第三章 机械波（单元测试·提升卷）物理人教版2019选择性必修第一册

2025-2026学年高二年级选择性必修一物理单元检测卷 第三章·素养提升 一、选择题：本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 D C B B C C C AC AC AD 二、实验题：本题共2小题，共16分。 11．向左运动 向右运动 318.6 30（每空2分） 12． A AD （每空2分） 三、计算题：本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．（10分）（1）由图2可知，（1分） 解得波长为 由图3可知，周期，则波速为（1分） （2）由图2可知，时，的波前端到达（1分） 则A、B之间的距离为（1分） 代入数据可得（1分） （3）时，波形平移的距离为 则AB间的波形如图所示 （2分） （4）两列波叠加后，M点为振动减弱点，振幅为 时，M点开始振动，时，M点振动了（1分） 在时间，M点的路程为（1分） 则至时间内，M点运动的路程为（1分） 14．（10分）（1）当t=4s时，O点开始振动且振动方向向下，可知是N点的波源形成的波传到了O点，则区域B的波速 （1分） 根据题意 （1分） 代入数据可得（1分） （2）同理可得区域A的波速（1分） 根据 可得 （2分） t=6s时，M点的波源形成的波向右传播12m恰好到达O点，则时，该波在O点产生的位移 t=4s时，N点的波源形成的波向左传播16m恰好到达O点，则时，该波在O点产生的位移 可知此时O点位移（2分） （3）由上可知，0~4s内波动未到达O点，则s1=0 4s~6s内，N点波源形成的波在O点产生的路程 6s~8s内，两波动在O点抵消 故（2分） 15．（18分）（1）由于波源产生的机械波经过0.6s传播到P点，故波速为（2分） 因此在时间内，P点振动的时间为，由乙图可知，该波源的振动周期，故在时间内，P点刚好振动了一个周期，波源产生的机械波传到P点的时间（2分） 此时P刚好开始振动，路程为零，由于机械波的振幅，这段时间内P点的路程为 （2）时，P点振动的时间（2分） 波源机械波带动P点的位移为零，结合上述分析可知，波源产生的机械波传到P点时间为，故时，P处的质点振动的时间（2分） 波源机械波带动P点的位移也为零；（1分） （3）由题可知，两列波的波速（1分） 两列波的波长为（1分） 由几何知识可得（1分） 由于两列波步调相反，故当时，为振动的加强点 即（1分） 解得（1分） 故A、B边上（不含波源）有10个振动加强点，同理当时为振动的减弱点 则有（1分） 解得（1分） 故减弱点一共有9个（2分） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… 此卷只装订不密封 ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… … 学校：______________姓名：_____________班级：_______________考号：______________________ 2025-2026学年高二年级选择性必修一物理单元检测卷 第三章·素养提升 建议用时：75分钟，满分：100分 第Ⅰ卷 选择题 一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1．沙漠蝎子可以探测出附近虫子的运动，它是利用甲虫运动所产生的沿沙漠表面传播的波来探测的，传播的波有两种类型：横波以速度传播，纵波以传播。已知该甲虫在某个时刻突然运动，蝎子就可以利用从它最接近甲虫的一条腿上面感知到两种波先后到达的时间差，从而感知到它和甲虫之间的距离，如果蝎子到甲虫的距离是37.5cm，下列说法正确的是（    ）    A．虫子脚下的沙子随着波的传播运动到蝎子脚下 B．两种波传播到蝎子的时间差为0.00375s C．无论是纵波还是横波，传播方向均与振动方向垂直 D．波的传播过程中既传播了振动，也传播了信号和能量 2．“战绳”是健身房中常见的一种力量训练项目，健身者用手握住绳子一端，将绳拉平后沿竖直方向上下抖动，则可在绳中形成一列机械波。如图是t0时刻绳波的波形图，且P点的振动方向向下，振动频率是0.5Hz，则下列说法正确的是（　　） A．此时Q点的振动方向向下 B．绳波的传播速度为8m/s C．此后1s内质点Q经过的路程为40cm D．健身者提高抖动的频率绳波的波速将增大 3．如图所示，一小型渔港的防波堤两端MN相距60m，在防波堤后A、B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，下列说法正确的是（　　） A．假设波浪的波长为10m，则A、B两处小船明显受到波浪影响 B．假设波浪的波长为58m，则A、B两处小船明显受到波浪影响 C．假设波浪的波长为61m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响 D．假设波浪的波长为85m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响 4．体操运动员在带操比赛中抖动彩带的一端（如图甲），某段过程彩带的运动可简化为沿x轴方向传播的简谐横波，这列简谐横波在t=0时的波形如图乙所示，质点M、N的平衡位置横坐标分别为1m和3.5m，质点O的振动方程为。下列说法正确的是（　　） A．该波沿x轴负方向传播 B．质点N经0.625s达到波峰 C．从t=0开始计时，质点N比质点M先到达平衡位置 D．该波与频率为2Hz的简谐横波相遇，一定能形成干涉图样 5．振动和波存在于我们生活的方方面面，关于下列几幅图片描绘的情景分析正确的是（　　） A．图甲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 B．图乙要在大山后面的房舍内收听到广播，发射台发出的信号的波长越短，效果越好 C．图丙在发射载人宇宙飞船时，火箭要产生较强的超低频振动，由于该频率与人体内脏和身躯的固有频率接近，所以容易使人体器官发生共振，造成人体器官的损伤 D．图丁是干涉型消声器的结构示意图，波长为的同一声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为的偶数倍 6．如图甲所示，在波的传播方向上有A、B、C三点，其中，时刻开始观察到A、C两点处质点的振动情况分别如图乙、丙所示。下列说法正确的是（　　） A．若向右传播，该波的波长为 B．若向左传播，该波的波长为 C．若振源位于点，起振方向向上，且（为波长），那么从振源起振开始计时，处质点第1次到达波峰需要 D．若振源位于点，起振方向向下，且（为波长），那么从振源起振开始计时，处质点第1次到达波峰需要 7．如图所示是利用水波槽观察到的水波衍射图样，从图样可知（　　） A．B侧波是衍射波 B．A侧相邻波纹间距大于B侧相邻波纹间距 C．如果孔的大小不变，减小水波波源的频率，衍射现象将更明显 D．增大挡板之间的间隙，衍射现象将更明显 8．如图所示为一列横波在不同时刻的波形，1~19为介质中间隔相等的质点，下列说法正确的是（　　） A．机械波在均匀介质中沿传播方向一定匀速传播，其传播速度即波速是定值 B．质点3与质点15的振动情况有时一致，有时不一致 C．周期和波长分别描述了机械波在时间和空间上的周期性 D．在一列波中，如果两个质点的振动情况总是相同的，则这两个质点平衡位置间的距离为半个波长的整数倍 9．如图甲水面上有一列浮球。图乙为简化俯视图，所有浮球等间距排成一条直线，水面上的O点垂直于水面xOy持续沿z轴振动，形成了沿水面传播波长λ=24m的水波。当所有浮球全部振动后某时刻开始计时，以竖直向上为z轴正方向，其中浮球A、B的振动图像如图丙所示，已知OB=18m，OA>OB，OA−OB<λ，则（　　） A．t=0时，1号浮球位于平衡位置下方且沿z轴正向运动 B．t=0时，5号浮球位于平衡位置上方且沿z轴正向运动 C．t=1s时，1号浮球与2号浮球都位于平衡位置的上方且运动方向相反 D．t=1s时，5号浮球与6号浮球都位于平衡位置的上方且运动方向相反 10．如图所示，甲、乙为用频闪照相机连续拍摄的两张在x轴上0~6m区间段简谐波的照片。已知波沿x轴传播，甲照片是在时拍摄的，乙照片是在时拍摄的，波的周期大于，由照片可知（　　） A．该波的波长为4m B．该波的周期可能为1s C．该波的频率可能为2Hz D．该波可能以9m/s的波速沿x轴负方向传播 第Ⅱ卷 非选择题 2、 实验题：本题共2小题，共16分。 11．当声源与观察者相对运动时，观测到的声音频率会发生变化，可以用此现象的原理测量运动员移动速度的大小。某同学查阅资料得知声源发出的声音频率是不变的，而观察者接收的频率由下述公式决定，其中v是声速，是观察者的速度，是声源的速度，以上速度均是沿声源与观察者连线方向的速度大小。是声源发出声音的频率，f是观察者接收到的频率。当两者靠近时，观察者接收的频率变高，反之变低。该同学为进一步研究此规律，设计了如下实验：下图中的扬声器可以发出特定频率的声音，滑片可在气垫导轨上做匀速直线运动。在滑片上固定一部智能手机，手机中的声学传感器可以记录手机接收到的声音频率随时间变化的情况。 （1）图甲是实验过程中手机接收到的频率信息，其中手机在①段处于静止状态，在②段 ，在③段 （分别填“向左运动”“向右运动”或“静止”）； （2）手机静止一段时间后以的速度运动，由图乙信息可得声速为 ； （3）在跳台滑雪、速降雪车等项目中，固定在地面的发声器（同时也是接收器）若对着运动员发射频率为33kHz的超声波，声波遇到运动员后会立即反射，反射波的频率等于运动员接收的频率，发声器最终接收的频率是27.5kHz。已知声速是330m/s，测得运动员的速度大小是 m/s。 12．蜻蜓连续“点水”于平静水面处，形成的水波近似看作简谐横波。时刻水波图样如图（a）所示，图中实线、虚线分别表示波峰、波谷。M和N是相邻波峰和波谷上的两个质点，两质点振动的平衡位置均在轴上。质点M的振动图像如图（b）所示。 （1）若水波的传播速度为，则质点M、N在轴方向上的距离为 ； （2）质点N振动的位移随时间变化的关系是 。 ⑶．蜻蜓在水面上“点水”飞行。若蜻蜓沿轴正向飞行，其水平飞行速度恰好与水波的传播速度相等，且每次“点水”只形成一个向外扩展的圆形水波波纹，则蜻蜓连续三次“点水”后某时刻水波图样（俯视）可能是（　　） A． B． C． D． ⑷．（多选）平静水面上的处一蜻蜓点水形成一列水波向四周传播（可视为简谐波），、、三点与的振动平衡位置在同一条直线上。图示时刻，在波谷与平衡位置的高度差为，、在不同的波峰上。已知波速为，、在水平方向的距离为。下列说法正确的是（　　） A．A点振动频率为 B．到达第一个波峰的时刻，C比A滞后 C．从图示时刻起，经过时间，、之间的距离增大 D．从图示时刻开始计时，点的振动方程是 三、计算题：本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．（10分）如图1所示，分别位于A、B两点的波源和振动的频率相同，二者产生的简谐横波在同种介质中沿直线AB相向传播。图2为时波源产生的完整波形图。图3为波源的位移—时间图像，时，波源开始振动。已知时，两列波刚好在M点（未画出）相遇，求： (1)两列波的波速； (2)A、B之间的距离l； (3)在图4以A为坐标原点的坐标系中画出时，AB间的波形； (4)至时间内，M点运动的路程。 14．（10分）如图所示是某水池的剖面图，A、B两区域水深分别为hA、hB，其中，点O处于两部分水面分界线上，M和N是A、B两区域水面上的两点，O、M间距离，O、N间距离。时M点从平衡位置向上振动、N点从平衡位置向下振动，形成以M、N点为波源的水波（可看作简谐横波），两波源振动频率均为0.5Hz，振幅均为5cm。当时，O点开始振动且振动方向向下。已知水波的波速跟水深关系为，式中h为水的深度，重力加速度。求： (1)区域B的水深hB： (2)时，O点的位移； (3)0~8s时间内，O点通过的路程。 15．（18分）如图甲所示，均匀介质中的水平面内，A、B、P为直角三角形的顶点，，。波源、均沿竖直方向振动，它们的振动图像分别如图乙，丙所示。已知波源产生的机械波经过0.6s传播到P点，求： (1)，P处的质点经过的路程； (2)时，P处的质点位移； (3)1s后，A、B边上（不含波源）有几个振动加强点，有几个振动减弱点。 试题 第3页（共8页） 试题 第4页（共8页） 试题 第1页（共8页） 试题 第2页（共8页） 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年高二年级选择性必修一物理单元检测卷 第三章·素养提升 建议用时：75分钟，满分：100分 第Ⅰ卷 选择题 一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1．沙漠蝎子可以探测出附近虫子的运动，它是利用甲虫运动所产生的沿沙漠表面传播的波来探测的，传播的波有两种类型：横波以速度传播，纵波以传播。已知该甲虫在某个时刻突然运动，蝎子就可以利用从它最接近甲虫的一条腿上面感知到两种波先后到达的时间差，从而感知到它和甲虫之间的距离，如果蝎子到甲虫的距离是37.5cm，下列说法正确的是（    ）    A．虫子脚下的沙子随着波的传播运动到蝎子脚下 B．两种波传播到蝎子的时间差为0.00375s C．无论是纵波还是横波，传播方向均与振动方向垂直 D．波的传播过程中既传播了振动，也传播了信号和能量 【答案】D 【详解】A．虫子脚下的沙子在平衡位置上下振动，不会随着波的传播而移动，故A错误； B．两种波传播到蝎子的时间差为 故B错误； C．横波的传播方向与振动方向垂直，纵波的传播方向与振动方向平行，故C错误； D．波的传播过程中既传播了振动，也传播了信号和能量，故D正确。 故选D。 2．“战绳”是健身房中常见的一种力量训练项目，健身者用手握住绳子一端，将绳拉平后沿竖直方向上下抖动，则可在绳中形成一列机械波。如图是t0时刻绳波的波形图，且P点的振动方向向下，振动频率是0.5Hz，则下列说法正确的是（　　） A．此时Q点的振动方向向下 B．绳波的传播速度为8m/s C．此后1s内质点Q经过的路程为40cm D．健身者提高抖动的频率绳波的波速将增大 【答案】C 【详解】A．P点的振动方向向下，根据同侧法可知该波沿+x方向传播，此时Q点的振动方向向上，故A错误； B．根据图像可知波长为 绳波的传播速度为，故B错误； C．该波的周期 此后内，质点Q经过的路程为，故C正确； D．波速是由介质决定，与振动频率无关，所以健身者提高抖动的频率，绳波的波速不变，故D错误。 故选C。 3．如图所示，一小型渔港的防波堤两端MN相距60m，在防波堤后A、B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，下列说法正确的是（　　） A．假设波浪的波长为10m，则A、B两处小船明显受到波浪影响 B．假设波浪的波长为58m，则A、B两处小船明显受到波浪影响 C．假设波浪的波长为61m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响 D．假设波浪的波长为85m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响 【答案】B 【详解】A．发生明显衍射的条件是孔径、障碍物尺寸小于波长或者与波长相差不大。当波浪的波长为10m时，小于防波堤两端距离，不会有明显的衍射现象，受到影响较小，故A错误。 BCD．发生明显衍射的条件是孔径、障碍物尺寸小于波长或者与波长相差不大。当波浪的波长为58m，或者 61m，或者85m时，接近防波堤两端距离，会有明显的衍射现象，故小船受到明显的波浪影响，故B正确，CD错误； 故选B。 4．体操运动员在带操比赛中抖动彩带的一端（如图甲），某段过程彩带的运动可简化为沿x轴方向传播的简谐横波，这列简谐横波在t=0时的波形如图乙所示，质点M、N的平衡位置横坐标分别为1m和3.5m，质点O的振动方程为。下列说法正确的是（　　） A．该波沿x轴负方向传播 B．质点N经0.625s达到波峰 C．从t=0开始计时，质点N比质点M先到达平衡位置 D．该波与频率为2Hz的简谐横波相遇，一定能形成干涉图样 【答案】B 【详解】A．根据质点O的振动方程可知，0时刻，质点O沿y轴负方向运动，根据同侧法可知，该波沿x轴正方向传播，故A错误； C．根据同侧法可知，0时刻质点N沿y轴负方向运动，由于此时质点M处于波峰，可知，从t=0开始计时，质点M比质点N先到达平衡位置，故C错误； B．根据 解得 波传播速度 波沿x轴正方向传播，则质点N第一次出现波峰的时间 即质点N经0.625s达到波峰，故B正确； D．题中波的频率 根据干涉条件可知，该波与频率为2Hz的简谐横波相遇，不能形成干涉图样，故D错误。 故选B。 5．振动和波存在于我们生活的方方面面，关于下列几幅图片描绘的情景分析正确的是（　　） A．图甲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 B．图乙要在大山后面的房舍内收听到广播，发射台发出的信号的波长越短，效果越好 C．图丙在发射载人宇宙飞船时，火箭要产生较强的超低频振动，由于该频率与人体内脏和身躯的固有频率接近，所以容易使人体器官发生共振，造成人体器官的损伤 D．图丁是干涉型消声器的结构示意图，波长为的同一声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为的偶数倍 【答案】C 【详解】A．根据多普勒效应可知，甲救护车向右运动的过程中，A听到警笛声的频率大于救护车发出的警笛声的频率，B听到警笛声的频率小于救护车发出的警笛声的频率，则A、B两人听到警笛声的频率不同，故A错误； B．障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长相差不多，波将发生明显的衍射现象，图乙要在大山后面的房舍内收听到广播，发射台发出的信号波长越长效果越好，故B错误； C．图丙在发射载人宇宙飞船时，火箭要产生较强的超低频振动，由于该频率与人体内脏和身躯的固有频率接近，所以容易使人体器官发生共振，造成人体器官的损伤，故C正确； D．根据波的干涉，波长为的声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为的奇数倍，故D错误。 故选C。 6．如图甲所示，在波的传播方向上有A、B、C三点，其中，时刻开始观察到A、C两点处质点的振动情况分别如图乙、丙所示。下列说法正确的是（　　） A．若向右传播，该波的波长为 B．若向左传播，该波的波长为 C．若振源位于点，起振方向向上，且（为波长），那么从振源起振开始计时，处质点第1次到达波峰需要 D．若振源位于点，起振方向向下，且（为波长），那么从振源起振开始计时，处质点第1次到达波峰需要 【答案】C 【详解】A．由图乙、丙可得 当波向右传播时（n=0，1，2，3…） 解得（n=0，1，2，3…） 故A错误； B．当波向左传播时（n=0，1，2，3…） 解得（n=0，1，2，3…） 故B错误； C．由题意可得，波向左传播，又因为，所以 取，此时 设波从波源传播到B点所用时间为，则 若振源位于点，起振方向向下，B点起振后到第1次到达波峰所用时间为，则 那么从振源起振开始计时，处质点第1次到达波峰需要 故C正确； D．由题意可得，波向左传播，又因为，所以 取，此时 设波从波源传播到B点所用时间为，则 若振源位于点，起振方向向下，B点起振后到第1次到达波峰所用时间为，则 那么从振源起振开始计时，处质点第1次到达波峰需要 故D错误。 故选C。 7．如图所示是利用水波槽观察到的水波衍射图样，从图样可知（　　） A．B侧波是衍射波 B．A侧相邻波纹间距大于B侧相邻波纹间距 C．如果孔的大小不变，减小水波波源的频率，衍射现象将更明显 D．增大挡板之间的间隙，衍射现象将更明显 【答案】C 【详解】A．由图可知，A侧波是衍射波，选项A错误； B．两侧的波的频率和波速相同，波长相同，即A侧相邻波纹间距等于B侧相邻波纹间距，选项B错误； C．当孔的尺寸与波长差不多或者小于波长时会产生明显的衍射现象，则如果孔的大小不变，减小水波波源的频率，则波长变大，衍射现象将更明显，选项C正确； D．增大挡板之间的间隙，衍射现象将变得不明显，选项D错误。 故选C。 8．如图所示为一列横波在不同时刻的波形，1~19为介质中间隔相等的质点，下列说法正确的是（　　） A．机械波在均匀介质中沿传播方向一定匀速传播，其传播速度即波速是定值 B．质点3与质点15的振动情况有时一致，有时不一致 C．周期和波长分别描述了机械波在时间和空间上的周期性 D．在一列波中，如果两个质点的振动情况总是相同的，则这两个质点平衡位置间的距离为半个波长的整数倍 【答案】AC 【详解】A．机械波在同一均匀介质中沿传播方向一定匀速传播，其传播速度即波速是定值，故A正确； B．质点3与质点15之间的距离正好等于一个波长，振动情况始终完全一致，故B错误； C．周期和波长分别描述了机械波在时间和空间上的周期性，故C正确； D．在一列波中，如果两个质点的振动情况总是相同的，则这两个质点平衡位置间的距离为一个波长的整数倍，故D错误。 故选AC。 9．如图甲水面上有一列浮球。图乙为简化俯视图，所有浮球等间距排成一条直线，水面上的O点垂直于水面xOy持续沿z轴振动，形成了沿水面传播波长λ=24m的水波。当所有浮球全部振动后某时刻开始计时，以竖直向上为z轴正方向，其中浮球A、B的振动图像如图丙所示，已知OB=18m，OA>OB，OA−OB<λ，则（　　） A．t=0时，1号浮球位于平衡位置下方且沿z轴正向运动 B．t=0时，5号浮球位于平衡位置上方且沿z轴正向运动 C．t=1s时，1号浮球与2号浮球都位于平衡位置的上方且运动方向相反 D．t=1s时，5号浮球与6号浮球都位于平衡位置的上方且运动方向相反 【答案】AC 【详解】A．由于OA>OB，OA−OB<λ，则由图可知A球的振动比B球振动落后，则 由此可知 所以OA=λ=24m， 设两浮球之间的距离为x，则由图可得5x=30m 解得 由几何关系可知，相邻两浮球与O点距离差小于，1号浮球比A浮球振动滞后，由于t=0时，A浮球位于平衡位置且沿z轴正向运动，则t=0时，1号浮球位于平衡位置下方且沿z轴正向运动，故A正确； B．5号浮球比B浮球振动超前，由于t=0时，B浮球位于波峰，t=0时，5号浮球正由波峰向平衡位置振动，沿z轴负向运动，故B错误； C．t=1s时，A浮球位于波峰位置，1号浮球比A浮球振动落后，2号浮球比A浮球振动超前，则1号浮球位于平衡位置的上方且沿z轴正向运动，2号浮球位于平衡位置的上方且沿z轴负向运动，即1号浮球与2号浮球都位于平衡位置的上方且运动方向相反，故C正确； D．t=1s时，B浮球位于平衡位置且沿z轴负向运动，5号浮球比B浮球振动超前，5号浮球位于平衡位置下方且沿z轴负向运动，6号浮球比B浮球振动落后，6号浮球都位于平衡位置的上方且沿z轴负向运动，两球振动方向相同，故D错误。 故选AC。 10．如图所示，甲、乙为用频闪照相机连续拍摄的两张在x轴上0~6m区间段简谐波的照片。已知波沿x轴传播，甲照片是在时拍摄的，乙照片是在时拍摄的，波的周期大于，由照片可知（　　） A．该波的波长为4m B．该波的周期可能为1s C．该波的频率可能为2Hz D．该波可能以9m/s的波速沿x轴负方向传播 【答案】AD 【详解】A．由题图知，波长，故选项A正确; BCD．由于无法确定题图中质点的振动方向，因此无法判断波的传播方向。若波沿x轴正方向传播，则有( n=0，1，2…) 可得( n=0，1，2…) 由题意知 当时，可得周期，则波速 当时，可得周期，则波速 当时，可得周期，则波速 若波沿x轴负方向传播，则有( n=0，1，2…) 可得( n=0，1，2…) 由题意知 当时，可得周期，则波速 当时，可得周期，则波速 当时，可得周期，则波速，故选项BC错误，选项D正确。 故选AD。 第Ⅱ卷 非选择题 2、 实验题：本题共2小题，共16分。 11．当声源与观察者相对运动时，观测到的声音频率会发生变化，可以用此现象的原理测量运动员移动速度的大小。某同学查阅资料得知声源发出的声音频率是不变的，而观察者接收的频率由下述公式决定，其中v是声速，是观察者的速度，是声源的速度，以上速度均是沿声源与观察者连线方向的速度大小。是声源发出声音的频率，f是观察者接收到的频率。当两者靠近时，观察者接收的频率变高，反之变低。该同学为进一步研究此规律，设计了如下实验：下图中的扬声器可以发出特定频率的声音，滑片可在气垫导轨上做匀速直线运动。在滑片上固定一部智能手机，手机中的声学传感器可以记录手机接收到的声音频率随时间变化的情况。 （1）图甲是实验过程中手机接收到的频率信息，其中手机在①段处于静止状态，在②段 ，在③段 （分别填“向左运动”“向右运动”或“静止”）； （2）手机静止一段时间后以的速度运动，由图乙信息可得声速为 ； （3）在跳台滑雪、速降雪车等项目中，固定在地面的发声器（同时也是接收器）若对着运动员发射频率为33kHz的超声波，声波遇到运动员后会立即反射，反射波的频率等于运动员接收的频率，发声器最终接收的频率是27.5kHz。已知声速是330m/s，测得运动员的速度大小是 m/s。 【答案】 向左运动 向右运动 318.6 30（每空2分） 【详解】（1）[1]由题意可知，当两者靠近时，观察者接收的频率变高，反之变低，根据题图甲可知②阶段，其频率变高，即手机在接近声源即②阶段在向左运动。 [2]由题图甲可知，在③阶段，接收到的频率变低，即在远离声源，也就是在向右运动。 （2）[3]由题图乙可知，声源的频率约为3000Hz，通过分析可知，手机在远离声源，且手机接收到的频率约为2995Hz，其中声源的速度为零。根据公式有 带入数据解得 （3）[4]由题可知，以发声器作为观测者，其接收到的频率变小了，即两者在远离声源。由于反射波的频率等于运动员接收的频率，且发声器接收的信号为反射信号，故从发声器发出信号到接收到信号的过程，可等效成发声器发出信号后，以和运动员大小相同、方向相反的速度运动。即两者的速度大小关系为 故根据公式 解得 “蜻蜓点水”的字面意思是蜻蜓轻轻触碰水面，蜻蜓“点水”会在水面上形成水波。 12．蜻蜓连续“点水”于平静水面处，形成的水波近似看作简谐横波。时刻水波图样如图（a）所示，图中实线、虚线分别表示波峰、波谷。M和N是相邻波峰和波谷上的两个质点，两质点振动的平衡位置均在轴上。质点M的振动图像如图（b）所示。 （1）若水波的传播速度为，则质点M、N在轴方向上的距离为 ； （2）质点N振动的位移随时间变化的关系是 。 ⑶．蜻蜓在水面上“点水”飞行。若蜻蜓沿轴正向飞行，其水平飞行速度恰好与水波的传播速度相等，且每次“点水”只形成一个向外扩展的圆形水波波纹，则蜻蜓连续三次“点水”后某时刻水波图样（俯视）可能是（　　） A． B． C． D． ⑷．（多选）平静水面上的处一蜻蜓点水形成一列水波向四周传播（可视为简谐波），、、三点与的振动平衡位置在同一条直线上。图示时刻，在波谷与平衡位置的高度差为，、在不同的波峰上。已知波速为，、在水平方向的距离为。下列说法正确的是（　　） A．A点振动频率为 B．到达第一个波峰的时刻，C比A滞后 C．从图示时刻起，经过时间，、之间的距离增大 D．从图示时刻开始计时，点的振动方程是 【答案】 A AD （每空2分） 【解析】[1]M和N是相邻波峰和波谷上的两个质点，则两者距离半个波长，即有 由图可知周期为T=2t0 则该波的波长为 故质点M、N在轴方向上的距离为 [2]由图b可知，质点N振动的振幅为A，周期为，故其角频率为 设质点N的振动方程为 结合振动图像可知，当时， 代入解得 质点N的振动方程为 [3]相邻两圆的圆心距离是蜻蜓点水后到下一次点水运动的距离，与此同时，波传播的距离为相邻两圆的半径之差，由图可知相邻两圆的圆心距离等于相邻两圆的半径之差，可得蜻蜓飞行的速度恰好与水波的传播速度相等，且蜻蜓沿x轴正方向飞，新形成的波应该在x轴上右侧。 故选A。 [4] A．由图可知波长为，波速为v，则频率，A正确； B．由图可知， 则到达第一个波峰的时刻，C比A滞后，B错误； C．由于BC只在竖直方向上运动，故BC距离不变，C错误； D．质点振动的角频率 从图示时刻开始计时，点的振动方程是，D正确。 故选AD。 三、计算题：本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．（10分）如图1所示，分别位于A、B两点的波源和振动的频率相同，二者产生的简谐横波在同种介质中沿直线AB相向传播。图2为时波源产生的完整波形图。图3为波源的位移—时间图像，时，波源开始振动。已知时，两列波刚好在M点（未画出）相遇，求： (1)两列波的波速； (2)A、B之间的距离l； (3)在图4以A为坐标原点的坐标系中画出时，AB间的波形； (4)至时间内，M点运动的路程。 【答案】(1) (2) (3)见解析 (4) 【详解】（1）由图2可知，（1分） 解得波长为 由图3可知，周期，则波速为（1分） （2）由图2可知，时，的波前端到达（1分） 则A、B之间的距离为（1分） 代入数据可得（1分） （3）时，波形平移的距离为 则AB间的波形如图所示 （2分） （4）两列波叠加后，M点为振动减弱点，振幅为 时，M点开始振动，时，M点振动了（1分） 在时间，M点的路程为（1分） 则至时间内，M点运动的路程为（1分） 14．（10分）如图所示是某水池的剖面图，A、B两区域水深分别为hA、hB，其中，点O处于两部分水面分界线上，M和N是A、B两区域水面上的两点，O、M间距离，O、N间距离。时M点从平衡位置向上振动、N点从平衡位置向下振动，形成以M、N点为波源的水波（可看作简谐横波），两波源振动频率均为0.5Hz，振幅均为5cm。当时，O点开始振动且振动方向向下。已知水波的波速跟水深关系为，式中h为水的深度，重力加速度。求： (1)区域B的水深hB： (2)时，O点的位移； (3)0~8s时间内，O点通过的路程。 【答案】(1)1.6cm (2)0 (3)20cm 【详解】（1）当t=4s时，O点开始振动且振动方向向下，可知是N点的波源形成的波传到了O点，则区域B的波速 （1分） 根据题意 （1分） 代入数据可得（1分） （2）同理可得区域A的波速（1分） 根据 可得 （2分） t=6s时，M点的波源形成的波向右传播12m恰好到达O点，则时，该波在O点产生的位移 t=4s时，N点的波源形成的波向左传播16m恰好到达O点，则时，该波在O点产生的位移 可知此时O点位移（2分） （3）由上可知，0~4s内波动未到达O点，则s1=0 4s~6s内，N点波源形成的波在O点产生的路程 6s~8s内，两波动在O点抵消 故（2分） 15．（18分）如图甲所示，均匀介质中的水平面内，A、B、P为直角三角形的顶点，，。波源、均沿竖直方向振动，它们的振动图像分别如图乙，丙所示。已知波源产生的机械波经过0.6s传播到P点，求： (1)，P处的质点经过的路程； (2)时，P处的质点位移； (3)1s后，A、B边上（不含波源）有几个振动加强点，有几个振动减弱点。 【答案】(1)0.4m (2)0 (3)加强点10个，减弱点9个 【详解】（1）由于波源产生的机械波经过0.6s传播到P点，故波速为（2分） 因此在时间内，P点振动的时间为，由乙图可知，该波源的振动周期，故在时间内，P点刚好振动了一个周期，波源产生的机械波传到P点的时间（2分） 此时P刚好开始振动，路程为零，由于机械波的振幅，这段时间内P点的路程为 （2）时，P点振动的时间（2分） 波源机械波带动P点的位移为零，结合上述分析可知，波源产生的机械波传到P点时间为，故时，P处的质点振动的时间（2分） 波源机械波带动P点的位移也为零；（1分） （3）由题可知，两列波的波速（1分） 两列波的波长为（1分） 由几何知识可得（1分） 由于两列波步调相反，故当时，为振动的加强点 即（1分） 解得（1分） 故A、B边上（不含波源）有10个振动加强点，同理当时为振动的减弱点 则有（1分） 解得（1分） 故减弱点一共有9个（2分） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年高二年级选择性必修一物理单元检测卷 第三章·素养提升 建议用时：75分钟，满分：100分 第Ⅰ卷 选择题 一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1．沙漠蝎子可以探测出附近虫子的运动，它是利用甲虫运动所产生的沿沙漠表面传播的波来探测的，传播的波有两种类型：横波以速度传播，纵波以传播。已知该甲虫在某个时刻突然运动，蝎子就可以利用从它最接近甲虫的一条腿上面感知到两种波先后到达的时间差，从而感知到它和甲虫之间的距离，如果蝎子到甲虫的距离是37.5cm，下列说法正确的是（    ）    A．虫子脚下的沙子随着波的传播运动到蝎子脚下 B．两种波传播到蝎子的时间差为0.00375s C．无论是纵波还是横波，传播方向均与振动方向垂直 D．波的传播过程中既传播了振动，也传播了信号和能量 2．“战绳”是健身房中常见的一种力量训练项目，健身者用手握住绳子一端，将绳拉平后沿竖直方向上下抖动，则可在绳中形成一列机械波。如图是t0时刻绳波的波形图，且P点的振动方向向下，振动频率是0.5Hz，则下列说法正确的是（　　） A．此时Q点的振动方向向下 B．绳波的传播速度为8m/s C．此后1s内质点Q经过的路程为40cm D．健身者提高抖动的频率绳波的波速将增大 3．如图所示，一小型渔港的防波堤两端MN相距60m，在防波堤后A、B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，下列说法正确的是（　　） A．假设波浪的波长为10m，则A、B两处小船明显受到波浪影响 B．假设波浪的波长为58m，则A、B两处小船明显受到波浪影响 C．假设波浪的波长为61m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响 D．假设波浪的波长为85m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响 4．体操运动员在带操比赛中抖动彩带的一端（如图甲），某段过程彩带的运动可简化为沿x轴方向传播的简谐横波，这列简谐横波在t=0时的波形如图乙所示，质点M、N的平衡位置横坐标分别为1m和3.5m，质点O的振动方程为。下列说法正确的是（　　） A．该波沿x轴负方向传播 B．质点N经0.625s达到波峰 C．从t=0开始计时，质点N比质点M先到达平衡位置 D．该波与频率为2Hz的简谐横波相遇，一定能形成干涉图样 5．振动和波存在于我们生活的方方面面，关于下列几幅图片描绘的情景分析正确的是（　　） A．图甲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 B．图乙要在大山后面的房舍内收听到广播，发射台发出的信号的波长越短，效果越好 C．图丙在发射载人宇宙飞船时，火箭要产生较强的超低频振动，由于该频率与人体内脏和身躯的固有频率接近，所以容易使人体器官发生共振，造成人体器官的损伤 D．图丁是干涉型消声器的结构示意图，波长为的同一声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为的偶数倍 6．如图甲所示，在波的传播方向上有A、B、C三点，其中，时刻开始观察到A、C两点处质点的振动情况分别如图乙、丙所示。下列说法正确的是（　　） A．若向右传播，该波的波长为 B．若向左传播，该波的波长为 C．若振源位于点，起振方向向上，且（为波长），那么从振源起振开始计时，处质点第1次到达波峰需要 D．若振源位于点，起振方向向下，且（为波长），那么从振源起振开始计时，处质点第1次到达波峰需要 7．如图所示是利用水波槽观察到的水波衍射图样，从图样可知（　　） A．B侧波是衍射波 B．A侧相邻波纹间距大于B侧相邻波纹间距 C．如果孔的大小不变，减小水波波源的频率，衍射现象将更明显 D．增大挡板之间的间隙，衍射现象将更明显 8．如图所示为一列横波在不同时刻的波形，1~19为介质中间隔相等的质点，下列说法正确的是（　　） A．机械波在均匀介质中沿传播方向一定匀速传播，其传播速度即波速是定值 B．质点3与质点15的振动情况有时一致，有时不一致 C．周期和波长分别描述了机械波在时间和空间上的周期性 D．在一列波中，如果两个质点的振动情况总是相同的，则这两个质点平衡位置间的距离为半个波长的整数倍 9．如图甲水面上有一列浮球。图乙为简化俯视图，所有浮球等间距排成一条直线，水面上的O点垂直于水面xOy持续沿z轴振动，形成了沿水面传播波长λ=24m的水波。当所有浮球全部振动后某时刻开始计时，以竖直向上为z轴正方向，其中浮球A、B的振动图像如图丙所示，已知OB=18m，OA>OB，OA−OB<λ，则（　　） A．t=0时，1号浮球位于平衡位置下方且沿z轴正向运动 B．t=0时，5号浮球位于平衡位置上方且沿z轴正向运动 C．t=1s时，1号浮球与2号浮球都位于平衡位置的上方且运动方向相反 D．t=1s时，5号浮球与6号浮球都位于平衡位置的上方且运动方向相反 10．如图所示，甲、乙为用频闪照相机连续拍摄的两张在x轴上0~6m区间段简谐波的照片。已知波沿x轴传播，甲照片是在时拍摄的，乙照片是在时拍摄的，波的周期大于，由照片可知（　　） A．该波的波长为4m B．该波的周期可能为1s C．该波的频率可能为2Hz D．该波可能以9m/s的波速沿x轴负方向传播 第Ⅱ卷 非选择题 2、 实验题：本题共2小题，共16分。 11．当声源与观察者相对运动时，观测到的声音频率会发生变化，可以用此现象的原理测量运动员移动速度的大小。某同学查阅资料得知声源发出的声音频率是不变的，而观察者接收的频率由下述公式决定，其中v是声速，是观察者的速度，是声源的速度，以上速度均是沿声源与观察者连线方向的速度大小。是声源发出声音的频率，f是观察者接收到的频率。当两者靠近时，观察者接收的频率变高，反之变低。该同学为进一步研究此规律，设计了如下实验：下图中的扬声器可以发出特定频率的声音，滑片可在气垫导轨上做匀速直线运动。在滑片上固定一部智能手机，手机中的声学传感器可以记录手机接收到的声音频率随时间变化的情况。 （1）图甲是实验过程中手机接收到的频率信息，其中手机在①段处于静止状态，在②段 ，在③段 （分别填“向左运动”“向右运动”或“静止”）； （2）手机静止一段时间后以的速度运动，由图乙信息可得声速为 ； （3）在跳台滑雪、速降雪车等项目中，固定在地面的发声器（同时也是接收器）若对着运动员发射频率为33kHz的超声波，声波遇到运动员后会立即反射，反射波的频率等于运动员接收的频率，发声器最终接收的频率是27.5kHz。已知声速是330m/s，测得运动员的速度大小是 m/s。 12．蜻蜓连续“点水”于平静水面处，形成的水波近似看作简谐横波。时刻水波图样如图（a）所示，图中实线、虚线分别表示波峰、波谷。M和N是相邻波峰和波谷上的两个质点，两质点振动的平衡位置均在轴上。质点M的振动图像如图（b）所示。 （1）若水波的传播速度为，则质点M、N在轴方向上的距离为 ； （2）质点N振动的位移随时间变化的关系是 。 ⑶．蜻蜓在水面上“点水”飞行。若蜻蜓沿轴正向飞行，其水平飞行速度恰好与水波的传播速度相等，且每次“点水”只形成一个向外扩展的圆形水波波纹，则蜻蜓连续三次“点水”后某时刻水波图样（俯视）可能是（　　） A． B． C． D． ⑷．（多选）平静水面上的处一蜻蜓点水形成一列水波向四周传播（可视为简谐波），、、三点与的振动平衡位置在同一条直线上。图示时刻，在波谷与平衡位置的高度差为，、在不同的波峰上。已知波速为，、在水平方向的距离为。下列说法正确的是（　　） A．A点振动频率为 B．到达第一个波峰的时刻，C比A滞后 C．从图示时刻起，经过时间，、之间的距离增大 D．从图示时刻开始计时，点的振动方程是 三、计算题：本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．（10分）如图1所示，分别位于A、B两点的波源和振动的频率相同，二者产生的简谐横波在同种介质中沿直线AB相向传播。图2为时波源产生的完整波形图。图3为波源的位移—时间图像，时，波源开始振动。已知时，两列波刚好在M点（未画出）相遇，求： (1)两列波的波速； (2)A、B之间的距离l； (3)在图4以A为坐标原点的坐标系中画出时，AB间的波形； (4)至时间内，M点运动的路程。 14．（10分）如图所示是某水池的剖面图，A、B两区域水深分别为hA、hB，其中，点O处于两部分水面分界线上，M和N是A、B两区域水面上的两点，O、M间距离，O、N间距离。时M点从平衡位置向上振动、N点从平衡位置向下振动，形成以M、N点为波源的水波（可看作简谐横波），两波源振动频率均为0.5Hz，振幅均为5cm。当时，O点开始振动且振动方向向下。已知水波的波速跟水深关系为，式中h为水的深度，重力加速度。求： (1)区域B的水深hB： (2)时，O点的位移； (3)0~8s时间内，O点通过的路程。 15．（18分）如图甲所示，均匀介质中的水平面内，A、B、P为直角三角形的顶点，，。波源、均沿竖直方向振动，它们的振动图像分别如图乙，丙所示。已知波源产生的机械波经过0.6s传播到P点，求： (1)，P处的质点经过的路程； (2)时，P处的质点位移； (3)1s后，A、B边上（不含波源）有几个振动加强点，有几个振动减弱点。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $