第三章 机械波 章末综合练习-2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

《机械波》章末综合练习 姓名：__________ 班级：__________ 考号：__________ 一、单选题 1.一列简谐横波沿x轴传播，图甲、图乙分别是x轴上相距1 m的M、N两点的振动图像。下列说法正确的是(　　) A. M、N两点的振动方向始终相同 B. 该简谐横波的波长可能为 m C. 该简谐横波的波长可能为2 m D. 该简谐横波的波速可能为 m/s 2.如图所示为一列简谐横波沿x轴传播在t=0时刻的波形图,P、Q分别是平衡位置在x1=1 m、x2=12 m处的质点,从t=0时刻开始,质点Q比质点P早0.1 s第一次到达波峰,则下列说法错误的是(　　) A. 波沿x轴正方向传播 B. 波传播的速度大小为10 m/s C. 3 s内质点P运动的路程为1 m D. 质点Q的振动方程为y=-10 sin cm 3.下列现象中，可以用多普勒效应解释的是(　　) A. 夏天里一次闪电过后，有时会雷声轰鸣不绝 B. 围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音 C. 超声波被行进中的车辆反射后，测速仪上接收到的超声波的频率发生变化 D. 水塘里，微风激起的水波遇到小石头、芦苇等细小的障碍物，会绕过它们继续传播 4.主动降噪耳机能根据环境中的噪声(纵波)产生相应的降噪声波，如图所示，降噪声波与环境噪声同时传入人耳，两波相互叠加，达到降噪的目的。下列说法正确的是(　　) A. 主动降噪技术应用了波的衍射原理 B. 降噪声波与环境噪声的波长必须相等 C. 降噪声波和环境噪声发生干涉，耳膜振动加强 D. 环境噪声频率越高，从耳机传播到耳膜的速度越大 5.如图所示，一列简谐横波向左传播，振幅为A，某时刻介质中质点a的位移为，经周期，质点a位于平衡位置的(　　) A. 上方，且位移大于 　 B. 上方，且位移小于 C. 下方，且位移大于 　 D. 下方，且位移小于 6.对下列物理现象的说法正确的是(　　) A. “隔墙有耳”是声波的反射现象 B. 当鸣笛的火车疾驰而来时，我们听到笛声的音调会比静止时高，这是多普勒效应 C. 围绕振动音叉转一圈，会听到忽强忽弱的声音，这是声波的衍射现象 D. 因衍射是波特有的特征，所以波遇到障碍物时一定能发生明显的衍射现象 7.一只蜜蜂在平静湖面上双翅同时同向同频振动，在水面激起的波纹（部分）如图所示。蜜蜂翅膀与水面接触点为A、B，y轴与 中垂线重合，与AB两点距离差为 的C点附近区域水面较为平静。已知蜜蜂每秒钟振动翅膀100次，水波在深水区的传播速度大于在浅水区的传播速度。则（　　） A. y轴上某处飘着的一片树叶将随着水波传播到湖边 B. 在蜜蜂附近水域，水波波长的最大值为 C. 这些水波经过直径大于 的石头时不会发生衍射 D. 在深水区传播时，这些水波的波长会变小 8.如图所示为波源开始振动后经过一个周期的波形，设介质中质点振动周期为T，下列说法正确的是(　　) A. 若M质点为波源，则M质点开始振动时方向向下 B. 若M质点为波源，则P质点已经振动了T C. 若N质点为波源，则P质点已经振动了T D. 若N质点为波源，则该时刻P质点动能最大 二、多选题 9.甲、乙两列简谐横波在t=0时刻波形分别如图1、图2所示，传播速度均为1cm/s。下列说法正确的是(　　) A. 甲的周期为2s B. 甲与乙的频率之比为3∶2 C. C.t=0时刻，质点P的位移为零 D. D.t=0时刻，质点Q的速度沿y轴正方向 10.如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，振幅为2cm。已知在t=0时刻平衡位置在x=5m的质点a位移为ya=cm且正沿y轴正方向运动，平衡位置在x=13m的质点b位移为yb=-cm也沿y轴正方向运动，此时a、b两质点间只有一个波谷，波的传播速度为4m/s。则下列说法正确的是(　　) A. 质点a的振动周期为1.5s B. 质点a的振动周期为2s C. 运动过程中质点a、b的加速度始终不相同 D. 运动过程中质点a、b的加速度有可能相同 11.一列横波沿x轴正方向传播，在t与(t+0.4)s两时刻的波形正好重合，如图所示.则(　　) A. 该波的波长为3m B. 质点的振动周期可能为0.3s C. 该波的波速可能为10m/s D. 在(t+0.1)s时刻，x=-2m处的质点位移可能为-am 12.如图甲所示是一列简谐横波在t＝0.2 s时刻的波形图，质点P的平衡位置位于x＝7 m处，其振动图像如图乙所示，下列说法正确的是(　　) A. 波沿x轴负方向传播 B. 再经过0.2 s质点P的加速度最大且沿y轴负方向 C. 质点Q的振动方程为y＝6sin (t＋) cm D. 该波的波速为10 m/s 三、计算题 13.图甲为沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图，图乙为质点B的振动图像，图甲中A点的横坐标为1cm。求： (1)该列简谐横波的波速大小； (2)从图示时刻开始，再过2.5s，质点A的位置坐标。 14.两波源S1、S2分别位于x轴上x1＝－4 m和x2＝12 m处，t＝0时刻两波源同时开始持续振动并相向传播，振幅均为A＝2 cm；t＝0.2 s时两列波刚好传到题图所示位置。质点P的平衡位置位于x3＝2 m处。求： (1)两列波的波速大小； (2)t＝0.35 s和t＝1.0 s时P点的位移。 第1页 共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 《机械波》章末综合练习 姓名：__________ 班级：__________ 考号：__________ 一、单选题 1. D【解析】由题中图像可知，当1 s<t<2 s时，M、N两点振动方向相反，故A错误；设由M指向N为x轴正方向，横波沿x轴正向传播，则(n＋)λ＝1 m，得λ＝ m(n＝0，1，2，3…)，由题中图像可知T＝4 s，故波速v＝ m/s(n＝0，1，2，3…)，当n＝0时，λ＝4 m，v＝1 m/s，当n＝1时，λ＝0.8 m，v＝0.2 m/s；若波沿x轴负向传播，则(n＋)λ＝1 m，得λ＝ m(n＝0，1，2，3…)，又T＝4 s，故波速v＝ m/s(n＝0，1，2，3…)，当n＝0时，λ＝ m，v＝ m/s，当n＝1时，λ＝ m，v＝ m/s，故D正确，B、C错误。 2. D【解析】从t=0时刻开始,质点Q比质点P早0.1 s第一次到达波峰,说明t=0时刻质点P、Q沿y轴负方向运动(Q经T到达波峰,P经T到达波峰),故波沿x轴正方向传播,A说法正确,不符合题意;质点Q比质点P早0.1 s第一次到达波峰,则质点P从t=0时刻开始到达平衡位置需要的时间为0.1 s,则波的传播速度为v== m/s=10 m/s,B说法正确,不符合题意;质点振动的周期T==1.2 s,故3 s内质点P运动的路程s=×4A=100 cm=1 m,故C说法正确,不符合题意;由于波沿x轴正方向传播,初始时刻质点Q处于平衡位置,将向下振动,则质点Q的振动方程为y=-A sin =-10 sin cm,故D说法错误,符合题意。 3. C【解析】夏天里闪电过后雷声轰鸣不绝，是因为声音在云层之间来回反射造成的，A错误；围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音，是因为音叉发出两个频率相同的声波相互叠加，出现加强区和减弱区，这是干涉现象，B错误；超声波被行进中的车辆反射后，测速仪上接收到的超声波的频率发生变化，可用多普勒效应解释，故C正确；水塘里，微风激起的水波遇到小石头、芦苇等细小的障碍物，会绕过它们继续传播，是衍射现象，故D错误。 4. B【解析】降噪声波与环境噪声叠加后实现降噪，根据波的干涉条件可知，降噪声波与环境噪声频率相同，速度相同，波长相同，故A错误，B正确；降噪声波和环境噪声发生干涉，耳膜振动减弱，故C错误；声波传播的速度取决于介质，与其频率无关，故D错误。 5. A【解析】由于简谐横波向左传播，经过周期后，波形如图中虚线所示，则可知质点a位于平衡位置的上方，且位移大于，故A正确。 6. B【解析】“隔墙有耳”是声波的衍射现象，故A错误；当鸣笛的火车疾驰而来时，声源和观察者相互靠近，我们听到笛声的音调会比静止时高，这是多普勒效应，故B正确；围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音，音叉发出两个频率相同的声波相互叠加，从而出现加强区与减弱区，这是声音的干涉，故C错误；衍射是波特有的特征，但是发生明显衍射的条件是波长与障碍物的尺寸差不多时，或波长比障碍物尺寸大，故D错误。 7. B【解析】波传播时，介质中的质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移。树叶作为水面上的质点，只会在原位置附近上下振动，不会随着水波传播到湖边，故A错误；C点附近区域水面较为平静，说明 C 点是振动减弱点。根据两列波干涉的规律，当某点到两波源的路程差为半波长的奇数倍时，该点为振动减弱点，即 （n=0，1，2，3...） 已知 ，当n=0时，波长λ取得最大值 ，解得 ；所以在蜜蜂附近水域，水波波长的最大值为 18mm，B正确；衍射是波特有的现象，一切波都能发生衍射，只是当障碍物或孔的尺寸与波长差不多或比波长更小时，衍射现象比较明显。当水波经过直径大于 9mm 的石头时，只是衍射现象不明显，但依然会发生衍射，故C错误；蜜蜂翅膀振动的频率 不变，已知水波在深水区的传播速度大于在浅水区的传播速度，那么在深水区传播时，波速v增大，频率f不变，根据 ；可知波长 会变大，故D错误。故选B。 8. C【解析】若M质点为波源，则波向右传播，又题图是经过一个周期的波形，此时N质点的振动方向向上，因此M质点开始振动时的方向也向上，A错误；若M质点为波源，振动刚刚传到N质点，P质点已振动了T，B错误；若N质点为波源，则N质点开始振动的方向向下，P质点已振动了T，此时P质点离平衡位置最远，速度为零，动能最小，故C正确，D错误。 二、多选题 9. BC【解析】选BC　根据题图1可得λ甲=2cm，又λ甲=vT甲，其中v=1cm/s，解得T甲=s，故A错误；根据题图2可得λ乙=2cm，又λ乙=vT乙，可得T乙=2s，根据f=可得==，故B正确；由题图1可知，t=0时刻，质点P在平衡位置，位移为零，故C正确；根据同侧法可知t=0时刻，质点Q的速度沿y轴负方向，故D错误。 10. AD【解析】由题意可知，t=0时刻，a、b两质点偏离平衡位置的距离相同，且运动方向相同，简谐横波沿x轴的正方向传播，且a、b两质点间只有一个波谷，则a、b两质点平衡位置间的距离为λ，即λ=8m，因此振动周期T==1.5s，选项A正确，B错误；由于a、b两质点的平衡位置之间相距λ，因此a、b两质点相对平衡位置的位移可能相同，运动过程中加速度有可能相同，选项C错误，D正确。 11. CD【解析】由图可知该波的波长为4m，故A错误；根据题意得0.4s=nT，解得T= (n=1，2，3，…)，质点的振动周期不可能为0.3s，故B错误；根据公式v==10nm/s，当n=1时，该波的波速为10m/s，故C正确；t到(t+0.1s)时刻，经过0.1s，而0.1s与周期的关系为=，当n=2时，x=-2m处的质点位移为-am，故D正确. 12. AC【解析】由题图乙可知t＝0.2 s时刻，质点P向下振动，根据上下坡法，波沿x轴负方向传播，故A正确；由题图乙可知，再经过0.2 s质点P位于波谷，加速度最大且沿y轴正方向，故B错误；质点P、Q的相位差φ0＝×2π＝×2π＝π，由题图乙可知质点P的振动方程为y＝Asin(t＋φ)＝6sin(t＋π) cm，质点Q的振动方程为y＝Asin(t＋φ－φ0)＝6sin(t＋) cm，故C正确；该波的波长为8 m，周期为1.6 s，波速为v＝＝m/s＝5 m/s，故D错误。 三、计算题 13. (1)2cm/s　(2)(1cm，-5cm) 【解析】(1)由图甲可知，波长λ=8cm，由图乙可知，周期T=4s，波速为v==2cm/s (2)由图乙可知，t=0时，B质点向上振动，根据“同侧法”可判断这列波向右传播，A点向上振动，所以B质点比A质点振动滞后的时间Δt==s=0.5s 可得从图示时刻开始质点A的振动方程为 y=5sin(ωt+ωΔt)cm 其中ω==rad/s 把t=2.5s代入方程可得y=-5cm 则A点的位置坐标为(1cm，-5cm) 14. (1)20 m/s　(2)－2 cm　0 【解析】(1)因t＝0.2 s时两列波刚好传到题图所示位置，可知两列波的周期都为0.2 s，波长为4 m，根据v＝，可得v＝20 m/s。 (2)质点P开始振动的时刻为t＝＝s＝0.3 s 故t＝0.35 s时质点P将再次振动0.05 s，即向下振动到波谷处，此处位移为y1＝－2 cm 当t＝1.0 s时P点同时参与两列波的叠加，且处于干涉相消的位置，故质点P的位移为零。 第1页 共1页 学科网（北京）股份有限公司 $