第3章 机械波 章末检测试卷(三)（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高二物理选择性必修第一册学习笔记（鲁科版）

本讲义聚焦波的传播与现象这一核心知识点，系统梳理波的干涉、衍射、共振、多普勒效应等基础现象，衔接简谐横波的振动图像与波形图分析，以及波长、波速、周期关系的规律应用，构建从现象识别到综合问题解决的学习支架。 该资料特色在于结合“闻其声不见其人”等生活实例与高考真题，通过图像分析、多过程问题培养学生科学思维中的模型建构与科学推理能力，强化物理观念中的运动与相互作用观念。课中辅助教师检测学情，课后助力学生查漏补缺，提升知识应用能力。

章末检测试卷(三) (满分：100分) 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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。 1.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.干涉、衍射、共振、多普勒效应 B.干涉、多普勒效应、共振、干涉 C.衍射、多普勒效应、共振、干涉 D.反射、共振、折射、多普勒效应 答案　A 解析　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A。 2.(2023·广东卷)渔船常用回声探测器发射的声波探测水下鱼群与障碍物。声波在水中传播速度为1 500 m/s，若探测器发出频率为1.5×106 Hz的声波，下列说法正确的是(　　) A.两列声波相遇时一定会发生干涉 B.声波由水中传播到空气中，波长会改变 C.该声波遇到尺寸约为1 m的被探测物时会发生明显衍射 D.探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度无关 答案　B 解析　根据多普勒效应可知，探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度有关，而两列声波发生干涉的条件是频率相等，所以两列声波相遇时不一定发生干涉，故A、D错误；声波由水中传播到空气中时，声波的波速发生变化，所以波长会发生改变，故B正确；根据波长的计算公式可得λ== m=1×10-3 m，当遇到尺寸约1 m的被探测物时不会发生明显衍射，故C错误。 3.一列简谐横波沿x轴负方向传播，波速为v=4 m/s。已知坐标原点(x=0)处质点的振动图像如图所示，在下列选项中能够正确表示t=0.15 s时波形的是(　　) 答案　A 解析　由振动图像知，周期T=0.4 s，故波长λ=vT=1.6 m；同时还可以从振动图像知道坐标原点处的质点在t=0.15 s时的位移为正，振动方向向下，分析可知选项A正确。 4.(2024·湖南卷)如图，健身者在公园以每分钟60次的频率上下抖动长绳的一端，长绳自右向左呈现波浪状起伏，可近似为单向传播的简谐横波。长绳上A、B两点平衡位置相距6 m，t0时刻A点位于波谷，B点位于波峰，两者之间还有一个波谷。下列说法正确的是(　　) A.波长为3 m B.波速为12 m/s C.t0+0.25 s时刻，B点速度为0 D.t0+0.50 s时刻，A点速度为0 答案　D 解析　假设A点在左，B点在右，画出t0时刻A、B两点间波形如图所示 可知xAB=λ=6 m，解得λ=4 m，A错误； 波源的振动频率为f= Hz=1 Hz，故波速为v=λf=4 m/s，B错误； 质点的振动周期为T==1 s，因为0.25 s=，故B点在t0+0.25 s时刻运动到平衡位置，速度最大，C错误； 0.50 s=，故A点在t0+0.5 s运动到波峰，速度为0，D正确。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题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。 5.如图所示为一列沿x轴传播的简谐横波，实线为t=0时刻的波形图，此时质点P(平衡位置为x=4 m)向y轴正方向振动，虚线为t=0.5 s时的波形图，此时质点P恰好第一次到达波峰，下列说法正确的是(　　) A.该波的波长为8 m B.该波的传播速度为4 m/s C.该波沿x轴负方向传播 D.在t=0时，质点P受到的回复力最大 答案　AB 解析　由题图知λ=8 m，A正确；根据题意得=0.5 s，解得T=2 s，波速为v==4 m/s，B正确；t=0时刻P向y轴正方向振动，故该波沿x轴正方向传播，C错误；t=0时刻P在平衡位置，此时的回复力为零，D错误。 6.如图所示，S1、S2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S1、S2共面的a、b、c、d四点中，b、d位于S1与S2的连线的垂直平分线上。关于a、b、c、d四点的振动情况，下列说法正确的是(　　) A.质点a振动最弱，质点b、c振动最强，质点d振动介于最强与最弱之间 B.质点a振动最弱，质点b、c、d振动最强 C.该时刻质点a的位移为0，质点b、c、d的位移均为最大 D.再过后的时刻，a、b、c三个质点都将处于各自的平衡位置 答案　BD 解析　质点b是两列波波峰与波峰叠加，质点c是波谷与波谷叠加，都是振动加强点，质点d处于振动加强区，故振动也是加强的。质点a是波谷与波峰叠加，是振动减弱点。由于两列波的振幅不同，所以质点a的振幅不是零，该时刻的位移不为零。质点b处于正的最大位移处，质点c处于负的最大位移处，质点d处于波峰与波谷之间。质点a是波谷与波峰叠加处，再过T，是平衡位置的叠加，质点a处于平衡位置；质点b处在波峰、质点c处在波谷，再过T，三个质点均回到平衡位置，故选B、D。 7.(2024·新课标卷)位于坐标原点O的波源在t=0时开始振动，振动图像如图所示，所形成的简谐横波沿x轴正方向传播。平衡位置在x=3.5 m处的质点P开始振动时，波源恰好第2次处于波谷位置，则(　　) A.波的周期是0.1 s B.波的振幅是0.2 m C.波的传播速度是10 m/s D.平衡位置在x=4.5 m处的质点Q开始振动时，质点P处于波峰位置 答案　BC 解析　波的周期和振幅与波源相同，由振动图像可知波的周期为T=0.2 s，振幅为A=0.2 m，故A错误，B正确；P开始振动时，波源恰好第2次到达波谷，可知此时经过的时间为t=T+T=0.35 s，可得波速为v== m/s=10 m/s，故C正确； 波长λ=vT=2 m，xPQ=4.5 m-3.5 m=，可知当质点Q开始振动时，质点P处于平衡位置，故D错误。 8.一列简谐横波沿x轴传播，已知x轴上x1=1 m和x2=7 m处质点的振动图像分别如图甲、乙所示，则此列波的传播速率可能是(　　) A.7 m/s B.2 m/s C.1.2 m/s D.1 m/s 答案　BC 解析　由振动图像可知周期T=4 s，零时刻x1处质点在平衡位置且向下振动，而x2处质点在正的最大位移处。 若波沿x轴正方向传播，其波形如图所示，x2处质点的位置可能在A1、A2、A3… 则有x2-x1=(n+)λ(n=0，1，2…) 得波速表达式v=== m/s(n=0，1，2…) 当n=0时，v=6 m/s，当n=1时，v=1.2 m/s， 当n=2时，v= m/s。 若波沿x轴负方向传播，其波形如图所示 则有x2-x1=(n+)λ(n=0，1，2…) 得v=== m/s(n=0，1，2…)， 当n=0时，v=2 m/s，当n=1时，v= m/s，故选B、C。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 9.(6分)我们生活中的物理现象随处可见，“闻其声而不见其人” ，这种现象属于声音的　　　　　　。在夏天一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝，这种现象属于声音的　　　　　　。  答案　衍射　反射 解析　“闻其声而不见其人”，这是声音的衍射。 夏天里在一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝，这是声音的反射。 10.(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)(2分)图中可观察到波的　　　　。  A.干涉 B.衍射 C.折射 (2)(2分)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)(4分)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(均选填“频率”或“波长”)。  答案　(1)B　(2)D　(3)频率　波长 解析　(1)题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，频率由驱动力决定。故选D。 (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，根据多普勒效应可知狭缝右侧水波的频率变大；根据λ=，可知狭缝右侧水波的波长减小。 11.(9分)(2022·全国乙卷)介质中平衡位置在同一水平面上的两个点波源S1和S2，二者做简谐运动的振幅相等，周期均为0.8 s。当S1过平衡位置向上运动时，S2也过平衡位置向上运动。若波速为5 m/s，则由S1和S2发出的简谐横波的波长均为　　 　　 m。P为波源平衡位置所在水平面上的一点，与S1、S2平衡位置的距离均为10 m，则两波在P点引起的振动总是相互　　　　　　(填“加强”或“削弱”)的；当S1恰好在平衡位置向上运动时，平衡位置在P处的质点　　　　　　(填“向上”或“向下”)运动。  答案　4　加强　向下 解析　因周期T=0.8 s，波速为v=5 m/s， 则波长为λ=vT=4 m； 因两波源到P点的距离之差为零，且两振源振动方向相同，则P点的振动是加强的； 因S1P=10 m=2.5λ， 则当S1恰好在平衡位置向上运动时，平衡位置在P处的质点向下振动。 12.(10分)在某介质中形成一列简谐波，t=0时刻的波形如图中的实线所示。若波向右传播，零时刻刚好传到A点，且再经过0.6 s，P点也开始起振，求： (1)(5分)该列波的周期T为多少； (2)(5分)从t=0时起到P点第一次达到波峰时止，质点O相对平衡位置的位移y0及其所经过的路程s0各为多少。 答案　(1)0.2 s　(2)-2 cm　0.3 m 解析　(1)由波的图像可知，λ=2 m，A=2 cm 波速v== m/s=10 m/s， 由v=，得T==0.2 s (2)由t=0至P点第一次到达波峰为止，经历的时间Δt2=Δt1+T=0.75 s=(3+)T 而t=0时O点的振动方向沿y轴正方向， 故经Δt2时间，O点振动到波谷， 即y0=-2 cm O点经过的路程s0=(3+)·4A=0.3 m。 13.(12分)如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形。已知在t=0时刻，x=0.9 m处的质点向y轴正方向运动。虚线为t=0.09 s时的波形，已知此波的周期T>0.09 s，振幅为3 cm。 (1)(3分)判断该波的传播方向； (2)(5分)求该波的波速； (3)(4分)写出从0时刻起，x=0.3 m处质点的振动方程。 答案　(1)沿x轴负方向传播　(2) m/s (3)y=-0.03sin t(m) 解析　(1)由波形和质点的振动方向规律可知，t=0时刻，x=0.9 m处的质点向y轴正方向运动，由“同侧法”可知，波沿x轴负方向传播。 (2)由题图可知 Δt=(n+)T=0.09 s(n=0，1，2，3…)， 有T= s(n=0，1，2，3…) 因为周期T>0.09 s， 故T=0.36 s 由题图可知，波长为λ=1.2 m 由公式可得v== m/s (3)t=0时刻，x=0.3 m处的质点向y轴负方向运动，所以振动方程为 y=-0.03sin t(m)=-0.03sin t(m)。 14.(15分)一列简谐横波在一均匀介质中传播的速度v=10 m/s，P、Q是该波传播过程中的两个质点，它们的平衡位置相距s=4 m，这列波的波长大于2 m而小于20 m。如图所示为在波的传播过程中P、Q两质点的振动图像。求： (1)(4分)波的能量在P和Q间传播所需要的时间Δt； (2)(11分)该波的振动周期T。 答案　(1)0.4 s　(2)1.6 s或0.32 s或 s或 s 解析　(1)机械波在同一种均匀介质中传播 s=vΔt， 解得Δt=0.4 s (2)若波从P向Q传播， s=(n+)λ(n=0，1，2，3…)， 则λ= m(n=0，1，2，3…)， 因为2 m<λ<20 m， 所以n取0或1， 即λ1= m，λ2= m， 因T=， 故周期为T1= s，T2= s； 同理，若波从Q向P传播， s=(n+)λ(n=0，1，2，3…)， 则λ= m(n=0，1，2，3…)， 因为2 m<λ<20 m， 所以n取0或1， 解得λ3=16 m，λ4= m， 因T=， 故周期为T3=1.6 s或T4=0.32 s。 学科网（北京）股份有限公司 $