第三章 机械波 单元自测提升卷 -2025-2026学年高二上学期物理粤教版选择性必修第一册（广东适用）

第三章机械波单元自测提升卷 2025-2026学年高二下学期物理粤教版选择性必修第一册（广东适用） 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．近年来，人们越来越注重身体锻炼。有种健身设施叫战绳，其用途广泛，通常可用于高强度间歇训练形式的心肺锻炼或肌肉锻炼。当某健身人士双手以相同节奏上下抖动两根相同的战绳，使战绳形成绳波，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．两根战绳形成的波形一定完全相同 B．两根战绳上的波传播速度相同 C．两根战绳上的点的振动频率一定不相同 D．若人停止抖动战绳，则绳波立即消失 2．中医的悬丝诊脉中给悬的是“丝”；“诊”的是脉搏通过悬丝传过来的振动；即通过机械波判断出病灶的位置与轻重缓急。如图甲；假设“丝”上有A、B、C三个质点；坐标分别为；；。时刻；脉搏搭上丝线图中的质点A；质点A开始振动；其振动图像如图乙所示；产生的机械波沿丝线向x轴正方向传播；A、B两质点运动的方向始终相反；波长大于0.6m；关于该机械波；下列说法正确的是（   ） A．波长为0.4m B．质点C的起振方向沿y轴正方向 C．在时刻；质点B位于平衡位置 D．若将丝线的另一端搭在另一个人的脉搏上，则丝线中两列波相遇时一定发生干涉现象 3．图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为和，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．该波沿+x方向传播，波速为1m/s B．质点a经过4s振动的路程为2m C．此时刻质点a的速度沿+y方向 D．质点a在t=2s时速度为零 4．为了加深对机械波形成的理解，师生在操场上做模拟机械波传播的活动。活动中形成的波浪可简化为如图所示沿x轴传播的简谐横波。实线是这列波在时的波形图，经过3s后，其波形如图中虚线所示，已知该波的周期T大于3s，则下列说法正确的是（　　） A．此波沿x轴正方向传播 B．时，处的人向上运动 C．该波的周期可能是12s D．该波的传播速度可能是 5．振动和波存在于我们生活的方方面面，下列几幅图片描绘的情景分析正确的是（　　） A．图甲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长，效果越好 B．图乙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 C．图丙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整数倍 D．图丁在发射载人宇宙飞船时，火箭要产生较强的超低频振动，该频率与人体内脏和身躯的固有频率相差越大，越容易使人体器官发生共振，造成人体器官的损伤 6．一列简谐横波在的波形图如图甲所示，平衡位置在处的质点M的振动图像如图乙所示。已知质点N的平衡位置在m处，下列说法正确的是（　　） A．N点在t1时刻偏离平衡位置的位移为0.1m B．时，质点N的运动方向沿y轴负方向 C．质点N从时刻起每经过0.05s所通过的路程都是0.2m D．如果该波源沿波的传播方向移动，则在x正半轴较远处的观测仪器接收到该波的频率小于5Hz 7．如图是水平面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，以波源、为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线），的振幅，的振幅。则下列说法正确的是（　　） A．质点是振动减弱点 B．质点是振动加强点 C．再过半个周期，质点和质点都变成振动加强点 D．质点、在该时刻的高度差为 8．如图，“战绳”训练是近年健身的一种流行项目。“战绳”可简化为图所示的弹性轻绳，绳上有很多标记数字且处于平衡位置的质点，相邻两个标记质点间距离为L，健身者沿竖直方向向上抖动质点1，并开始计时，t时刻第7个质点开始振动，此时质点1第一次到达波谷，各质点偏离平衡位置的最大距离为A，形成的绳波可看作简谐波，下列说法正确的是（　　） A．该波的波长为24L B．波源的振动周期 C．t时刻，质点3处于平衡位置向上运动 D．质点3开始振动的方向竖直向上 9．位于坐标原点的波源产生的一列简谐横波在均匀介质中沿x轴正方向传播，已知图甲为波源的振动图像，图乙为平衡位置位于x1=2m处质点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A．0~1s内，波源运动的路程为1m B．t=0.5s时波源正从平衡位置向y轴正方向运动 C．如果波长大于2m，则波速一定为 D．波源位于平衡位置时，x1=2m处的质点一定处于波谷 10．一列简谐横波沿x轴传播，在时的波形如图甲所示，M、N、Q是介质中的三个质点，已知图乙为M、N、Q中某个质点的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．时，N、Q两质点第1次速度相同 B．时，M、Q两质点第1次速度相同 C．时，M、N两质点第1次速度等大反向 D．时，M、Q两质点第1次速度等大反向 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，波源O垂直于纸面做简谐运动，所激发的横波在均匀介质中向四周传播，图中虚线表示两个波面。t＝2s时，离O点5m的A点开始振动；t＝4s时，离O点10m的B点开始振动，此时A点第三次到达波峰。该波的波长为 m，t＝4s时AB连线上处于平衡位置的点有 个（不包括B点在内）。 （2） S1和 S2是两个振动情况完全相同的波源，振幅均为 A ，波长均为λ ，波速均为 v ，实线和虚线分别表示波峰和波谷，那么在 A、B、C、D 四点中， 是振动加强点。加强点在任意时刻的位移   （填“一定”或者“不一定”） 等于 2A。 （1） （2）   （3）动车组进站时的鸣笛声较静止时更为尖锐，其原因是：列车驶向人时，单位时间人接收的声波数 （大于/等于/小于） 列车静止时的，导致人接收到声音的   （频率/周期/波长） 变大。 12．（1）如图所示，位于处的质点P与位于处的质点Q同时振动，振动分别沿x轴正方向和x轴负方向传播，时刻的波形如图所示，此时波源处质点均各完成一次全振动，时刻，处质点第一次到达位移处，则波的传播速度大小为 m/s；足够长时间后x轴上P、Q两点间振动加强点共有 个。 （2）如图，绳的左端随手上下振动在绳上形成简谐横波，以绳的左端点为坐标原点建立直角坐标系。已知手振动周期为0.2s，则这列绳波的波速大小为 m/s；从图示时刻开始计时，x=0.2m处的质点P在1s内通过的路程为3m，则这列绳波的振幅为 m。 （1）（2） 13．图甲中，青蛙在平静的水面上鸣叫时引起水面振动。把水波视作横波，以青蛙所在位置为原点O，某时刻波源垂直xOy平面振动所产生波的示意图如图乙所示，实线圆、虚线圆分别表示相邻的波峰和波谷，此时波峰恰好传到图乙中的实线圆处，图丙为图乙中质点A的振动图像，z轴垂直于xOy水平面，z轴的正方向为竖直向上。 (1)求波在水中的传播速度大小v； (2)写出质点A的振动方程（函数）； (3)已知B点（未画出）离原点的距离为1.3m，从波峰恰好传到图乙中的实线圆处开始计时，求经过多长时间B点第2次到达波峰。 14．如图所示，一根柔软的绳子右端固定，左端自由，A、B、C、D…、O为绳子上等间隔的点，相邻两点间距，现用手拉着绳子的端点A使其上下做周期、振幅的简谐运动，产生的简谐波刚传到D点时，D点开始向上运动，此时绳上有两个波峰且A点恰好经过平衡位置向下运动，求： (1)波在绳子中的传播速度v； (2)从A点开始振动到波刚传到O点的过程中，D点通过的路程s。 15．如图甲所示，a、b为沿x轴传播的一列简谐横波上的两质点，相距为1m。a、b的振动图像分别如图乙、丙所示。求： （1）当该波在该介质中传播的速度为4m/s时，该波的波长； （2）经过t=1.7s时间内a质点运动的路程s； （3）若该波的波长大于，可能的波速v。 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．B【详解】A．当某健身人士双手以相同节奏上下抖动两根相同的战绳，使战绳形成绳波，由于双手的抖动的初相位和抖动幅度不一定相同，所以两根战绳形成的波形不一定完全相同，故A错误； B．介质材料相同，则两根战绳上的波传播速度相同，故B正确； C．双手以相同节奏上下抖动，则两根战绳上的点的振动频率一定相同，故C错误； D．若人停止抖动战绳，绳波不会立即消失，故D错误。故选B。 2．C【详解】A．由于波长大于0.6m，A、B两质点运动的方向始终相反，可知A、B点的距离等于半个波长，则有，解得波长为，故A错误； B．由乙图可知，振源的起振方向沿y轴负方向，则所有质点的起振方向均沿y轴负方向，则质点C的起振方向沿y轴负方向，故B错误； C．由乙图可知，在时刻，质点A位于平衡位置，振动方向沿y轴负方向，依题意，A、B两质点运动的方向始终相反，则该时刻质点B位于平衡位置，振动方向沿y轴正方向，故C正确； D．若将丝线的另一端搭在另一个人的脉搏上，二人脉搏的频率大小关系不明，所以丝线中两列波相遇时不一定发生干涉现象，故D错误。故选C。 3．D【详解】A．根据b点在该时刻向上运动可以确定波沿-x传播，波长，周期，则有波速为，故A错误； B．由乙图可知周期为，4秒内a质点振动的路程为，故B错误； C．波沿-x传播，可以判定a质点沿-y方向运动，故C错误； D．经过2秒质点a振动四分之一周期，刚好运动到最大位移处，则速度为零，故D正确。故选D。 4．C【详解】AC．若波沿x轴正方向传播，可知由实线传播到虚线需要时间为 解得（n=0，1，2，……） 当n=0时T=12s；当时，可知该波的周期为12s； 若波沿x轴负方向传播，可知由实线传播到虚线需要时间为解得（n=0，1，2，……） 当n=0时T=4s；当时可知该波的周期为4s，故A错误，C正确； B．若波沿x轴正方向传播，根据“上下坡法”，可知在时，处的人向上运动；若波沿x轴负方向传播，根据“上下坡法”，可知在时，处的人向下运动，故B错误； D．若波沿x轴正方向传播，周期为（n=0，1，2，……） 由波速公式可得（n=0，1，2，……） 当n=0时，； 若波沿x轴负方向传播，周期为（n=0，1，2，……） 由波速公式可得（n=0，1，2，……） 当n=0时，；当n=1时，，故D错误。故选C 5．A【详解】A．信号的波长越长，衍射越明显，所以收听广播的效果会越好，故A正确； B．由于多普勒效应，A接收到的警笛频率大于B接收到的警笛频率，故B错误； C．在消声器中两个相干波源的波程差是半波长的奇数倍时会干涉相消，故C错误； D．火箭产生的超低频振动与人体器官的固有频率越相近越容易发生共振，故D错误。故选A。 6．B【详解】A.由图甲知，振幅A=0.2m，图示时刻波动方程为 当x=3.5m时 即N在t1时刻偏离平衡位置的位移为，故A错误；     B.由图乙知，t1=0.2s时刻质点M沿y轴负方向运动，结合图甲，由同侧法可知，该波沿x正方向传播，质点N在t1=0.2s时刻沿y轴正方向运动。从t1=0.2s到t2=0.3s，经历的时间 此时质点N沿y轴负方向运动，故B正确；   C.只有从平衡位置或最大位移处开始运动，经过质点通过的路程为s=A=0.2m，由图甲知，t=0.2s时刻质点N不在平衡位置或最大位移处，故经过的路程不等于0.2m，故C错误；     D.由于该波沿x正方向传播，则波源沿x正方向移动，与x正半轴较远处的观测仪器相互靠近，由多普勒效应知，该观测仪器接收到该波的频率大于波源的频率，故D错误。故选B。 7．D【详解】AB．题图中质点A、D分别是波峰与波峰相遇、波谷与波谷相遇，是振动加强点，而质点B、C是波峰与波谷相遇，是振动减弱点，选项AB错误； C．振动的干涉图样是稳定的，质点A、D一直是振动加强点，而质点B、C一直是振动减弱点，选项C错误； D．该时刻质点A的位移为3cm + 2cm = 5cm，质点D的位移为- 3cm - 2cm = - 5cm 故质点A、D在该时刻的高度差为10cm，选项D正确。故选D。 8．BD【详解】A．根据题意可知，“战绳”在t时刻的波动图像为 由图可知解得故A项错误； B．由上述分析可知，有所以有故B项正确； C．由于该波项x轴正方向传播，结合题图可知，在t时刻，质点3处于平衡位置向下运动，故C项错误； D．波上每一质点做的都是受迫运动，其开始振动方向与波源的振动方向一致，由题意可知，波源开始时向上振动，所以质点3开始振动的方向向上，故D项正确。故选BD。 9．AC【详解】A．由图像可知，波源的振动周期T=0.4s，振幅A=10cm 0~1s内波源运动的路程，故A正确； B．由图甲可知，t=0.5s时波源正从平衡位置向y轴负方向运动，故B错误； C．该波沿x轴正方向传播，则两质点间的距离为解得 如果波长大于2m，则一定有n=0，由波速的公式得，故C正确； D．由振动图像可知，波源位于平衡位置时，x1=2m处的质点可能处于波谷也有可能处于波峰，故D错误。 故选AC。 10．AC【详解】AB．由图甲可知，即 由图乙可知，即则波速 据题意可知，图乙为N质点的振动图像，由图乙可知，时刻，N质点正在沿y轴正方向振动，结合图甲可知，Q质点位于正向最大位移处，波沿x轴正方向传播，当N、Q两质点第一次关于平衡位置对称时，N、Q两质点第1次速度相同，时刻，M质点的坐标为，即平衡位置由-1m运动到4m处，所用的时间；同理当平衡位置由-1m运动到3.5m处，M、Q两质点第1次速度相同，所用的时间，可知A正确，B错误； CD．当M、N两质点第1次关于波峰或波谷对称时，M、N两质点第1次速度等大反向，即波峰位置由-4m运动到-0.5m处，所用的时间；同理可知波峰位置由-4m运动到3.5m处，M、Q两质点第1次速度等大反向，所用的时间；C正确，D错误。故选AC。 11．（1）或 ；4或5；（2） BD/DB ； 不一定 ；（3） 大于 ；频率 【详解】[1]由题知，2s内波传播了5m，所以波速为2.5m/s。 当波向上传播时，由题知，在2s内A点第三次到达波峰，有得 根据得 当波向上传播时，由题知，在2s内A点第三次到达波峰，有得 根据得，所以该波的波长为或； [2]AB间距离为5m，当时，有 则AB之间有2个完整波和个波，又因为A点在波峰，所以AB之间有4个点在平衡位置， 当时，有 则AB之间有2个完整波和个波，又因为A点在波峰，所以AB之间有5个点在平衡位置。 则t＝4s时AB连线上处于平衡位置的点有4个或5个。 （2）[1][2]B、D两点时两列波的谷谷、峰峰相遇点，为振动加强点。该点做简谐运动，任意时刻的位移不一定等于2A。 （3）[3][4] 列车驶向人时，波长减小，波速不变，人接收的声波数大于列车静止时的，且频率变大，周期减小。 12． （1）10 ； 6 ；（2） 2 ； 0.15； 【详解】（1）[1]根据题意分析可知，从时刻至时刻，波传播的距离，因此波传播的速度[2]由于两波源的振动完全相反，因此 因此，1，2，3，，，因此共有6个振动加强点。 （2）[1]由图可知，这列绳波的波长为，则波速为 [2]质点P在1s内完成全振动的次数为，则通过的路程为，解得 13．(1) ；(2) ；(3)2.6s 【详解】（1）由图乙可知，相邻波峰与波谷的半径差为半个波长，即 故 图丙中周期 波速 （2）质点A的振动方程一般形式是 从图丙可知，振幅是，时，，则初相位，角频率 故振动方程为： （3）时，波峰位于，以传播； 第一次波峰到达点的时间： 第二次波峰到达需再经一个周期，故总时间： 14．(1)；(2) 【详解】（1）波刚传到D点时绳上有两个波峰，设该波的波长为，则有 根据波速的计算公式有解得 （2）设波从A点传到D点的时间为，波从A点传到O点的时间为，则有， ，D点通过的路程为解得 15．（1）；（2）s=32+2（cm）；（3）若波沿着x轴正方向传播，可能波速为；若波沿着x轴负方向传播，可能波速为， 【详解】（1）由振动图像可知，波的振动周期T=0.8s根据 可知波长 （2）经过t=1.7s时间，即 由图乙可知a质点的振动方程为 当时，有 所以经过t=1.7s时间内a质点运动的路程 （3）i.若波沿着x轴正方向传播，则ab间有距离，（n=0，1，2…） 即 由于 则n只能取0，波长则波速为 ii. 若波沿着x轴负方向传播，则ab间距离，（n=0，1，2…） 即 由于n可以取0，1，波长， 则波速为， 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 $