第三章机械波 单元自测基础卷-2025-2026学年高二上学期物理粤教版选择性必修第一册

第三章 机械波（单元自测基础卷）物理粤教版选择性必修第一册 一、选择题（1~7题单选题，每小题4分，8-10题多选题，每小题6分，共46分） 1．机械振动在介质中传播，形成了机械波。下列说法正确的是（　　） A．发声体振动时在空气中产生的声波是纵波 B．机械波在真空中可以传播 C．在纵波中，质点的分布是均匀的 D．介质中有机械波传播时，介质与波一起传播 2．如图，安装在公路旁的多普勒测速仪，它向行驶中的车辆发射已知频率的超声波。并接收被车辆反射回来的反射波。当某汽车远离测速仪时，被该汽车反射回来的反射波与测速仪发出的超声波相比（　　） A．频率变小，波速不变 B．频率不变，波速变大 C．频率变小，波速变小 D．频率变大，波速变大 3．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 4．具有主动降噪功能的耳机，利用的是波的干涉。它可由耳机内的讯号麦克风侦测环境中的噪音，并通过耳机处理器预测下一时刻的噪音，产生相应的抵消声波。已知声音在空气中的传播速度为，噪声在某时刻的波形图如图所示，则关于最好效果的降噪声波，说法正确的是（    ） A．降噪声波的频率为 B．降噪声波的振幅为 C．降噪声波与噪声波振动相位相同 D．P处降噪声波与噪声波叠加后，振幅为 5．手握长软绳一端持续上下抖动，某时刻形成的绳波如图所示，K、L、M、N为绳中的质点，此后先到达上方最大位移处的质点是（  ） A．K B．L C．M D．N 6．现代军舰多利用声呐探测水下目标。图甲是某舰搭载的声呐发出的一列超声波在时刻的波形图，图乙是质点P的振动图像，则（    ） A．超声波遇到大尺寸障碍物可以发生明显的衍射现象 B．舰艇行驶速度越快，声呐发出超声波的频率越大 C．超声波沿x轴负方向传播，波速为1500m/s D．坐标原点处质点在时相对平衡位置的位移为2.5×10-6m 7．B超是一种超声技术，探头发射超声波扫描人体，通过接收和处理载有人体组织或结构性质特征信息的回波形成图像。某血管探头沿x轴正方向发射简谐超声波，如图所示，时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的周期为，下列说法正确的是（　　） A．超声波在血管中的传播速度大小为10m/s B．时，质点N恰好第二次处于波峰 C．利用B超可以测血流速度，原理是波的衍射 D．超声波不能在真空中传播 8．在音乐厅中，小提琴抒情醇美，音域较宽，大提琴气势宏大，具有宽广的中音域，音乐厅中各种乐器相互配合，让听众体验音乐的美妙与魅力。下列说法正确的是（　　） A．小提琴和大提琴发出的声波不会产生明显的干涉现象 B．频率越高的声音越容易发生明显的衍射现象 C．音乐厅中的声音传进墙面上的吸音材料后频率不会改变 D．小提琴声可在真空中传播 9．如图甲所示为一列简谐横波在s时的波形图，P为平衡位置在m处的质点，图乙所示为质点P的振动图像，下列说法中正确的是（　　） A．该波的传播速度为10m/s B．该波沿x轴负方向传播 C．s时，质点P的速度为零，加速度最大 D．从时刻开始计时，质点P的振动方程为 10．如图是某绳波形成过程的示意图，1、2、3、4…为绳上的一系列等间距的质点，相邻两质点间距为0.4m，质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端，时刻质点1开始竖直向上运动，经过0.5s质点1第一次到达最高点，质点6开始运动，此时质点1发生的位移为10cm。下列判断正确的是（　　） A．这列波的波长为8m B．t=1s时质点6的加速度方向向上 C．从计时开始到t=1.5s时质点6运动的路程为20cm D．t=2s时质点21正处于平衡位置且运动方向向上 二、非选择题（11题8分，12题8分，13题11分，14题13分，15题14分，共54分） 11．发波水槽是演示波动过程的重要实验仪器。其中包括波的形成、传播以及波的干涉和衍射等的物理现象。如图所示，某同学使用发波水槽观察到一列水波通过障碍物上的缝隙后再水面上继续传播。 (1)图中可观察到波的（　　） A．干涉 B．衍射 C．折射 D．反射 (2)水面各点的振动均为（　　） A．自由振动，频率由水体自身性质决定 B．自由振动，频率由波源决定 C．受迫振动，频率由水体自身性质决定 D．受迫振动，频率由波源决定 (3)若使波源保持振动情况不变匀速向缝隙靠近，则在狭缝右侧的水波的 增大， 减小。（选填波长/频率/波速） (4)若将缝变大，则可在狭缝右侧观察到的衍射现象 （选填“明显”、“不明显”）。 12．某兴趣小组设计了如图1所示的测量交流电频率的实验。金属丝一端用钉子固定在水平桌面上，另一端通过滑轮系一重物G，在桌面上放置间距可调两枚契子。一蹄形磁铁产生方向垂直纸面向里的磁场。频率待测的交流电源（降压到安全电压以下）通过细软导线和滑线变阻器与金属丝连接。闭合开关S，调节两契的间距，在两契间可观察到如图2所示的振动图线。这一振动图线是由振动源（蹄形磁铁处）沿金属丝传播，然后通过两契子的反射形成相向传播的两列波叠加形成的。 (1)已知波在金属丝中的传播速度只与悬挂重物的重力G和金属丝的线密度（单位长度的质量）有关，则波速为__________。 A． B． C． D． (2)现测得两契子间距为l，如图所示，则交流电的频率为f= 。 (3)如果增加G，要得到类似如图的振动图线，则__________。 A．滑片P向右移动 B．增加两契间距 C．滑片P向左移动 D．减小两契间距 13．如图所示，在均匀介质中，位于x=－10 m和x=10 m处的两波源S1和S2沿y轴方向持续不断做简谐振动，在x轴上形成两列振幅均为4 cm、波速均为2 m/s的相向传播的简谐横波，t=0时刻的波形如图所示，求： (1)两波的周期；(2)在t=17s时，x=0处的质点的位移。 14．一列横波沿x轴正方向传播，t=0时刻波刚传播到x=16m处的a点，t=6s时，质点a第一次到达波谷，求： (1)这列横波的周期和波速大小； (2)0~20s内，质点a运动的总路程。 15．将一弹簧振子放在湖面上方，湖面上沿波传播的某方向建立轴，小球静止时刚好位于坐标原点处（如图），轴正方向上另有距离大约的A、B两静止浮标。弹簧振子振动后，在沿波传播方向测得相邻波峰间距离为1.2m。某时刻浮标A位于平衡位置向上振动时，浮标B正好位于波峰。若弹簧振子振动时，小球偏离平衡位置的位移随时间变化关系满足，忽略水对小球的作用力，求： (1)弹簧振子振动周期； (2)A、B两浮标间的距离； (3)水波在A和B两浮标间传播需要的时间。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．A【详解】A．发声体振动时在空气中产生的声波是纵波，故A正确； B．机械波的传播需要介质，不能在真空中传播，故B错误； C．纵波的波形是疏密相间的，质点分布最密的部分叫密部，分布最疏的地方叫疏部，故C错误； D．在波的传播中，振动质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波的传播发生迁移，故D错误。故选A。 2．A【详解】根据多普勒效应可知，当某汽车远离测速仪时，被该汽车反射回来的反射波与测速仪发出的超声波相比，频率变小，波速不变，故A正确，BCD错误。故选A 。 3．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。 4．A【详解】A．降噪声波与噪声声波频率相同A正确； B．根据题意降噪声波与噪声声波振幅相同，即为A，B错误； CD．降噪声波与噪声声波频率相同、相位相反、振幅相同，相互叠加后波的振幅变为零，C错误，D错误。故选A。 5．A【详解】绳波向右传播，根据同侧法可知K，L正在向上振动，M、N正在向下振动，所以K质点先到达上方最大位移处。故选A。 6．D【详解】A．机械波遇到与波长相近或小于波长的障碍物时可能会发生衍射现象，而超声波的波长较短，遇到大尺寸的障碍物时不能发生明显的衍射现象，A错误； B．声呐发出超声波的频率由声源决定的，与舰艇的行驶速度无关，B错误； C．由乙图可知，时，质点P向下振动，根据“上波下、下波上”的方法可知，超声波沿x轴正方向传播，波速 C错误； D．坐标原点处质点得出振动方程代入数据 可得D正确。故选D。 7．D【详解】A．由图知，则超声波在血管中的传播速度大小为 A错误；B．质点N离最近的波峰距离为 可知波峰第一次传播到质点N所需时间为 则质点N恰好第二次处于波峰的时刻为故B错误； C．医生利用B超测病人血管内的血流速度是利用了超声波的多普勒效应，故C错误； D．超声波属于机械臂，不能在真空中传播，故D正确。故选D。 8．AC【详解】A．若想产生明显的干涉现象，两列声波的频率需相同，小提琴和大提琴发出的声波频率不同，发出的声波不会产生明显的干涉现象，故A正确； B．波长越长越容易发生衍射，频率越高的声音，其波长越短，越不容易发生衍射，故B错误； C．声音的频率由声源决定，声音传进墙面上的吸音材料后频率不会改变，故C正确； D．机械波不能在真空中传播，故D错误。故选AC。 9．BC【详解】A．由题图甲可知，该波的波长为m，由题图乙可知，质点P的振动周期为s，该波的传播速度为故A错误； B．由题图乙可知，当s时，质点P正从平衡位置向y轴负方向运动，由波的平移法可知，该波沿x轴负方向传播，故B正确； C．从t=0.1s到t=0.15s经过四分之一周期，所以s时，质点P位于波谷处，速度为零，加速度最大，故C正确； D．从时刻开始计时，质点P的初相位为零，则振动方程为 故D错误。故选BC。 10．ACD【详解】A．时刻质点1开始竖直向上运动，经过0.5s质点1第一次到达最高点，质点6开始运动，说明质点振动的周期，绳波的波长为，A正确； B．介质中的各点起振方向与波源相同，经过0.5s质点1第一次到达最高点，质点6开始运动，再经过0.5s质点6到达最高点，此时质点6的加速度方向向下，B错误； C．由题可知，绳波的振幅，故从计时开始到t=1.5s时质点6（实际运动了1.0s）运动的路程为 C正确； D．由题可知，绳波的周期，故时，绳波向右传播一个周期到达质点21位置，介质中的各点起振方向与波源相同，故此时质点21正处于平衡位置且运动方向向上，D正确。故选ACD。 11．(1)B(2)D(3) 频率 波长(4)不明显 【详解】（1）图中可观察到波的衍射。故选B。 （2）水面各点的振动均为受迫振动，频率由波源决定。故选D。 （3）[1][2]若使波源保持振动情况不变匀速向狭缝靠近，相比于波源静止，根据多普勒效应可知狭缝右侧水波的频率变大；根据可知狭缝右侧水波的波长减小。 （4）狭缝越小，衍射现象越明显，若将缝变大，则可在狭缝右侧观察到的波的衍射现象不明显。 12．(1)A(2)(3)B【详解】（1）由重力的公式可知，重力的单位为 由题意可知，金属丝的线密度μ的单位为 速度的单位为 所以根据单位的关系可知故选A。 （2）由图像得知波长为l，由周期公式可知公式，带入联立解得 （3）由第二问公式可知，当G变大了，要想波形图不变，需要增大l，而移动滑动变阻器的滑片会让电流发生变化，增大或者减小安培力从而导致振幅发生变化。故选B。 13．(1)2 s(2)8cm【详解】（1）由题图知两波波长λ＝4 m周期 （2）S1传到x=0处所需时间  继续震动的时间 =12.5s      又=6T    即S1的波峰传到x=0处，此时质点处于正向最大位移处；        S2传到x=0处所需时间      继续震动的时间又=6T   即S2的波峰传到x=0处，此时质点处于正向最大位移处；        由上可得x=0处的质点的位移y=4cm+4cm=8cm 14．(1)，(2)【详解】（1）由题可知解得由图可知故该波的波速 （2）由图可知由于，故在内，质点a运动的总路程 15．(1)2s(2)3.9m(3)6.5s【详解】（1）根据圆频率的定义有 根据位移随时间变化关系可知，圆频率解得 （2）相邻波峰间距离为，即波长为1.2m，则有结合上述解得 根据题意可知， B在A的左侧，即波由B传播到A，则有（n=0，1，2，3…） 由于A、B距离大约，当n=3时满足条件，解得A、B间的距离 （3）水波在A和B两浮标间传播需要的时间 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $