第三章 机械波 章末测试题-【新课程能力培养】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册练习手册（人教版）

第三章章 （时间：75分钟 一、选择题（本题共10小题，共46分。第 1~7小题只有一项符合题目要求，每小 题4分。第8~10小题有多项符合题目 要求，每小题6分，全部选对的得6 分，选对但不全的得3分，有选错的得 0分) 1.关于振动和波的关系，下列说法正确的是 () A.物体做机械振动，一定产生机械波 B.如果波源停止振动，在介质中传播的 波也立即停止 C.波在介质中传播的频率由波源决定， 与介质无关 D.波源振动得越快，波的速度也越大 2.如图所示为一列沿x ↑ym 轴负方向传播的简 谐横波在某一时刻 的图像，下列说法 中正确的是( 第2题图 A.该时刻a点和d点处的质点位移相同， 加速度方向相反 B.该时刻b点和c点处的质点位移相同， 速度方向也相同 C.质点b比质点c先回到平衡位置 D.质点a比质点d先回到平衡位置 3.A、B两列波在某时刻的波形如图所示， 经过t=T4时间(T4为波A的周期)，两波 再次出现如图所示的波形，则两波的波速 第三章章未测试题 末测试题 总分：100分) 之比UA:vB不可能是（ 第3题图 A.1:3 B.1:2 C.2:1 D.3:1 4.一列简谐横波在t=0 y/cm =0 t=0.02s 时刻的波形如图中 的实线所示，t= 0.02s时刻的波形 第4题图 如图中虚线所示。若该波的周期T大于 0.02s,则该波的传播速度可能是 A.2 m/s B.3 m/s C.4m/s D.5 m/s 5.如图为一列沿x轴 ◆WCm 正方向传播的简谐 9A 7/1113xm 横波的部分波形 图。若该波波速v= 第5题图 40ms,在t=0时刻波刚好传播到x=13m 处，下列关于波在t=0.45s时的运动情况 的分析，其中不正确的是() A.该波x=9m处的质点的位移为-5cm B.该波x=11m处的质点的位移为5cm C.该波x=11m处的质点速度方向沿y轴 负方向 9 N 高中物理选择性必修第一册（人教版) D.该波好传播到x=31m处 6.图甲为一列简谐横波在t=0时刻的波形图 像，图乙为该横波中x=3m处质点A的 振动图像，则下列说法正确的是( v/cm y/cm 20 第6题图 A.波的传播方向沿x轴正方向 B.波的传播速度大小为1cms C.在t=2.0s时刻，图甲中x=4m处质点 B的振动加速度大小为O D.若该波遇到尺寸大小为1m的障碍物 或孔时，该波会发生明显的衍射现象 7.在均匀的介质中，各质点的平衡位置在同 一直线上，相邻两个质点的距离均为α， 如图甲所示。振动从质点1开始并向右传 播，其振动初速度方向竖直向上，经过时 间t前13个质点第一次形成的波形图如 图乙所示，则该波的周期T、波速v分别 是() X ☑ 12345678901m273 12345678910111213 甲 乙 第7题图 A号1 B3,12 t C.i. D.子，g 8.如图所示表示两列同频率相干水波在=0 时刻的叠加情况，图中实线表示波峰，虚 10 线表示波谷，已知两列 波的振幅均为2cm,波 速均为2m/s,波长均 为0.4m,E点是BD 连线和AC连线的交 第8题图 点，下列说法正确的是( A.A、C两点是振动减弱点 B.E点是振动加强点 C.B、D两点在该时刻的竖直高度差为 4 cm D.t=0.05s时，E点离开平衡位置2cm 9.一列简谐横波沿x轴传播，时刻该列波 的波形如图，波速为2ms,A、B是该列 波上的两质点。则下列说法正确的是 y/em x/m 第9题图 A.该列波的频率为0.5Hz B.to时刻A质点的速率比B质点的大 C.若A质点从to再经历0.25s到达平衡 位置，则o时刻B质点向y轴正方向 运动 D.若A质点从to再经历0.75s到达平衡 位置，则该列波沿x轴正方向传播 10.简谐横波在均匀介 Ay/m 质中沿直线传播，P Q是传播方向上相距 456789 10m的两质点。波 第10题图 先传到P,当波传到Q开始计时，P、Q 两质点的振动图像如图所示，则() A.质点Q开始振动的方向沿y轴正方向 B.该波从P传到Q的时间可能为7s C.该波的传播速度可能为2m/s D.该波的波长可能为6m 二、非选择题（本题共5小题，共54分） 11.(9分)如图甲，在x0y平面内有两个沿 z方向做简谐运动的点波源S1(0,4)和 S2(0,-2)。两波源的振动图线分别如图乙 和图丙所示，两列波的波速均为1.00ms。 两列波从波源传播到点A(8,-2)的路 程差为 m,两列波引起的 点B(4,1)处质点的振动相互 (填“加强”或“减弱”)，点C(0,0.5) 处质点的振动相互 (填“加强” 或“减弱”)。 y/m z/cm 丙 第11题图 12.(6分)一列简谐横波沿x轴正方向传 播，在t=0时刻的完整波形如图所示。 当t=0.7s时，A点第4次位于波峰位 置，B点首次位于波谷位置，则再经过 S,A、B又再次回到平衡位 置，A、B间相距 m。 第三章章末测试题 B x/m 10 20 A 第12题图 13.(13分)如图所示，实线表示一列横波 在某时刻的波形图线，虚线是经过0.2s 时的波形图线。 (1)若波向左传播，求它在这段时间内 传播的距离。 (2)若波向右传播，求它的最大周期。 (3)若波的传播速度为115m/s,试判 断波的传播方向。 Ay/cm 023,4m 第13题图 (11 N 高中物理选择性必修第一册（人教版） 14.(13分)平衡位置位于原点0的波源发 出的简谐横波在均匀介质中沿水平x轴 传播，P、Q为x轴上的两个点（均位于 x轴正方向)，P与O的距离为35cm, 此距离介于一倍波长与二倍波长之间， 已知波源自t=0时由平衡位置开始向上 振动，周期T=1s,振幅A=5cm。当波 传到P点时，波源恰好处于波峰位置： 此后再经过5s,平衡位置在Q处的质 点第一次处于波峰位置，求： (1)P、Q之间的距离。 (2)从=0开始到平衡位置在0处的质 点第一次处于波峰位置时，波源在 振动过程中通过的路程。 (12 15.(13分)一列简谐横波在介质中沿x轴 正方向传播，波长不小于10cm。0和 A是介质中平衡位置分别位于x=0和 x=5cm处的两个质点。t=0时开始观 测，此时质点O的位移为y=4cm,质点 A处于波峰位置：=}s时，质点0第一 次回到平衡位置，t=1s时，质点A第一 次回到平衡位置。求： (1)简谐波的周期、波速和波长。 (2)质点O的位移随时间变化的关系式。6.D【解析】题图时刻a,d两点位移相同，加速度 相同，A错误；题图时刻b、c两点位移相同，速度方 向相反，B错误；据“上坡下，下坡上”可以判断a、b 两点沿y轴正方向运动，c、d两点沿y轴负方向运动， 所以c比b先回到平衡位置，a比d先回到平衡位置，C 错误，D正确。 ?A【懈标】单摆的周期公式为72√任，同- 单赛即有7江V区，又据万有引为定律心6，有 C M 兴，因此V紧，故：-V瓷-1， 8.AD【解析】振子在半个周期内刚好到达与初位 置关于平衡位置对称的位置，两位置速度大小相等，故 由动能定理知，回复力做的功一定为0，A正确，B错 误；由于速度反向（初位置在最大位移处时速度均为 0),所以在半个周期内速度变化量的大小为初速度大小 的两倍，因此在半个周期内速度变化量大小应为0~2 之间的某个值，则C错误，D正确。 9.BCD【解析】A、B两处位移相同，速度大小相 等，但方向相反，A项错误，C正确；在t=0.1s和t= 0.3s时物体离开平衡位置的位移最大，方向相反，由F= -kx,EL可知B、D正确。 10.BCD【解析】根据题图和正方向的规定可知， t=2s时刻，速度最大，振子处于平衡位置，A错误；t= 3s时刻，振子的速度方向向左，B正确；t=4s时刻， 速度为0，振子在左边最大位移处，加速度方向向右且 为最大值，C正确：从题图乙可知，振子的周期为8s, D正确。 1.(1)BC(2)4兰【解析】()为了减小 实验误差，应选用密度大、体积小的摆球，A错误；摆 线应选用不易伸缩的细线，B正确：实验时摆球应在同 一竖直面内摆动，而不能做成圆锥摆，C正确；摆长一 定的情况下，摆角不能超过5°，因此摆的振幅不能过 大，D错误。 (②由单摆周期公式得7-2后，1-2加V一 V g 4m2△L 解得g=T- 12.(1)①adf②4mL③偏小(2)①2.0 ②9.76【解析】(1)①除秒表外，在下列器材中，还应 参考答案与解析。 该选用：a.长度接近1m的细绳；d.直径为1.8cm的 铁球；f.最小刻度为1mm的米尺：②单摆的周期为T= ÷,根据12V悟可知产4：③如果接 球振动过程中悬点O处摆线的固定处出现松动，摆长略 微变长，则测得的周期变大，由g=4可知测得的重 T 力加速度偏小。(2)①从v-t图线中读出，单摆的振动 周期为T=2.0s;②因为T2=4rL,由T=4.04L+0.035 可知纤-404，解得都976ms。 13.1.0s【解析】从船上升到最高点时计时，游船的 振动方程为)Acos2只，代入数据得)-20os2cm. 在前半个周期内，当y=10cm时，可得t=0.5s,故在一 个周期内，游客能舒服地登船的时间是2t=1.0s。 14.(1)9N(2)1N【解析】(1)在平衡位置， 设弹簧压缩量为x,有(M+m)g=kx,解得x=0.125m。 在最低点，设物体对平台压力大小为F,由牛顿第 三定律可知，平台对物体的支持力大小F1'=F。 对整体：k(x+A)-(M+m)g=(M+m)a1 对物体：F'-mg=ma,解得a=8m/s2,F'=F=9N。 (2)在最高点，设物体对平台的压力大小为F2,由 牛顿第三定律可知，平台对物体的支持力大小F,'=F。 对整体：(M+m)g-k(x-A)=(M+m)a2, 对物体：mg-F'=ma2, 解得a2=8m/s2,F2'=F2=1N。 15?-1R【解析】设摆长为1，海平面处和离海 平面的高度为h处的重力加速度分别是g和g。 根据单摆周期公式得2mV,T=2m√， 故&=T? 根据万有引力公式有G=mg, 得6-6兴，同理g-6得号- R2 由以上结论可得 子“，则1 "第三章章末测试题 1.C【解析】如果没有介质用来传播，则不会产生 73 N 高中物理选择性必修第一册（人教版） 机械波，A错误：波源停止振动时，介质中还在传播的 波会继续传递，B错误：波源振动得越快，波的频率就 越大，而波速则与介质有关，D错误。所以选C。 2.D【解析】题图时刻a、d两点位移相同，加速度 相同，A错误；b、c两点处的质点位移相同，速度方向 相反，B错误；据“上坡下，下坡上”可以判断a、b两 点沿y轴正方向运动，c、d两点沿y轴负方向运动，所 以c比b先回到平衡位置，a比d先回到平衡位置，C 错误，D正确。 3.D【解析】由题图知A与B的波长关系为入4= 2认，周期关系为T证，可得8会杂-头，： v=2:n(n=1,2,3,…),可知比值的最大值为2。故 A、B、C正确，D错误。 4.B【解析】本题考查横波的图像和波速公式及考 生的理解能力和推理能力。<T,故若波向右传播，则 波传播的距离=0.02m,则波速=4=00ms= t0.02 1ms;若波向左传播，则波传播的距离2=0.06m,则 波速=空-80Sm=3ms,放B正确。 5.B【解析】根据波形图可知入=8m。根据入=vT可 得波的周期为T=入=0.2s,所以在t=0.45s时，已传播 了24个周期，根据波的周期性特点，可将1=0时的波 形图向右移子入，即可得045s时的波形图，则x9m 处的质点的位移为-5cm,x=11m处的质点的位移为0， A正确，B错误；x=11m处的质点沿y轴负方向运动， 故C正确：t=0时刻，该波传播到13m处，在t=0.45s 时间内又传播x'=2}T=18m,故t=0.45s时波传播 4 到31m处，所以D正确。 6.D【解析】由题图乙知t=0时刻质点A处于平衡 位置向上运动，结合题图甲可知波沿x轴负方向传播， A错误；由题图甲可知入=4m,由题图乙知T=4S,故 波速=子=1ms,B错误；1=0时刻质点B处于波峰， 经过2.0s即半个周期后质点B运动到波谷，加速度最 大，C错误；发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸 比波长小或相差不多，故D正确。 7.A【解析】质点1起振方向向上，其振动传播到 质点13，用时子工，质点13起振方向向上，而题中用 74 时为t,质点13的振动方向向下，故质点13已振动了 子的时间，则有1=27，即1号波传播了2》的距离， A=8a,故=2L-16a,A正确。 8.AB【解析】由题图可知A、C两点在该时刻是波 峰和波谷相遇，所以是减弱的，A正确；同理可知，B、 D两点是振动加强点，且高度差为4A=8cm,C错误； T=入=04s=0.2s,当1=0.05s=T时，两波的波峰传 v 2 过来，E处于波峰，x=2A=4cm,所以E是加强点，B 正确，D错误。 9.ACD【解析】由题图可知入=4m,v=2m/s,故f= 天-05此，故Λ正确：越接近平衡位置的点速率越大， 则A质点的速率小于B质点的速率，故B错误；因T= 1=2s,A质点经历0.25s到平衡位置，则A质点在口 to时刻振动方向向下，波沿x轴负方向传播，可知t=o 时刻B质点的振动方向为y轴正方向，故C正确；同 理，D项中，波沿x轴正方向传播，故D正确。 10.AD【解析】读图可知，质点P的振动图像为虚 线，质点Q为实线。从0时刻开始，质点Q的起振方向 沿y轴正方向，所以A正确；由题可知，简谐横波的传 播方向从P到Q,由题图可知，周期T=6s,质点Q的 振动图像向左平移4s后与P点的振动图像重合，意味 着Q比P的振动滞后了4s,即P传到Q的时间△1可 能为4s,同时由周期性可知，从P传到Q的时间△为 (4+nT)s,n=0,1,2,…,即△=4s,10s,16s,…, 所以B错误；由=签，考虑到简谐波的周期性， 当△t=4s,10s,16s,…时，速度v可能为2.5ms, 1m/s,0.625m/s,…,所以C错误；同理，考虑周期 性，入=T可得，波长可能为15m,6m,3.75m,…,所 以D正确。 11.2减弱加强【解析】由图乙可得周期T=2s, 则波长A=T=2m,两列波从波源传播到点A(8,-2)的 路程差△=T-12=(10-8)m=2m,两列波的振动步调相 反，从波源传播到点B(4,1)的路程差为0，引起该处 质点的振动相互减弱，从波源传播到点C(0,0.5)的路程 老为1m今，该处质点为报动加强点。 12.0.0570【解析】由题图可知各点起振方向沿y 轴正方向向上，波的波长为20m;0.7s内A全振动的 次数为35，则可求得T02s:则波速=分-沿s 100m5,B此时的振动时间为工=0.05s,则波从20m 处传到B所用的时间为0.7s-0.05s=0.65s:则A、B间 的距离s=5m+wt=5m+100x0.65m=70m;此时A、B均 在最大位置处，故回到平衡位置需要的时间均为T= 0.05s。 13.(1)(4n+3)m(n=0,1,2,3,…）(2)0.8s (3)沿x轴负方向传播，判断过程见解析【解析】由波 的图像可知，波长A=4m。(1)波在空间上具有周期 性，若波向左传播，则向左传播的可能距离△=(3+n入)= (4n+3)m(n=0,1,2,3,…)。 (2)若波向右传播，传播的可能距离为△=(1+n入)m= (冬+n入m:由波的周期性，可知波传播△x的距离需 时间子M,1a=0.1,2,3,… 4n+1 当n=0时，周期有最大值，Tm=4△=0.8s。 (3)当=115m/s时，波在0.2s时间内传播的距离 为4=4=230m=20A=5A+子入，可知波沿x轴负方 4 向传播。 14.(1)133cm(2)125cm【解析】(1)由题 意，O、P两点间的距离与波长A之间满足OP-子A①， 波速：与波长的关系为=分②，在15s的时间间隔 内，波传播的路程为t。由题意知1=PQ+子③，式 中，PQ为P、Q间的距离。由①②③式和已知数据，解 得PQ=133cm。 (2)Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源运动 的时间为+？1，波源从平衡位登开始运动，每经过 ，波源运动的路程为4，由已知条件得1=25x子，放 T t1时间内，波源运动的路程为s=25A=125cm。 15.)4s75cms30cm2)y-008eos受+号 或y-00m(受+)【解标】()设振动周期为r 由于质点A在0到1s内由最大位移处第一次回到平衡 位置，经历的是}个周期，由此可知T=4s①，由于 质点O与A的距离5cm小于半个波长，且波沿x轴正 参考答案与解析。 方向传播，0在=令s时回到平衡位置，而A在日1s 时回到平衡位登，时间相差子s、。两质点平衡位登的距 离除以传播时间，可得波的速度=7.5cm/s②，利用 波长、波速和周期的关系得，简谐波的波长入=30cm ③。 (2)设质点O的位移随时间变化的关系式为 Acos2严+p④. (4=A coS Po, 将①式及题给条件代人上式得 0-cos) ⑤. 解得于，A=8cm⑥， 质点O的位移随时间变化的关系式为 )-08cas受+号或y008sn受+石}月 6/ "第四章章末测试题 1.C【解析】本题考查了光的折射、全反射、临界 角等相关知识，意在考查考生的理解能力及分析判断能 力。在同一种玻璃中，红光的折射率小于蓝光的折射 率，由=￡可知，蓝光在该玻璃中的传播速度小于红 n 光，A、D错误；两种光的人射角相同，由sinr=sini n 可知，蓝光的折射角小于红光的折射角，B错误：由sinC 1可知，红光的临界角大于蓝光的临界角，C正确。 n 2.A【解析】如题图，由加8=n可知b的折射率 sin 02 大于a的折射率，A正确；由n=c可知介质中v,>,C 错误；由sinC=1可知C>C,B错误。由题图可以看 n 出，单色光a折射角大，D错误。 3.C【解析】尾灯构造与全反射棱镜类似。 4.B【解析】由A=9和△=号入可知，B正确。不 论波长如何变化，中央亮纹的中心仍在0点。 5.D【解析】因为>2，而sinC=士，所以sinC< n 分，C<30,射到AB边的人射角-30，发生了全反 射，此光线反射到AC边的入射角=60°，再次发生全反 射而垂直射到BC边上，从BC边射出。同理，射到BC 75