第三章 机械波 章末练习题-2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册（河北）

**基本信息** 高中物理机械波单元卷，以团体操、战绳、降噪技术等真实情境为载体，覆盖波的形成、描述、干涉等核心知识，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|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|12|机械波形成（团体操）、描述（声波波长）、衍射（狭缝水波）|生活情境（战绳波形）、科技应用（降噪干涉）| |多选题|2|波的叠加（学生队列）、振动与波形图综合|多解分析（距离可能值）| |解答题|1|超声检测（侗寨鼓楼）|文化传承与科学探究结合，考查波速及路程计算|

第三章：机械波章末练习题 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 基础巩固题 1、 单选题 #机械波的形成 1．某校在元旦晚会中用团体操表现“波浪”。如图所示，一组学生手挽手排成一行，从某时刻起左边第一位同学从站立开始周期性的下蹲、起立，用时均为1.2s。右边的同学总是滞后0.2s再重复前一位同学的动作，形成往右传播的“波浪”。假设相邻学生之间中心的水平距离均为60cm，忽略身体倾斜影响。则该“波浪”的传播速度大小为（　　） A．1.5m/s B．3m/s C．6m/s D．12m/s 2．一条绳子可以分成一个个小段，每小段都可以看作一个质点，这些质点之间存在相互作用。如图是某绳波形成过程示意图，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……各个质点依次振动，把振动从绳的左端传到右端。t=T时，质点9刚要开始运动。下列说法正确的是（　　） A．t=T时，质点4的刚开始振动 B．t=T时，质点9开始向下运动 C．t=T时，质点5的加速度达到最大 D．t=T时，质点13第一次到达波峰 #机械波的描述 3．一列声波在空气中传播，波速是340米每秒，声波的频率是1000赫兹，则该声波的波长为（     ） A． B． C． D． 4．如图所示，实线和虚线分别是沿着轴正方向传播的一列简谐横波在时刻和的波形图，已知波的周期，则下列关于该列波说法正确的是（　　） A．波长为 B．波速为 C．周期为 D．时刻，质点向下振动 5．一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，图1是时该波的波形图，图2是处质点的振动图像。则时该波的波形图为（　　） A． B． C． D． 6．战绳（Battle Rope）是健身房常见的高强度训练器材，通过甩动绳子既能锻炼全身力量与心肺功能，又能直观演示机械波的传播规律。某次训练中甩动战绳形成的波浪可简化为简谐横波，图乙为该简谐横波在t=0时刻的波形图，图丙为图乙中P点的振动图像。绳子足够长且忽略传播时振幅的衰减，下列说法正确的是（　　） A．该简谐波波速为1.5 m/s，波沿x轴负方向传播，经t=1.2 s质点P运动的路程为0.6 m B．该简谐波波速为0.75 m/s，波沿x轴正方向传播，经t=1.2 s质点P运动的路程为1.2 m C．该简谐波波速为0.75 m/s，波沿x轴正方向传播，经t=1.2 s质点P运动的路程为1.0 m D．该简谐波波速为1.5 m/s，波沿x轴正方向传播，经t=1.2 s质点P运动的路程为0.6 m #机械波的折射和衍射 7．如图所示，有一带狭缝的挡板固定在水槽中，一细杆在水槽中振动，水面上O点为振源，发现在挡板后面A处的小木块上下振动。下列说法正确的是（　　） A．仅减小细杆振动频率，A处的小木块仍会振动 B．若减小细杆振动频率，水波的传播速度将减小 C．若仅增大狭缝的宽度，A处的小木块一定会发生明显振动 D．若减小细杆的振动频率，同时减小狭缝的宽度，A处的小木块可能不振动 8．一列水波在深度不同的水域传播时，在交界面处发生折射。如图所示，水波在深水区的波长较长．水波在深水区（　　） A．波速较大 B．波速较小 C．频率较大 D．频率较小 #机械波的干涉 9．平衡位置在同一水平面上的两个振动完全相同的点波源，在均匀介质中产生两列波。若波峰用实线表示，波谷用虚线表示，P点位于其最大正位移处，曲线ab上的所有点均为振动减弱点，则下列图中可能满足以上描述的是（   ） A． B． C． D． 10．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 11．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 12．两列简谐横波I和Ⅱ在相同介质中分别沿轴正方向和负方向传播。时刻两列波的图象如题图，此时和的质点刚开始振动，则（　　） A．质点此时正在向右运动 B．质点此时正在向上运动 C．两列波的起振方向相同、波速的大小相同 D．相遇时两列简谐横波能发生稳定干涉 巩固提升题 二、多选题 13．一组身高相近的学生沿一直线等间隔排成一排，从左边第一位同学开始，依次周期性地“下蹲、起立”，整个队列呈现类似简谐波的波浪效果，如图所示。假定某次游戏中，形成的波形的波长为4m，左边第一位同学蹲至最低点时，队列中另一同学恰好站直，则这两位同学间的距离可能是（   ） A．1m B．2m C．5m D．6m 14．一列简谐横波在介质中沿直线传播，其波长大于，a、b为介质中平衡位置相距的两质点，其振动图像如图所示。则时的波形图可能为（    ） A． B． C． D． 三、解答题 15．贵州黎平的肇兴侗寨有“鼓楼之乡”的美誉，图（a）的建筑群展示了精湛的传统鼓楼木构技艺。为保护鼓楼等传统木质建筑，可采用超声横波法进行无损检测，获得其弹性模量等力学参数，从而采取相应的保护措施。在某次检测中，有一列简谐横波在木材中沿轴传播，时刻的波形图如图（b）所示，位于轴上的质点的振动图像如图（c）所示。求： (1)波在木材中的传播方向及速度； (2)在时间内，质点运动的路程。 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 《第三章：机械波章末练习题》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D A D C B A A C C 题号 11 12 13 14 答案 B C BD AD 1．B 【详解】由题意可知，“波浪”每隔向右传播的距离为，所以该“波浪”的传播速度大小为 故选B。 2．D 【详解】A．时，质点5刚开始振动，故A错误； B．由同侧法可知，时，质点9开始向上运动，故B错误； C．时，质点5到达平衡位置向下振动，则此时质点5的加速度为零，故C错误； D．时，质点13已经振动了时间，第一次到达波峰，故D正确。 故选D。 3．A 【详解】波速、波长、频率满足波的基本关系 变形可得波长计算公式 代入题干数据， 计算得 故选A。 4．D 【详解】A．由图可知波长为10cm，故A错误； BC．时刻到的过程中， 已知波的周期，则n只能取0，则 波速为，故BC错误； D．简谐横波沿着轴正方向传播，根据同侧法可知时刻，质点向下振动，故D正确。 故选 D。 5．C 【详解】波的周期T=4s，因时，即在t=1s后再经过10s=2.5T，此时原点处的质点振动到波谷位置，即该波的波形图为C。 故选C。 6．B 【详解】由乙图可知振幅，波长，由图丙可知周期，则波速为 由图丙可知，在t=0时刻P点在平衡位置向y轴正方向振动，根据上下坡法，可知波沿x轴正方向传播； 因，故质点P运动的路程为 故选B。 7．A 【详解】AB．当缝的尺寸跟波长相差不多，或比波长更小时会发生明显的衍射现象。仅减小细杆振动频率，机械波的传播速度由介质决定，所以水波的传播速度不变；根据可知，水波的波长增大，则A处的小木块仍会振动，故A正确，B错误； C．若仅增大狭缝的宽度，有可能不会发生明显的衍射现象，则A处的小木块不一定会发生明显振动，故C错误； D．若减小细杆的振动频率，则水波的波长增大，同时减小狭缝的宽度，则一定会发生明显的衍射现象，A处的小木块一定会振动，故D错误。 故选A。 8．A 【详解】CD．波的频率由波源决定，与介质无关，所以折射后频率不变，故CD错误； AB．根据可知，折射后频率不变，水波在深水区的波长较长，所以水波在深水区波速较大，故A正确，B错误。 故选A。 9．C 【详解】根据题意P点位于其最大正位移处，故可知此时P点位于两列波的波峰与波峰相交处；根据干涉规律可知，相邻波峰与波峰，波谷与波谷连线上的点都是加强点，故A图像中的曲线ab上的点存在振动加强点，不符合题意。 故选C。 10．C 【详解】ABC．由图可知，a为两列波峰相遇点，为振动加强点，b为波谷与波峰相遇点，为振动减弱点，c为波谷与波谷的相遇点，为振动加强点；cd在的中垂线上，且两波源的振动情况完全相同，故中垂线上的点均为振动加强点，故AB错误，C正确； D．e为波谷与波峰相遇点，为振动减弱点，故D错误。 故选C。 11．B 【详解】AB．降噪的原理是：频率相同、相位相反的两列声波叠加，使噪声振动相互抵消，应用的是声波的干涉原理，不是衍射。从图丙可知，两列波在任意位置振动始终减弱，噪声能量被抵消，故A错误，B正确； C．发生稳定干涉相消的条件是两列波频率相同，相位差恒定，因此降噪声波的频率必须和环境噪声频率相同，故C错误； D．声波在同种均匀介质中传播速度相同，故D错误。 故选B。 12．C 【详解】A．波I向右传播，由“同侧法”可知质点此时正在向上运动，A错误； B．波Ⅱ向左传播，由“同侧法”可知质点此时正在向下运动，B错误； C．由图像可知，和的质点刚开始振动的方向都向上，故两列波的起振方向都向上，由于介质相同，波速的大小相同，C正确； D．同种介质中两列简谐横波波长不相同则频率不相同，不能发生干涉，D错误。 故选C。 13．BD 【详解】由题知游戏中，形成的波形的波长为4m，左边第一位同学蹲至最低点时（此时为波谷），队列中另一同学恰好站直（此时为波峰），则这两位同学间的距离可能是（n = 1，3，5，7，…） 故选BD。 14．AD 【详解】根据振动图像可知当波的传播方向为a到b时，， 解得 即 当波的传播方向为b到a时，， 解得 即 同时时，a处于平衡位置，b处于波谷位置，结合图像可知AD符合； 故选AD。 15．(1)传播方向沿轴负方向， (2) 【详解】（1）由P点的振动图像可知，t=0时刻质点P在平衡位置沿y轴负向振动，结合波形图可知，波传播方向沿轴负方向； 根据波形图可知波长，证据振动图像可知周期。 波在木材中的传播速度 （2）时间关系，可知时间内，质点完成了3个全振动，故其运动的路程 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $