第三章 机械波 单元能力提升综合检测训练（B卷）-2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

第三章 机械波 单元能力提升综合检测训练（B卷） 一、单选题 1．关于机械波，下列说法正确的是（　　） A．机械波可分为横波和纵波，横波的传播方向与质点的振动方向垂直，纵波的传播方向与质点的振动方向相同 B．机械波的频率与波源的振动频率相同，波源的频率越大，它产生的机械波传播得越快 C．无论是横波还是纵波，质点在一个周期内走过的路程等于一个波长 D．机械波只能在介质中传播，而且从一种介质传播到另一种介质中时，它的频率一定不变 2．波从一种介质传到另一种介质时，不发生变化的物理量是（　　） A．速度 B．频率 C．波长 D．速率 3．如图所示，正中有一O 点是水面上一波源，实、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷，A 是挡板，B 是小孔，经过一段时间，水面上的波形发生明显衍射的区域是（  ） A．阴影Ⅰ区域. B．阴影Ⅱ区域. C．阴影Ⅰ、Ⅱ区. D．无明显衍射区域. 4．关于机械振动与机械波，下列说法正确的是（　　） A．夏日雷声有时轰鸣不绝，这是声波的反射现象 B．物体做受迫振动时，驱动力频率越高，受迫振动的振幅越大 C．围绕正在发声的音叉走一圈，就会听到声音忽强忽弱，是声波的衍射现象 D．两列波发生干涉，振动加强区质点的位移总比振动减弱区质点的位移大 5．在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v=200 m/s。已知t=0时，波刚好传播到x=40 m处，如图所示，在x=400 m处有一接收器（图中未画出），则下列说法正确的是_________。 A．波源开始振动时方向沿y轴正方向 B．从t=0开始经过0.15s，x=40m处的质点运动路程为0.6m C．接收器在t=0.8s时才能接收到此波 D．若波源向x轴负方向运动，根据多普勒效应，接收器接收到的波源频率可能为11 Hz 6．如图所示，运动会上团体操表演“波浪”。一组学生手挽手排成一行，左边第一位同学开始周期性的下蹲、起立。后边的同学重复他的动作，形成往前传播的“波浪”，下列说法正确的是（　　）    A．“波浪”向左传播 B．图中A同学正在往下蹲 C．每个学生的位置都向右移动 D．后边所有的同学同时重复左边第一位同学的动作 7．如图所示，是一列简谐波沿x轴正方向传播的某时刻的波形图，a在正向最大位移处，b恰好处在平衡位置，经过Δt＝的时间，关于a、b两个质点所通过的路程的关系下列说法正确的是（　　） A．sa＝sb B．sa>sb C．sa<sb D．以上三种情况都有可能 8．蟾蜍在湖边平静的水面上鸣叫，形成如图所示的水波。已知水波的传播速度与水的深度成正比，蟾蜍的鸣叫频率为1451Hz。下列说法正确的是（　　） A．水底下的潜水员听到蟾蜍声频率变大 B．在深水区，水波更容易发生衍射现象 C．水面上飘落的树叶会被水波推向岸边 D．测得图中蟾蜍左边位置到岸边的距离是1m，大约有20个波峰，则此处水波的波速约为7.3m/s 9．如图所示，两位同学分别拉一根长为的绳两端A、B，时刻，两同学同时抖动绳子两端，使A、B开始在竖直方向做简谐振动，产生沿绳传播的两列波、振源为A的波波速为，振源为B的波波速为。时，两列波恰好传播到P，Q两点，波形如图所示，则（　　） A．两列波起振方向相反 B． C．到两列波相遇时，质点A经过的路程为 D．时，处的质点偏离平衡位置的位移为 10．根据高中物理所学知识，分析下列现象，这些物理现象分别属于（　　） A．衍射、多普勒效应、共振、干涉 B．干涉、多普勒效应、共振、干涉 C．干涉、衍射、共振、多普勒效应 D．反射、共振、折射、多普勒效应 二、多选题 11．如图所示，质点O在垂直x轴方向上做简谐振动，形成了沿x轴传播的横波。在t=0时刻质点O开始向上运动，经0.2s第一次速度为零，形成波形如图。由此判断在t=2.6s时刻，质点A、B的运动情况是（  ） A．A点位于x轴的下方 B．A点正往上运动 C．B点位于x轴的下方 D．B点正往下运动 12．有一列沿x轴传播的简谐横波，某时刻的波形如图甲所示，M、N是这列波上的两个质点。从该时刻开始计时，质点M的振动图像如图乙所示。下列说法不正确的是（　　）    A．这列横波沿x轴负方向传播，波速为1m/s B．时质点N的速度为零，加速度最大 C．时间内质点M向右运动的距离为2m D．时间内质点N运动的平均速率为5cm/s 13．一列简谐横波，在时的图像如图甲所示，波上质点的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．这列波沿轴负方向传播 B．这列波的波速是 C．从开始，在时间内，质点经过的路程为 D．该波在传播过程中遇到尺寸为的障碍物时不能发生明显的衍射现象 14．甲、乙两列横波在同一介质中分别从波源两点沿轴相向传播，波速为，振幅相同，某时刻的图像如图所示，则（　　）    A．甲、乙两波的起振方向相反 B．甲、乙两波的频率之比为 C．甲、乙两波在相遇区域会发生稳定干涉 D．再经过，平衡位置在处的质点加速度方向向上 15．关于多普勒效应，下列说法正确的是（  　） A．发生多普勒效应时，波源的频率没有发生变化 B．发生多普勒效应时，观察者接收到的频率发生了变化 C．当观察者和波源速度相同时，会发生多普勒效应 D．只有声波才能发生多普勒效应 16．如图所示，是上、下振动的振源，频率为，所激发的波向左、右方向传播，波速为，其振动先后传到、两点。已知，。当通过平衡位置向上振动时，、两个质点（　　） A．在波谷 B．在波峰 C．的速度方向向下 D．的速度方向向上 三、填空题 17．一简谐横波沿x轴正向传播，t=0时刻的波形如图（a）所示，x=0.30m处的质点的振动图线如图（b）所示，该质点在t=0时刻的运动方向沿y轴_________（填“正向”或“负向”）。已知该波的波长大于0.30m，则该波的波长为_______m。 18．用的超声波检查胆结石，该超声波在结石和胆汁中的波速分别为2250m/s和1500m/s，则该超声波在结石中的波长是胆汁中的______倍．用超声波检查胆结石是因为超声波的波长短，遇到结石时_______（选填“容易”或者“不容易”）发生衍射。 19．如图所示，是两列频率相同、质点振动方向相同、振幅均为A的平面波相遇发生干涉的示意图。图中实线表示波峰，虚线表示波谷，O为P、M连线的中点。从图示时刻经过四分之一周期，M处质点的位移为___________，从图示时刻经过半个周期，O处质点通过的路程为___________。 20．生活中经常用“呼啸而来”形容正在驶近的车辆，这是声波在传播过程中对接收者而言频率发生变化的表现，无线电波也具有这种效应．图中的测速雷达正在向一辆接近的车辆发生无线电波，并接收被车辆反射的无线电波．由于车辆的运动，接收的无线电波频率与发生时不同，利用频率差就能计算出车辆的速度．已知发出和接收的频率间关系为，式中c是真空中的光速，若，，可知被测车辆的速度大小为________m/s． 四、计算题 21．如图所示，时刻，坐标原点处的质点从平衡位置沿轴负方向开始做简谐运动，振动的周期。振幅，振动沿轴正方向传播，当波刚传播到平衡位置在处的质点时，波源处质点也恰好在平衡位置，波源与质点之间只有一个波谷，求： （1）这列波的传播速度； （2）当质点第一次到达波峰时，波源处的质点运动的路程为多少？ 22．如图所示，一列简谐横波沿x轴负方向传播，在t1=0时刻波形如图中的实线所示，t2=0.5s时刻的波形如图虚线所示，若该列波的周期T>0.5s，试求； ①该列波的波长λ、周期T和波速v； ②在x轴上质点P在t=0时刻的运动方向和t=3.0s内通过的路程． 23．某物体发出的声音在空气中的波长为1m，波速为340m/s，在海水中的波长为4.5m。 （1）该波的频率为多少Hz，在海水中的波速为多少m/s。 （2）若物体在海面上向海水发出的声音经1.5s后听到回声，则海水深为多少？ 24．如图所示，在xOy平面内有两个点波源S1、S2分别位于x轴上x1=0、x2=10m处，它们在同一均匀介质中均从t=0开始沿y轴做简谐运动，波源S1开始的振动方程为，波源S2开始的振动方程为，质点P位于x轴上x3=1m处，已知质点P在t=0.5s时开始振动，求： （1）这两列波在介质中的波长； （2）在t=0至t=8s内质点P通过的路程。 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 《第三章 机械波 单元能力提升综合检测训练（B卷）》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B B A B B C B C C 题号 11 12 13 14 15 16 答案 AD AC BC AD AB AD 1．D 【详解】A．机械波可分为横波和纵波，横波的传播方向与质点的振动方向垂直，纵波的传播方向与质点的振动方向平行，可能相反，故A错误； B．根据机械波产生的原理可知，机械波中各质点震动的频率与波源的震动频率相同，由于震动速度与波的传播速度是不相同的，机械波的速度由介质的性质决定，不同的介质机械波传播速度不同，所以波源的频率越大，它产生的机械波传播的不一定快，故B错误； C．质点在一个周期内走过的路程等于4个振幅的长度，并非一个波长，故C错误； D．机械波只能在介质中传播，机械波的频率由波源决定，与介质无关，则知机械波从一种介质传播到另一种介质中时，它的频率一定不变，故D正确。 故选D。 2．B 【详解】波速由介质决定，波从一种介质传到另一种介质时，速度大小即速率会改变，所以速度发生变化，而频率由波源决定，与介质无关，根据 可知波长也会改变，不发生变化的是频率，故选B。 3．B 【详解】由题图中可直观看出，半波长为实虚两圆半径之差，且可看出挡板A的尺寸比波长大得多，而小孔B与波长长度差不多。据波发生明显衍射的条件知道，该波在挡板A处的衍射现象很不明显，即可认为波沿直线传播，故Ⅰ区内水面无波形，该波的波长与小孔B差不多，能够产生明显的衍射现象，故在阴影区Ⅱ内，明显存在衍射波的波形。 故选B。 4．A 【详解】A．夏日雷声有时轰鸣不绝，这是回声，是声波的反射现象，故A正确； B．物体做受迫振动，当驱动力的频率等于物体的固有频率时，振幅最大；如果驱动力的频率大于物体的固有频率，则驱动力的频率越大，受迫振动的振幅越小，故B错误； C．围绕正在发声的音叉走一圈，就会听到声音忽强忽弱，是声波的干涉现象，故C错误； D．两列波发生干涉，振动加强区质点的振幅总比振动减弱区质点的振幅大，而不论是加强点还是减弱点都在平衡位置附近振动，所以不能说振动加强区质点的位移总比振动减弱区质点的位移大，故D错误。 故选A。 5．B 【详解】A．根据波的图像和波的传播方向可知，波源开始振动时方向沿y轴负方向， A错误； B．根据波的图像可知波长λ＝20 m，振幅A＝10 cm，周期 从t＝0开始经过0.15 s(1.5个周期)，x＝40 m处的质点运动路程为6个振幅，即 B正确； C．接收器在 时能够接收到此波，C错误； 波源频率为 D．若波源向x轴负方向运动，根据多普勒效应，接收器接收到的波源频率小于10 Hz， D错误。 故选B。 6．B 【详解】A．左边第一位同学开始周期性的下蹲、起立相当于波源，则“波浪”应向右传播，故A错误； B．根据同侧法可知波的传播向右，则图中A同学正在往下蹲，故B正确； C．每个学生只是向右传播了振动形式，而每个学生还是在平衡位置上下蹲，故C错误； D．波源最先起振，后边所有的同学延后重复左边第一位同学的动作，故D错误。 故选B。 7．C 【详解】因各个质点均做受迫振动，重复波源的振动，故振动频率、周期、振幅相同，而a正处于正向最大位移处，此时速度为零，在时间内，向平衡位置运动，速度由零逐渐增大，但达不到最大速度；b正在从平衡位置向上运动，此时具有最大速度，在时间内，它向正方向最大位移处运动，速度逐渐减小，故b的平均速度比a的大。a、b两个质点所通过的路程的关系是sa<sb。 故选C。 8．B 【详解】A．频率由波源决定，与介质无关，故水底下的潜水员听到蟾蜍声频率不变，故A错误； B．由于水波的传播速度与水的深度成正比，所以在深水区传播速度变大，频率不变，根据公式可知，波长变大，更容易发生衍射现象，故B正确； C．介质中的质点不会随波迁移，所以水面上飘落的树叶只会上下振动，而不会被水波推向岸边，故C错误； D．根据题意可得 水面波的频率与蟾蜍的鸣叫频率相等，所以 故D错误。 故选B。 9．C 【详解】A．图示时刻两列波恰好传播到P，Q两点，根据上下坡法可得P，Q两点起振方向竖直向上。因此两列波起振方向相同，A错误； B．机械波的传播速度与介质有关，因在同一种介质传播，故传播速度相同，B错误； C．两列波传播速度相同均为 从图示时刻开始经 两列波相遇，质点A振动周期 开始至相遇共经历了1.2s，故A的路程 C正确； D．经 左侧波源振动传播到质点，时质点振动了0.3s。左侧波源引起质点振动方程 代入时间可得左侧波源引起质点振动产生位移 经 右侧波源振动传播到质点，时质点振动了0.1s。右侧波源周期为0.4s，故右侧波源引起质点振动得位移刚好为 根据波得叠加原理可得位移为，D错误。 故选C。 10．C 【详解】两列水波相遇产生稳定的花纹属于波的干涉现象；《红楼梦》中王熙凤出场闻其声不见其人属于声波的衍射现象；“狮吼功”吼破玻璃杯属于共振现象；鸣笛的救护车迎面而来，我们听到笛声音调变高属于多普勒效应。 故选C。 11．AD 【详解】AB．由题可知，该波各点起振方向向上，振动周期为 由图知，在0.4s传播到A点，在t=2.6s时A点振动了，所以在2.6s时A运动点到最下方，故A正确，B错误； CD．在1.4s该波传到B点，在t=2.6s时B点振动了，所以t=2.6s时B位于平衡位置且向下运动，故C错误，D正确。 故选AD。 12．AC 【详解】A．由波动图像和振动图像可以看出，波沿x轴正方向传播，故A错误，符合题意； B．由波动图像和振动图像可以看出，时质点N处于波谷位置，速度为零，加速度最大，故B正确，不符合题意； C．波动时，质点沿y轴振动，不随波迁移，故C错误，符合题意； D．0~2s时间内质点N运动的平均速率 故D正确，不符合题意。 故选AC。 13．BC 【详解】A．由乙图读出t=0.6s时刻质点A的速度方向为沿y轴负方向，由甲图判断出波的传播方向为沿x轴正方向，故A错误； B．由甲图读出该波的波长为λ=20m，由乙图周期为T=1.2s，则波速为 故B正确； C．△t=0.6s=0.5T，质点做简谐运动时在一个周期内质点A通过的路程是4倍振幅，则经过△t=0.6s时间，A质点通过的路程是 S=2A=2×2m=4m 故C正确； D．该波的波长为20m，根据发生明显衍射现象是障碍物的尺寸小于波长，或与波长差不多，知该波在传播过程中遇到一个尺寸为10 m的障碍物，能发生明显衍射现象，故D错误； 故选BC。 14．AD 【详解】A．根据波的传播方向，由波形图可得甲波起振方向向下，乙波起振方向向上，两波起振方向相反，故A正确； B．由图可得甲、乙两波波长之比为2:3，根据 可知频率之比为3:2，故B错误； C．由于甲、乙两波的频率不相等，甲、乙两波在相遇区域会不发生干涉，故C错误； D．根据波的传播，再经过3s，由公式得 即再经过3s，甲波向右传播6m，恰好甲波的波谷传播到处；乙波的波峰传播到在处所用时间为 即再经过3s，平衡位置在处质点合位移为负，加速度方向向上，故D正确。 故选AD。 15．AB 【详解】AB．多普勒效应说明观察者与波源有相对运动时，接收到的波频率会发生变化，但波源的频率不变，故AB正确； C．多普勒效应是由于观察者和波源间位置的变化而产生的，故C错误； D．多普勒效应不仅仅适用于声波，它也适用于所有类型的波，包括电磁波，故D错误。 故选AB。 16．AD 【详解】由公式，可知波长为 因为 当通过平衡位置向上振动时，根据周期性特点，可知质点比振源迟，此时处于波谷；质点振动与振源同步，此时处于平衡位置且速度方向向上。 故选AD。 17． 正向 0.8 【详解】根据振动图像可知在t=0后的很小一段时间内，位移增大，故物体在t=0时向上运动； 由图（a）、图（b）及题意可知 所以此质点距O点距离为波长的，即 得 λ=0.8m 18． 1.5 不容易 【详解】[1]根据，在传播过程中，频率保持不变，所以 [2]根据波长越长越容易发生衍射，所以用超声波遇到结石时，不容易发生衍射。 19． 0 4A 【详解】[1]由题意可知，M点为波峰与波峰相遇，则M点是振动加强点，图示时刻M点位于波峰处，经过四分之一周期后，M振动到平衡位置，则位移为0； [2]O点为P、M连线的中点，由于P点为波谷与波谷相遇点也为振动加强点，所以，O点为振动加强点，振幅为2A，从图示时刻经过半个周期，O处质点通过的路程为4A。 20．30 【详解】由题给出的信息可知 代入数据可得 解得： 21．（1）或；（2）或 【详解】（1）当时 则波传播速度大小 当时 波传播速度大小 （2）当质点第一次到达波峰时，质点振动的时间为，若，则波源处的质点振动的时间为，则波源处质点运动的路程 若，则波源处的质点振动的时间为，则波源处质点运动的路程 22．（1）8m；2s；4m/s（2）质点p向y轴负方向运动，0.3m 【详解】（1）由图可知，波长λ=8m，由于该波沿x轴负方向传播，从t1=0到t2=0.5s时间内，有： (k=0，1，2，3….)又知T>0.5s，联立上式解得：k=0，则波的周期T=4∆t=2s 由 可得 （2）由于波沿x轴负向转播，故t=0时刻质点p向y轴负方向运动，又知 ， 则质点P在t=3.0s时间内通过的路程为 23．（1）340；1530；（2）1147.5m 【详解】（1）该波的频率 因为波从空气进入海水，频率不变，则在海水中的波速为 （2）入射波和反射波用时相同，则海水深为 24．（1）2m；（2）94cm 【详解】（1）设这两列波周期为T，波长为λ，波速为v，有 ，v＝＝2 m/s 由λ＝vT两波在介质中的波长 λ＝2m （2）波源S2的振动传到P所用的时间 t2＝＝4.5s 在0.5s～4.5s内质点P振动了个周期，路程 s1＝16A=80cm 4.5s-8s内，两列波的频率相同会发生干涉，波程差Δs＝4λ，两列波起振相反，因此为振动减弱点，P点振幅变为 A′＝A1-A2=1cm 4.5-8s内，质点P振动了个周期，P的路程为 s2＝14A′=14cm 所以在t＝0 s至t＝8 s内质点P通过的总路程 s＝s1＋s2＝94cm 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 $