04-第三章 机械波 测评卷（PPT同步课件）-【学而思】2026-2027学年高二物理选择性必修第一册（人教版）

该高中物理机械波单元复习课件系统梳理了机械波的产生与传播、波的衍射反射干涉多普勒效应、波的图像与振动图像及波速波长频率关系等核心知识，通过典型现象分析和实际问题情境串联知识点，帮助学生构建完整的机械波知识网络。 其亮点在于结合生活实例（如“闻其声不见其人”“钱塘江潮水”）和分层练习设计，通过模型建构（绳波质点振动）和科学推理（波长波速计算）培养学生的科学思维与运动相互作用观念，使不同水平学生巩固知识，教师可精准把握学情提升复习效率。

第三章 机械波 满分:100分 时间:75分 第1讲　描述运动的基本概念 一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题意) 1.分析下列物理现象: ①“闻其声而不见其人”; ②雷声轰鸣不绝; ③耳机主动降噪功能能够起到消除噪声的作用; ④当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时,我们听到汽笛声的音调变高。 这些物理现象分别属于波的 ( ) A.折射、干涉、衍射、多普勒效应 B.衍射、多普勒效应、反射、干涉 C.折射、衍射、干涉、多普勒效应 D.衍射、反射、干涉、多普勒效应     D     第1讲　描述运动的基本概念 解析    “闻其声而不见其人”是由于声波的波长较长,容易发生明显衍射,能绕过障碍物传播,而光波 波长较短,衍射不明显,①属于波的衍射。雷声轰鸣不绝是因声波在云层、地面等界面多次反射,导致 声音持续,②属于波的反射。主动降噪耳机通过产生与噪声相位相反的声波,利用干涉消除噪声,③属 于波的干涉。火车驶近时听到音调变高是因为声源靠近观察者时,观察者接收到的频率高于声源频率, ④属于多普勒效应。故选D。 第1讲　描述运动的基本概念 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,振动从绳的左端传到右端。t= T时,质点9刚要开始振动。下列说法正确的是 ( ) A.t= T时,质点4刚开始振动 B.t= T时,质点9开始向下运动     D     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 第1讲　描述运动的基本概念 解析　设相邻两点间距为d,由图可知,λ=16d,t= T时,质点5刚开始振动,A错误;由带动法可知,t= T时,质 点9开始向上运动,B错误;t= T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,C错误;t=T 时,质点13已经振动了 ,第一次到达波峰,D正确。 第1讲　描述运动的基本概念 3.贾湖骨笛是迄今为止中国考古发现的最古老的吹奏乐器。某骨笛可以发出A5、B5、C6、D6、E6等 音。已知A5音和D6音所对应的频率分别为880 Hz和1 175 Hz,则 ( ) A.由空气进入水中,A5音和D6音的频率都不变 B.在空气中传播时,A5音的波速大于D6音的波速 C.在空气中传播时,A5音的波长小于D6音的波长 D.由空气进入水中,A5音的波长改变量小于D6音的波长改变量     A     第1讲　描述运动的基本概念 解析　频率由波源决定,不随介质改变,由空气进入水中,A5音和D6音的频率都不变,A正确;在相同介质 中,声速仅由介质性质决定,与频率无关,在空气中传播时,A5音和D6音的波速相等,B错误;根据波长公式λ = ,A5音的频率(880 Hz)低于D6音的频率(1 175 Hz),故A5音的波长更大,C错误;波长改变量Δλ= , 由于A5音的频率较低,则波长改变量更大,D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 4.一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播,图1是t=1 s时该波的波形图,图2是x=0处质点的振动图像。则t =11 s时该波的波形图为 ( )         　　　　　          C     第1讲　描述运动的基本概念 解析　由题图2可知该波的周期T=4 s,t=11 s即在t=1 s后再经过10 s=2.5T,x=0处的质点振动到波谷位置, 即此时该波的波形图为C,选项C正确。 第1讲　描述运动的基本概念 5.如图所示,在坐标原点O处的波源质点沿y轴做简谐运动,形成的简谐横波甲、乙分别沿x轴正方向和 沿x轴负方向在两种不同的介质中传播。t=0时刻的波形如图所示,此时甲、乙两波分别传播到平衡位 置为x=2 m的P点和平衡位置在x=-3 m的Q点,再过2 s,甲、乙两列波分别传播到M、N点,M、N间的距离 为10 m,则下列判断正确的是 ( ) A.坐标原点处质点起振方向为y轴正方向 B.坐标原点处质点的振动频率为0.5 Hz     B     C.甲、乙两列波传播速度之比为3∶2 D.甲波的传播速度大小为2 m/s 第1讲　描述运动的基本概念 解析　由同侧法可知,质点P的起振方向为y轴负方向,因此坐标原点处质点(波源)起振方向为y轴负方 向,A错误;甲、乙两列波同时从O点开始传播,t=0时,P、Q两点间距离为5 m,t=2 s时,M、N间距离为10 m,可知两波周期为T=2 s,则质点振动的频率f= =0.5 Hz,B正确;由题图可知,甲、乙两列波的波长之比 为λ甲∶λ乙=2∶3,两列波的振动频率相同,由v=λf,可知甲、乙两列波的传播速度之比为v甲∶v乙=2∶3,C错 误;甲波的传播速度大小为v甲=λ甲·f=2×0.5 m/s=1 m/s,D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 6.如图所示,两个振动情况完全相同的波源S1、S2之间的距离为12 m,它们振动形成的简谐横波的波长 均为1 m。则波源S1、S2连线上,相邻两振动加强点间的距离为 ( ) A.0.5 m　　　　　    B.1 m C.1.5 m　　　　　    D.2 m     A     第1讲　描述运动的基本概念 解析　如图所示,设Q1是波源S1、S2连线中点左侧第1个振动加强点,Q2是Q1左侧第1个振动加强点,Q2与 Q1间的距离(相邻两振动加强点间的距离)为Δl, 由振动加强的条件,有Q1S2-Q1S1=λ,同理,则有Q2S2-Q2S1=(Q1S2+Δl)-(Q1S1-Δl)=2λ,联立解得Δl= =0.5 m,故 选A。 第1讲　描述运动的基本概念 7.为了在某海岸进行炸弹爆炸后的地质检测,在大海中的A处和陆地上的B处同时引爆炸弹,A、B处质 点分别产生如图甲、乙所示的振动图像,且两处爆炸产生的波均向O处传播。已知两列波在海水中的 传播速度均为v1=1 500 m/s,在陆地上的传播速度均为v2=3 000 m/s,AB=600 km,O为AB的中点,C为OB的 中点,假设两列波在海水和陆地上的传播速度不变,忽略海水的流速。则 ( )     D     A.O点为振动加强点 B.若A处有一漂浮物,漂浮物运动到陆地 的最短时间为200 s C.由于两列波在海水和陆地上的传播速 度不同,故两列波无法发生干涉 D.C点持续振动的时间为200 s 第1讲　描述运动的基本概念 解析　由题图甲、乙可知两列波的周期均为T=4 s,B处质点的振动形式传到O点所用时间t1= =100 s, A处质点的振动形式传到O点所用时间t2= =200 s,可知B处质点的振动形式先传到O点,时间差Δt=100 s=25T,因两列波起振方向相反,故O点为振动减弱点,A错误;质点本身不会随波迁移,而是在平衡位置附 近上下振动,故漂浮物无法到达陆地,B错误;两列波频率相同、振动方向一致,相位差恒定,可以发生干 涉现象,C错误;A处质点的振动形式传到C点所用时间t3=t2+ =250 s,B处质点的振动形式传到C点所用 时间t4= =50 s,Δt'=t3-t4=200 s=50T,因为两列波起振方向相反,故C点为振动减弱点,当A处质点的振动 形式传到C点时,C点不再振动,所以C点持续振动的时间为Δt'=200 s,D正确。 第1讲　描述运动的基本概念 二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题意,全部选对的得6分,选 对但不全的得3分,有选错或不答的得0分) 8.如图为俯视图,P为桥墩,A为靠近桥墩浮出水面的叶片,波源S连续振动,形成水波,此时叶片A静止不 动。不能使水波带动叶片振动的方法是( ) A.提高波源S的频率 B.降低波源S的频率 C.减小波源S到桥墩的距离 D.波源S的振幅减小     ACD     第1讲　描述运动的基本概念 解析　为使水波能带动叶片振动,需要使波的波长增大,在P处发生明显衍射。提高波源S的频率,根据λ = ,波速不变,频率增大,则波长减小,衍射现象不明显,A符合题意;降低波源S的频率,波长增大,衍射现 象明显,B不符合题意;波源S到桥墩的距离和波源S的振幅变化,对波长没有影响,衍射的明显程度没有 改变,C、D符合题意。故选A、C、D。 第1讲　描述运动的基本概念 9.如图所示,沿x轴正方向传播的一列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 法正确的是 ( ) A.从图示时刻开始,质点b比质点a先回到平衡位置 B.从图示时刻开始,经0.01 s时间x=2 m处质点通过的路程为0.4 m C.若该波波源从x=0处沿x轴正方向运动,则在x=20 m处接收到的 波的频率将小于50 Hz     BD     D.若该波传播过程中遇到宽约为3 m的障碍物,则能发生明显的衍射现象 第1讲　描述运动的基本概念 解析　波沿x轴正方向传播,根据同侧法知,题图所示时刻两质点a、b均沿y轴负方向振动,故质点a比质 点b先回到平衡位置,A错误;由图可知波长λ=4 m,周期T= =  s=0.02 s,则经过0.01 s= ,x=2 m处质点 的路程为2A=0.4 m,B正确;波的频率为f= =50 Hz,若波源从x=0处沿x轴正方向运动,波源逐渐靠近x=20 m处的接收者,由多普勒效应知,x=20 m处接收到的波的频率将大于50 Hz,C错误;由于障碍物的尺寸小 于波的波长,所以波能发生明显的衍射现象,D正确。故选B、D。 第1讲　描述运动的基本概念 10.如图为某研究小组航拍到的钱塘江潮水与岸上汽车齐头并进的画面(图甲,其中黑色A车长度为6 m, 白色B车正向左匀速行驶,车速为36 km/h),同时江面有一多功能气象监测浮标(如图乙),内部加速度传感 器监测到纵向(即竖直方向)加速度变化情况如图丙所示,取竖直向上为正方向。若将该水波简化为简 谐波,则 ( )     BD     A.水波前进速度约为2 m/s B.t=2 s时浮标接近波谷位置 C.10 s内浮标将前进40 m D.3 s内B车车头会与7个波峰 “相遇” 第1讲　描述运动的基本概念 解析　由图甲可知,两波峰间的距离大约等于一个A车的长度,即λ=6 m,由图丙可知,波的周期约为T=1.5 s,水波前进速度约为v= =4 m/s,A错误;由图丙可知,t=2 s时,加速度接近正向最大,即此刻加速度方向向 上,指向平衡位置,故此时浮标接近波谷位置,B正确;浮标做简谐运动,故只能上下运动,不能随波前进,C 错误;以向左为正方向,白色B车向左行驶,速度为vB=10 m/s,水波向右,速度为v=-4 m/s,故B车相对潮水的 速度为v相对=vB-v=14 m/s,则3 s内B车相对潮水的位移为x相对=v相对Δt=14×3 m=42 m,即经过了n= =7个波 峰,D正确。故选B、D。 第1讲　描述运动的基本概念 三、非选择题(本题共5小题,共54分) 11.(8分)如图,在平静的湖面上相距12 m的B、C处分别有一片小树叶,B、C连线左侧的O点处有一波源, 已知OB=6 m,O点处波源从零时刻开始垂直于水面做简谐运动,起振方向向下,经过17 s,第1个波峰传到 B处树叶时,第13个波峰刚好在O点形成。求: (1)这列水波的波长和频率; (2)从第1个波峰传到B处树叶算起,C处树叶开始振动的时间。   答案    (1)0.5 m      Hz    (2)31 s 第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)由题意可知12λ=OB=6 m(1分) 可得λ=0.5 m(1分) 当第1个波峰传到B处树叶时,B点右侧 处质点起振,则 12 T=17 s(1分) 解得T=  s(1分) 则f= =  Hz(1分) (2)波速v= =  m/s(1分) 由题意可知vt=BC- λ (1分) 解得t=31 s(1分) 第1讲　描述运动的基本概念 12.(8分)平静的湖面上O点有一体积可忽略的装置在竖直方向做简谐运动,在水平面xOy形成以O点为 圆心的水波(可视为简谐横波)。某时刻,水波图样如图甲所示,甲图中虚线圆和实线圆分别表示相邻的 波谷和波峰,质点A、C在虚线处,质点B、D在实线处;从此时开始计时,取竖直向上为z轴正方向,质点O 的振动图像如图乙所示。求:        (1)该水波传播速度的大小; 第1讲　描述运动的基本概念 (2)当质点C开始振动后,再经过1.5 s,质点D通过的路程。 答案    (1)2 m/s    (2)48 cm 第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)由甲图可知,水波的波长为λ=1.2 m(1分) 由乙图可知水波波源振动周期为T=0.60 s(1分) 则该水波的波速v= =2 m/s(1分) (2)波从C点传播到D点的路程x=0.6 m(1分) 所需要的时间t1= =0.3 s(1分) D点振动的时间t2=t-t1=1.5 s-0.3 s=1.2 s=2T (1分) 由乙图可知,质点的振幅A=6 cm(1分) 质点D通过的路程为s=2×4A=48 cm(1分) 第1讲　描述运动的基本概念 13.(10分)两列简谐横波甲、乙分别沿x轴负方向和正方向传播,波速大小相同,振幅均为A=2 cm,甲波的 周期T0=1 s。两列波在t=0时刻的波形图如图所示,P点平衡位置位于x=0.4 m处,求: (1)从t=0时刻开始,甲波的波峰首次传播到P点经历的时间; (2)从t=0时刻开始,最短经过多长时间P点偏离平衡位置的位移为+4 cm。 答案    (1)1 s    (2)2 s 第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)由图可知甲波的波长为λ甲=0.8 m,则波速v= =0.8 m/s(2分) 甲波的波峰首次传播到P点经历的时间为t= =  s=1 s(2分) (2)甲波的波峰传播到P点经历的时间t甲= = =(1+m) s(m=0,1,2,…) (2分) 由图可知乙波的波长为λ乙=0.6 m,乙波波峰传播到P点经历的时间为t乙= = =  s(n=0,1, 2,…) (2分) 当t甲=t乙时两列波的波峰相遇,P点位移为+4 cm,即1+m=  (1分) 联立解得2+4m=3n 最短时间须满足m=1,n=2(m、n都必须取整数) 可得tmin=2 s(1分) 第1讲　描述运动的基本概念 14.(14分)一列简谐横波沿x轴传播,t=0时刻波形如图中实线所示,虚线为t=0.4 s后的波形。 (1)如果波源振动的周期T>0.4 s,则波传播的波速可能是多少? (2)如果波速v=80 m/s,该波沿x轴正方向还是负方向传播? (3)如果波速v=100 m/s,写出x=4 m处的质点的振动方程。 答案    (1)20 m/s或10 m/s    (2)见解析     (3)y=0.2 sin   m或y=-0.2 sin  πt m 第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)由图可知,波长λ=12 m 由于Δt=0.4 s<T,所以从实线到虚线该波传播的距离小于一个波长 如果波沿x轴正方向传播,则Δx1=8 m,v1= =20 m/s(2分) 如果波沿x轴负方向传播,则Δx2=4 m,v2= =10 m/s(2分) (2)如果波沿x轴正方向传播,则Δx'1= λ+nλ(n=0,1,2,…) (1分) v'1= =(20+30n) m/s(n=0,1,2,…) (1分) 如果波沿x轴负方向传播,则Δx'2= λ+nλ(n=0,1,2,…) (1分) v'2= =(10+30n) m/s(n=0,1,2,…) (1分) 当n=2时,v'1=v=80 m/s,故波沿x轴正方向传播 (2分) 第1讲　描述运动的基本概念 (3)根据(2)的分析,当n=3时,v'2=v=100 m/s,故波沿x轴负方向传播 则0.4 s=3T+ T (1分) 解得T=0.12 s,ω= =  rad/s(1分) 由图可知振幅A=20 cm=0.2 m t=0时刻x=4 m处的质点在y=0处且向下运动,所以初相位φ0=π(1分) 综上所述,x=4 m处的质点的振动方程为y=0.2 sin   m或y=-0.2 sin  πt m(1分) 第1讲　描述运动的基本概念 15.(14分)如图甲所示,均匀介质中两波源O、M分别位于x轴上xO=0、xM=10 m处,t=0时刻两波源都沿y轴 方向振动,振动图像分别如图乙、丙所示。已知两波的传播速度大小均为2 m/s。             (1)求这两列波的波长; (2)求稳定后,两波源之间振幅最大的位置; (3)x=5 m处的质点在0~4.5 s内通过的路程。 答案    (1)均为4 m    (2)见解析    (3)4 cm 第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)由题图乙、丙可以看出两列波的周期相等,均为T=2 s(1分) 根据λ=vT (1分) 解得波长均为λ=4 m(1分) (2)两波源振动频率相同,振动步调相反,两波叠加时,振动加强点到两波源的波程差Δx=|(x-0)-(10 m-x)|=  (n=0,1,2,…) (2分) 解得两波源间振幅最大的位置有x=2 m、x=4 m、x=6 m、x=8 m(2分) (3)x=5 m处的质点到两波源的波程差为0,即为振动减弱点 (2分) 两列波传播到x=5 m处的时间为Δt= =  s=2.5 s(2分) 0~4.5 s内,质点运动时间为Δt'=4.5 s-2.5 s=2 s=T (1分) 通过的路程为s=4(A1-A2)=4 cm(2分) 第1讲　描述运动的基本概念 $