第三章 机械波 单元测试 -2026-2027学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

**基本信息** 人教版2019选择性必修第一册第三章机械波单元卷，通过科技情境（如智能手机降噪、激光致冷）与实验探究（发波水槽、位移传感器），覆盖机械波核心知识，适配单元复习，培养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| |----|-----------|----------|----------| |选择题|7题|干涉图样、受迫振动、多普勒效应|第3题以降噪技术考声波干涉，体现科技应用| |多项选择题|3题|波源振动、叠加区域分析|第9题结合振动图像考波的传播，强化科学推理| |非选择题|5题|衍射现象、波速计算、激光致冷|第15题激光致冷模型，融合科学探究与创新应用|

人教版（2019） · 选择性必修 第一册第三章 机械波 姓名： 班级： 一、选择题 1．如图为两个相干波源、在某一时刻形成的干涉图样，实线表示波峰，虚线表示波谷，c、d点在连线中垂线上，则下列选项中均为振动加强点的是（　　） A．a、b点 B．b、c点 C．c、d点 D．d、e点 2．关于受迫振动和多普勒效应，下列说法正确的是（　　） A．驱动力的频率和振动系统的固有频率相差越大，受迫振动的振幅越大 B．某些次声波的频率与人体器官的固有频率接近，应该尽量减小或消除次声波 C．“彩超”仪探头接收的超声波频率变大说明人体器官远离探头 D．当消防车迎面驶来时，我们听到鸣笛的音调变高，原因是消防车鸣笛的频率变高 3．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．降噪过程应用了声波的衍射原理，使噪声的能量减弱 B．降噪过程应用的是声波的干涉原理，P点振动减弱 C．降噪声波的频率可以与噪声声波的频率不同 D．降噪声波的传播速度比环境噪声声波的传播速度快 4．如图所示，两列仅起振方向不同的波沿一直线相向传播。当它们相遇时，完整波形可能是（　　） A． B． C． D． 5．如图甲，将20个相同小球（视为质点）等间距用细线连接成水平直线，用来演示波的形成和传播。时，让球1在竖直方向做简谐运动，带动其余小球依次振动。如图乙，时，球1运动到上方最大位移20cm处，球5开始振动。已知相邻球间的距离为1m，下列说法正确的是（　　） A．球5的起振方向向下 B．，球13开始振动 C．球13开始振动时，球9恰好运动到上方最大位移处 D．，球5通过的路程为60cm 6．一条轻长绳放置在水平桌面上，俯视图如图甲所示，用手握住长绳的一端O，从t=0时刻开始用手带动O点沿垂直绳的方向（图甲中y轴方向）在水平面内做简谐运动，0~6s内O点的振动图像如图乙所示。t=5s时轻长绳上的波形图可能正确的是（　　） A． B． C． D． 7．一列简谐横波沿x轴传播，振幅。时的波形图如图所示，此时波恰好传到处的质点Q，质点P平衡位置坐标为。已知在时，0∼6m的波形与时刻完全相同。若波的传播频率满足，下列说法正确的是（　　） A．该波沿x轴正方向传播，波速为10 m/s B．时，质点P正沿y轴正方向运动 C．0时刻起，质点P的振动方程为 D．从到过程中，质点P运动的路程为 二、多项选择题 8．下列说法正确的是（　　） A．机械波和电磁波都有多普勒效应 B．物体发生共振时，其位移始终最大 C．6G（频率高于5G）技术使用的电磁波与5G相比，粒子性更显著 D．根据相对论，两事件在一个参考系中是同时的，在另一个参考系中一定也同时 9．如图甲所示，在同一均匀介质中有两个振动方向相同的波源S1、S2，S1在处，S2在x=12m处，介质中的P点坐标为x=4m。t1=0时刻，S1、S2同时开始振动，振动图像均如图乙所示，在t2=4s时，P点开始振动。则下列说法正确的是（　　） A．P点起振的方向沿y轴正方向 B．该波波长为1m C．P点为两波相遇后的振动减弱点 D．质点P在0~8s内走过的路程为600cm 10．如图所示，与处有两个波源和均可以沿z轴方向做简谐运动，两波源产生的机械波均能以波源为圆心在xOy平面内向各个方向传播，振动周期均为，波速均为。时刻波源开始沿z轴正方向振动，振幅；同时波源开始沿z轴负方向振动，振幅。下列说法正确的是（　　） A．时刻，处质点的位移为 B．在x轴上，区域是振动的减弱区 C．在x轴上，区间内一共有9个振动的加强点 D．在xOy平面内，分别在和处画平行于y轴的直线，则在这两条直线上振动加强点的个数相等 三、非选择题 11．发波水槽是演示波动过程的重要实验仪器。其中包括波的形成、传播以及波的干涉和衍射等的物理现象。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缝隙后再水面上继续传播。 （1）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，频率由波源决定 C．受迫振动，频率由水体自身性质决定 D．受迫振动，频率由波源决定 （3）若使波源保持振动情况不变匀速向缝隙靠近，则在狭缝右侧的水波的　 　增大，　 　减小。（选填波长/频率/波速） （4）若将缝变大，则可在狭缝右侧观察到的衍射现象　 　（选填“明显”、“不明显”）。 12． 采用分体式位移传感器测量时，实验装置如图（b）所示，发射器安装在小车上，接收器固定在导轨底端。位移传感器通过发射红外线和超声波进行测量，并绘制出小车的图线，如图（c）所示。 （1）红外线属于　 　和　 　，超声波属于　 　和　 　。 （选填A.横波B.纵波C.机械波D.电磁波） （2）当小车滑向接收器时，理论上接收器接收到的超声波波长应　 　，频率应　 　。（选填A. 变大、B. 变小、C. 不变） （3）根据实验数据，论证0.45s-0.65s之间，小车的运动是否为匀加速直线运动。　 　 13．如图所示，是时刻，两列横波的波形图，两列波的波速均为，传播方向相同，则 （1）求两列波的波长； （2）两列波叠加时，求此刻和处质点的位移； （3）求两列波各自的周期。 14．图甲中，青蛙在平静的水面上鸣叫时引起水面振动形成水波。以青蛙所在位置为原点O，某时刻波源垂直xOy平面振动所产生波的示意图如图乙所示，实线圆、虚线圆分别表示相邻的波峰和波谷，图丙为某质点的振动图像，图中a、T为已知量。求： （1）波在水中的传播速度大小v； （2）从图乙所示状态开始，P点到达波谷所需最短时间t。 15．在纳米技术中需要移动或修补原子，必须使在不停地做热运动（速率约几百米每秒）的原子几乎静止下来且能在一个小的空间区域内停留一段时间， 为此已发明了“激光致冷”的技术。即利用激光作用于原子，使原子运动速率变慢，从而温度降低。 （1）若把原子和入射光子分别类比为一辆小车和一个小球，则“激光致冷”与下述的力学模型相似。如图所示，一辆质量为m的小车（左侧固定一轻质挡板以速度v0水平向右运动；一个动量大小为p。质量可以忽略的小球水平向左射入小车后动量变为零；紧接着不断重复上述过程，最终小车将停下来。设地面光滑。求： ①第一个小球入射后，小车的速度大小v1； ②从第一个小球入射开始计数到小车停止运动，共入射多少个小球? （2）近代物理认为，原子吸收光子的条件是入射光的频率接近于原子吸收光谱线的中心频率如图所示，现有一个原子A水平向右运动，激光束a和激光束b分别从左右射向原子A，两束激光的频率相同且都略低于原子吸收光谱线的中心频率、请分析： ①哪束激光能被原子A吸收?并说明理由； ②说出原子A吸收光子后的运动速度增大还是减小。 参考答案 1．【答案】C 2．【答案】B 3．【答案】B 4．【答案】C 5．【答案】C 6．【答案】D 7．【答案】D 8．【答案】A,C 9．【答案】A,D 10．【答案】B,D 11．【答案】（1）B （2）D （3）频率；波长 （4）不明显 12．【答案】（1）A；D；B；C （2）B；A （3）根据实验数据可知0.45s-0.65s之间，相邻计数点的时间间隔T相同，且为T=0.05sx轴坐标依次为x1=61.7cm，x2=58.6cm，x3=55.1cm，x4=51.2cm，x5=46.9cm相邻计数点间的位移大小为s1=x1-x2=61.7cm-58.6cm=3.1cms2=x2-x3=58.6cm-55.1cm=3.5cms3=x3-x4=55.1cm-51.2cm=3.9cms4=x4-x5=51.2cm-46.9cm=4.3cm相邻相等时间内的位移之差为s2-s1=3.5cm-3.1cm=0.4cms3-s2=3.9cm-3.5cm=0.4cms4-s3=4.3cm-3.9cm=0.4cm可见在误差允许的范围内，可认为相邻的相等时间间隔内的位移差恒定，故在0.45s-0.65s之间，小车的运动是匀加速直线运动。 13．【答案】（1）解：根据波长的定义及两列波的波动图可知， （2）解：由波动图可知在处两列波均处于波峰处，处的质点位移 在处，对于第一列波有 对于第二列波有 在处质点的位移 （3）解：对于第一列波有 对于第二列波有 14．【答案】（1）解：由于虚线圆表示波谷，图乙可知两波谷之间距离为0.8a，则波长 图丙可知波的周期为T，在波速 （2）解：图乙可知P质点与O点距离为 从图乙所示状态开始，P点到达波谷所需最短时间 联立解得 15．【答案】（1）解：①取向右方向为正，小车与小球水平方向动量守恒 得 ②设入射n个小球后小车将停下来，由动量守恒定律得 解得。 （2）解：① 激光束b 理由是原子A向右运动，是迎着激光束b运动的，根据多普勒效应，这个原子感受到激光束b的频率升高，进一步接近了原子吸收光谱线的中心频率，原子从激光束b吸收光子的几率增大。原子A的运动方向和激光束a的传播方向相同，所以它感受到激光束a的频率减小，根据多普勒效应，这个原子感受到激光束a的频率降低，进一步远离了原子吸收光谱线的中心频率，原子从激光束a吸收光子的几率减小。综上所述，原子A吸收了激光束b的光子。 ②减小。由动量守恒定理得 所以是减小了。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $