时，P的运动方向；(3)某次异常颤动产生的横波到达两个传感器的时间差为1.0s，求异常颤动点的坐标。【详解】（1）该波传播的速度由图乙可得波长（2）检测波传播到Q点的时间此时P点运动时间为可见是周期的整数倍，所以此时P点速度方向向上。（3）设颤动位置坐标为，有或者解得或17．某同学设计了一个用绳波演示波的叠加的实验。他将两段材料不同的绳连接起来，以连接点为原点O，以绳为x轴建立如图所示的坐标系。甲、乙两位同学分别在的S1点和。的S2点同时手握绳沿竖直方向开始振动，产生两列分别沿x轴正方向和x轴负方向传播的简谐横波甲和乙。已知t=0时刻和处的质点刚好开始振动，两列波恰好同时到达原点0.若从t=0开始到t=0.5s时间内P点经过的路程为8cm。求：①简谐横波乙的传播速度v2的大小；②这两列波能否形成稳定的干涉图样？请简要说明理由。【详解】①由图像可知，甲波的波长为，t=0到t=0.5s时间内P点通过的路程为8cm；可知甲波振源的振动周期为1s，则甲波的周期甲波的传播速度甲、乙两列波同时传的原点O，时间t相同，对甲波有对乙波有解得乙波的传播速度②这两列波能形成稳定的干涉图样，理由是：由图像可知，乙波的波长为，对于乙波有解得乙波的周期因为两列波的周期相同，故能形成稳定的干涉图样。 1 / 1学科网（北京）股份有限公司$

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