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 浙江专版）

本讲义聚焦机械振动与机械波核心知识点，系统梳理波的传播、干涉、衍射、多普勒效应等规律，从基础概念（如质点振动特点）到波形图与振动图像综合应用，构建完整知识支架。 资料特色在于结合生活实例（如B超、救护车鸣笛）和实际情境（沙漠蝎子探测甲虫），通过综合分析题培养科学思维中的模型建构与推理，实验题提升科学探究能力，课中辅助教学检测，课后帮助学生查漏补缺。

章末检测试卷(三) (满分：100分) 一、选择题Ⅰ(本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分) 1.关于机械振动和机械波，下列说法正确的是(　　) A.机械波的传播过程是大量介质质点依次重复波源振动的过程 B.单个物体的振动在介质中不会产生波 C.在波的传播过程中，介质质点振动并且随波迁移 D.在波的传播过程中，介质质点均不做受迫振动 答案　A 解析　机械波的传播过程是大量介质质点依次重复波源振动的过程。故A正确； 单个物体可以作为波源，在介质中会产生机械波。故B错误； 在波的传播过程中，介质质点只振动不随波迁移。故C错误； 在波的传播过程中，介质质点均做受迫振动。故D错误。 2.(2024·浙江省浙东北(ZDB)联盟高二期中)下列说法正确的是(　　) A.声波能绕过某一建筑物传播，这是波的干涉 B.手机在通话时涉及的波既有电磁波也有声波 C.一单摆在空气中做阻尼振动，振幅减小，则单摆的周期也在减小 D.波动中，振动相位总是相同的两个质点之间的距离一定等于一个波长 答案　B 解析　声波能绕过某一建筑物传播，这是波的衍射，故A错误； 用手机通话时，需要手机接收声波并转化成电磁波，接听者的手机需要把接收到的电磁波转换成声波，故B正确； 单摆的周期与其振幅无关，故C错误； 振动相位总是相同的两个相邻质点之间的距离等于一个波长，故D错误。 3.(2024·宁波市高二期末)下列生活中的物理现象，说法正确的是(　　) A.如图甲，手掌摩擦盆耳使得水花飞溅，是因为摩擦的力比较大 B.如图乙，B超利用的是超声波的反射 C.如图丙，一辆正驶近的救护车的鸣笛声调越来越高，是因为声音的传播速度变快了 D.如图丁，团体操表演“波浪”，表演者必须向左右两侧移动 答案　B 解析　如题图甲，用双手摩擦盆耳，起初频率非常低，逐渐提高摩擦频率，当摩擦频率等于水的固有频率时，会发生共振现象，此时振幅最大使水花溅起，故A错误； 如题图乙，B超利用的是超声波的反射，故B正确； 如题图丙，一辆正驶近的救护车的鸣笛声调越来越高，这是多普勒现象，接受者收到的声波的频率增加了，故C错误； 如题图丁，团体操表演“波浪”，表演者都是上下振动，而不是向左右两侧移动，故D错误。 4.(2024·绍兴市高二期末)沙漠蝎子可以探测出附近甲虫的运动，它是利用甲虫运动所产生的沿沙漠表面传播的波来探测的，传播的波有两种类型：横波以速度v1＝50 m/s传播，纵波以v2＝150 m/s传播。已知该甲虫在某个时刻突然运动，蝎子就可以利用从它最接近甲虫的一条腿上面感知到两种波先后到达的时间差Δt，从而感知到它和甲虫之间的距离，如果蝎子到甲虫的最近距离是37.5 cm，下列说法正确的是(　　) A.甲虫脚下的沙子随着波的传播运动到蝎子脚下 B.两种波传播到蝎子的时间差为0.003 75 s C.无论是纵波还是横波，传播方向均与振动方向垂直 D.波的传播过程中既传播了振动，也传播了信号和能量 答案　D 解析　甲虫脚下的沙子在平衡位置上下振动，不会随着波的传播而移动，故A错误；两种波传播到蝎子的时间差为Δt＝s－s＝5×10－3 s，故B错误；横波的传播方向与振动方向垂直，纵波的传播方向与振动方向平行，故C错误；波的传播过程中既传播了振动，也传播了信号和能量，故D正确。 5.(2024·舟山市普陀中学高二期中)蟾蜍在湖边平静的水面上鸣叫，形成如图所示的水波。已知水波的传播速度与水的深度成正比，蟾蜍的鸣叫频率为1 451 Hz。下列说法正确的是(　　) A.水底下的潜水员听到蟾蜍声频率变大 B.在深水区，水波更容易发生明显衍射现象 C.水面上飘落的树叶会被水波推向岸边 D.测得图中蟾蜍左边位置水波两个相邻波峰间距离为5 cm，则此处水波的波速约为7.3 m/s 答案　B 解析　频率由波源决定，与介质无关，故水底下的潜水员听到蟾蜍声频率不变，故A错误；由于水波的传播速度与水的深度成正比，所以在深水区传播速度变大，频率不变，根据公式v＝λf，波长变大，更容易发生明显衍射现象，故B正确；介质中的质点不会随波迁移，所以水面上飘落的树叶只会上下振动，而不会被水波推向岸边，故C错误；根据题意可得λ＝0.05 m，所以v＝λf＝0.05×1 451 m/s≈73 m/s，故D错误。 6.如图所示，沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200 m/s，下列说法中正确的是(　　) A.从图示时刻开始质点a的加速度将增大 B.从图示时刻开始，经过0.01 s，质点a通过的路程为0.2 m C.若此波遇到另一列波能发生稳定的干涉现象，则另一列波频率为50 Hz D.若该波传播过程中遇到宽约4 m的障碍物，不会发生明显的衍射现象 答案　C 解析　a点在最大位移处，该时刻正向平衡位置运动，位移减小，所以加速度将减小，故A错误； 由波的图像可知波长λ＝4 m，则周期为T＝ s＝0.02 s，0.01 s为半个周期，所以经过0.01 s，a点经过的路程为s＝2A＝0.4 m，故B错误； 该波的频率为f＝ Hz＝50 Hz，而发生稳定干涉的条件是两列波的频率相等，所以另一列波的频率与该波频率相同，应为50 Hz，故C正确； 该波的波长为4 m，障碍物的尺寸与该波波长相同，能发生明显衍射现象，故D错误。 7.如图所示，波源O1、O2以相同的频率垂直纸面振动激发出横波在纸面内沿着各个方向传播，A、B、C三点在O1、O2连线的中垂线上，t＝0时刻O1、O2同时沿相同方向开始振动，经过4 s的时间，与O1相距6 m的A点开始振动，此后A点每分钟从上向下振动10次，且当A位于波峰时，B、C两点也同时位于离A点最近的两个波峰，则下列说法正确的是(　　) A.波源O1激发的横波波长为9 m B.波源O1激发的横波波长为18 m C.O1与B之间的距离为12 m D.t＝12 s时C点开始振动 答案　A 解析　波的传播速度v＝＝1.5 m/s 由题意得，振动的周期T＝＝6 s 波长λ＝vT＝9 m，故A正确，B错误； 当A位于波峰时，B、C两点也同时位于离A点最近的两个波峰， 所以O1与B之间的距离sB＝sA+λ＝15 m，故C错误； O1与C之间的距离sC＝sA+2λ＝24 m 波传到C点用时t3＝＝16 s，故D错误。 8.如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，图甲是t＝1 s时的波形图，图乙是x＝2 m处的质点Q的振动图像，P为波传播方向上的一个质点，下列说法不正确的是(　　) A.该波的传播速度为2 m/s B.t＝1 s时质点P正沿y轴正方向振动 C.质点P再经过0.5 s通过的路程为10 cm D.该波通过3 m的障碍物时，会发生明显的衍射现象 答案　C 解析　由题图甲可知波长λ＝4 m，由题图乙可知周期T＝2 s，该波的传播速度为v＝ m/s＝2 m/s，故A正确，不符合题意； 由题图乙可知t＝1 s时x＝2 m处的质点Q的向y轴负方向振动，所以波向x轴负方向传播，t＝1 s时质点P正沿y轴正方向振动，故B正确，不符合题意； 由0.5 s＝T，t＝1 s时质点P正沿y轴正方向振动，质点P再经过0.5 s通过的路程s<A＝10 cm，故C错误，符合题意； 波通过比波长小或差不多的障碍物会发生明显的衍射现象，故该波通过3 m的障碍物时，会发生明显的衍射现象，故D正确，不符合题意。 9.一列简谐横波沿直线由a向b传播，相距10.5 m的a 、b两处的质点振动图像如图所示，则(　　) A.该波的振幅一定是20 cm B.该波的波长可能是14 m C.该波的波速可能是2.1 m/s D.该波由a传播到b可能历时7 s 答案　C 解析　由题图可知该波的振幅为10 cm，周期为4 s，故A错误； 由题图可知，波由a向b传播，结合波形得到a、b间距离与波长的关系为Δx＝(n+)λ(n＝0，1，2…) 得到波长为λ＝(n＝0，1，2…) 当λ＝14 m时，则n＝0.5，不是整数，故B错误； 该波的波速为v＝(n＝0，1，2…)， 当v＝2.1 m/s，则n＝1，故该波的波速可能是2.1 m/s，故C正确； 该波由a传播到b的时间为t＝T＝4n+1(n＝0，1，2…) 当t＝7 s，则n＝1.5，不是整数，故D错误。 10.(2024·杭州市高二期中)如图所示，同一均匀介质的表面有A、B、C、D四个点，AB＝3 m，BC＝4 m，AC＝5 m，D为AC中点。A、C两点有两波源以相同频率在垂直纸面方向上持续振动，形成的简谐横波沿纸面传播。已知B点为振幅极大的点，B、C两点之间(不包括B、C两点)还有两个振幅极大的点，分别记为E、F(图中未标出)，D点始终静止。则(　　) A.两波源的振动步调完全相同 B.E、F两点的振动步调完全相同 C.E、F两点为线段BC的三等分点 D.两波源产生的波的波长均为2 m 答案　D 解析　D为AC中点，D点始终静止，D点是振动减弱点，两波源的振动步调完全相反，故A错误； B点为振幅极大的点，两波源的振动步调完全相反，则BC－BA＝(n+)λ(n＝0，1，2，3…) 设G为线段BC上的一点，若G为振动加强点，则GC－AG＝(m+)λ(m为整数) 且－5 m<GC－AG<1 m，B、C两点之间(不包括B、C两点)还有两个振幅极大的点， 可得n＝0，即BC－BA＝λ 两波源产生的波的波长均为λ＝2 m，故D正确； 设GC＝x，根据几何关系AG＝，G为振动加强点，则GC－AG＝2m+1(m为整数) 且－5 m<GC－AG<1 m，故m＝－2、－1， 设E距C较近，则CE＝ m，CF＝ m 故E、F两点不是线段BC的三等分点，故C错误； 由于EF＝CF－CE＝ m，故E、F两点的振动步调不是完全相同，故B错误。 二、选择题Ⅱ(本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不选全的得2分，有选错的得0分) 11.如图所示，波源O从t＝0时刻开始垂直纸面做振幅为10 cm的简谐运动，所激发的横波在均匀介质中向四周传播。t＝4 s时第一次出现如图所示的波形，实线为波峰，虚线为波谷，两个实线圆的半径分别为6.5 m和0.5 m，下列说法不正确的是(　　) A.该波波长为3 m B.该波周期为3.7 s C.波源O的起振方向向上 D.此时波源O的位移为5 cm 答案　ABD 解析　由题图可知相邻波峰间的距离即为波长，有λ＝6.5 m－0.5 m＝6 m，故A错误； 依题意，t＝4 s时第一次出现如题图所示的波形，说明波此时传播到的位置与相邻的波峰相距四分之一波长，由“同侧法”易知波源的起振方向向上。t＝4 s时该波已经传播的距离为x＝6.5 m+＝8 m 则波速为v＝＝2 m/s，根据v＝，解得T＝3 s，故B错误；C正确； 波源的振动方程为y＝10sint(cm) 代入t＝4 s，可得y＝5cm，故D错误。 12.(2024·浙江省高二月考)如图甲所示，在均匀介质中，坐标系xOy位于水平面内，O处的波源垂直xOy平面向上起振后，产生的简谐横波在xOy平面内传播，此时(t＝0时刻)在xOy平面内恰好第一次形成如图甲的波动情况(图中实线圆、虚线圆分别此刻相邻的波峰和波谷)，图乙为图甲中质点A的振动图像，z轴垂直于xOy水平面，且正方向为竖直向上。下列结论正确的是(　　) A.该波的波长为1 m B.该波的波速为10 m/s C.t＝0.5 s时，波恰好传到C点 D.t＝0.15时，质点B恰好向上起振 答案　BD 解析　由题图甲知，相邻波峰波谷间的距离为1 m，则波长为2 m，故A错误； 由题图乙知，周期为0.2 s，则波速为v＝ m/s＝10 m/s，故B正确； 由题意知，t＝0时波传到离波源2.5 m处，而C离波源为5 m，则波传到C需0.25 s，B离波源为4 m，则波传到B需0.15 s，故C错误，D正确。 13.一列简谐横波沿x轴传播，如图所示，实线为t1＝2 s时的波形图，虚线为t2＝5 s时的波形图。以下关于平衡位置在O处质点的振动图像，可能正确的是(　　) 答案　AC 解析　机械波的传播方向不确定，若机械波沿x轴正方向传播，在t1＝2 s时O点振动方向竖直向上，则传播时间Δt＝t2－t1＝3 s满足Δt＝T+nT(n＝0，1，2，3…) 解得T＝ s(n＝0，1，2，3…) 当n＝0时，解得周期T＝4 s，A正确，B错误； 若机械波沿x轴负方向传播，在t2＝5 s时O点处于波谷，则Δt＝T+nT(n＝0，1，2，3…) 解得T＝ s(n＝0，1，2，3…) 当n＝0时，解得周期T＝12 s，C正确，D错误。 三、非选择题：本题共5小题，共58分。 14.(12分)Ⅰ.(6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)(1分)图中可观察到波的　　　　。 A.干涉 B.衍射 C.折射 (2)(1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。 答案　Ⅰ.(1)B　(2)D　(3)频率　波长 解析　Ⅰ.(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。 Ⅱ.(6分)如图所示，一列沿x轴传播的简谐横波t＝0时的图线用实线表示。t＝1 s时其图线用虚线表示，已知该简谐横波的波长为2 m。 (1)(2分)若该波向x轴正方向传播，其最小波速是　　　　　 m/s； (2)(2分)若该波向x轴负方向传播，其最大周期为　　　　　s(结果用分数表示)； (3)(2分)若波速为20.25 m/s，则此波向x轴　　　　　　(选填“正方向”或“负方向”)传播。 答案　(1)0.25　(2)　(3)正方向 解析　(1)若该波向x轴正方向传播，则波在1 s内传播的最短距离为0.25 m，其最小波速v1＝＝0.25 m/s (2)若该波向x轴负方向传播，则波在1 s内传播的最短距离为1.75 m，其最小波速v2＝＝1.75 m/s，最大周期T2＝ s＝ s。 (3)若波速为20.25 m/s，则波在1 s内传播的距离Δx3＝v3·Δt＝20.25 m＝10×2 m+0.25 m，所以波向x轴正方向传播。 15.(9分)(2024·杭州市高二月考)如图所示，一列简谐横波沿x轴正向传播，振源O起振方向沿y轴正方向，从振源O起振时开始计时，经t＝0.9 s，x轴上0至12 m范围第一次出现图示波形，求： (1)(3分)该波的波长； (2)(3分)判断x＝12 m处质点的起振方向，及该波的周期； (3)(3分)在这段时间内，处于x＝10 m处质点的运动的总路程。 答案　(1)8 m　(2)沿y轴正方向　0.4 s　(3)0.4 m 解析　(1)根据波形图可知该波的波长为8 m。 (2)质点的起振方向与波源的起振方向相同，即x＝12 m处质点的起振方向沿y轴正方向， 根据波形图可知T+T＝0.9 s，解得T＝0.4 s (3)振源的振动形式传到x＝10 m处所需要的时间为t'＝T+＝0.5 s 所以x＝10 m处质点振动的时间为t1＝t－t'＝0.4 s 所以x＝10 m处质点运动的路程为s＝4A＝0.4 m。 16.(11分)(2024·嘉兴市高二月考)一列简谐横波，在t＝0时刻的波形如图所示，质点振动的振幅为10 cm。P、Q两点的坐标为－1 m和－9 m，波传播方向由右向左，已知t＝0.7 s，P点第二次出现波峰，试估算： (1)(3分)这列波的传播速度多大？ (2)(4分)从t＝0时刻起，经多长时间Q点第一次出现波峰？ (3)(4分)当Q点第一次出现波峰时，P点通过的路程为多少？ 答案　(1)10 m/s　(2)1.1 s　(3)0.9 m 解析　(1)由题图知，这列波的波长为λ＝4 m，波源的起振方向沿y轴正方向， t＝++T＝0.7 s， 解得T＝0.4 s 所以波速为v＝＝10 m/s (2)第一个波峰传到Q点的距离为11 m， 所以从t＝0时刻起， Q点第一次出现波峰的时间为 t'＝ s＝1.1 s (3)振动传到P点所需时间为 Δt＝s＝0.2 s 所以当Q点第一次出现波峰时， P点振动的时间为t″＝t'－Δt＝0.9 s＝2T+T 则P点通过的路程为s＝2×4A+A＝9A＝90 cm＝0.9 m。 17.(12分)(2024·绍兴市会稽联盟高二期中)两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，波速均为v＝0.2 m/s，两个波源分别位于x＝－0.2 m和x＝1.2 m处。如图所示为t＝0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在x＝0.2 m和x＝0.8 m处的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置位于x＝0.5 m处，求： (1)(6分)两列波的振幅和频率？ (2)(6分)时间从0到7 s内，质点M和质点P分别运动的路程？ 答案　(1)2 cm　0.5 Hz　(2)0　44 cm 解析　(1)根据题图可知，两列波的振幅均为A＝2 cm 根据题图可知，两列波的波长均为λ＝0.4 m 根据v＝＝λf， 解得T＝2 s，f＝0.5 Hz (2)根据上述可知，两列波的频率相等， 由于质点M到两波源的距离差为 (1.2－0.5) m－(0.2+0.5) m＝0 根据同侧法可知，P、Q两质点起振方向相反， 即两波源振动步调相反，可知质点M振动减弱点， 故sM＝0，右侧波传到P点， 需要时间t＝ s＝3 s 在此时间内，质点P运动的路程 sP1＝×4×2 cm＝12 cm 右侧波传到P点后，由于P点到两波源的距离差为 (1.2－0.2) m－(0.2+0.2) m＝0.6 m＝3 可知P点振动加强，之后用时7 s－3 s＝4 s＝2T 振动加强点的振幅为A'＝2 cm+2 cm＝4 cm 则之后4 s内质点P运动的路程 sP2＝2×4×4 cm＝32 cm 则质点P分别运动的路程为 sP＝sP1+sP2＝44 cm。 18.(14分)水面上水波的速度跟水深度有关，其关系式为v＝，式中h为水的深度，g为重力加速度。如图甲所示是某水域的剖面图，C、D两部分深度不同，图乙是从上往下俯视，O点处于两部分水面分界线上，M和N分别是处在C和D两区域水面上的两点。t＝0时刻O点从平衡位置向上振动，形成以O点为波源向左和向右传播的水波(可看作是简谐横波)。t＝2.5 s时O点第二次到达波峰，此时M点第一次到达波峰。已知D区域水波振幅A＝5 cm，水深hD＝0.90 m，OM间距离4.0 m，ON间距离3.0 m，g＝10 m/s2。求： (1)(4分)C区域的水深hC； (2)(5分)N点在t＝3 s时的振动方向及此时的位移； (3)(5分)t＝10 s时，处在D水域水面上的Q点(图中未标出)处于波峰，且OQ间只有一个波峰，则Q点在t＝0至t＝10 s时间内振动的路程是多少？ 答案　(1)0.40 m　(2)向上振动　0　(3)0.65 m 解析　(1)对O点的振动分析，则2.5 s＝T， 解得T＝2 s，对M点的振动分析，知C区域水波波长为λC＝OM＝4 m，则有vC＝＝2 m/s 由v＝，代入数据求得hC＝0.40 m (2)由v＝，代入数据求得vD＝＝3 m/s 又由vD＝，解得λD＝vDT＝6 m 波传到N点的时间t1＝＝1 s 所以t＝3 s时，N点刚好完成一个全振动，可知其在平衡位置向上振动，位移为0。 (3)t＝10 s时，O点在平衡位置向上振动，可画出D区域水波的波动图像如图所示，由图可知OQ＝10.5 m，则有Δt＝s＝3.5 s，则Q点振动的时间为t2＝10 s－3.5 s＝6.5 s＝3T 所以Q点振动的路程为s＝3×4A＝13A＝0.65 m。 学科网（北京）股份有限公司 $