章末综合检测（三） 机械波(课件PPT)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册（教科版）

该高中物理课件聚焦机械波核心知识，涵盖波的反射、折射、衍射、干涉、多普勒效应及简谐运动与波的关系，通过生活实例导入，构建从波的产生到传播特性再到叠加现象的知识支架，帮助学生系统梳理知识点。 其亮点在于结合生活情境（如水袖舞、跳绳）设计问题，强化物理观念中的运动和相互作用观念，通过波形图分析和多解计算培养科学思维的科学推理与模型建构能力。多样化题型助力学生深化理解，教师可借此高效评估教学效果。

章末综合检测（三）　机械波 （时间：75分钟　满分：100分） 第三章　机械波 1 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 项符合题目要求） 1. 关于图中的物理现象，描述错误的是（　　） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物 理·选择性必修第一册（JK） A． 图甲，水波由深水区传播至浅水区，波速方向改变，属于波的反射现象 B． 图乙，水波穿过障碍物的小孔后，能传播至两侧区域，属于波的衍射现象 C． 图丙，两列同频率的水波在空间叠加，部分区域振动加强，属于波的干涉现象 D． 图丁，竹竿举起蜂鸣器快速转动，听到蜂鸣器的音调发生变化，属于波的多普勒效应 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析：　题图甲，水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波 的折射现象，A错误；题图乙，水波穿过障碍物的小孔后，能传播至两侧 区域，属于波的衍射现象，B正确；题图丙，两列同频率的水波在空间叠 加，部分区域振动加强，属于波的干涉现象，C正确；题图丁，竹竿举起 蜂鸣器快速转动，听到蜂鸣器的音调发生变化，属于波的多普勒效应，D 正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物 理·选择性必修第一册（JK） 2. （2026•四川泸州高二下期中）关于简谐运动与波的下列说法中，正确 的是（　　） A． 处于平衡位置的物体，一定处于平衡状态 B． 位移方向总跟加速度方向相反，跟速度方向相同 C． 物体的运动方向指向平衡位置时，速度方向跟位移方向相反；背向平 衡位置时，速度方向跟位移方向相同 D． 物体做机械振动，一定会产生机械波 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析：　处于平衡位置的物体，物体的回复力为0，但合力不一定为0， 也不一定处于平衡状态，选项A错误；由于a=－，则位移方向总跟加速 度方向相反，但与速度方向可能相反也可能相同，选项B错误；物体的运 动方向指向平衡位置时，速度方向跟位移方向相反；背向平衡位置时，速 度方向跟位移方向相同，选项C正确；机械波的形成必须具备两个条件： 有振源和介质，只有物体做机械振动，其周围没有介质的话，不可能形成 机械波，选项D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物 理·选择性必修第一册（JK） 3. （2026•四川成都高二下期末）一列沿x轴正方向传播的机械波某时刻的 波形图如图所示，a、b、c三个质点到各自平衡位置的距离相等。下列说法 正确的是（　　） A． 该时刻b质点振动方向沿y轴正方向 B． a质点比b质点先回到平衡位置 C． b质点和c质点的加速度大小始终相等 D． 仅增大波源振动频率，波长变长 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析：　根据“上下坡”规律可知该时刻b质点振动方向沿y轴负方向，选 项A错误；根据“上下坡”规律可知该时刻a质点振动方向沿y轴正方向，故a 质点比b质点先回到平衡位置，选项B正确；根据“上下坡”规律可得c质点 振动方向沿y轴负方向，故b远离平衡位置，c靠近平衡位置，故二者的加速 度大小发生变化，一个增大，一个减小，选项C错误；机械波的传播速度 由介质决定，与频率和波长无关，若增大波源的振动频率，该波的传播速 度不变，根据公式v==λf可知该波的波长变短，选项D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物 理·选择性必修第一册（JK） 4. （2026•四川成都月考）一列简谐横波在t=2 s时的波动图如图甲所示， 传播方向上有平衡位置相距为18 m的两个质点P、Q（图中未画出）均处于 振动状态，质点P的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 2 s时Q沿y轴负方向振动 B． 该波的波长为5 m C． 该波的波速为2 m/s D． 波沿x轴负方向传播 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析：　由题图甲可知，该波的波长λ=4 m，PQ=18 m=4.5λ，则PQ两质 点振动情况相反，由题图乙可知，2 s时质点P沿y轴正方向振动，则质点Q 沿y轴负方向振动，故A正确；由题图甲可知，该波的波长为λ=4 m，由题 图乙可知，该波的周期为T=4 s，则波速为v== m/s=1 m/s，由P点的振动 图像可知，在t=2 s时P点向上振动，根据同侧法可知波沿x轴正方向传播， 故B、C、D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物 理·选择性必修第一册（JK） 5. （2026•四川广安阶段练习）如图所示，是水平面上两列频率相同的波 在某时刻叠加情况，图中实线为波峰波面，虚线为波谷波面，已知两列波 的振幅均为2 cm，波速均为2 m/s，波长均为8 m，E点是BD和AC连线的交 点，下列说法正确的是（　　） A． A、C两处质点是振动加强点 B． B、D两处质点在该时刻的竖直高度差为4 cm C． E点处质点是振动减弱的质点 D． A、C两处质点一直在平衡位置 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析：　图中A、C两处为波峰与波谷相遇，为振动减弱点，振幅为零， 一直在平衡位置，故D正确，A错误；B点为波谷与波谷相遇，此时位移为 －4 cm，D点为波峰与波峰相遇，此时位移为4 cm，故B、D两处质点在该 时刻的竖直高度差为8 cm，故B错误；B点为波谷与波谷相遇，D点为波峰 与波峰相遇，可知BD连线为振动加强区，故E点处质点是振动加强的质 点，故C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物 理·选择性必修第一册（JK） 6. 两列简谐横波在x轴上传播，a波沿x轴正方向传播，b波沿x轴负方向传 播，t=0时刻的波形图如图所示。此时刻平衡位置在x=4 m和x=8 m的质点 P、Q刚好开始振动，两列波的波速均为2 m/s，质点M、N的平衡位置分别 为x=5 m和x=6 m，下列说法正确的是（　　） A． 两列波相遇时刻为1.5 s，此时刻质点 N不振动 B． P、Q间（不包括P、Q）有1处振动加强点 C. 0~2.5 s内质点M运动路程为32 cm D． 两列波振幅不同，故不能发生干涉 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析：　0时刻P、Q两质点刚好开始振动，且振动方向相反，经过时间t 两列波在N点相遇，则有t==1 s，相遇时两列波在N点引起的振动方向相 反，由于两列波的振幅不同，所以N点振动，故选项A错误；由题意可知波 长λ=4 m，xPQ=4 m，由于两列波振动方向相反，故在Δx=±处加强，振动 加强点有2处，选项B错误；根据T==2 s，a波传播到M点时间t1==0.5 s，b波传播到M点时间t2==1.5 s，M点为振动加强点，0~2.5 s内质点M运 动路程s=2Aa＋2（Aa＋Ab）=32 cm，选项C正确；两列波周期相同，振动 方向在同一直线上，有稳定相位差，可以发生干涉，选项D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物 理·选择性必修第一册（JK） 7. （2026•四川渠县中学高二下期中考试）水袖舞包含了戏曲和舞蹈的成 分，别具美感。某演员舞动水袖形成的一列简谐横波在t=0时刻的波形图如 图甲所示，P、Q为该波沿传播方向上相距1.5 m的两个质点，Q质点振动领 先P质点，t=0时刻Q质点正处于波谷（图中未画出），图乙为P质点的振动 图像。下列说法正确的是（　　） A． P质点的振动方程为y=0.3sin（πt）m B． t=0时刻，P质点的回复力最大 C． 该简谐横波的波长可能为0.6 m D． 该简谐横波的传播速度可能为0.4 m/s √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析：　根据题图乙可知，P质点的振幅A=0.3 m，频率ω==2π rad/s， 则P质点的振动方程为y=0.3sin（2πt）m，选项A错误；t=0时刻，P质点在 平衡位置，回复力为0，选项B错误；t=0时刻，Q质点在波谷，则有 λ=1.5 m（n=0，1，2，…），令λ=0.6 m，解得n=，选项C错误；根据 v=可知，解得v= m/s（n=0，1，2，…），令v=0.4 m/s，解得n=3， 选项D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物 理·选择性必修第一册（JK） 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. （2026•四川蓉城联盟高三上第一次联合诊断）图示为xOy坐标系中P0处 波源振动t=T后形成的简谐横波，其振幅为A、周期为T，P0~P9为横波上间 距相等的质点。下列说法正确的是（　　） A． 波源起振方向沿y轴正方向 B． t=T时，质点P2的速度最大 C． 质点P1和P3起振后，任意时刻位移大小相等，方向相反 D． 在0~T这段时间内，质点P2运动的路程为3A √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析： 　由题图中的波形图可以看到，当前位于波前的质点P6将要向上 振动，这表明波源起振方向沿y轴正方向，选项A正确；t=T时，质点P2运 动到最高点，振动速度为0，选项B错误；质点P1和P3相距波长，并非反 相点，选项C错误；质点P2距离波源波长，因此在t=T时才开始振动， 0~T内，质点P2路程为0，T~T内，质点P2的路程为3A，因此0~T内，质 点P2运动的路程为3A，选项D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物 理·选择性必修第一册（JK） 9. （2025•四川遂宁高二上开学考试）甲、乙两列横波在同一介质中分别 从波源M、N两点沿x轴相向传播，波速为2 m/s，振幅相同；某时刻的图像 如图所示。则（　　） A． 甲、乙两波的起振方向相反 B． 甲、乙两波的周期之比为3∶2 C． 再经过3 s，平衡位置在x=7 m处的质点振动方向向上 D． 再经过3 s，两波源间（不含波源）有4个质点位移为零 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析：沿波的传播方向平移波形可知，甲波的起振方向向下，乙波的起振方向向上，A正确；由图可知甲波的波长为4 m，乙波的波长为6 m，而两者在同一介质中传播速度相同，根据T=，可知甲、乙两波的周期之比为==，B错误；再经过3 s，甲、乙两波各自向前传播6 m，甲波波谷到达x=7 m处，乙波在x=7 m处的振动与现在相同，接下来两列波都在向上运动，因此该质点应该向上振动，C正确；再经过3 s，甲、乙两波的波形如图所示，根据波的叠加原理可知两波源间（不含波源）有5个质点位移为零，这5个质点的平衡位置分别在2~3 m之间、4~5 m之间、x=6 m处、7~8 m之间、x=9 m处，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物 理·选择性必修第一册（JK） 10. （2026•四川广安高三下二诊）图甲为某同学利用跳绳模拟战绳训练， 该同学将绳子一端固定在杆上，用手上下甩动另一端。图乙为绳上P、Q两 质点的振动图像，P、Q两质点平衡 位置相距5 m。波由P向Q传播。下 列说法正确的是（　　） A． 增大甩动的频率，则波在绳子上传播速度增大 B． t=0.5 s时，P、Q两质点振动方向相同 C． 波长可能为0.6 m D． 波速可能为 m/s √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析： 　波的传播速度只和介质有关，所以增大甩动的频率，波在绳子 上传播速度不变，选项A错误；由题图乙可知，t=0.5 s时刻，P、Q两质点 振动方向相同，选项B正确；根据题意可知λ=xPQ（n=0，1， 2，…），所以λ= m（n=0，1，2，…），当波长为0.6 m时，n不能取 整数，选项C错误；波速为v== m/s（n=0，1，2，…），当波 速为 m/s，则n=1，选项D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物 理·选择性必修第一册（JK） 三、非选择题（本题共5小题，共54分） 11. （7分）（2026•四川成都期末）一简谐波的波源位于坐标原点，波源 振动后t=0.3 s时第一次形成如图所示的波形图。 （1）求该波的波长和传播速度大小； 答案：20 m　50 m/s　 解析：由图可知λ=15 m，所以λ=20 m 波速为 v== m/s=50 m/s。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物 理·选择性必修第一册（JK） （2）在给出的坐标图上画出波 在t=2.0 s时刻的波形图； 答案：见解析图 解析：波的周期 T==0.4 s，由于t=2.0 s=5T 经过一个周期波刚好传到x=20 m质点处，根据周期性可得t=2.0 s时刻的波形图如图所示。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物 理·选择性必修第一册（JK） （3）求从t=0至t=2 s，x=25 m处的质点的运动路程s。 答案：30 cm 解析： 波传播到x=25 m处所需的时间 Δt= s=0.5 s，从t=0至t=2 s时间内 x=25 m处质点振动的时间，t=2 s－0.5 s=1.5 s=3T＋T，x=25 m处质点的运 动路程s=×4A=30 cm。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物 理·选择性必修第一册（JK） 12. （8分）为了保护海洋环境，某中学的学生在专业人员的带领下，去海 边清理海洋垃圾，有学生观察到一列沿海面传播的水波（视为横波），在 波的传播方向上相距Δx=3 m的两处分别有漂浮的垃圾A和垃圾B，垃圾A、 B随波上下运动（视为简谐运动），某时刻垃圾A在波峰时，垃圾B恰好运 动到平衡位置。该同学记录的垃圾A的振动图像如图所示。 （1）求水波振动的振幅和波长； 答案：50 cm　 m（n=0，1，2，…） 解析：由图像可得振幅为50 cm，由题意可知Δx=＋（n=0，1，2，…） 解得λ= m（n=0，1，2，…）。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物 理·选择性必修第一册（JK） （2）若垃圾A、B之间（不含A、B）只有一个波谷，求这列水波的波速大小。 答案：20 m/s或12 m/s 解析： A、B间只有一个波谷，故n=1或2，则λ1=4 m或λ2=2.4 m 由图像可得周期T=0.2 s，则波速v= 可得v1=20 m/s或v2=12 m/s。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物 理·选择性必修第一册（JK） 13. （10分）如图所示，一列简谐横波的波源位于x轴上的原点O处，P、Q 是x轴上相距0.5 m的两个质点，波源O起振方向竖直向上，做周期为T的简 谐振动。一段时间之后的某时刻，P、Q两点都在x轴上方且与x轴的距离都 等于其最大位移的一半，此时P点振动方向竖直向下，Q点的振动方向竖直 向上。求： （1）P、Q两点起振的时间差； 答案：nT＋（n=0，1，2，…） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析： 一段时间之后的某时刻，P、Q两点都在x轴上方且与x轴的距 离都等于其最大位移的一半，所以P、Q两点间距Δx=nλ＋ （n=0，1， 2，…），所以P、Q两点起振的时间差Δt=nT＋（n=0，1，2，…）。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物 理·选择性必修第一册（JK） （2）这列波的波长。 答案： （n=0，1，2，…） 解析： P、Q是x轴上相距0.5 m的两个质点，则 Δx=nλ＋=0.5 m（n=0，1，2，…）。 解得λ=（n=0，1，2，…）。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物 理·选择性必修第一册（JK） 14. （14分）（2026•四川南充开学考试）一列简谐横波沿x轴方向传播， P、Q两质点位于x轴上，其坐标分别为xP=2 m，xQ=8 m，已知P、Q两质点 的振动图像分别如图甲、乙所示。求： （1）若该简谐横波的波速； 答案： 波沿x轴正方向传播，v= m/s（n=0，1，2，…）；波沿x 轴负方向传播，v= m/s（n=0，1，2，…）　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析：由题图甲、乙知t=0时刻，P点在平衡位置向y轴负方向运动， Q点在波峰。 若波沿x轴正方向传播，则有xQ－xP=＋nλ（n=0，1，2，…） 解得λ= m（n=0，1，2，…） 由题图知周期T=0.4 s 根据v= 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物 理·选择性必修第一册（JK） 解得v= m/s（n=0，1，2，…） 若波沿x轴负方向传播，则有xQ－xP=＋nλ（n=0，1，2，…） 解得λ= m（n=0，1，2，…） 根据v= 解得v= m/s（n=0，1，2，…）。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析： 由题4 m＜λ＜5 m 若波长为λ= m（n=0，1，2，…） 当n=1时，λ=4.8 m 若波长为λ= m（n=0，1，2，…） 则n无解 故该波波长为4.8 m，沿x轴正方向传播。 （2）若该简谐横波的波长λ满足4 m＜λ＜5 m，求该波波长及传播方向。 答案： 4.8 m，沿x轴正方向传播 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物 理·选择性必修第一册（JK） 15. （15分）（2026•四川宜宾高三下第二次诊断性考试）如图甲所示，在x 轴上有两个做简谐振动的点波源S1（x1=0）和S2（x2=16 m），两波源都从 t=0时开始沿y轴方向振动，振动图像分别如图乙、图丙所示。两列波在x轴 上相向传播，在t=4 s时两列波恰好相遇。求： （1）x轴上x=10 m处的质点同时参与由两列波的所引起的振动，其振幅为 多少； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物 理·选择性必修第一册（JK） 答案：1 cm　 解析：由题意可知两列波在x=8 m位置相遇，两列波的波速为 v=== m/s=2 m/s 由题图乙、丙可知，波的周期为T=T1=T2=4 s 则两列波的波长为λ=λ1=λ2=vT=8 m x轴上x=10 m处的质点到两波源的波程差为Δx=（x－x1）－（x2－x）=4 m 因为Δx= 且两波的振动步调相同，波程差为半波长的奇数倍，则x轴上x=10 m处的 质点的振动是振动减弱点，故振幅为A=A2－A1=1 cm。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物 理·选择性必修第一册（JK） （2）充分考虑波的叠加，作出t=6 s时两波源间的波形图。 答案：见解析图 解析： 根据波的叠加原理，叠加得出t=6 s时波形图如图所示。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物 理·选择性必修第一册（JK） $