第三章 机械波 单元测试卷 -2025-2026学年高二上学期物理教科版选择性第一册

**基本信息** 《机械波》单元测试卷立足单元复习，以地震波、无人机编队、水袖舞等真实情境为载体，融合物理观念与科学思维，全面考查机械波核心知识与应用能力。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选|7/28|横波传播方向判断、振动图像与波形图综合|第2题结合地震波情境，考查波速与波长计算，体现科学情境真实性| |多选|3/18|波的干涉、衍射条件|第8题通过波形图与振动图像结合，考查波的反射与干涉，培养科学推理能力| |实验题|2/15|波的衍射现象、弹簧振子周期测量|第12题结合纸板匀速拉动设计实验，考查科学探究与数据处理| |计算题|3/39|波速计算、质点振动路程、多解问题|第13题以水袖舞为模型，将文化传承与机械波传播结合，强化模型建构与物理观念|

《机械波》单元测试卷 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．一列沿x轴传播的简谐横波，t=2s时的部分波形图如图1所示，t=1m处质点的振动图像如图2所示，下列说法正确的是（　　） A．这列横波的传播速度为2m/s B．这列横波沿x轴负方向传播 C．x=1m处质点在4s内通过的路程为2m D．x=2m处质点t=4s时沿y轴正方向振动 2．地震波既有纵波也有横波。某次地震时，震源正上方处地面上的地震检测仪先监测到地面上下振动，5s后地面左右晃动。在监测中获得了一列沿x轴正方向传播的地震横波的波动图像，时刻的波形如图中实线所示，时刻的波形如图中虚线所示，已知该地震横波的周期，假设纵波与横波频率相等，则（     ） A．地震横波波速比纵波的快 B．地震横波的波速为 C．地震横波的周期为0.6s D．地震纵波的波长为1.2km 3．一条绳子可以分成一个个小段，每小段都可以看作一个质点，这些质点之间存在相互作用。如图是某绳波形成过程示意图，质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动质点2、3、4……各个质点依次振动，把振动从绳的左端传到右端。t=T时，质点9刚要开始运动。下列说法正确的是（　　） A．t=T时，质点4的刚开始振动 B．t=T时，质点9开始向下运动 C．t=T时，质点5的加速度达到最大 D．t=T时，质点13第一次到达波峰 4．一列横波沿x轴的正方向传播，波速为0.5m/s，某时刻的波形如图所示，则（　　） A．经过1s质点K运动到波谷 B．经过2s质点K运动到L处 C．经过2s质点K回到平衡位置 D．经过3s质点K运动到波峰 5．在如图所示的xOy坐标系中，一条弹性绳沿x轴放置，图中小黑点代表绳上的质点，相邻质点的间距为a。t=0时，x=0处的质点P0开始沿y轴做周期为T、振幅为A的简谐运动。时的波形如图所示。下列说法正确的是（　　） A．t=0时，质点P0沿y轴负方向运动 B．时，质点P4的速度最大 C．该列绳波的波速为 D．时，质点P3和P5的速度相同 6．如图所示，S是x轴上的上下振动的波源，振动频率为10Hz.激起的横波沿x轴向左右传播，波速为20m/s.质点a、b与S的距离分别为36.8m和17.2m，已知a和b已经振动.若某时刻波源S正通过平衡位置向上振动，则该时刻下列判断中正确的是 A．b位于x轴上方，运动方向向下 B．b位于x轴下方，运动方向向上 C．a位于x轴上方,运动方向向上 D．a位于x轴下方，运动方向向上 7．现代大型无人机编队表演中，数百甚至上千架无人机通过接收地面控制站发出的无线电指令实现同步飞行。在某次大型庆典活动中，技术人员采用数百架无人机编队表演模拟水波纹扩散的壮观效果。通过精确控制无人机模拟水面上质点的振动，形成以点为波源向外传播的圆形波。以某一方向建立轴，该传播方向上有a、b两架水平方向相距3m的无人机，如图甲所示。从计时开始a、b两无人机的振动图像分别如图乙、丙所示。则下列说法正确的是（　　） A．无人机a的振动方程为 B．该波的波长可能为4m C．该波的波速大小可能为 D．0.85s末A质点的振动速度大于B质点的振动速度 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。 8．一列简谐横波沿x轴正方向传播，此波在某时刻的波形图如图甲所示。质点M的平衡位置在处，质点N的平衡位置在处。质点N从时刻开始振动，其振动图像如图乙所示。此波传播到达平衡位置为处的质点Q时，遇到一障碍物（未画出）之后传播方向立刻反向，反射波与原入射波在相遇区域发生干涉，某时刻两列波部分波形如图丙所示。则下列说法中正确的是（    ） A．图甲时刻波刚好传播到点，波速为 B．从到，质点M通过的路程小于 C．时，质点N的位移为 D．足够长时间后，之间有5个振动加强点（不包括两点） 9．在均匀介质中，振幅均为的甲、乙两列简谐横波相向传播，在时刻的波形图如图所示，已知两列波在介质中的传播速度大小相同，甲波的周期为，则下列说法正确的是（　　） A．乙波的频率为 B．在时，两列波相遇 C．两列波相遇后，处的质点为干涉加强点 D．在时，坐标原点处的质点偏离平衡位置的位移为 10．一波源位于O点，波源质点沿y轴做不连续的简谐运动，振幅为10cm，形成沿x轴正方向传播的波。某时刻波刚好传到P点，平衡位置在处的质点已经振动了0.2s，O、P间各质点形成的波形如图所示，此时由波形可知（　　） A．波源的最初起振方向沿y轴负方向 B．从此时开始计时，再过0.55s，质点P的位移为 C．质点Q此时已经通过的路程为40cm D．此波形是波源先振动0.4s后停止振动0.6s，接着再振动0.2s形成的 三、实验题：本题共2小题，共15分。 11．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狭缝后在水面继续传播。 （1）（多选）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，频率由驱动力决定 C． 受迫振动，频率由水体自身性质决定          D．受迫振动，频率由驱动力决定 （3）若使波源保持振动情况不变并同时向狭缝靠近，相比于波源静止，狭缝右侧水波的_________增大，_________减小。 12．“祖冲之”研究小组做关于波的衍射及弹簧振子的实验。 (1)（多选）如图甲所示，这是观察波在水面上衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间的距离表示一个波长，则关于波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是_____。 A．挡板前后波纹间的距离不相等 B．此时能观察到明显的衍射现象 C．如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象 D．如果孔的大小不变，使波源的频率增大，能观察到更明显的衍射现象 (2)某同学将弹簧和小球分别套在光滑横杆上，弹簧左端与小球相连，右端固定在支架上，形成一个弹簧振子。在球底部固定一毛笔头，笔头下放一纸板。使小球偏离平衡位置并释放，沿图乙所示的方向匀速拉动纸板，笔头会在纸板上画出一图像。在纸板上建立坐标系，x为纸板运动的位移，y为小球偏离平衡位置的位移，测得数据如图丙所示。已知弹簧的劲度系数，白纸移动的速度大小为，查资料知弹簧振子的周期表达式，弹簧弹性势能的表达式，取，则该弹簧振子的周期为______s，质量为______kg，最大速度为______m/s，最大加速度为______。 四、计算题：本题共3小题，共39分。计算题要求写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．如图甲，水袖舞是中国京剧的特技之一，因其身姿摇曳、技法神韵倍受人们喜欢。某次表演中演员甩出水袖的波浪可简化为简谐横波，图乙为该简谐横波在t＝0时刻的波形图，图丙为图乙中P点的振动图像。袖子足够长且忽略传播时振幅的衰减。求： （1）该水袖舞形成的简谐波波速大小v，并判断波的传播方向； （2）经t＝1. 2s质点P运动的路程s。 14．如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，此时刻波恰好传播到处，以此状态开始计时，经过1.7s在平衡位置坐标为的P质点第一次到达波谷。求： （1）这列波的波速大小； （2）若P质点运动的路程是0.20m，则这列波传播的时间是多少？ 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。 《机械波》单元测试卷 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D D C C A C CD AB BC 11． BD D 频率 波长 12．(1)BC (2) 1 0.25 8 13．（1）0.75m/s；波的传播方向是x轴正方向；（2）1.2m 【详解】（1）根据图乙可知λ＝0.6m 根据图丙可知T＝0.8s 则简谐波的波速为 得v＝0.75m/st=0时，由乙图可知质点P处于平衡位置并将要向上运动，再由甲图P点用“同侧法”判断波的传播方向是x轴正方向。 （2）经t＝1.2s质点P振动的路程为 代入数据可得s＝1.2m 14．（1）0.6m/s；（2）2s 【详解】（1）由题意可知，此时刻处于处的波谷传播到P质点所在处所用时间为1.7s，则这列波的波速大小为 （2）从处传播到P质点所用时间为 这列波的周期为 P质点运动的路程是0.20m，根据 可知这列波传播的时间为 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 单元测试（一） 第2页 学科网（北京）股份有限公司 $