第三章 机械波 质量检测试卷（三）-2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

**基本信息** 2026年人教版物理选择性必修第一册第三章机械波单元卷，通过波形图分析、干涉衍射等情境，全面考查机械波核心知识，适配单元复习，强化物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10题/46分|波形图与振动图像综合（题1）、波的干涉减弱点判断（题6）|结合元旦汇演模拟波浪（题5），体现模型建构| |实验题|2题|波的衍射（题11）、弹簧振子周期测量（题12）|通过发波水槽实验，培养科学探究能力| |解答题|3题|波长波速计算（题13）、振动方程应用（题15）|海洋垃圾观察情境（题13），渗透科学态度与责任|

2026年物理人教版选择性必修第一册第三章机械波质量检测试卷（三） 满分：100 分 考试时间：75 分钟 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1．一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，图甲为t＝2s时的波形图，图乙为x＝2m处的质点P的振动图像，质点Q为平衡位置x＝3.5m的质点。下列说法正确的是（    ） A．波沿x轴负方向传播 B．波传播速度为1m/s C．t＝2s时刻后经过0.5s，质点P通过的路程等于0.05m D．t＝3.5s时刻，质点Q经过位移最大位置 2．如图所示，点S为振源，其频率为10Hz，所产生的简谐横波向右传播，波速为40m/s，P、Q是波传播途中的质点，已知，，则当S通过平衡位置向上运动时（　　） A．P质点在波谷 B．P质点通过平衡位置向上运动 C．Q质点通过平衡位置向上运动 D．Q质点在波峰 3．某同学用两根不同材质的绳a、b系在一起演示机械波，他在绳子左端O有规律地上下抖动绳子，时刻的绳上呈现波形如图所示，机械波在绳a上的传播速度为，P为绳a上的一个质点，则由此可以判断（　　） A．时绳a的最左端振动方向沿y轴正方向 B．绳a中的机械波周期小于绳b中的机械波周期 C．绳a中机械波的传播速度小于在绳b中的传播速度 D．时，P相对平衡位置的位移为 4．如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在 时的波形图，a、b两点的位移相同，c、d两点的位移相同，a、b与c、d的位移大小相等，方向相反。在 时（　　） A．a、c两点的速度、加速度都相同 B．a、b两点的速度、加速度都相同 C．a、d两点的速度大小相等，方向相同 D．b、d两点的加速度大小相等，方向相同 5．同学们在元旦文艺汇演上模拟表演波浪滚滚，排成一列等间距的若干同学模拟质点，跟着音乐节奏依次重复前一同学的动作：上升、回位、下蹲、回位，周期性上下运动，只是一个比一个迟一拍开始运动。如图，某时刻A同学正在平衡位置向下运动，B同学正在波谷，他们平衡位置之间相隔5米，中间还有一个波谷，而且B同学后再一次处于波谷，下列说法正确的是（　　） A．波的传播方向是由到B B．波长为 C．波速为 D．A同学后在波谷 6．如图所示，均匀介质中有一三角形ABC，AB⊥BC，AB4m，BC3m。两个同时起振且起振方向相同、频率均为4Hz的波源固定于A、B两点。已知两波源产生的机械波在该介质中的传播速度大小为4m/s。AC边上振动总是减弱的点的个数为（　　） A．6个 B．5个 C．4个 D．3个 7．如图，一列简谐横波沿x轴传播，时刻的波形如图所示，P为平衡位置在x=5m处的质点，从时刻开始，质点P经0.5s第一次到达平衡位置，再经0.6s第二次到达平衡位置，下列说法正确的是（　　） A．波沿x轴负方向传播 B．波的传播速度大小等于12 m/s C．时，质点P的位移为-5cm D．质点P的振动方程为 8．如图所示是两列频率相同的水波相遇某时刻的情形，M、N为波源，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，a、b、c、d为水中的四个质点。下列说法正确的是（    ） A．质点a、b的平衡位置相距一个波长 B．质点a经过半个周期后到达质点b所在位置 C．质点d仍可能会上下振动 D．经过个周期，质点c向下通过平衡位置 9．一列简谐横波沿轴传播，速度大小为5m/s，在时刻的波形图如图中实线所示，经0.2s后的波形如图中虚线所示，下列说法正确的是（    ） A．经0.2s波传播的距离为1m，波沿轴正方向传播 B．质点在时刻沿轴正方向运动 C．处的质点的位移表达式为 D．从时刻开始质点经1.6s通过的路程为152cm 10．一列沿x轴方向传播的简谐横波在时刻的波形如图所示，波上有两质点P、Q，P质点的平衡位置坐标为，Q质点的平衡位置坐标为，质点P的振动频率为，则下列说法正确的是（　　） A．如果此时质点Q正在向y轴负方向振动，这列波的传播方向为x轴正方向，波速为 B．该波能很容易绕过尺寸为的障碍物继续传播 C．如果该波沿x轴正方向传播，在时质点Q到达波峰 D．无论该波向哪个方向传播，平衡位置位于的质点与Q质点的位移始终相同 二、实验题 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）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（选填“频率”、“波长”“波速”）。 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______。 三、解答题 13．为了保护海洋环境，某中学的学生在专业人员的带领下，去海边清理海洋垃圾，有学生观察到一列沿海面传播的水波（视为横波），在波的传播方向上相距的两处分别有漂浮的垃圾A和垃圾B，垃圾A、B随波上下运动（视为简谐运动），某时刻垃圾A在波峰时，垃圾B恰好运动到平衡位置。该同学记录的垃圾A的振动图像如图所示。 (1)求水波振动的振幅和波长； (2)若垃圾A、B之间（不含A、B）只有一个波谷，求这列水波的波速大小。 14．一简谐横波沿水平绳沿x轴负方向以的波速传播。已知时的波形如图所示，绳上两质点M、N的平衡位置分别是、。从该时刻开始计时，求： （1）质点N第一次回到平衡位置的时间； （2）经过多长时间，质点M、N振动的速度相同。 15．有一列机械波沿x轴正方向传播，波源O的振动图像如图所示，波的传播速度，则： （1）该波波长是多少？ （2）波源在4s内通过的路程是多少？ （3）请画出在时的波形图。    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 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D D C B A C CD ABD BC 1．B 【详解】B．由甲图像可知波长为4m，由乙图像可知周期为4s，则波的传播速度为 故B正确； A．由图像乙可知质点P在t=2s时的振动方向向上，根据“同侧法”由图像乙可知波沿x轴正方向传播，故A错误； D．Q点平衡位置距P点平衡位置的距离为1.5m，所以Q点运动滞后P点时间为 因此Q点在t=3.5s时刻与P点在t=2s时刻的位置一样，图中P点刚好经过平衡位置，故t=3.5s时刻质点Q也经过平衡位置，故D错误； C．t=2s时刻后经过，即经过，质点P通过的路程为 故C错误。 故选B。 2．D 【详解】波长为 则， 当S通过平衡位置向上运动时P质点通过平衡位置向下运动，Q质点在波峰。 故选D。 3．D 【详解】A．波的传播方向向右，根据“同侧法”可知，a绳最左端的振动方向向下，故A错误； B．机械波的周期和频率由振源决定，所以a中的机械波周期等于绳b中的机械波周期，故B错误； C．由可知，a中的机械波频率等于绳b中的机械波频率，a的波长大于b的波长，则a中机械波的传播速度大于在绳b中的传播速度，故C错误； D．机械波的振动周期 由于 P恰好位于波峰，所以P相对平衡位置的位移为，故D正确。 故选D。 4．C 【详解】A．题意知a、b与c、d的位移大小相等，对称性可知a、c两点的速度大小相同、加速度大小相同，波沿x轴正方向传播，同侧法可知a、c两点的速度方向相反，简谐运动的物体加速度均指向平衡位置，所以a、c两点的加速度方向也相反，故A错误； B．对称性可知a、b两点的速度大小、加速度大小相等，同侧法可知，a、b两点的速度相反，而加速度均指向平衡位置向下，故B错误； C．对称性可知a、d两点的速度大小相等，同侧法可知速度方向同向均向下，故C正确； D．对称性可知b、d两点的加速度大小相等，b点加速度方向向下，d点加速度方向向上，故D错误。 故选C 。 5．B 【详解】A．A同学正向下运动，根据同侧法分析，说明波由B传向A，故A错误； B．A、B平衡位置相隔 得 故B正确； C．B振动周期 则波速 故C错误； D．波的传播也是波形的传播，A同学后在波峰，故D错误。 故选B。 6．A 【详解】根据波速公式 知 两列波同时起振且起振方向相同、频率相同，产生干涉，振动减弱点满足条件 根据几何知识知 又 又根据三角形两边之差小于第三边，知 当时， 当时， 当时， 当时， 当时， 不再满足条件，又 分析几何关系知，当时，满足条件的点有和 当时，满足条件的点有，，， 故AC边上振动总是减弱的点的个数为6个。 故选A。 7．C 【详解】A．质点P相邻两次经过平衡位置的时间间隔为半个周期，题目给出第一次到第二次到达平衡位置间隔，因此 即 角频率 时，P点位移，振幅，代入振动方程通式 得 即 或 已知P第一次到达平衡位置的时间为 即第一次，满足 代入 得 即 初相位 说明时P速度向上，根据上下坡法，波沿轴正方向传播，故A错误； B．由波形方程 处相位为 得 即 波速 故B错误； C．代入振动方程 故C正确 D．振动方程角频率 故D错误。 故选C。 8．CD 【详解】A．由图可知，质点a在两波的波峰处，质点b在两波的波谷处，所以质点a、b的平衡位置相距半个波长，故A错误； B．质点仍在自己的平衡位置附近振动，不会随波迁移，质点a经过一段时间后不会到达质点b此时所在位置，故B错误； C．质点d为振动减弱点，若两波的振幅不同，质点d仍可能会上下振动， 故C正确； D．由此时刻质点c处于波峰位置，经过个周期，质点c正向下通过平衡位置，故D正确。 故选CD。 9．ABD 【详解】A．由图可知该波波长 经0.2s波传播的距离 经0.2s波传播的距离为 根据波形的平移规则可知，这列波应沿x轴正方向传播，选项A正确； B．根据波的传播方向与波动规律可知，时刻质点 P 沿y轴正方向运动，选项B正确； C．由得 则 处的质点的位移表达式为 选项C错误； D．从时刻经1.6s时，由于 所以质点通过的路程等于 选项D正确。 故选ABD。 10．BC 【详解】A．根据上下坡法可知当Q正在向y轴负方向振动时这列波的传播方向为x轴负方向，根据频率和周期的关系可知该波的周期为 根据波形图可知该波的波长为 所以该波传播的速度为 故A错误； B．波能绕过障碍物继续传播为波的衍射，是波的特性，故B正确； CD．设该波的波动方程为 将，y=8cm代入得 所以该波的波动方程为 当时 时 平衡位置位于的质点与Q质点的位移大小相同，方向相反；设质点Q的振动方程为 当时，代入振动方程得 则 当时 所以在时质点Q到达波峰，故C正确，D错误。 故选BC。 11． B D 频率 【详解】（1）[1]图中可观察到水波通过障碍物上的狭缝后在水面继续传播，是波的衍射。 故选B。 （2）[2]水面各点的振动均为受迫振动，频率由驱动力决定，与水体自身性质无关。 故选D。 （3）[3]若使波源保持振动情况不变并同时向狭缝靠近，根据多普勒效应可知，相比于波源静止，狭缝右侧水波的频率变大，波速不变，由公式可知，波长减小。 12．(1)BC (2) 1 0.25 8 【详解】（1）AB．波通过孔后，波速、频率、波长均不变，则挡板前后波纹间的距离相等，由题图可知，孔的尺寸与水波的波长差不多，故此时能观察到明显的衍射现象，故A错误，B正确； C．如果将孔扩大，若孔的尺寸远大于水波的波长，可能观察不到明显的衍射现象，故C正确； D．如果孔的大小不变，使波源的频率增大，因为波速不变，根据知，波长减小，可能观察不到明显的衍射现象，故D错误。 故选BC。 （2）[1][2]白纸移动，振子振动一个周期，所以弹簧振子的周期为 由 解得 [3][4]该弹簧振子所受最大回复力为 则最大加速度为 由能量守恒可得 可得该弹簧振子的最大速度为 13．(1)50cm， (2)， 【详解】（1）由图像可得振幅为50cm，由题意可知   解得 （2）A、B间只有一个波谷，故或2，则或 由图像可得周期，则波速 可得或 14．（1）0.75s；（2）（n+0.5）s（n=0，1，2…） 【详解】（1）机械波在均匀介质中匀速传播，波沿x轴负方向传播，靠近波源一侧平衡位置的振动状态距N点，则 解得 （2）当某质点位于平衡位置时，其两侧“与它平衡位置间距相等的质点”速度相同，平衡位置的振动状态传播到MN中点的距离 由图知 可得经过的时间 15．（1）2m；（2）16cm；（3）见解析 【详解】（1）由题图知，振幅为 周期为 所以波长 （2）4s时间内波源通过的路程为 （3）由题图知，时波源起振方向沿y轴正方向，则在4s时波向前传播的距离 可知该波刚好传播到位置为2m的质点，且波源刚好回到平衡位置，且该波沿x轴正方向传播，画出时刻的波形图如图：    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 $