章末综合检测（三） 机械波(Word练习)-【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）

**基本信息** 高中物理同步练，聚焦机械波章末检测，通过基础辨析、综合应用、拓展计算三层设计，构建“概念理解-规律应用-问题解决”的科学思维路径。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础|波的现象（反射/衍射等）、简谐运动规律|单选7题，以现象判断（如第1题波的折射）、基础概念（如第2题平衡位置）为主，强化物理观念| |中档|波形图分析、多质点振动|多选3题，需综合波传播方向与质点振动（如第8题多质点位移关系），培养科学推理| |拔高|波速波长计算、叠加干涉|非选5题，结合实际情境（如第12题海洋垃圾水波），通过多过程计算（如第15题双波源叠加）提升问题解决能力|

章末综合检测（三）　机械波 （时间：75分钟　满分：100分） 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（　　） 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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； （2）在给出的坐标图上画出波在t=2.0 s时刻的波形图； （3）求从t=0至t=2 s，x=25 m处的质点的运动路程s。 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； （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。 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； （2）这列波的波长。 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； （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。 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； （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 章末综合检测（三）　机械波 1.A　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。 2.C　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。 3.B　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。 4.A　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。 5.D　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。 6.C　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。 7.D　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。 8.AD　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。 9.AC　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。 10.BD　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。 11.（1）20 m　50 m/s　（2）见解析图　（3）30 cm 解析：（1）由图可知λ=15 m，所以λ=20 m 波速为 v== m/s=50 m/s。 （2）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。 （3）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。 12.（1）50 cm　 m（n=0，1，2，…） （2）20 m/s或12 m/s 解析：（1）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，…）。 （2）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。 13.（1）nT＋（n=0，1，2，…） （2）（n=0，1，2，…） 解析：（1） 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，…）。 （2） 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，…）。 14.（1）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，…）　（2）4.8 m，沿x轴正方向传播 解析：（1）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= 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，…）。 （2）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。 15.（1）1 cm　（2）见解析图 解析：（1）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。 （2）根据波的叠加原理，叠加得出t=6 s时波形图如图所示。 4 / 5 学科网（北京）股份有限公司 $