第三章 机械波 单元检测（四）-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 单元检测（四） 第I卷（选择题） 一、选择题（共46分，本题共10小题，1-7题每小题4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，8-10题每小题6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，有选错的得0分）。 1．王老师在课堂上演示绳波的传播过程，他握住绳上的A点上下振动，某时刻绳上波形如图则绳上A点的振动图像正确的是（　　） A． B． C． D． 2．一列沿x轴负方向传播的简谐横波，t=2s时的波形如图（a）所示，x=2m处质点的振动图像如图（b）所示，则波速可能是（　　） A．m/s B．m/s C．m/s D．m/s 3．如图所示，有一带狭缝的挡板固定在水槽中，一细杆在水槽中振动，水面上O点为振源，发现在挡板后面A处的小木块上下振动。下列说法正确的是（　　） A．仅减小细杆振动频率，A处的小木块仍会振动 B．若减小细杆振动频率，水波的传播速度将减小 C．若仅增大狭缝的宽度，A处的小木块一定会发生明显振动 D．若减小细杆的振动频率，同时减小狭缝的宽度，A处的小木块可能不振动 4．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，传播速度，时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴正方向运动，下列图形中哪个是时的波形（　　） A． B． C． D． 5．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 6．如图所示为以S1、S2为波源的两列机械波在某时刻叠加的示意图，波峰和波谷分别用实线和虚线表示，已知S1、S2的振幅均为A。下列说法正确的是（　　） A．a处质点做简谐运动，振幅为A B．b处质点此刻的位移大小为2A C．若想观察到稳定的干涉现象，可将S2周期调小 D．只要将S1的周期调至和S2的相等，c处质点就做振幅为2A的简谐运动 7．如图所示，实线是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，虚线是这列波在t=0.2s时刻的波形图，则下列说法正确的是（　　） A．这列波的波长为12m B．在t=0.2s时，x=6cm处的质点速度沿y轴正方向 C．这列波的波速可能为0.4m/s D．这列波遇到5m宽的物体，能发生明显的衍射现象 8．下列关于波的衍射的说法正确的是（　　） A．衍射是一切波特有的现象 B．声波容易发生衍射现象是由于声波波长较短 C．只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象 D．“闻其声而不见其人”表明声波发生了衍射 9．某简谐横波在时刻的波形图如图所示。处质点的位移为处的质点P位于平衡位置且振动方向向下。已知该波的周期为1.2s，则（　　） A．该波的波长为1.2m B．该波的波速为2m/s C．该波沿x轴正方向传播 D．时刻，处的质点位于平衡位置 10．甲、乙两列机械波在同种介质中相向而行，甲波振源位于点，乙波振源位于处，在时刻所形成的波形与位置如图所示，已知，下列说法正确的是（　　） A．两列波的振动周期都为 B．甲、乙两列机械波相遇后会形成稳定的干涉图样 C．甲的波谷经过与乙的波峰第一次相遇 D．处是振动减弱点，振幅为 第II卷（非选择题） 本题共5小题，共54分。 二、实验题 11．（10分）发波水槽是演示波动过程的重要实验仪器。其中包括波的形成、传播以及波的干涉和衍射等的物理现象。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缝隙后再水面上继续传播。 (1)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，频率由波源决定 C．受迫振动，频率由水体自身性质决定 D．受迫振动，频率由波源决定 (3)若使波源保持振动情况不变匀速向缝隙靠近，则在狭缝右侧的水波的_________增大，_________减小。（选填波长/频率/波速） (4)若将缝变大，则可在狭缝右侧观察到的衍射现象____________（选填“明显”、“不明显”）。 12．（4分）图（甲）是演示简谐运动图像的装置，它由一根较长的细线和较小的沙漏组成。当沙漏摆动时，漏斗中的细沙均匀流出，同时匀速拉出沙漏正下方的木板，漏出的细沙在板上会形成一条曲线，这条曲线可以理解为沙漏摆动的振动图像。图（乙）是同一个沙漏分别在两块木板上形成的曲线（图中的虚线表示）。 （1）图（乙）的P处堆积的细沙比Q处_________________（选填“多”、“少”或“一样多”）。 （2）经测量发现图（乙）中OB=O′B′，若木板1的移动速度v1=3m/s，则木板2的移动速度v2=_________________。 三、解答题 13．（10分）如图所示，实线是一列正弦波在某一时刻的波形曲线。经1s后，其波形如图中虚线所示。 (1)若该波的周期T大于1s，且向左传播，求波的传播速度和周期。 (2)若该波向右传播，求波的传播速度和周期。 (3)若该波的传播速度为0.54m/s，分析说明该波向何方向传播。 14．（14分）一列简谐横波在同一均匀介质中沿轴方向传播。某时刻的波形图如图甲所示，质点的平衡位置在处，质点的平衡位置在处，从该时刻起质点的振动图像如图乙所示。求： (1)该波的波速； (2)质点的振动方程； (3)从该时刻起质点到达波谷的最短时间。 15．（16分）一列简谐横波沿x轴传播，t＝0时刻波形如图中实线所示，虚线为t＝0.4 s后的波形， (1)如果波源振动的周期，则波传播的波速可能是多少？ (2)如果波速，问波向还是方向传播？ (3)如果波速，写出处的质点的振动方程。 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 单元检测》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B A A B C B C AD AD ABC 1．B 【详解】根据波的传播方向向右，根据“上下坡”法可知， 时刻，A点处于平衡状态且振动方向向下。 故选B。 2．A 【详解】根据图b可知t=2s时x=2m处的质点正经过平衡位置向下振动；又因为该波向负方向传播，结合图a，利用“上下坡”法可知x=2m为半波长的奇数倍，即有 （n=1，2，3… …） 而由图b可知该波的周期为T=4s；所以该波的波速为 （n=1，2，3… …） 当n=3时可得波的速率为 故选A。 3．A 【详解】AB．当缝的尺寸跟波长相差不多，或比波长更小时会发生明显的衍射现象。仅减小细杆振动频率，机械波的传播速度由介质决定，所以水波的传播速度不变；根据可知，水波的波长增大，则A处的小木块仍会振动，故A正确，B错误； C．若仅增大狭缝的宽度，有可能不会发生明显的衍射现象，则A处的小木块不一定会发生明显振动，故C错误； D．若减小细杆的振动频率，则水波的波长增大，同时减小狭缝的宽度，则一定会发生明显的衍射现象，A处的小木块一定会振动，故D错误。 故选A。 4．B 【详解】由图中可以看出该波的波长为，根据 可知该列波的周期为 又因为时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴正方向运动，当时经历了1.5T，所以此时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴负方向运动，结合图像可知B选项正确。 故选B。 5．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。 6．B 【详解】A．由题图可知，a处的质点此时刻处于两列波的波峰与波谷相遇的点，由波的叠加知识可知，此时刻a处速度为零。在同一介质中，不同的机械波的波速相等，根据 由图知波源的波长小，所以波源的频率较大，即两列波的频率不同，两列波无法发生稳定的干涉现象，所以a处的质点并不是一直处于静止状态，即a处质点的振幅不为零，故A错误； B．由题图可知，b处的质点此时刻处于两列波的波谷与波谷相遇的点，由波的叠加知识可知，此时刻该处质点的位移大小为2A，故B正确； C．以上分析可知的频率较大，若想观察到稳定的干涉现象，则两波频率要相同，可将S2频率调小，即周期要变大，故C错误； D．将S1的周期调至和S2的相等，此时两列波的频率相同，会产生稳定的干涉现象，但c处的质点其不一定处于振动加强点位置，即c处的质点不一定做振幅为2A的简谐运动，故D错误。 故选B。 7．C 【详解】A．根据图中虚线可以看出波长为12cm，选项A错误； B．因为波沿x轴正方向传播，根据平移法，可以得到在t=0.2s时，x=6cm处的质点速度沿y轴负方向，选项B错误； C．根据图像可知，波传播的距离 波的速度 选项C正确； D．因为波长远小于5m，所以不会发生明显的衍射现象，选项D错误。 故选C。 8．AD 【详解】A．衍射是波动的基本性质，一切波都能发生衍射，故A正确； B．声波容易发生衍射现象是由于声波波长较长，因为衍射明显程度与波长相关，波长较长时衍射更易发生，故B错误； C．衍射是波特有的现象，横波和纵波均能发生衍射，故C错误； D．“闻其声而不见其人”表明声波发生了衍射，故D正确。 故选AD。 9．AD 【详解】A．设该简谐横波的波动方程为 代入数据解得 ， 所以该简谐横波的波动方程为 当时有 解得该波的波长为 故A正确； B．由可得该波的波速为 故B错误； C．已知质点P位于平衡位置且振动方向向下，由同侧法可知，该波沿x轴负方向传播，故C错误； D．根据 故时刻，处的质点位于平衡位置，故D正确。 故选AD。 10．ABC 【详解】A．两列机械波在同种介质中传播，波速相同，即，因两列波波长都，根据可知两列波的振动周期均为4s，故A正确； B．甲、乙两列机械波波长相同，波速相同，频率相同，相位差恒定，是相干波，相遇后可形成稳定的干涉图样，故B正确； C．设甲的第一个波谷与乙的第一个波峰第一次相遇的时间为，可知，故C正确； D．振动减弱点的振幅 处是甲的波谷与乙的波峰第一次相遇的位置，是振动的减弱点，但振幅是，不是，故D错误。 故选ABC。 11．(1)B (2)D (3) 频率 波长 (4)不明显 【详解】（1）图中可观察到波的衍射。 故选B。 （2）水面各点的振动均为受迫振动，频率由波源决定。 故选D。 （3）[1][2]若使波源保持振动情况不变匀速向狭缝靠近，相比于波源静止，根据多普勒效应可知狭缝右侧水波的频率变大；根据 可知狭缝右侧水波的波长减小。 （4）狭缝越小，衍射现象越明显，若将缝变大，则可在狭缝右侧观察到的波的衍射现象不明显。 12． 多 4m/s 【详解】（1）[1]在图（乙的处时，沙摆的速度最小，在处时，沙摆的速度最大，所以堆积的细沙比处多； （2）[2]根据单摆周期公式： 它们在同一地点，且摆长相同，则周期相同，设为，段经历的时间是： 段经历的时间为： 设板长为，则： 比较可得： 。 13．(1)， (2)， (3)见解析 【详解】（1）若该波的周期T大于1s，且向左传播，则该波在1s内向左传播，所以波的传播速度为 该波的周期为 （2）若该波向右传播，则该波在1s内向右传播，所以波的传播速度为 该波的周期满足 即 （3）若该波的传播速度为0.54m/s，则该波在内传播的距离为 所以该波向左传播 14．(1)0.3m/s (2) (3) 【详解】（1）根据甲乙两图可知 ， 则该简谐波的波速为 （2）由图可知，若从甲图所示时刻开始计时，点的振动方程为 其中 即 （3）分析两图，该波沿x轴正方向传播，则质点到达波谷的最短时间为 15．(1)20m/s或10m/s (2)方向 (3) 或 【详解】（1）由图可知，波长，，所以传播的距离小于一个波长 如果波向方向传播，则， 如果波向方向传播，则， （2）如果波向方向传播，则， 时， 故波向方向传播 （3）如果波向方向传播，则， 可见时，波速 故波向方向传播 则 解得， 由图像可知 t＝0时刻波x=4m处的质点y=0且向下运动，所以初相位 综上所述，x=4m处的质点的振动方程为：或 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 $