第三章 机械波 单元自测基础卷 -2025-2026学年高二下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 2025-2026学年高二下学期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．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 2．下列说法正确的是（　　） A．“回声”是声波衍射现象 B．“未见其人，先闻其声”是声波干涉的结果 C．当观察者靠近波源运动时，观察者观测到的频率变小 D．集体列队经过桥梁时要便步走，以防止桥梁发生共振垮塌 3．如图所示是一列简谐横波在某时刻的波形图，已知图中b位置的质点起振比a位置的质点晚0.5s，b和c之间的距离是5m，则此列波的波长和频率应分别为（ ） A．5m，1Hz B．10m， 2Hz C．5m，2Hz D．10m，1Hz 4．声波是机械纵波，声波频率按从低到高的顺序可分为“次声波”、“可闻声波”和“超声波”。其中“可闻声波”可以引起人的耳膜振动，经传入神经传入大脑从而形成听觉。“超声波”虽然不能引起人的听觉，但大量应用于医疗、工业及其它领域。下列关于声波的说法中正确的是（　　） A．若听者匀速靠近静止的声源，听者耳膜振动的频率将大于声源振动的频率 B．在空气中传播时，“超声波”比“次声波”传播得更快 C．在水中传播时，“超声波”的波长比“次声波”的波长更长 D．“可闻声波”从空气中进入水中传播时波长将为变短 5．如图，A、B为振幅相同的相干波源，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，则下列叙述正确的是（　　） A．Q点始终处于波峰位置 B．R、S两点振动有时加强有时减弱 C．P、Q连线上各点振动始终加强 D．如果A、B两波源频率不同，也能产生类似的稳定的干涉图样 6．题图甲为某水上游乐场最新引入的一种水上蹦床设施。游客在蹦床上规律地跳动时，水面被激出一圈圈水波，若不考虑能量损失，水面为均匀介质，波源位于O点，水波在xOy水平面内传播，波面呈现为圆形。t=1s时刻，部分波面的分布情况如图乙所示，其中虚线表示波谷，实线表示相邻波峰。A处质点的振动图像如图丙所示，z轴正方向表示竖直向上。下列说法中正确的是（　　） A．质点振动的振幅为0.2m B．水波的波速为1m/s C．t=3s时A处质点所受回复力最小 D．t=3s时B处质点处在平衡位置 7．如图所示为某一时刻的波形图，实线为向左传播的波，虚线为向右传播的波，a、b、c、d、e为介质中沿波传播路径上五个等间距的质点。下列说法中正确的是（　　） A．图中时刻质点c的速度方向向上 B．质点b、d为振动加强点 C．质点a、c、e为振动减弱点 D．质点a、c、e始终静止不动 8．如图所示，是一列简谐波在某一时刻的波形图，以下判断正确的是（　　）   A．A、C两点的位移相同 B．B、C两点振幅相同 C．C、E两点间的距离为半个波长 D．波在A、B两点间传播的时间为个周期 9．海啸常由海底地震引起，是一种破坏性海浪，能传播很远距离，而能量损失很少。某次海啸的传播波速、波长随海水深度的变化如图所示。以下说法正确的是（　　） A．随着海水深度减小，波长减小 B．随着海水深度减小，波速增大 C．随着海水深度减小，海啸的波浪高度也会减小 D．海啸传播的周期约为0.3h 10．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 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．（1）如图所示为一列沿x轴传播的简谐横波在时的波形图，该波的波速为，图中A是传播方向上的一个质点，用T表示该波的周期，则时刻质点A 处于波峰处；在时间内，质点A的加速度 变大。（均选填“一定”或“不一定”） （2）沙蝎能灵敏地感知外界的振动信号，可通过沙子传来的波定位波源位置。一沙蝎先后感知到波源某次振动产生的沿直线传来的纵波和横波，该纵波和横波频率相同，传播速度大小分别为v1和v2，且v1大于v2，则纵波波长 （填“大于”“小于”或“等于”）横波波长。若沙蝎感知到纵波和横波的时间差为Δt，则沙蝎与波源的距离为 。 12．（1）图甲为一列简谐横波在t=0.4s时的波形图，P为平衡位置在x=0.7m处的质点，Q为平衡位置在x=1.2m处的质点；图乙为质点Q振动图像，则这列简谐横波沿x轴 （选填“正”“负”）方向传播，从t=0.4s到t=0.6s，质点P通过的路程为 m。 （2）一频率为600Hz的声源以20rad/s的角速度沿一半径为0.8m的圆周（圆心为O点）做匀速圆周运动，一观察者站在离圆心很远的P点且相对于圆心静止，如图所示，则观察者接收到在A处发出声音的频率 600Hz，在B处发出声音的频率 600Hz，在C处发出声音的频率 600Hz，在D处发出声音的频率 600Hz（填“大于”“小于”“等于”）。 13．一列横波沿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。 14．我国地震局记录了某次地震过程中的振动图像和波动图像，图1为传播方向上某质点的振动图像，图2为该地震波恰好传到坐标处时的波形图，假设地震简谐横波传播的速度大小不变，求： (1)波的传播速度大小； (2)质点P振动7s运动的路程； (3)求再经过多长时间，处的质点第一次到达波峰。 15．两列简谐横波分别沿轴正方向和负方向传播，两波源分别位于和处，两列波的波速均为，波源的振幅均为。两波源同时从零时刻开始振动，如图所示为时刻两列波的波形图，此刻平衡位置在和的、两质点刚开始振动。质点的平衡位置位于处。 (1)如果两波源一直振动，求两列波叠加后两波源之间有几个振动最强的点； (2)如果两波源均只振动时间，求内质点运动的路程。 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】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。 2．D【详解】A．“回声”是声波遇到障碍物反射回来的现象，属于反射而非衍射，故A错误； B．“未见其人，先闻其声”是声波绕过障碍物传播的衍射现象，与干涉无关，故B错误； C．根据多普勒效应，当观察者靠近波源时，接收到的频率会增大，故C错误； D．集体便步走可避免步伐频率与桥梁固有频率一致，防止共振导致垮塌，故D正确。故选D。 3．A【详解】b和c之间为一个波长，因此波长为5cm，a和b之间是半个波长，a比b先振动半个周期，因此周期为1s，则频率为1Hz。故选A。 4．A【详解】A．根据多普勒效应可知，观察者离波源越近，接受到的频率大于声源的频率，A正确； B．声音传播的速度与介质的种类有关，同种介质，声音传播的速度相同，B错误； C．在水中，超声波与次声波传播的速度相同，但由于超声波振动的频率更高，因此超声波的波长更短，C错误； D．“可闻声波”从空气中进入水中传播时，频率不变，波速变大，根据波长、频率、波速的关系可知，其波长变长，D错误。故选A。 5．C【详解】A． Q点虽然为振动加强点，但仍在平衡位置附近振动，不可能始终处于波峰位置，故A错误； B． R、S两点始终为振动减弱点，振幅为零，故B错误； C． P、Q连线上各点到两波源的波程差相等，振动始终加强，故C正确； D．如果A、B两波源频率不同，将不能形成稳定的干涉，不能产生类似的稳定的干涉图样，故D错误。故选C。 6．B【详解】A．由图丙可知，质点振动的振幅为0.1m，故A错误； B．由图乙可知，水波的波长为，由图丙可知，水波的周期为 故水波的波速为，故B正确； CD．由图丙可知，t=3s时A处质点位于波谷，所受回复力最大，因A与B相距半个波长，故B处质点位于波峰，故CD错误。故选B。 7．A【详解】A．根据“同侧法”可知两列波在c点引起的振动都是向上的，可知图中时刻质点c的速度方向向上，故A正确； BC．根据“同侧法”分析可知对向右传播的波来说，质点a和e此时的振动方向是向下，质点c的振动方向向上。对向左传播的波来说，质点a和e此时的振动方向向下，质点c的振动方向向上，所以质点a、c、e为振动加强点；质点b、d此时都是峰谷相遇点，则为振动减弱点，故BC错误； D．由上面的分析可知质点a、c、e为振动加强点，它们的位移也是在随时间做周期性变化，不是始终静止不动，故D错误。故选A。 8．BD【详解】A．A、C两点的位移大小相同，但是方向不同，选项A错误； B．B、C两点振幅相同，选项B正确； C．C、E两点间平衡位置间的距离为半个波长，选项C错误； D．因A、B两点平衡位置间距为个波长，则波在A、B两点间传播的时间为个周期，选项D正确。故选BD。 9．AD【详解】AB．由图数据可知，随着海水深度减小，波长减小，波速减小，故A正确，B错误； C．由图可知，随着海水深度减小，海啸的波浪高度会增大，故C错误； D．由图数据可知，海啸传播的周期约为故D正确。故选AD。 10．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。 11．（1）不一定 ；一定；（2） 大于； ； 【详解】（1）[1]若波沿x轴正向传播，则经过，质点A位于波峰；若波沿x轴负向传播，则经过，质点A位于波谷；则时刻质点不一定处于波峰处； [2]在时间内，质点A从平衡位置向波峰或者波谷振动，则质点的加速度一定变大。 （2）[1]根据公式，由于纵波速度大于横波速度，频率相同，故可知纵波波长大于横波波长； [2]设波源与蝎子的距离为，根据题意可知，解得 12． （1）负 ； 0.1；（2） 大于 ；等于 ；小于；等于 【详解】（1）[1]由图乙可知，时质点处于平衡位置且向y轴正方向振动，则根据“同侧法”可知这列简谐横波沿x轴负方向传播。 [2] 由图甲可知，这列简谐横波的振幅为，由图乙可知，这列简谐横波的周期为 从t=0.4s到t=0.6s时间内的时间间隔为，则质点P通过的路程为 （2）[1]根据多普勒效应，当声源和观察者相向运动时，观察者接收到的频率大于声源的频率，当声源和观察者反向运动时，观察者接收到的频率小于声源的频率，根据声源运动至A、B、C、D四个点时相对于观察者的速度方向，可知A点有接近观察者的趋势，故观察者接收到在A处发出声音的频率大于600Hz。 [2][4]声源在B、D两点的速度方向垂直于O点与观察者的连线，在相对运动的垂直方向不会发生多普勒效应，故观察者接收到在B处发出声音的频率等于600Hz，在D处发出声音的频率等于600Hz。 [3]C点有远离观察者的趋势，故观察者接收到在C处发出声音的频率小于600Hz。 13．(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 14．(1) ；(2) ；(3) 【详解】（1）由题图可得波长，周期，则波速解得 （2）由图1可得振幅A=0.2m 质点P在7s内经历了7个周期，则运动的路程 （3）由图2可知，此时处于波峰，且波沿x轴正方向传播，则的质点与的波峰相距则传播时间解得即再经过2s，处的质点第一次到达波峰。 15．(1)7；(2)4cm 【详解】（1）由题图知λ=0.4m 振动加强点到两波源的距离差Δx应满足Δx=nλ，n取整数 由题意知：-（0.2+1.2）m=-1.4＜Δx＜（0.2+1.2）m=1.4m可得n=0，±1，±2，±3，共7个振动加强点。 （2）波的周期 波源振动经t1波传到M点， M振动时间为Δt=t-t1=2.0s-1.75s=0.25s 由于M是振动加强点，则振幅为A'=2A，可知M振动的路程为 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 $