第三章 机械波 单元测试-2026-2027学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

**基本信息** 本卷为高中物理选择性必修一机械波单元测试，以声镊技术、地震波等真实情境为载体，全面覆盖波的叠加、干涉、衍射等核心知识，注重科学思维与探究能力考查，适配单元复习需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|11/44|波的叠加（第1题）、干涉（第2题）、多普勒效应（第4题）|结合声镊技术（第2题）、地震波（第3题）等前沿情境，考查运动与相互作用观念及科学推理| |实验题|1/15|波的衍射（第12题）|通过发波水槽实验，考查科学探究中的证据分析与结论解释能力| |解答题|4/41|波形图分析（第13题）、波速计算（第14题）|综合波形与振动图像，考查模型建构及复杂问题解决能力，贴合高考命题趋势|

保密★启用前 2026-2027学年高中物理选择性必修一（人教版2019）第三章 波单元测试 本卷满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1. 答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2. 回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3. 考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第I卷（选择题） 本部分共11小题，每小题4分，共44分。在每个小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意 一、单选题（共44分） 1．（本题4分）如图是水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，以波源S1、S2为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线）；S1的振幅A1 = 5 cm，S2的振幅A2 = 4 cm，则下列说法正确的是（     ） A．质点A、B在该时刻的高度差为8 cm B．质点A、C在该时刻的高度差为8 cm C．再过半个周期，质点D迁移到A点 D．质点C始终静止不动 【答案】B 【详解】A．由图可知，质点是波峰与波峰相遇，为振动加强点，此时位移为 质点是波谷与波峰相遇，为振动减弱点，此时位移为 故质点、在该时刻的高度差为，故A错误； B．质点是波峰与波谷相遇，为振动减弱点，此时位移为 故质点、在该时刻的高度差为，故B正确； C．在波的传播过程中，质点只在平衡位置附近振动，并不随波迁移，故C错误； D．质点是振动减弱点，其振幅为，振幅不为零，所以质点在平衡位置附近振动，并非始终静止不动，故D错误。 故选B。 2．（本题4分）声镊技术是一种利用声波产生的声辐射力来操控微小物体的前沿技术，如图所示，是一种声镊装置的原理图，左右两个声波发射器对向发射同频同相的声波，微小物体会被“夹”在声波叠加减弱点，其中 a点为两个声波的中点，b点与a点距离为声波的半波长。下列说法正确的是（　　） A．a点为声波叠加减弱点 B．微小物体会被“夹”在b点 C．声波振动方向与传播方向相互垂直 D．微小物体在此装置中被“夹”时受力情况如图2所示 【答案】D 【详解】A．根据波程差是波长的整数倍时，该点是振动加强点；波程差是半波长的奇数倍时，该点是振动减弱点；因a点波程差是波长的整数倍时，故a点是振动加强点，故A错误； B．微小物体会被“夹”在某点，该点属于振动减弱点，b点到两个振源的波程差为波长的整数倍，是加强点，故B错误； C．声波振动方向与传播方向共线，是纵波，故C错误； D．微小物体在此装置中被“夹”时该点属于振动减弱点，受力情况如图2所示，故D正确。 故选D。 3．（本题4分）某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4 km/s和9 km/s。一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成，如图所示。在一次地震中，震源在地震仪正下方，观察到两振子相差10 s开始振动，则（     ） A．P先开始振动 B．P，H同时振动 C．H先振动 D．P，H都不振动 【答案】A 【详解】纵波的速度快，纵波先到，所以P先开始振动。 故选A。 4．（本题4分）波源和观察者相向运动，则观察者单位时间内感觉到的波的个数（     ） A．增加 B．减少 C．不变 D．不确定 【答案】A 【详解】观察者单位时间内感觉到的波的个数即为接收到的波的频率，本题考查多普勒效应的规律：二者相向运动时，观察者接收到的波的频率增加，即单位时间感觉到的波的个数增加。 故选A。 5．（本题4分）一列简谐横波沿轴正方向传播，、两点是传播方向上平衡位置相距的两点。已知时处质点开始向下起振，时，、间出现如图所示的波形（、外的波形未画出），且处质点处于平衡位置向上振动，则该简谐横波的最小波速为（     ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】设该简谐波的波长为，则 解得 已知时处质点开始向下起振，波沿轴正方向传播，时，A、B间出现图示波形，则该时刻简谐波至少传到B点右侧； 又时，处质点处于平衡位置向上振动，则处与A间的距离至少； 故时，简谐波传播的距离至少为 则该简谐横波的最小波速为 故选A。 6．（本题4分）下列关于两列波相遇时叠加的说法中不正确的是（     ） A．相遇后，振幅小的一列波将减弱，振幅大的一列波将加强 B．相遇后，两列波的振动情况与相遇前完全相同 C．在相遇区域，任一点的总位移等于两列波分别引起的位移的矢量和 D．几个人在同一房间说话，相互听得清楚，这说明声波在相遇时互不干扰 【答案】A 【详解】A．波相遇叠加，是该点位移矢量合成，不会改变两列波本身振幅，不会出现振幅小的被减弱、振幅大的被加强。加强、减弱指的是相遇区域质点振动，不是波本身。故A错误； B．波独立传播，相遇过后两列波振动情况和相遇前完全相同。故B正确； C．相遇区域，任一点总位移等于两列波分别引起位移的矢量和，这是波的叠加原理。故C正确； D．几个人同时说话，声波相遇互不干扰，各自传播，所以能分清每个人的声音，是独立传播现象。故D正确。 故选A。 7．（本题4分）、处各有一波源从平衡位置开始沿y轴方向做简谐振动，形成两列波相向传播，波速均为1m/s，时刻的波形如图所示。P、Q分别为平衡位置处于和处的两质点。下列说法正确的是（    ） A．比先起振且起振方向相反 B．时，P、Q两点的速度方向与加速度方向均相反 C．0~16s内，处的质点运动的路程为48cm D．经过足够长时间后，x轴上两波源间（不含波源）共有11个振动加强点 【答案】C 【详解】A．比先起振且起振方向相同，均为向下，故A错误； B．波长为4m，则周期为，则时，P点处于y轴正半轴，速度向上，加速度向下，Q点处于y轴负半轴，速度向上，加速度向上，P、Q两点的速度方向相同，故B错误； C．0～8s内，处的质点没有运动，8s～12s质点运动了一个周期且振幅为4cm，路程为16cm，12s～16s,两列波叠加振幅为8cm，质点运动了一个周期，路程为，故0～16s总路程为，故C正确； D．由于两波源振动步调相反，到两波源距离差为半波长的奇数倍时的质点为振动加强点，因此有、、、、、共12个振动加强点，故D错误。 故选C。 8．（本题4分）有科学家发现波浪能是一种以海水机械波形式出现的海洋能，通过机械波去传播能量，用于发电、供热等。如图所示为海水机械波时刻的波形图。已知波浪沿x轴正方向传播，其任意振动质点连续两次经过平衡位置之间的时间为0.2秒，则下列说法正确的是（　　） A．波的振动频率为5Hz B．波的传播速度为40m/s C．处的质点在时刻将向下运动 D．处的质点在时恰好位于波谷 【答案】D 【详解】由题意可知，任意振动质点连续两次经过平衡位置之间的时间为半个周期，即 解得周期 由波形图可知波长 A．波的振动频率，故A错误； B．波的传播速度，故B错误； C．波沿 轴正方向传播，根据“上下坡法”或“微平移法”判断，时刻处的质点正沿轴正方向（向上）运动，故C错误； D．时刻处的质点位于平衡位置且向上振动，时间，因为，即经过了个周期。质点从平衡位置向上起振，经过恰好到达波谷位置，故D正确。 故选D。 9．（本题4分）如图所示，甲乙两列振幅和波长均相同的简谐横波在同种介质中沿相反方向传播，t=0时刻甲、乙两波分别到达A、B两点。已知两列波的周期均为0.4s，则（     ） A．此时x=2.0m处的质点速度为零 B．两列波在相遇区域会发生干涉现象 C．t=0.1s时，x=0.5m处的质点处于波谷 D．t=0.2s到t=0.3s内，x=1.0m处的质点运动的路程为20cm 【答案】B 【详解】A．此时两列波在x=2.0m处的质点引起的振动均沿y轴正向，可知该质点的速度方向沿y轴正向，不为零，A错误； B．两列波的频率相同，满足相干条件，即在相遇区域会发生干涉现象，B正确； C．波速，可知t=0.1s时乙波向左传播0.5m，还没有到达x=0.5m处的质点处，则该质点的振动由甲波决定，则此时该质点位于平衡位置，C错误； D．乙波传到x=1.0m处需要的时间为，此时刻由甲波在该质点引起的振动也在平衡位置，因该点振动加强，则t=0.2s到t=0.3s内，即经过，x=1.0m处的质点运动的路程为s=2A=10cm，D错误。 故选B。 10．（本题4分）一列简谐横波沿x轴传播，图（a）是时刻的波形图；P是介质中位于处的质点，其振动图像如图（b）所示。关于这列简谐波，下列说法正确的是（　　） A．波速为2m/s B．向左传播 C．波的振幅是10cm D．处的质点在时位于平衡位置 【答案】A 【详解】A．由图a可知波长为，由图b可知波的周期为，则波速为，故A正确； B．由图b可知时，P质点向下运动，根据“上下坡”法可知波向右传播，故B错误； C．由图a可知波的振幅为5cm，故C错误； D．根据图a可知时处的质点位于平衡位置处，由于 所以，可知在时质点位于波峰处，故D错误。 故选A。 11．（本题4分）声波是一种机械波，具有波的特性，关于声波下列说法中正确的是（　　） A．不同频率的声波在空气中相遇时不会叠加 B．相同条件下，低频声波比高频声波更容易发生衍射现象 C．高频声波和低频声波相遇时能发生干涉现象 D．波的频率由介质决定，波的传播速度由波源决定 【答案】B 【详解】A. 根据波的叠加原理，不同频率的声波在空气中相遇时仍会叠加（波的独立传播），只是无法形成干涉，故A错误； B. 衍射现象的发生取决于波长与障碍物尺寸的相对关系；波长越长，衍射越容易。声波波长 相同介质中v相同，f 越低则λ越大，因此低频声波比高频声波更容易发生衍射，故B正确； C. 干涉现象要求相干波（频率相同、相位差恒定），高频声波与低频声波频率不同，无法发生干涉，故C错误； D. 波的频率由波源决定，波的传播速度由介质决定，故D错误。 故选B。 第II卷（非选择题） 本部分共5题，共56分。其中第13题-第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 二、实验题（共15分） 12．（本题15分）发波水槽是演示波动过程的重要实验仪器。其中包括波的形成、传播以及波的干涉和衍射等的物理现象。如图所示，某同学使用发波水槽观察到一列水波通过障碍物上的缝隙后再水面上继续传播。 (1)图中可观察到波的（　　） A．干涉 B．衍射 C．折射 D．反射 (2)水面各点的振动均为（　　） A．自由振动，频率由水体自身性质决定 B．自由振动，频率由波源决定 C．受迫振动，频率由水体自身性质决定 D．受迫振动，频率由波源决定 (3)若使波源保持振动情况不变匀速向缝隙靠近，则在狭缝右侧的水波的_________增大，_________减小。（选填波长/频率/波速） (4)若将缝变大，则可在狭缝右侧观察到的衍射现象____________（选填“明显”、“不明显”）。 【答案】(1)B (2)D (3) 频率 波长 (4)不明显 【详解】（1）图中可观察到波的衍射。 故选B。 （2）水面各点的振动均为受迫振动，频率由波源决定。 故选D。 （3）[1][2]若使波源保持振动情况不变匀速向狭缝靠近，相比于波源静止，根据多普勒效应可知狭缝右侧水波的频率变大；根据 可知狭缝右侧水波的波长减小。 （4）狭缝越小，衍射现象越明显，若将缝变大，则可在狭缝右侧观察到的波的衍射现象不明显。 三、解答题（共41分） 13．（本题6分）如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为t1=0.5s时的波形图，虚线为t2=2s时的波形图。已知该简谐波的传播速度v满足。 (1)求该波的传播速度； (2)若这列波沿x轴正方向传播，求平衡位置在x=0处质点的振动方程。 【答案】(1)若横波沿x轴正向传播，若横波沿轴负向传播 (2) 【详解】（1）由波形图可知，波长 根据       结合速度范围可以得到周期范围，解得 的质点在时，若横波沿x轴正向传播，则（n1=0，1，2，3， …）         解得，             若横波沿轴负向传播，则 （n2=0，1，2，3， …）         解得，           （2）若这列波沿x轴正方向传播，则波的周期为   圆频率       机械振动表达式      由图知波的振幅为，平衡位置在处质点在时位于正的最大位移处，则有 解得 故平衡位置在处质点的振动方程为 【点睛】 14．（本题8分）如图，实线是一列简谐横波在时刻的波形，虚线是这列波在时刻的波形。 (1)写出这列波的波速表达式； (2)若波速大小为，波的传播方向如何？ 【答案】(1)若波沿轴正方向（向右）传播，波速 若波沿负方向（向左）传播，波速 (2)波沿x轴负方向（向左）传播 【详解】（1）由波形图可得该波波长，时间差 波的传播方向有两种可能，分情况讨论，若波沿轴正方向（向右）传播，时间内波传播的距离 波速 若波沿负方向（向左）传播，时间内波传播的距离 波速 （2）将代入两种表达式验证。若向右传播 得 不是整数，不符合； 若向左传播 得，为非负整数，符合条件。 因此波沿x轴负方向（向左）传播。 15．（本题12分）一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，此时x=0.4m的质点恰好开始振动。在波传播的路程上有P、Q两质点，t=1.5s时，平衡位置位于x=1.5m的质点Q第一次到达波谷。 (1)t=0时，质点P的振动方向。 (2)求这列简谐横波的周期T。 (3)求0~2s内，质点P运动的路程s。 【答案】(1)沿y轴正方向 (2)0.5s (3)80cm 【详解】（1）波沿x轴正向传播，则由同侧法可知，t=0时质点P沿y轴正向振动； （2）波长λ=0.4m ，Q第一次到波谷，波传播距离Δx=1.5m-0.3m=1.2m 波速 周期 （3）2s内经历的周期数n=4，则质点P运动的路程s=4A×n=4×4×5cm=80cm 16．（本题15分）如图所示，图甲是一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，图乙为质点P的振动图像。试求： (1)该简谐横波的传播方向； (2)该简谐横波的波速为多少； (3)比较t=0.1s时质点Q与质点P的加速度的大小。 【答案】(1)沿x轴正方向传播 (2)10m/s (3)aQ﹤aP 【详解】（1）由图可知t=0时质点P的振动方向沿y轴负方向，根据上下坡法可得简谐横波沿x轴正方向传播。 （2）由图甲得波长为λ=4m，由图乙得周期为T=0.4s 依据v= 可得波速为v=10m/s （3）t=0.1s时质点运动了四分之一周期，质点P振动到波谷，位移为负向最大，质点Q未到最大位移处，则质点Q离开平衡位置的位移小于质点P离开平衡位置的位移，故质点Q的加速度小于质点P的加速度，即aQ﹤aP。 试卷第2页（共12页） 试卷第1页（共12页） 学科网（北京）股份有限公司 $ 保密★启用前 2026-2027学年高中物理选择性必修一（人教版2019）第三章 机械波单元测试 本卷满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1. 答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2. 回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3. 考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第I卷（选择题） 本部分共11小题，每小题4分，共44分。在每个小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意 一、单选题（共44分） 1．（本题4分）如图是水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，以波源S1、S2为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线）；S1的振幅A1 = 5 cm，S2的振幅A2 = 4 cm，则下列说法正确的是（     ） A．质点A、B在该时刻的高度差为8 cm B．质点A、C在该时刻的高度差为8 cm C．再过半个周期，质点D迁移到A点 D．质点C始终静止不动 2．（本题4分）声镊技术是一种利用声波产生的声辐射力来操控微小物体的前沿技术，如图所示，是一种声镊装置的原理图，左右两个声波发射器对向发射同频同相的声波，微小物体会被“夹”在声波叠加减弱点，其中 a点为两个声波的中点，b点与a点距离为声波的半波长。下列说法正确的是（　　） A．a点为声波叠加减弱点 B．微小物体会被“夹”在b点 C．声波振动方向与传播方向相互垂直 D．微小物体在此装置中被“夹”时受力情况如图2所示 3．（本题4分）某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4 km/s和9 km/s。一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成，如图所示。在一次地震中，震源在地震仪正下方，观察到两振子相差10 s开始振动，则（     ） A．P先开始振动 B．P，H同时振动 C．H先振动 D．P，H都不振动 4．（本题4分）波源和观察者相向运动，则观察者单位时间内感觉到的波的个数（     ） A．增加 B．减少 C．不变 D．不确定 5．（本题4分）一列简谐横波沿轴正方向传播，、两点是传播方向上平衡位置相距的两点。已知时处质点开始向下起振，时，、间出现如图所示的波形（、外的波形未画出），且处质点处于平衡位置向上振动，则该简谐横波的最小波速为（     ） A． B． C． D． 6．（本题4分）下列关于两列波相遇时叠加的说法中不正确的是（     ） A．相遇后，振幅小的一列波将减弱，振幅大的一列波将加强 B．相遇后，两列波的振动情况与相遇前完全相同 C．在相遇区域，任一点的总位移等于两列波分别引起的位移的矢量和 D．几个人在同一房间说话，相互听得清楚，这说明声波在相遇时互不干扰 7．（本题4分）、处各有一波源从平衡位置开始沿y轴方向做简谐振动，形成两列波相向传播，波速均为1m/s，时刻的波形如图所示。P、Q分别为平衡位置处于和处的两质点。下列说法正确的是（    ） A．比先起振且起振方向相反 B．时，P、Q两点的速度方向与加速度方向均相反 C．0~16s内，处的质点运动的路程为48cm D．经过足够长时间后，x轴上两波源间（不含波源）共有11个振动加强点 8．（本题4分）有科学家发现波浪能是一种以海水机械波形式出现的海洋能，通过机械波去传播能量，用于发电、供热等。如图所示为海水机械波时刻的波形图。已知波浪沿x轴正方向传播，其任意振动质点连续两次经过平衡位置之间的时间为0.2秒，则下列说法正确的是（　　） A．波的振动频率为5Hz B．波的传播速度为40m/s C．处的质点在时刻将向下运动 D．处的质点在时恰好位于波谷 9．（本题4分）如图所示，甲乙两列振幅和波长均相同的简谐横波在同种介质中沿相反方向传播，t=0时刻甲、乙两波分别到达A、B两点。已知两列波的周期均为0.4s，则（     ） A．此时x=2.0m处的质点速度为零 B．两列波在相遇区域会发生干涉现象 C．t=0.1s时，x=0.5m处的质点处于波谷 D．t=0.2s到t=0.3s内，x=1.0m处的质点运动的路程为20cm 10．（本题4分）一列简谐横波沿x轴传播，图（a）是时刻的波形图；P是介质中位于处的质点，其振动图像如图（b）所示。关于这列简谐波，下列说法正确的是（　　） A．波速为2m/s B．向左传播 C．波的振幅是10cm D．处的质点在时位于平衡位置 11．（本题4分）声波是一种机械波，具有波的特性，关于声波下列说法中正确的是（　　） A．不同频率的声波在空气中相遇时不会叠加 B．相同条件下，低频声波比高频声波更容易发生衍射现象 C．高频声波和低频声波相遇时能发生干涉现象 D．波的频率由介质决定，波的传播速度由波源决定 第II卷（非选择题） 本部分共5题，共56分。其中第13题-第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 二、实验题（共15分） 12．（本题15分）发波水槽是演示波动过程的重要实验仪器。其中包括波的形成、传播以及波的干涉和衍射等的物理现象。如图所示，某同学使用发波水槽观察到一列水波通过障碍物上的缝隙后再水面上继续传播。 (1)图中可观察到波的（　　） A．干涉 B．衍射 C．折射 D．反射 (2)水面各点的振动均为（　　） A．自由振动，频率由水体自身性质决定 B．自由振动，频率由波源决定 C．受迫振动，频率由水体自身性质决定 D．受迫振动，频率由波源决定 (3)若使波源保持振动情况不变匀速向缝隙靠近，则在狭缝右侧的水波的_________增大，_________减小。（选填波长/频率/波速） (4)若将缝变大，则可在狭缝右侧观察到的衍射现象____________（选填“明显”、“不明显”）。 三、解答题（共41分） 13．（本题6分）如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为t1=0.5s时的波形图，虚线为t2=2s时的波形图。已知该简谐波的传播速度v满足。 (1)求该波的传播速度； (2)若这列波沿x轴正方向传播，求平衡位置在x=0处质点的振动方程。 14．（本题8分）如图，实线是一列简谐横波在时刻的波形，虚线是这列波在时刻的波形。 (1)写出这列波的波速表达式； (2)若波速大小为，波的传播方向如何？ 15．（本题12分）一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，此时x=0.4m的质点恰好开始振动。在波传播的路程上有P、Q两质点，t=1.5s时，平衡位置位于x=1.5m的质点Q第一次到达波谷。 (1)t=0时，质点P的振动方向。 (2)求这列简谐横波的周期T。 (3)求0~2s内，质点P运动的路程s。 16．（本题15分）如图所示，图甲是一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，图乙为质点P的振动图像。试求： (1)该简谐横波的传播方向； (2)该简谐横波的波速为多少； (3)比较t=0.1s时质点Q与质点P的加速度的大小。 试卷第6页（共6页） 试卷第5页（共6页） 学科网（北京）股份有限公司 $ 保密★启用前 2026-2027学年高中物理选择性必修一（人教版2019）第三章 机械波单元测试 1、 单选题（共44分） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 B D A A A A C D B A B 二、实验题（共15分） 12． 【答案】(1)B (2)D (3) 频率 波长 (4)不明显 【详解】（1）图中可观察到波的衍射。 故选B。 （2）水面各点的振动均为受迫振动，频率由波源决定。 故选D。 （3）[1][2]若使波源保持振动情况不变匀速向狭缝靠近，相比于波源静止，根据多普勒效应可知狭缝右侧水波的频率变大；根据 可知狭缝右侧水波的波长减小。 （4）狭缝越小，衍射现象越明显，若将缝变大，则可在狭缝右侧观察到的波的衍射现象不明显。 三、解答题（共41分） 13． 【答案】(1)若横波沿x轴正向传播，若横波沿轴负向传播 (2) 【详解】（1）由波形图可知，波长 根据       结合速度范围可以得到周期范围，解得 的质点在时，若横波沿x轴正向传播，则（n1=0，1，2，3， …）         解得，             若横波沿轴负向传播，则 （n2=0，1，2，3， …）         解得，           （2）若这列波沿x轴正方向传播，则波的周期为   圆频率       机械振动表达式      由图知波的振幅为，平衡位置在处质点在时位于正的最大位移处，则有 解得 故平衡位置在处质点的振动方程为 【点睛】 14． 【答案】(1)若波沿轴正方向（向右）传播，波速 若波沿负方向（向左）传播，波速 (2)波沿x轴负方向（向左）传播 【详解】（1）由波形图可得该波波长，时间差 波的传播方向有两种可能，分情况讨论，若波沿轴正方向（向右）传播，时间内波传播的距离 波速 若波沿负方向（向左）传播，时间内波传播的距离 波速 （2）将代入两种表达式验证。若向右传播 得 不是整数，不符合； 若向左传播 得，为非负整数，符合条件。 因此波沿x轴负方向（向左）传播。 15． 【答案】(1)沿y轴正方向 (2)0.5s (3)80cm 【详解】（1）波沿x轴正向传播，则由同侧法可知，t=0时质点P沿y轴正向振动； （2）波长λ=0.4m ，Q第一次到波谷，波传播距离Δx=1.5m-0.3m=1.2m 波速 周期 （3）2s内经历的周期数n=4，则质点P运动的路程s=4A×n=4×4×5cm=80cm 16． 【答案】(1)沿x轴正方向传播 (2)10m/s (3)aQ﹤aP 【详解】（1）由图可知t=0时质点P的振动方向沿y轴负方向，根据上下坡法可得简谐横波沿x轴正方向传播。 （2）由图甲得波长为λ=4m，由图乙得周期为T=0.4s 依据v= 可得波速为v=10m/s （3）t=0.1s时质点运动了四分之一周期，质点P振动到波谷，位移为负向最大，质点Q未到最大位移处，则质点Q离开平衡位置的位移小于质点P离开平衡位置的位移，故质点Q的加速度小于质点P的加速度，即aQ﹤aP。 试卷第2页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 $ 保密★启用前 2026-2027学年高中物理选择性必修一（人教版2019）第三章 机械波单元测试 本卷满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1. 答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2. 回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3. 考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第I卷（选择题） 本部分共11小题，每小题4分，共44分。在每个小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意 一、单选题（共44分） 1．（本题4分）如图是水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，以波源S1、S2为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线）；S1的振幅A1 = 5 cm，S2的振幅A2 = 4 cm，则下列说法正确的是（     ） A．质点A、B在该时刻的高度差为8 cm B．质点A、C在该时刻的高度差为8 cm C．再过半个周期，质点D迁移到A点 D．质点C始终静止不动 2．（本题4分）声镊技术是一种利用声波产生的声辐射力来操控微小物体的前沿技术，如图所示，是一种声镊装置的原理图，左右两个声波发射器对向发射同频同相的声波，微小物体会被“夹”在声波叠加减弱点，其中 a点为两个声波的中点，b点与a点距离为声波的半波长。下列说法正确的是（　　） A．a点为声波叠加减弱点 B．微小物体会被“夹”在b点 C．声波振动方向与传播方向相互垂直 D．微小物体在此装置中被“夹”时受力情况如图2所示 3．（本题4分）某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4 km/s和9 km/s。一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成，如图所示。在一次地震中，震源在地震仪正下方，观察到两振子相差10 s开始振动，则（     ） A．P先开始振动 B．P，H同时振动 C．H先振动 D．P，H都不振动 4．（本题4分）波源和观察者相向运动，则观察者单位时间内感觉到的波的个数（     ） A．增加 B．减少 C．不变 D．不确定 5．（本题4分）一列简谐横波沿轴正方向传播，、两点是传播方向上平衡位置相距的两点。已知时处质点开始向下起振，时，、间出现如图所示的波形（、外的波形未画出），且处质点处于平衡位置向上振动，则该简谐横波的最小波速为（     ） A． B． C． D． 6．（本题4分）下列关于两列波相遇时叠加的说法中不正确的是（     ） A．相遇后，振幅小的一列波将减弱，振幅大的一列波将加强 B．相遇后，两列波的振动情况与相遇前完全相同 C．在相遇区域，任一点的总位移等于两列波分别引起的位移的矢量和 D．几个人在同一房间说话，相互听得清楚，这说明声波在相遇时互不干扰 7．（本题4分）、处各有一波源从平衡位置开始沿y轴方向做简谐振动，形成两列波相向传播，波速均为1m/s，时刻的波形如图所示。P、Q分别为平衡位置处于和处的两质点。下列说法正确的是（    ） A．比先起振且起振方向相反 B．时，P、Q两点的速度方向与加速度方向均相反 C．0~16s内，处的质点运动的路程为48cm D．经过足够长时间后，x轴上两波源间（不含波源）共有11个振动加强点 8．（本题4分）有科学家发现波浪能是一种以海水机械波形式出现的海洋能，通过机械波去传播能量，用于发电、供热等。如图所示为海水机械波时刻的波形图。已知波浪沿x轴正方向传播，其任意振动质点连续两次经过平衡位置之间的时间为0.2秒，则下列说法正确的是（　　） A．波的振动频率为5Hz B．波的传播速度为40m/s C．处的质点在时刻将向下运动 D．处的质点在时恰好位于波谷 9．（本题4分）如图所示，甲乙两列振幅和波长均相同的简谐横波在同种介质中沿相反方向传播，t=0时刻甲、乙两波分别到达A、B两点。已知两列波的周期均为0.4s，则（     ） A．此时x=2.0m处的质点速度为零 B．两列波在相遇区域会发生干涉现象 C．t=0.1s时，x=0.5m处的质点处于波谷 D．t=0.2s到t=0.3s内，x=1.0m处的质点运动的路程为20cm 10．（本题4分）一列简谐横波沿x轴传播，图（a）是时刻的波形图；P是介质中位于处的质点，其振动图像如图（b）所示。关于这列简谐波，下列说法正确的是（　　） A．波速为2m/s B．向左传播 C．波的振幅是10cm D．处的质点在时位于平衡位置 11．（本题4分）声波是一种机械波，具有波的特性，关于声波下列说法中正确的是（　　） A．不同频率的声波在空气中相遇时不会叠加 B．相同条件下，低频声波比高频声波更容易发生衍射现象 C．高频声波和低频声波相遇时能发生干涉现象 D．波的频率由介质决定，波的传播速度由波源决定 第II卷（非选择题） 本部分共5题，共56分。其中第13题-第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 二、实验题（共15分） 12．（本题15分）发波水槽是演示波动过程的重要实验仪器。其中包括波的形成、传播以及波的干涉和衍射等的物理现象。如图所示，某同学使用发波水槽观察到一列水波通过障碍物上的缝隙后再水面上继续传播。 (1)图中可观察到波的（　　） A．干涉 B．衍射 C．折射 D．反射 (2)水面各点的振动均为（　　） A．自由振动，频率由水体自身性质决定 B．自由振动，频率由波源决定 C．受迫振动，频率由水体自身性质决定 D．受迫振动，频率由波源决定 (3)若使波源保持振动情况不变匀速向缝隙靠近，则在狭缝右侧的水波的_________增大，_________减小。（选填波长/频率/波速） (4)若将缝变大，则可在狭缝右侧观察到的衍射现象____________（选填“明显”、“不明显”）。 三、解答题（共41分） 13．（本题6分）如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为t1=0.5s时的波形图，虚线为t2=2s时的波形图。已知该简谐波的传播速度v满足。 (1)求该波的传播速度； (2)若这列波沿x轴正方向传播，求平衡位置在x=0处质点的振动方程。 14．（本题8分）如图，实线是一列简谐横波在时刻的波形，虚线是这列波在时刻的波形。 (1)写出这列波的波速表达式； (2)若波速大小为，波的传播方向如何？ 15．（本题12分）一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，此时x=0.4m的质点恰好开始振动。在波传播的路程上有P、Q两质点，t=1.5s时，平衡位置位于x=1.5m的质点Q第一次到达波谷。 (1)t=0时，质点P的振动方向。 (2)求这列简谐横波的周期T。 (3)求0~2s内，质点P运动的路程s。 16．（本题15分）如图所示，图甲是一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，图乙为质点P的振动图像。试求： (1)该简谐横波的传播方向； (2)该简谐横波的波速为多少； (3)比较t=0.1s时质点Q与质点P的加速度的大小。 第3页（共6页） ◎ 第4页（共6页） 第1页（共6页） ◎ 第2页（共6页） 学科网（北京）股份有限公司 $