第三章 机械波 质量检测试卷（四）-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复习卷，以水上蹦床、龙狮舞绸带等真实情境为载体，覆盖波的图像、干涉衍射等核心知识，通过基础巩固与综合应用梯度设计，落实物理观念与科学思维素养。 **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|波速波长周期、振动图像、多普勒效应|第1题结合水上蹦床水波情境，考查波面分布与质点振动关系，体现模型建构| |实验题|2题|波的衍射、弹簧振子周期与能量|第12题通过纸板匀速拉动获取振动图像，融合数据处理与科学探究| |解答题|3题|波的叠加、传播时间计算|第13题两波源振动图像综合分析质点P路程，考查科学推理与综合应用|

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（四） 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．题图甲为某水上游乐场最新引入的一种水上蹦床设施。游客在蹦床上规律地跳动时，水面被激出一圈圈水波，若不考虑能量损失，水面为均匀介质，波源位于O点，水波在xOy水平面内传播，波面呈现为圆形。t=1s时刻，部分波面的分布情况如图乙所示，其中虚线表示波谷，实线表示相邻波峰。A处质点的振动图像如图丙所示，z轴正方向表示竖直向上。下列说法中正确的是（　　） A．质点振动的振幅为0.2m B．水波的波速为1m/s C．t=3s时A处质点所受回复力最小 D．t=3s时B处质点处在平衡位置 2．一列简谐横波在时刻的波形如图甲所示，图乙为该波中处质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　） A．此波的波速为 B．此波沿x轴正方向传播 C．时质点P的速度最大 D．时质点P振动方向沿y轴正方向 3．一列简谐横波在时的波形图如图甲所示。其中处的质点Q的振动图像如图乙，则（　　） A．该波沿x轴负方向传播 B．该波的传播速度为0.2m/s C．时，处的质点P的振动方向沿y轴负方向 D．时，质点Q的纵坐标为 4．图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为和，图乙为质点a从该时刻开始计时的振动图像，下列说法正确的是（    ） A．时，质点b的加速度方向沿y轴正向 B．时，质点b的位移沿y轴正向 C．该波沿方向传播，波速为 D．质点b经过4s振动的路程为2m 5．绽放激情和力量，升腾希望与梦想。如图甲，“龙狮舞水城”表演中绸带宛如水波荡漾，展现水城特色，舞动的绸带可简化为沿x轴方向传播的简谐横波，图乙为时的波形图，此时质点P在平衡位置，质点Q在波谷位置，图丙为质点P的振动图像，则（　　） A．该波沿x轴负方向传播 B．时，质点Q的振动方向沿y轴负方向 C．时，质点P的加速度正在减小 D．该波传播速度为3m/s 6．在某水平均匀介质中建立如图所示的三维直角坐标系，xOy平面水平。在x轴上的两个波源、的坐标分别为，的振动方程分别为、。若两波均从平衡位置向上起振，且时刻，刚开始振动，首次到达波峰处，两列波的波速均为4m/s，传播过程中能量损耗不计。y轴上P点的坐标为，则下列说法正确的是（    ） A．两波均传至O点后，O点振幅为18cm B．波提前波传至P点 C．时，P点向方向振动 D．内，质点P通过的路程为 7．x轴上存在均匀的介质，在t＝0时刻，位于x＝5m处的波源P开始某种形式的振动，产生的机械波沿x轴负方向传播，t＝4s时x＝1m处的质点恰好开始振动，此时的波形图如图所示。Q是x＝-1.5m处的质点，下列说法正确的是（　　） A．波源的起振方向沿+y方向 B．波源P的振动方程是 C．该波的波速为2m/s D．从图示时刻起，再经过5s，Q质点通过的路程为15cm 8．下列说法正确的是（　　） A．波的衍射现象必须具备一定的条件，否则不可能发生衍射现象 B．要观察到水波明显的衍射现象，必须使狭缝的宽度远大于水波波长 C．波长越长的波，越容易发生明显的衍射现象 D．只有波才有衍射现象 9．下列关于波的现象，正确的是（　　） A．图a为波的衍射，狭缝宽度越宽，衍射现象越明显 B．图b为波的折射，区域1的波速大于区域2的波速 C．图c为波的干涉，振动加强区域的质点一直处于最大位移处 D．图d为波的多普勒效应，周期性触动水面的振动片在向左运动 10．两列沿x轴传播的简谐横波a、b，x＝0.6m的P点为实线波a的波源，x＝-0.6m的Q点为虚线波b的波源，t＝0时刻两波源由平衡位置开始振动，t＝0.05s时两波源间的波形如图所示，分析错误的是（    ） A．两波源的起振方向均沿y轴向上 B．两波的波速大小均为20m／s C．再经过0.01s，x＝-0.2m处质点振幅为0m D．x＝0.2m处的质点在前0.05s内运动的路程为60cm 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）（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______。 三、解答题 13．如图甲，两波源A、B间的距离，P点在A、B的连线上，A、P间的距离。从开始，两个波源的振动图像如图乙所示，其中实线和虚线分别为波源A和B的振动图像。已知两列波在介质中的波长均为。求： （1）两列波在介质中的传播速度大小v； （2）质点P在时间内经过的路程s。 14．微风动柳生水波 微风吹动岸边的垂柳，浸入湖面的柳枝上下振动，在湖面产生水波。 (1)柳枝附近有一露出湖面的木桩。开始时，水波未明显绕过该木桩。某时刻起，水波明显绕过木桩，这可能是因为与之前相比，现在柳枝振动______。 A．周期大 B．周期小 C．频率大 D．频率小 E．振幅小 (2)以柳枝浸入点为坐标原点，沿波在湖面传播的某一方向建立x轴。从某一时刻开始计时，时x轴上部分波动图像如图（a）所示。在x轴上离坐标原点不远处有一片柳叶，图（b）为该柳叶振动图像的一部分。则      ①柳叶平衡位置可能位于______。 A．M点    B．N点    C．P点    D．Q点 ②波从波源传到Q点需要的时间为______s。 (3)若观察到柳枝振动产生的水波图样如图所示，这可能是因为柳枝______。 A．向左移动了 B．振动频率增大了 C．向右移动了 D．振动频率减小了 15．图示是一列简谐横波在时刻的波动图像，此刻波刚好传播到f质点。从该时刻开始，此波中e质点第一次到达波谷的时间比f质点第一次到达波谷的时间早0.10s。求： （1）这列波的频率和波速； （2）若c质点的平衡位置为，求经过多长时间c质点经过平衡位置。 （3）若p质点的横坐标为57m，则经过多长时间p质点第一次到达波峰？请在给出坐标系中作出p质点第一次到达波峰时到内的波形图像。 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 B D A D D D CD BD CD 1．B 【详解】A．由图丙可知，质点振动的振幅为0.1m，故A错误； B．由图乙可知，水波的波长为 由图丙可知，水波的周期为 故水波的波速为，故B正确； CD．由图丙可知，t=3s时A处质点位于波谷，所受回复力最大，因A与B相距半个波长，故B处质点位于波峰，故CD错误。 故选B。 2．B 【详解】A．由图甲可知，波长，由图乙可知，周期，故此波的波速为 故A错误； B．由图乙可知，时刻质点P正在沿y轴正方向振动，结合图甲可知，此波沿x轴正方向传播，故B正确； C．因，所以时质点P位于波峰，速度为零，故C错误； D．因，所以时质点P位于平衡位置且振动方向沿y轴负方向，故D错误。 故选B。 3．D 【详解】A．由图乙可知， 时刻质点经过平衡位置向上振动。在图甲中，根据同侧法，若波沿轴正方向传播，处的质点应向上振动，与图乙相符，故该波沿轴正方向传播，故A错误； B．由图甲可知波长，由图乙可知周期，则波速，故B错误； C． 时刻质点位于波峰，经过，质点振动到平衡位置且向轴正方向运动，故C错误； D． 质点的振动方程为 当时，，故D正确。 故选D。 4．A 【详解】C．由图乙可知质点a该时刻向上振动，根据波形平移法可知，该波沿方向传播，机械波的波长为4m，周期为8s，则波速为 故C错误； AB．由于该波沿方向传播，根据波形平移法可知，时质点b的位移为沿y轴负向，加速度沿y轴正向，故B错误，A正确； D．由于 可知质点b经过4s振动的路程为 故D错误； 5．D 【详解】A从振动图形可看出时质点P的振动方向沿轴正方向，根据波动图像及“同侧法”可判断该波沿x轴正方向传播，A错误； B．从图乙可看出，时，质点Q在波谷，速度为0，B错误； C．从图乙可看出，时，质点P在平衡位置，加速度为0，C错误； D．从图中可知 ， 可得 D正确。 故选D。 6．D 【详解】A．根据两波源的振动方程可知，两波源的振动周期均为 可知两列波频率相同，相位差恒定，两列波相遇后将能发生稳定的干涉，波源的振动传播到O点的时间为 波源的振动传播到O点的时间为 即当波源的振动传播至O点后，在O点引起的振动振动，波源的振动才刚刚传播至O点，且根据题意可知，此刻波源在O点引起的振动应使质点处于波峰，而 由于波源的振动满足正弦函数，即波源的起振方向沿着轴正方向向上，此刻由波源在O点引起的振动使质点处于波谷，两个波源在O点引起的振动相互叠加，叠加后使振动减弱，此刻O点处的质点的振幅为 故A错误； B．根据题已知可得 ， 则可得波源、的波传播至P点的时间分别为 ， 可得 但根据题意，波源的波在时刻波源处的质点已经处于波峰，说明波在时刻前已经开始传播了，因此波提前波传至P点的时间小于1.25s，故B错误； C．当时，波源的波在P点引起的振动振动的时间为1.5s，波源的波在P点引起的振动振动的时间为0.25s，可知由波源的波在P点引起的振动此时恰好回到平衡位置且下一刻将沿着轴负方向振动，由波源的波在P点引起的振动此时也恰好回到平衡位置且下一刻也将沿着轴负方向振动，由此可知，时，P点向方向振动，故C错误； D．根据以上分析可知，内，由波源在P点引起的振动使P处质点先振动了1.25s，即个周期后由波源引起的振动的波峰恰好传播至P点，说明S2的波传到P点时为S1的波单独振动一个周期时，而此刻由两波源在P点引起的振动均使该处的质点处于波峰，即振动加强，该处质点的振幅为 由此可知，内，质点P通过的路程为 故D正确。 故选D。 7．D 【详解】A．由于波沿方向传播，故波的最前沿处（即处）的质点的起振方向沿方向，故波源的起振方向沿方向，故A错误； B．从波形来看，波源沿和方向振动的振幅相同，但振动的周期不同，故一个振动方程不能描述整个振动，振动方程应分段来写，故B错误； C．该波的波速为 故C错误； D．波传到Q所用时间为 故从图示时刻起，再经过5s，Q质点振动的时间为，这的时间内波向方向传播的距离为 即Q质点先沿方向振动到负向最大位移处，再沿方向振动到正向最大位移处，通过的路程为 故D正确。 故选D。 8．CD 【详解】A．波的衍射现象不需要条件，发生明显衍射现象才需要具备一定的条件，故A错误； B．要观察到水波明显的衍射现象，必须使狭缝的宽度小于水波波长或跟水波波长差不多，故B错误； C．波发生明显衍射的条件是，障碍物或小孔的尺寸小于波长或跟波长差不多，故波长越长的波，越容易发生明显的衍射现象，故C正确； D．衍射是波特有的现象，故D正确。 故选CD。 9．BD 【详解】A．图a为波的衍射，狭缝宽度越宽，衍射现象越不明显，故A错误； B．图b为波的折射，由图可知，入射角大于折射角，则区域1的折射率小于区域2的折射率，所以区域1的波速大于区域2的波速，故B正确； C．图c为波的干涉，振动加强区域的质点仍然在自己的平衡位置上下振动，不是一直处于最大位移处，故C错误； D．图d为波的多普勒效应，左侧波纹间的距离相对右侧较小，故周期性触动水面的振动片在向左运动，故D正确。 故选BD。 10．CD 【详解】A．根据“上下坡”规律可得，a的起振方向相同沿y轴向上，b的起振方向相同沿y轴向上，A正确； B．由图可知，实线波a的波长为0.8m，再0.05s内波a传播了个波长，故周期为0.04s，波速为 虚线波b的波长为0.8m，再0.05s内波b传播了个波长，故周期为0.04s， 波速为 B正确； C．两列波的频率一样会形成稳定的叠加，当前-0.2m处的质点的振动已经叠加，振幅为一个周期内位移最大值，不会改变，C错误； D．x＝0.2m处的质点在前0.02s内质点没有振动，此后到0.04s，a波此质点一直振动，后0.01s此质点波峰波谷相遇为减弱点，向下振动到最大位移处，故x＝0.2m处的质点在前0.05s内运动的路程为 D错误。 选错误的，故选CD。 11． BD/DB D 频率 波长 【详解】（1）[1]图中可观察到波的衍射和反射。 故选BD。 （2）[2]水面各点的振动均为受迫振动，频率由驱动力决定。 故选D。 （3）[3][4]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，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。 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）；（2）72cm 【详解】（1）由振动图像得两波的周期为 根据关系知，波速为 代入得 （2）由振动图像可知A、B的振幅分别为 波的传播时间为 A、B波传播到P点的时间为 两波都传到P点时，引起P点的振动恰好从平衡位置均沿方向 其振幅为 则内P点通过的路程 内P点通过的路程 内P点通过的路程 则的过程中P点通过的路程 14．(1)AD (2) B 0.3 (3)A 【详解】（1）发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸与波长相差不大，或者比波长小，根据 波速有介质决定，水波明显绕过木桩，木桩尺寸不变，表明波长增大了，可知，这可能是因为与之前相比，现在柳枝振动频率减小了，即周期变大了。 故选AD。 （2）[1]根据图（b）可知，0.4s时刻，柳叶处于平衡位置向下振动，结合图（a），根据同侧法可知，柳叶平衡位置可能位于N点。 故选B。 [2]波速为 则波从波源传到Q点需要的时间为 （3）水波图样左侧密集，右侧稀疏，这属于多普勒效应，当观察者与波源相对靠近时，观察到的频率增大，当相互远离时，观察到的频率减小，可知，这可能是因为柳枝向左移动了。 故选A。 15．（1），；（2）当质点经过平衡位置且向上振动时，所求的时间为：，当质点经过平衡位置且向下振动时，所求的时间为：，（或当质点经过平衡位置时，所求的时间为：）；（3）， 【详解】（1）由题图和题意可知波长 由于质点此刻在波峰位置，质点在平衡位置，故质点一直比质点早 所以周期 故频率 波速 （2）方法一：由题意可知该波向右传播，当波动图像中位置的质点或者位置的质点的振动状态传播到质点处时质点经过平衡位置，当质点经过平衡位置且向上振动时，所求的时间为 当质点经过平衡位置且向下振动时，所求的时间为 方法二：由题意可知该波向右传播，当质点经过平衡位置时，所求的时间为 （3）质点第一次到达波峰，即图示时刻质点的振动状态第一次传到质点，故所用的时间 由于 则此时到内的波形如图所示 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 $