第三章 机械波 单元检测2026-2027学年高二物理人教版选择性必修一

**基本信息** 以钱塘江大潮、虎蛾与蝙蝠超声波等真实情境为载体，覆盖机械波核心概念，通过选择、实验、解答题梯度设计，考查物理观念与科学思维，适配单元复习检测需求。 **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|反射、衍射、干涉、多普勒效应|第6题结合鱼鳞潮模型考查波的叠加，体现科学情境真实性| |实验题|2题/12分|衍射现象、受迫振动|第11题通过发波水槽实验，强化科学探究能力| |解答题|3题/42分|波速、周期、振幅计算|第13题引用“洞庭波涌连天雪”诗词，融合文化传承与模型建构|

第三章 机械波 单元检测 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．下列物理现象分别属于波的（　　） （1）夏天里在一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝； （2）“闻其声而不见其人”； （3）围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音； （4）当正在鸣笛的火车驶过时，听到鸣笛声的频率先变高后变低。 A．反射、衍射、干涉、多普勒效应 B．折射、衍射、多普勒效应、干涉 C．反射、折射、干涉、多普勒效应 D．衍射、折射、干涉、多普勒效应 2．研究人员发现，一只虎蛾释放的超声波滴答声能够对蝙蝠的声纳系统造成影响，其原因是滴答声出现的频率范围正好与蝙蝠所使用的超声波的频率相同，从而使蝙蝠接收到的回声强弱发生改变。上述现象的物理原理是（　　） A．波的干涉 B．波的折射 C．波的衍射 D．多普勒效应 3．如图，P为桥墩，A为靠近桥墩浮出水面的叶片，波源S连续振动，形成水波，此时叶片A静止不动。为使水波能带动叶片振动，可用的方法是（    ） A．减小波长 B．增加波长 C．增大波的振幅 D．减小波源到桥墩的距离 4．如图是一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时的波形图，质点Q的平衡位置为x=4m。计时开始后，t=2s时质点Q恰好第一次处于波谷位置，下列说法正确的是（　　） A．该简谐横波的周期为8s B．质点P在t=0时刻沿y轴负方向振动 C．该简谐横波的传播速度为2m/s D．质点P在0~2s内通过的路程为0.1m 5．关于振动和波的关系，下列说法正确的是（　　） A．物体做机械振动，就一定会激发机械波 B．如果振源停止振动，它所引起的波动也立即停止 C．质点的振动方向总是垂直于波的传播方向 D．介质中每个质点开始振动的方向一定与振源开始振动的方向相同 6．钱塘江大潮，在中国文化中是自然伟力、时序节律、家国情怀、民俗精神的多重象征。如图甲所示，某次观测到产生鱼鳞潮的两列振幅均为0.5m的水波以4m/s的速度向前行进，其模型可简化为图乙所示，实线表示波峰，虚线表示波谷，B为AC的中点，E是AC延长线上与A点相距m的点，与A点相交的两条实线是两列波最靠前的波峰。假设本次鱼鳞潮的水波波长为1m，则下列正确的是（　　） A．图中A、D两点振动始终加强，而C点振动始终减弱 B．B点即将向上振动，经过一段时间质点A会运动到E点 C．图示时刻A、C两点间的高度差为2.0m D．从图示时刻再经2.5s，E点开始振动 7．两列简谐横波在同一介质中相向传播，时刻的波形如图所示，两波源的平衡位置分别位于M、N两点处，O点为M、N连线的中点，两波源的振动方向平行。已知M、N两点的间距，振动频率均为，M处波源的振幅，N处波源的振幅。时刻O处的质点开始振动。下列说法正确的是（　　） A．两列波的波速大小均为 B．从到，O处质点运动的路程为0.5m C．从到，O处质点的动能先增大后减小 D．经过足够长的时间，MN间（不包括M、N两点）振幅为15cm的点共有14个 8．在一次海洋观测中，研究人员将浮标放置在海面上，用以观测水波的传播特性。某时刻一个浮漂位于波峰，另一浮漂恰好位于波谷，两浮漂之间还有一个波峰，两浮漂相距3m，两浮漂在1min内都上下振动了15个周期。所有浮漂和波源在同一竖直平面内，其波可视为简谐波，下列说法正确的是（　　） A．该列水波的波长是2m B．该列水波的传播速度为30m/s C．该列水波的频率是15Hz D．两个浮漂的速度始终大小相等 9．一列简谐横波沿轴正方向传播，时刻波形如图所示，此时波刚好传到点，时质点第一次到达负方向最大位移处，则（　　）   A．此波波源的起振方向沿轴负方向 B．该简谐横波的波速为 C．该简谐横波的频率为 D．该波在传播过程中遇到尺寸为的障碍物会发生明显的衍射现象 10．处于坐标原点的波源从时刻开始振动，s时在轴上形成的波如图所示，此时质点刚开始振动，质点的横坐标分别为2m、4m、7m。以下正确的是（　　） A．波源开始振动的方向向下 B．两质点速度大小始终相等 C．s时两质点速度相同 D．s时，质点相对平衡位置的位移为cm 第II卷（非选择题） 本题共5小题，共54分。 二、实验题 11．(8分)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．（4分）一条弹性绳子呈水平状态.M为绳子中点,两端P.Q同时开始上下振动,一小段时间后产生的波形如图所示,对于其后绳上各点的振动情况,以下判断正确的是_____(填正确答案标号) A. 两列波将同时到达中点M B．M点的位移大小在某时刻可能为零 C．中点M的振动总是加强的 D．两列波波速之比为1:2 E绳的两端点P、Q开始振动的方向相同 三、解答题 13．（12分）诗词“洞庭波涌连天雪”，描述的正是机械波传播的场景。一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形如图中实线所示，在时的波形如图中虚线所示。 (1)求这列波传播速度的大小； (2)若该列波的周期T>1s，则从t1=0时刻开始计时，求质点M在0~6s内运动的路程。 14．（14分）如图所示，水平面内有S1、S2两个波源，它们的位置坐标分别为（-4m，0）、（4m，0），M点为水平面内的一点，其位置坐标为（-4m，6m）。已知两波源同时从t=0时刻开始做简谐振动且振动情况完全一致，振动图像如图所示，两列波在介质中的传播速度均为v=10m/s。试求： （1）两列波的波长； （2）当两列波均传播到M点后，M点的振幅。 15．（16分）如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻刚好传到A点，此时相距Δx=0.8m的P、Q两质点运动方向相反、偏离平衡位置的位移均为y0=10cm，其中，P点在Q点左侧但位置未标出；从t=0时刻开始，Q质点经历1.4s第二次位于波峰。求： （1）此列简谐横波的周期及1.4s末A质点偏离平衡位置的位移； （2）此列简谐横波的波速。 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》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A A B A D C B AD BCD AC 1．A 【详解】（1）夏天里在一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝，是由于声音在云层间来回传播，这是声音的反射； （2）“闻其声而不见其人”，听到声音，却看不见人，这是声音的衍射； （3）围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音，音叉发出两个频率相同的声波相互叠加，从而出现加强区和减弱区，这是声音的干涉； （4）当正在鸣笛的火车向我们驶来时，听到鸣笛声的频率变高；当正在鸣笛的火车远离我们后，听到的笛声的频率变低。这是多普勒效应。 故选A。 2．A 【详解】虎蛾的滴答声与蝙蝠的超声波频率相同，两波叠加时产生干涉，导致回声振幅加强或减弱，即回声振幅发生强弱变化，可知，上述现象的物理原理是波的干涉。 故选A。 3．B 【详解】增大波长可使衍射现象更明显，水波能带动叶片振动。波的振幅与波源到桥墩的距离不影响结果。 故选B。 4．A 【详解】A．波沿x轴负方向传播，根据同侧法可知t=0时质点Q向下振动，t=2s时质点Q恰好第一次处于波谷位置，则该简谐横波的周期为，故A正确； B．波沿x轴负方向传播，根据同侧法可知质点P在t=0时刻沿y轴正方向振动，故B错误； C．由题图可知，波长为，则该简谐横波的传播速度为，故C错误； D．由于t=0时刻质点P不是处于平衡位置或最大位移处，所以在0~2s内，即经过，质点P通过的路程，故D错误。 故选A。 5．D 【详解】A．形成机械波的条件是：一是有机械振动；二是有传播振动的介质。有机械振动不一定有机械波，还要有传播振动的介质，A错误； B．振源停止振动时，它引起的波在介质中仍继续向前传播，B错误； C．机械波有横波和纵波两类，对于横波，质点的振动方向总与波的传播方向垂直。对于纵波，质点振动方向与波的传播方向在同一直线上。C错误； D．波在传播中介质的各点相互带动，所以介质中每个质点开始振动的方向一定与振源开始振动的方向相同，D正确。 故选D。 6．C 【详解】A．稳定的鱼鳞区域是干涉图样，波峰遇波峰振动加强，波谷遇波谷振动也加强，波峰遇波谷振动才减弱，因此A、D、C三点振动始终加强，故A错误； B．稳定干涉图样中的加强点并不是始终在波峰处，波是向前行进的，波动传播的只是振动形式和能量，介质中的质点不随波迁移，因此一段时间后质点A不会运动到E点，故B错误； C．由于两列波的振幅均为0.5m，叠加的结果使A点在平衡位置上方2A处，而C点在平衡位置下方2A处，故图示时刻A、C两点间的高度差为，故C正确； D．若A点是从平衡位置第一次振动，则波从A传到E用时 实际情况是图示时刻A点在波峰，波已经传到A的前方，故此时波传到E点用时小于2.5s，故D错误。 故选C。 7．B 【详解】A．两列简谐横波在同一介质中传播，波速相等，由于两列简谐横波振动频率相等，则两列波的波长相等，故 又 联立解得 ， 故A错误； B．两列简谐横波的周期为 两波源振动步调相反，O点为M、N连线的中点，可知O处质点为振动减弱点，时刻O处的质点开始振动，从到，O处质点振动了，即，故从到，O处质点运动的路程为 故B正确； C．时刻O处的质点开始振动，从到，O处质点振动了，即，可知时刻O处的质点位于平衡位置，从到，O处质点振动了，即，可知时刻O处的质点位于平衡位置，故从到，O处质点的动能先减小后增大，故C错误； D．振幅为15cm的点为振动加强点，设振动加强点与M点的距离为，两波源振动步调相反，则 （n＝0，1，2，3…） 解得 故经过足够长的时间，MN间（不包括M、N两点）振幅为15cm的点共有16个，故D错误。 故选B。 8．AD 【详解】A．根据题意可以知道，解得，故A答案正确； B．两浮漂在1min内都上下振动了15个周期，可以得出浮漂振动的周期为 又由 解得 故B答案错误； C．据前分析可以知道,故C答案错误； D．两浮漂的距离为半长轴的奇数倍，故两者步调总是相反，所以两者速度大小相等，故D答案正确； 故选AD。 9．BCD 【详解】A．简谐横波沿轴正方向传播，由“上下坡”法可知，质点P开始振动时的运动方向沿y轴正方向，所以此波波源的起振方向沿y轴正方向，故A错误； B．t=0.3s时，质点P第一次到达负方向最大位移处，由 可得 由图知，波长 该简谐横波的波速为 B正确； C．该简谐横波的频率为 C正确； D．障碍物尺寸和波长相近或波长大于障碍物尺寸时，会发生明显的衍射现象，所以该波在传播过程中遇到尺寸为的障碍物会发生明显的衍射现象，故D正确。 故选BCD。 10．AC 【详解】A．题意可知波向右传播，同侧法可知D点向下振动，故源开始振动的方向向下，故A正确； B．图可知AC两质点间距小于一个波长，故两质点速度大小不是始终相等，故B错误； C．题图可知波速 可知t=0.22s时，波向右传播了 波形如下 对称性可知，此时CD质点处图像斜率相同，故s时两质点速度相同，故C正确； D．以上分析可知0时刻，波源向下振动，故波源振动方程 且质点B比波源晚振动，故质点B的振动方程 把t=0.14s时，代入上式，可得此时B质点的位移，故D错误。 故选AC。 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．ABE 【详解】AD、由题意可知，波在同种介质传播，所以波速相同，由于距离相同，所以两波同时到达M点，故A正确，D错误； B、由于波长的不同，因此在M点相遇时，并不总是加强或减弱；当两波刚传的M点时，此时刻位移为零，所以M点的位移大小在某时刻可能为零，故B正确；C错误； E、据波的传播特点可知，各质点的起振方向与波源的起振方向相同，据波形可知，两波源的起振方向都是向上振动，故E正确． 综上所述本题答案是：ABE 13．(1) (2)75cm 【详解】（1）由图像可知，该波的波长为 因为该波正在沿x轴正方向传播，考虑波传播的周期性，该波在内沿x轴正方向传播的距离为 所以这列波传播速度的大小为 （2）根据周期与波速和波长的关系可知该波的周期为 由周期可知只有时满足条件，解得 所以质点M在0~6s内运动的时间为 已知质点在一个周期内运动的路程为4个振幅，由图像可知该波的振幅为 则质点M在0~6s内运动的路程为 14．（1）；（2） 【详解】（1）根据波的传播速度公式有 根据图乙可知，周期为0.4s，解得 （2）根据几何关系有 ， 故两列波的波程差 由于波程差为波长的整数倍，故M点是振动加强点则其振幅为 15．（1）；；（2） 【详解】（1）Q质点的振动方程为 当时，将，代入得 当时，将，，代入解得 A质点的振动方程为 当时，将数据代入解得 （2）时刻，P、Q两质点运动方向相反、位移均为 P质点的振动方程为 波动具有周期性，将数据代入得 P、Q两质点的相位差为 P、Q两质点的起振时间差为 又 将、代入解得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 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