高中物理单元测试——第三章机械波（适中版01）

**基本信息** 高中物理第三章机械波单元测试（适中版01），通过古刹大钟余音、B超技术、降噪系统等真实情境，覆盖振动图像、波的传播、干涉衍射等核心知识，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| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7/28|振动图像（题2）、多普勒效应（题5）|结合B超技术（题3）考查波速，体现科技情境真实性| |多选题|3/18|横纵波（题8）、波的干涉（题9）|通过相干波源（题9）分析振动强弱，培养科学推理能力| |填空题|3/18|衍射现象（题11）、振动方程（题13）|以发波水槽实验（题12）区分干涉与衍射，强化科学探究| |解答题|3/36|波速计算（题14）、两波叠加（题16）|综合波形图与振动图像（题15），梯度设计提升问题解决能力|

高中物理单元测试 —— 第三章 机械波（适中版01）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）在敲响古刹里的大钟时，有的同学发现，停止对大钟的撞击后，大钟仍“余音未绝”，分析其原因是（　　） A．大钟的回声 B．大钟在继续振动，空气中继续形成声波 C．人的听觉发生“暂留”的缘故 D．大钟虽停止振动，但空气仍在振动 【答案】B 【详解】停止对大钟的撞击后，大钟的振动不会立即停止，振动的能量不会凭空消失，大钟做阻尼振动一段时间，因此还会在空气中形成声波，这就是余音未绝的原因，所以选项ACD错误，B正确。 故选B。 2．（本题4分）如图所示是一质点做简谐运动的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．t1至t2时刻质点完成一次全振动 B．t1至t3时刻质点完成一次全振动 C．t1至t4时刻质点完成一次全振动 D．t2至t4时刻质点完成一次全振动 【答案】C 【详解】一次全振动结束，各物理量刚好回到本次全振动开始时的值，从图像上来看，刚好完成一次周期性变化，所以只有t1~t4时间对应一次全振动。 故选C。 3．（本题4分）B超是一种超声技术，探头发射超声波扫描人体，通过接收和处理载有人体组织或结构性质特征信息的回波形成图像。某血管探头沿x轴正方向发射简谐超声波，如图所示，时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的周期为，下列说法正确的是（　　） A．超声波在血管中的传播速度大小为10m/s B．时，质点N恰好第二次处于波峰 C．利用B超可以测血流速度，原理是波的衍射 D．超声波不能在真空中传播 【答案】D 【详解】A．由图知，则超声波在血管中的传播速度大小为 A错误； B．质点N离最近的波峰距离为 可知波峰第一次传播到质点N所需时间为 则质点N恰好第二次处于波峰的时刻为 故B错误； C．医生利用B超测病人血管内的血流速度是利用了超声波的多普勒效应，故C错误； D．超声波属于机械波，不能在真空中传播，故D正确。 故选D。 4．（本题4分）如图所示，一小型渔港的防波堤两端MN相距60m，在防波堤后A、B两处有两个小船进港躲避风浪。某次海啸引起的波浪沿垂直于防波堤的方向向防波堤传播，下列说法正确的是（　　） A．假设波浪的波长为10m，则A、B两处小船明显受到波浪影响 B．假设波浪的波长为58m，则A、B两处小船明显受到波浪影响 C．假设波浪的波长为61m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响 D．假设波浪的波长为85m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响 【答案】B 【详解】A．发生明显衍射的条件是孔径、障碍物尺寸小于波长或者与波长相差不大。当波浪的波长为10m时，小于防波堤两端距离，不会有明显的衍射现象，受到影响较小，故A错误。 BCD．发生明显衍射的条件是孔径、障碍物尺寸小于波长或者与波长相差不大。当波浪的波长为58m，或者 61m，或者85m时，接近防波堤两端距离，会有明显的衍射现象，故小船受到明显的波浪影响，故B正确，CD错误； 故选B。 5．（本题4分）关于多普勒效应，以下说法正确的是（　　） A．只有机械波才能产生多普勒效应 B．产生多普勒效应的原因是波源的频率发生了变化 C．产生多普勒效应的原因是观察者接收到波的频率发生了变化 D．产生多普勒效应的原因是波传播的速度发生了变化 【答案】C 【详解】A．多普勒效应是波动现象共有的特征，机械波和电磁波均可发生，故A错误； B．波源频率由振动本身决定，与相对运动无关，故B错误； C．多普勒效应的本质是观察者与波源的相对运动导致单位时间内接收到的波峰数变化，从而使观察者接收的频率改变，此现象的直接原因是接收频率的变化，故C正确； D．波速由介质决定，与波源或观察者的运动无关，故D错误。 故选C。 6．（本题4分）现在的智能手机的降噪技术是利用降噪麦克风采样环境噪声，经过数据处理后发出降噪声波，这个过程在噪声到达人耳之前完成，从而在听觉上抵消噪声。图乙是原理简化图，图丙是理想情况下的降噪过程，实线表示环境噪声，虚线表示降噪系统产生的降噪声波，则（　　） A．降噪过程应用的是声波的干涉原理，P点为振动加强点 B．降噪过程应用的是声波的干涉原理，P点的位移始终为0 C．降噪声波的传播速度比环境噪声声波的传播速度快 D．质点P经过一个周期向外迁移的距离为一个波长 【答案】B 【详解】AB．由图丙可知，降噪声波与环境声波波长相等、又因为两波波速相等，故频率相同，叠加时产生干涉。由于两列声波叠加时振动步调相反，所以叠加后振动减弱，起到降噪效果。降噪过程应用的是声波的干涉原理，两波传到P点振动步调相反，故P点振动减弱，故A错误，B正确； C．声波在同种均匀介质中传播速度相同，故C错误； D．波传播时，质点并不随波移动，故D错误。 故选B。 7．（本题4分）图（a）是一列横波在t=0时刻的波形图，图（b）是质点P或Q的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．这列波的传播速度是10m/s B．t=0时，P和Q的速度相同 C．t=0.1s时，P和Q相距4cm D．若波沿x轴负方向传播，则图（b）为Q的振动图像 【答案】D 【详解】A．根据图示可知，波长、周期分别为， 则波传播速度，故A错误； B．根据图示可知，质点P、Q平衡位置的间距等于半个波长，两个质点振动步调相反，即t=0时，P和Q的速度大小相等，方向相反，故B错误； C．波在传播过程中，质点只在其平衡位置附近振动，并不随波迁移，由于0.1s是四分之一周期，可知，t=0.1s时，P和Q两个质点一个在波峰，另一个在波谷，此时P和Q相距，故C错误； D．根据图（b）可知，0s时刻，质点沿y轴正方向运动，若波沿x轴负方向传播，根据同侧法可知，质点P沿y轴负方向运动，质点Q沿y轴正方向运动，即若波沿x轴负方向传播，则图（b）为Q的振动图像，故D正确。 故选D。 二、多选题 8．（本题6分）下列关于横波与纵波的说法中，正确的是（　　） A．声波一定是纵波 B．水波一定是横波 C．地震波既有横波，也有纵波 D．纵波既可以在固体中传播，也可以在液体、气体中传播 【答案】CD 【详解】A．空气中的声波是纵波，而固体中的声波可能既有纵波，也有横波，选项A错误； B．水波既不是横波，也不是纵波，它的运动形式比较复杂，选项B错误； C．地震波既有横波，也有纵波，故发生地震时，地面既有上下振动，也有左右运动，选项C正确； D．纵波可以在固体、液体、气体中传播，选项D正确。 故选CD。 9．（本题6分）如图所示，、是两个相干波源，它们振动同步且振幅不同。实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷。与、共面的a、b、c、d四点中，b、d位于与的连线的垂直平分线上。关于a、b、c、d四点的运动情况，下列说法正确的是（　　） A．随着时间的推移，四个质点均沿波的传播方向平移 B．该时刻质点a的位移为0，质点b、c、d的位移均为最大 C．质点a振动最弱，质点b、c、d振动最强 D．再过，a、b、c三个质点都将处于各自的平衡位置 【答案】CD 【详解】A．在波的传播过程中，各质点均不会沿波的传播方向发生移动，只会在其平衡位置上下振动，A错误。 B．a处是波峰与波谷相遇处，但因为两波振幅不同，故位移不为0；此时b质点处是两列波波峰与波峰叠加的地方，c质点处是波谷与波谷叠加的地方，其位移最大；d处在振动加强的区域，但此时位移不是最大，B错误。 C．该时刻b质点处是两列波波峰与波峰叠加的地方，c质点处是波谷与波谷叠加的地方，振动是最强的；d处在振动加强的区域，振动也是最强的；即b、c、d质点振动都最强。a处是波峰与波谷相遇处，振动最弱，C正确。 D．图示时刻a在波峰与波谷相遇处，b在波峰，c在波谷，再过，a、b、c三个质点都将处于各自的平衡位置，D正确。 故选CD。 10．（本题6分）如图，一列沿x轴正方向传播的简谐横波，振幅为5cm，波速为2m/s。在波的传播方向上两质点、b的平衡位置相距0.4m（小于一个波长），当质点在波峰位置时，质点b在x轴下方与x轴相距2.5cm的位置。则（        ） A．此波的周期可能为0.2s B．此波的周期可能为0.3s C．从此时刻起经过0.5s，b点可能在波谷位置 D．从此时刻起经过0.5s，b点可能在波峰位置 【答案】BCD 【详解】AB．对AB选项，根据题意，有两种情况： 第1种情况：波的图象如图所示 从图象得 所以波长 根据 周期 第2种情况如图所示 波的图象如图，从图象得 可得 根据 所以 故B正确，A错误； C．根据以上两种情况，也有两种对应的情况: 第1种情况：波长是1.2m的波，在波的图象如下图 从图象知，b在波谷，故C正确． D．第2种情况，波长是0.6m的波，波的图象如下图 从图象知，b在波峰，故D正确。 故选BCD。 三、填空题 11．（本题6分）如图，水面上的S是波源，为两块固定挡板，能观察到水面上的树叶发生振动，是因为波发生了__________（选填“干涉”或“衍射”）现象，为了使树叶停止振动，可__________（选填“增加”或“减小”）波源S的频率。 【答案】 衍射 增加 【详解】[1][2] 水面上的S是波源，为两块固定挡板，能观察到水面上的树叶发生振动，说明波绕过了障碍物继续传播，是因为波发生了衍射，现象，为了使树叶停止振动，使衍射现象不明显，可以减小波长，根据 可知，波速不变，可以增加波源S的频率。 12．（本题6分）在利用发波水槽得到水面波形的实验中，下图为利用发波水槽得到的水面波形图，a图样是水面波的___________现象，b图样是水面波的___________现象。    【答案】 衍射 干涉 【详解】[1]波绕过障碍物继续传播的现象是波的衍射现象，故a图样是水面波的衍射现象； [2]频率相同的两列波相遇，波程差为波长的整数倍时振动加强，当波程差为半波长的奇数倍时振动减弱，则有的地方振动加强，有的地方振动减弱，故b图样是水面波的干涉现象。 13．（本题6分）一列简谐横波沿x轴方向传播，某一时刻的波形图如图所示，质点P在此时刻的位移为y＝3cm，此时刻质点P正沿y轴正方向运动，该简谐波沿x轴_______（填“正”或“负”）方向传播；已知该波传播的周期为，该简谐波传播的速度大小为______m/s，从此时刻开始计时质点P的振动方程为______cm。 【答案】 负 3 【详解】[1]此时刻质点P正沿y轴正方向运动，根据振向波向同侧法，即质点的振动方向与波的传播方向都位于波形的同一侧，可知该简谐波沿x轴负方向传播。 [2]从波形图上可得该波的波长为，波传播的速度为 [3]从波动图像可知质点振动的振幅为A＝6cm，从此时刻开始计时质点P的振动方程为 此时刻质点P的位移为y＝3cm，将和y＝3cm代入振动方程解得 或 又因为此时质点P沿y轴正方向运动，则 则从此时刻开始计时质点P的振动方程为 四、解答题 14．（本题10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。 【答案】(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 15．（本题12分）如图甲所示为一列沿轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形图，已知处的质点做简谐运动的图像如图乙所示。 (1)求该横波传播速度大小； (2)从开始计时，求位于处的质点开始振动的时间以及内运动的路程。 【答案】(1) (2)， 【详解】（1）由图甲可知波长为，由图乙可知周期为，则波速为 （2）由图甲可知波从传到所用时间为 可知质点开始振动的时间为；内质点振动的时间为 则内质点运动的路程为 16．（本题14分）两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于和处，两列波的波速均为0.4m/s，波源的振幅均为2cm。如图所示为时刻两列波的波形图，此刻平衡位置在和的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置位于处。 (1)求两波源开始振动的时刻； (2)如果两波源一直振动，求两列波叠加后两波源之间有几个振动最强的点； (3)如果两波源均只振动1s时间，求0~2.0s内质点M运动的路程。 【答案】(1) (2)共7个振动加强点 (3) 【详解】（1）根据题意可知，波速 由波形图可知波长 则周期 由波形图可知，时波振动了一个周期，即两波源开始振动的时刻 （2）振动加强点到两波源的距离差满足 由题意可知 解得 共7个振动加强点 （3）波源振动经时间传到点，则 振动的时间 根据（2）分析可知点为振动加强点，则振动的路程为 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 2 / 2 $ 高中物理单元测试 —— 第三章 机械波（适中版01）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）在敲响古刹里的大钟时，有的同学发现，停止对大钟的撞击后，大钟仍“余音未绝”，分析其原因是（　　） A．大钟的回声 B．大钟在继续振动，空气中继续形成声波 C．人的听觉发生“暂留”的缘故 D．大钟虽停止振动，但空气仍在振动 2．（本题4分）如图所示是一质点做简谐运动的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．t1至t2时刻质点完成一次全振动 B．t1至t3时刻质点完成一次全振动 C．t1至t4时刻质点完成一次全振动 D．t2至t4时刻质点完成一次全振动 3．（本题4分）B超是一种超声技术，探头发射超声波扫描人体，通过接收和处理载有人体组织或结构性质特征信息的回波形成图像。某血管探头沿x轴正方向发射简谐超声波，如图所示，时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的周期为，下列说法正确的是（　　） A．超声波在血管中的传播速度大小为10m/s B．时，质点N恰好第二次处于波峰 C．利用B超可以测血流速度，原理是波的衍射 D．超声波不能在真空中传播 4．（本题4分）如图所示，一小型渔港的防波堤两端MN相距60m，在防波堤后A、B两处有两个小船进港躲避风浪。某次海啸引起的波浪沿垂直于防波堤的方向向防波堤传播，下列说法正确的是（　　） A．假设波浪的波长为10m，则A、B两处小船明显受到波浪影响 B．假设波浪的波长为58m，则A、B两处小船明显受到波浪影响 C．假设波浪的波长为61m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响 D．假设波浪的波长为85m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响 5．（本题4分）关于多普勒效应，以下说法正确的是（　　） A．只有机械波才能产生多普勒效应 B．产生多普勒效应的原因是波源的频率发生了变化 C．产生多普勒效应的原因是观察者接收到波的频率发生了变化 D．产生多普勒效应的原因是波传播的速度发生了变化 6．（本题4分）现在的智能手机的降噪技术是利用降噪麦克风采样环境噪声，经过数据处理后发出降噪声波，这个过程在噪声到达人耳之前完成，从而在听觉上抵消噪声。图乙是原理简化图，图丙是理想情况下的降噪过程，实线表示环境噪声，虚线表示降噪系统产生的降噪声波，则（　　） A．降噪过程应用的是声波的干涉原理，P点为振动加强点 B．降噪过程应用的是声波的干涉原理，P点的位移始终为0 C．降噪声波的传播速度比环境噪声声波的传播速度快 D．质点P经过一个周期向外迁移的距离为一个波长 7．（本题4分）图（a）是一列横波在t=0时刻的波形图，图（b）是质点P或Q的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．这列波的传播速度是10m/s B．t=0时，P和Q的速度相同 C．t=0.1s时，P和Q相距4cm D．若波沿x轴负方向传播，则图（b）为Q的振动图像 二、多选题 8．（本题6分）下列关于横波与纵波的说法中，正确的是（　　） A．声波一定是纵波 B．水波一定是横波 C．地震波既有横波，也有纵波 D．纵波既可以在固体中传播，也可以在液体、气体中传播 9．（本题6分）如图所示，、是两个相干波源，它们振动同步且振幅不同。实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷。与、共面的a、b、c、d四点中，b、d位于与的连线的垂直平分线上。关于a、b、c、d四点的运动情况，下列说法正确的是（　　） A．随着时间的推移，四个质点均沿波的传播方向平移 B．该时刻质点a的位移为0，质点b、c、d的位移均为最大 C．质点a振动最弱，质点b、c、d振动最强 D．再过，a、b、c三个质点都将处于各自的平衡位置 10．（本题6分）如图，一列沿x轴正方向传播的简谐横波，振幅为5cm，波速为2m/s。在波的传播方向上两质点、b的平衡位置相距0.4m（小于一个波长），当质点在波峰位置时，质点b在x轴下方与x轴相距2.5cm的位置。则（        ） A．此波的周期可能为0.2s B．此波的周期可能为0.3s C．从此时刻起经过0.5s，b点可能在波谷位置 D．从此时刻起经过0.5s，b点可能在波峰位置 三、填空题 11．（本题6分）如图，水面上的S是波源，为两块固定挡板，能观察到水面上的树叶发生振动，是因为波发生了__________（选填“干涉”或“衍射”）现象，为了使树叶停止振动，可__________（选填“增加”或“减小”）波源S的频率。 12．（本题6分）在利用发波水槽得到水面波形的实验中，下图为利用发波水槽得到的水面波形图，a图样是水面波的___________现象，b图样是水面波的___________现象。    13．（本题6分）一列简谐横波沿x轴方向传播，某一时刻的波形图如图所示，质点P在此时刻的位移为y＝3cm，此时刻质点P正沿y轴正方向运动，该简谐波沿x轴_______（填“正”或“负”）方向传播；已知该波传播的周期为，该简谐波传播的速度大小为______m/s，从此时刻开始计时质点P的振动方程为______cm。 四、解答题 14．（本题10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。 15．（本题12分）如图甲所示为一列沿轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形图，已知处的质点做简谐运动的图像如图乙所示。 (1)求该横波传播速度大小； (2)从开始计时，求位于处的质点开始振动的时间以及内运动的路程。 16．（本题14分）两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于和处，两列波的波速均为0.4m/s，波源的振幅均为2cm。如图所示为时刻两列波的波形图，此刻平衡位置在和的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置位于处。 (1)求两波源开始振动的时刻； (2)如果两波源一直振动，求两列波叠加后两波源之间有几个振动最强的点； (3)如果两波源均只振动1s时间，求0~2.0s内质点M运动的路程。 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 2 / 2 $