章末检测试卷(第三章 机械波)（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（人教版）

本讲义聚焦机械波这一核心知识点，系统梳理波的传播特性（周期、波长、波速）、现象（衍射、干涉、多普勒效应）及振动与波形图综合应用，构建从概念到实际问题解决的完整学习支架。 该资料特色鲜明，以生活情境（如“舞龙”“导航浮标”）为载体，通过科学推理（如推导波速）和模型建构（波形图分析）培养科学思维，实验题（如衍射干涉观察）提升科学探究能力，课中辅助教师高效教学，课后助力学生查漏补缺，强化知识应用。

章末检测试卷(三) (满分：100分) 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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.(2024·内蒙古名校联盟高二期末)下列关于科学技术应用的说法正确的是(　　) A.用声呐探测水中的暗礁、潜艇，利用了波的衍射现象 B.天文学上通过对比某些元素在遥远天体上的发光频率与其静止在地球上的发光频率，判断天体相对于月球的运动速度 C.超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率不发生变化 D.具有主动降噪功能的耳机通过波的干涉起到消除噪音的作用 答案　D 解析　用声呐探测水中的暗礁、潜艇，利用了波的反射现象，故A错误；天文学上通过对比某些元素在遥远天体上的发光频率与其静止在地球上的发光频率，判断天体相对于地球的运动速度，故B错误；超声波与血液中的血流发生反射时，由于血小板等细胞的运动会使得反射声波的频率发生变化，是多普勒效应，故C错误；具有主动降噪功能的耳机通过波的干涉起到消除噪音的作用，故D正确。 2.(2024·北京市顺义区高二期中)如图是某绳波形成过程的示意图。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动质点2，3，4，…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端，相邻编号的质点间距离为2 cm。已知t＝0时，质点1开始向上运动；t＝0.4 s时，质点1到达上方最大位移处，质点5开始向上运动。则(　　) A.这列波传播的周期为0.8 s B.这列波传播的速度为0.4 m/s C.t＝0.8 s时，质点8刚要起振 D.t＝1.2 s时，质点12的运动方向向上 答案　D 解析　由题意可知0.4 s＝，可得这列波传播的周期为T＝1.6 s，选项A错误；这列波传播的波长为λ＝32 cm，可知速度为v＝ m/s＝0.2 m/s，选项B错误；t＝0.8 s时，波向前传播16 cm，则此时质点9刚要起振，选项C错误；t＝1.2 s时，波向前传播24 cm，则此时质点13刚要起振，此时质点12的运动方向向上，选项D正确。 3.某同学研究绳波的形成，取一条较长的软绳置于水平面上，软绳一端固定，用手握住软绳一端将软绳水平拉直后，沿水平面垂直软绳方向抖动后，观察到如图所示的甲、乙两个绳波。关于两次形成的绳波，下列判断正确的是(　　) A.甲的振幅比乙的大 B.甲的周期比乙的大 C.甲的形成时间比乙早 D.甲的起振方向与乙相同 答案　B 解析　由题图可知甲的振幅比乙的小，A错误；甲、乙两绳波在同一介质中传播，波速相等，甲的波长比乙的大，根据v＝，可知甲的周期大于乙的周期，B正确；乙的形成时间比甲的早，C错误；甲的起振方向向下，乙的起振方向向上，D错误。 4.(2024·赣州市高二期中)“舞龙贺新春”巡游活动中，“龙”上下摆动形成的波可看作沿x轴正方向传播的简谐波，某时刻的波形图如图所示，A、B、C、D为波形上的四点，下列说法正确的是(　　) A.此刻B、C振动的方向相同 B.B、C平衡位置间的距离为波长的一半 C.A、B能同时回到平衡位置 D.B的振动比D滞后半个周期 答案　A 解析　由题意可知，波沿x轴正方向传播，根据同侧法可知，此刻B、C均沿y轴正方向振动，故A项正确；由题图可知B、C平衡位置间的距离小于波长的一半，故B项错误；由同侧法可知此时A沿y轴负方向振动，B沿y轴正方向振动，不可能同时回到平衡位置，故C项错误；B、D平衡位置间的距离为波长的一半，且波沿x轴正方向传播，所以D的振动比B滞后半个周期，故D项错误。 5.如图是两列周期为0.2 s、振幅为5 cm的同种横波相遇时某一时刻的情况，实线表示波峰，虚线表示波谷，弧AB与CD的间距为1 m，E为AC、BD连线的交点。则下列说法正确的是(　　) A.两列波遇到宽为3 m的障碍物，不会发生衍射现象 B.两列波的波速大小均为5 m/s C.E点为振动减弱点 D.E点在1 s内运动的路程为2 m 答案　D 解析　衍射现象是一切波所特有的现象，两列波遇到宽为3 m的障碍物，会发生衍射现象，A错误；弧AB与CD的间距为1 m，则这两列波的波长λ＝2 m，根据波速公式得v＝＝10 m/s，B错误；由题图可知，两列波的波峰能同时到达E点，所以该点为振动加强点，C错误；E点为振动加强点，其振幅为10 cm，则1 s内运动的路程为s＝×4×0.1 m＝2 m，D正确。 6.(2024·信阳市高二期中)一列简谐横波沿x轴传播，t＝0.1 s时的波形图如图甲所示，质点M的平衡位置为x＝3 m，质点M的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是(　　) A.简谐波沿x轴负方向传播，t＝1.25 s时质点M位于波谷 B.波源在质点M的左侧 C.这列波的传播速度为15 m/s D.质点M的振动方程为y＝0.2sin 10πt (m) 答案　A 解析　由题图乙可得T＝0.2 s，则振动时间t＝1.25 s＝6T＋T，此时M应位于波谷，由振动图像可知0.1 s时M向y轴正方向振动，对比波形图可确定波向x轴负方向传播，波源在M的右侧，故A正确，B错误；波的传播速度v＝＝30 m/s，故C错误；ω＝＝10π rad/s，设质点M的振动方程为y＝0.2sin (10πt＋φ) (m)，由题图乙可知t＝0.15 s时，y＝0.2 m，代入方程得φ＝π，即质点M的振动方程为y＝0.2sin (10πt＋π)(m)，故D错误。 7.(2024·南宁市高二期中)2024年国际体联艺术体操世界杯比赛中，中国队在3带2球项目的成套《凤鸣凌霄》则以汉唐国风为主题，通过运用彩带模拟造型。某段比赛过程中彩带的运动可简化成沿x轴负方向传播的简谐横波，t=0时刻波形图如图所示，t=3 s时Q点恰好到达波谷。下列说法正确的是(　　) A.t=0时刻P点沿y轴负方向振动 B.该波的最小波速为 m/s C.若周期T=12 s，质点P再过5 s到达平衡位置 D.这列波9 s内传播的距离可能为5 m 答案　B 解析　波沿x轴负方向传播，根据波形平移法可知，t=0时刻P点沿y轴正方向振动，故A错误；由题图可知波长为λ=8 m，t=0时刻，Q点从平衡位置沿y轴负方向振动，t=3 s时Q点恰好到达波谷，则有(n+)T=3 s(n=0，1，2…)，可得周期为T= s(n=0，1，2…)，则波速为v== m/s(n=0，1，2…)，当n=0时，可得最小波速为 m/s，故B正确；若周期T=12 s，则波速为v== m/s，则t=0时刻，Q点处平衡位置振动传到P点所用时间为Δt== s=4.5 s，故C错误；根据v= m/s(n=0，1，2…)，这列波9 s内传播的距离为x=vt=6(4n+1) m(n=0，1，2…)，可知这列波9 s内传播的距离不可能为5 m，故D错误。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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。 8.(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　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，故可知此时经过的时间为t＝T＋T＝0.35 s，故可得波速为v＝ m/s＝10 m/s，故C正确；波长λ＝vT＝2 m，xPQ＝4.5 m－3.5 m＝，故可知当质点Q开始振动时，质点P处于平衡位置，故D错误。 9.(2024·南阳市高二期中)如图所示，S1和S2为某介质中水平线上相距20 cm的两个振动频率相同的波源，振幅均为A，MN为介质中S1S2连线上的中垂线，长为6 cm。某时刻S1和S2同时开始做简谐运动，经过0.2 s后N处质点开始起振，经过一段时间位移大小为2A；S1和S2连线上共有7个振动加强点，其中距离S1最近振幅为2A的质点在P处(图中未画出)，M与P相距 cm。下列说法正确的是(　　) A.某时刻MN连线上的所有质点位移可能均为2A B.S1和S2在介质中的波速为50 m/s C.P与N的距离为9 cm D.S1和S2的波长均为6 cm 答案　CD 解析　根据题意可知N处质点为振动加强点，S1和S2同时起振，因此S1和S2的振动步调一致，波源到MN上质点的波程差均为0，因此MN连线上质点均为振动加强点，振幅均为2A，位移周期性变化，故A错误；波传播至N点用时0.2 s，波速v= cm/s=50 cm/s，故B错误；如图所示，P为S1和S2连线上距离S1最近的振动加强点，MP= cm，MN=6 cm，可知NP=9 cm，故C正确；若设Q为S1和S2连线上左侧的某个振动加强点，则S2Q-S1Q=nλ(n=0，1，2，3)，当n=0时Q即为N处的质点，n=3时Q为P处质点，有S2P-S1P=3λ，解得λ=6 cm，故D正确。 10.(2024·濮阳市高二期中)如图(a)，在均匀介质中有A、B、C、D、E、F6个点，分别是正六边形的6个顶点，AB＝5 m，A处的横波波源振动图像如图(b)所示，振动方向与正六边形所在平面垂直。t＝0时，A处横波波源开始振动，t＝1 s时，C处有一与A处波源完全相同(含起振方向)的横波波源开始振动，振动图像如图(c)所示，已知两列波的波长均为2.5 m。下列说法正确的是(　　) A.这两列波的波速均为1.25 m/s B.t＝8 s后，D处的质点振幅变为4 cm C.t＝5 s时，D处的质点开始向y轴负方向振动 D.从t＝5 s到t＝10 s，D处的质点运动路程为12 cm 答案　AD 解析　由题图可知，A处波源振动的周期为2 s，波长为2.5 m，由于两波在同一介质中传播，则这两列波的波速均为v＝＝1.25 m/s，故A正确；根据题意可知AB＝5 m，则AD＝10 m，A处波源的振动形式传播到D点用时为t1＝＝8 s＝4T，同理，C处波源的振动形式传播到D点用时t2＝4 s，所以t＝5 s时，D处的质点开始向y轴正方向振动，运动3 s后A处波源的振动形式传播到D点，8 s时C处波源引起D处质点的振动方向向下，与A处波源引起的振动叠加，故D处是振动减弱点，振幅为0，故B、C错误；由上述分析可知，8 s时D处质点振幅为0，故5~10 s时间内只有5~8 s D处质点在振动，则D处的质点运动的路程为s＝6A＝12 cm，故D正确。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11.(8分)在利用发波水槽得到水面波形的实验中： (1)(4分)如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。  (2)(4分) 如图c所示，用实线表示波峰、虚线表示波谷来描述波的干涉图样，两列波的振幅都为10 cm，波速和波长都分别为1 m/s和0.2 m，C点为AB连线的中点。则图示时刻C点的振动方向　　　　 (选填“向上”或“向下”)，从图示时刻再经过0.25 s时，A点经过的路程为　　　　 cm。 答案　(1)衍射　干涉　(2)向下　100 解析　(1)波绕过障碍物继续传播的现象就是波的衍射现象，故题图(a)说明波发生了明显的衍射现象。频率相同的两列波相遇时，当波程差为波长的整数倍时振动加强，当波程差为半个波长的奇数倍时振动减弱，使有的地方振动加强，有的地方振动减弱，且加强和减弱的区域交替出现，故图b是发生了干涉现象。 (2) B点处于波谷，A点处于波峰，波由B向A传播，此时C处于平衡位置，经过四分之一周期，波谷传播到该点，知题图所示时刻C点的振动方向向下。波的周期T＝ s＝0.2 s，质点在一个周期内振动经过的路程等于4倍的振幅，经过0.25 s时，A点经过的路程等于5倍的振幅，A点是振动加强点，振幅为20 cm，则s＝100 cm。 12.(9分)(2024·南昌市高二期中)如图所示，在均匀绳介质中，A、B是两个波源，A简谐运动表达式为xA＝2sin(40πt) m，B简谐运动表达式为xB＝3sin(40πt) m，均匀绳介质中M点与A、B两波源间的距离分别为8 m和10 m，两波源形成的简谐横波分别沿AM、BM方向传播，波速都是20 m/s。则简谐横波的波长为　　　　　 m；M点振动的振幅为多少　　　　　 m；A、B之间有　　　　　个振动加强点(A、B点除外)。  答案　1　5　35 解析　根据题意，波的周期为T＝ s＝0.05 s，则波速为v＝，则波长λ＝1 m 因为Δs＝＝10 m－8 m＝2 m＝2λ，所以M点为振动加强点，M点振幅为A＝2 m＋3 m＝5 m，设O为A、B连线的中点，在A、O之间的各点到两波源距离之差满足0<Δd<18 m，由于两波源振动情况相同，所以振动加强点的条件是Δd＝kλ(k＝0，1，2，3…)，解得0<k<18，因此在A、O之间有17个振动加强点，根据对称性O、B之间也有17个振动加强点，在O点也是振动加强点。所以A、B之间共有35个振动加强点。 13.(10分)(2024·江西省名校联盟高二期末)如图，海面上有A、B两个导航浮标，两个浮标间距为30 m，一列水波(看作简谐横波)沿海面从A浮标向B浮标传播，两个浮标随波上下振动，每分钟完成20次全振动，振动最高点和最低点间的距离为20 cm，B浮标比A浮标振动落后30 s，A、B浮标均看作质点，求： (1)(4分)水波的波长； (2)(6分)当A位于波峰时，A、B间有几个波峰(不包括A、B两点)；若以此时为计时零点，在0~1.5 s内，浮标B通过的路程为多少？ 答案　(1)3 m　(2)9个　20 cm 解析　(1)浮标随波上下振动，每分钟完成20次全振动，可知周期为T＝ s＝3 s B浮标比A浮标振动落后30 s，则波速为 v＝ m/s＝1 m/s 水波的波长为λ＝vT＝1×3 m＝3 m (2)由于xAB＝30 m＝10λ 当A位于波峰时，此时B也位于波峰，可知不包括A、B两点，A、B间有9个波峰；振动最高点和最低点间的距离为20 cm，可知振幅为 A＝ cm＝10 cm 在0~1.5 s内，由于Δt＝1.5 s＝T 浮标B通过的路程为s＝2A＝20 cm。 14.(12分)(2025·北京市中国人民大学附属中学高二期中)如图甲所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，且该波的周期T大于0.2 s，实线和虚线分别表示前后间隔Δt=0.1 s的两个时刻的波形图，图中a点是实线与x轴的交点。 (1)(2分)求该波的振幅A和波长λ； (2)(5分)求该波的波速大小v； (3)(5分)以实线波形对应的时刻表示t=0时刻，在图乙中画出图甲中a质点的振动位移y随时间t变化的y-t图像(要求至少画出一个周期内的图像，图像包含必要的基础信息)。 答案　(1)10 cm　60 cm　(2)1.5 m/s　(3)见解析图 解析　(1)由题图甲可知，该波的振幅为A=10 cm 波长λ=60 cm (2)由题意波向x轴正方向传播，可得 Δx=(n+)λ=(0.6n+0.15) (m)(n=0，1，2…) 故该波的波速v== m/s=(6n+1.5) m/s(n=0，1，2…) 故该波的周期T== s(n=0，1，2…) 由于该波的周期大于0.2 s，故只有n=0时，其周期 T= s=0.4 s 故该波的波速为v== m/s=1.5 m/s (3)a质点开始时向下振动，根据上述分析可得振动位移y随时间t变化的y-t图像如图所示。 15.(15分)(2024·北京市西城区高二期中)位于坐标原点的波源S发出一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v＝20 m/s，已知t＝0时刻波刚好传播到x＝9 m处，部分波形如图甲所示。 (1)(3分)求波长λ和周期T； (2)(5分)x＝2 024 m处的质点第一次到达波谷需要多长时间？ (3)(7分)在图乙中画出t＝2.5 s时，从波源到x＝9 m处所有质点形成的波形，并求出x＝19 m处的质点通过的路程。 答案　(1)8 m　0.4 s　(2)101.05 s　(3)见解析图　1 m 解析　(1)根据题意，由波形图可知波长为λ＝8 m 由公式可得，周期为T＝＝0.4 s (2)根据题意可知，x＝2 024 m处的质点第一次到达波谷，只需t＝0时刻x＝3 m处的波谷传到x＝2 024 m处即可，需要的时间t1＝ s＝101.05 s (3)t＝2.5 s时，波沿x轴正方向传播的距离s＝vt＝20×2.5 m＝50 m 从波源到x＝9 m处的所有质点均振动6个周期，则形成的波形如图所示 波传到x＝19 m处所需要的时间为t2＝ s＝0.5 s，0.5 s为1个周期，所以x＝19 m处的质点在0~2.5 s时间内振动了5个周期，通过的路程为s1＝5×4A＝100 cm＝1 m。 学科网（北京）股份有限公司 $