第三章 机械波 单元复习卷 -2026-2027学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册【基础题】

第三章 机械波 单元复习卷 2026-2027学年高二物理人教版选择性必修第一册【基础题】 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 1．（2025高二上·徐州期末）如图所示，某同学用手使铅笔尖水平方向左右振动，另一同学匀速向外拖动白纸，纸上就画出一条描述笔尖振动情况的x-t图。笔尖经图中P点时（　　） A．速度方向水平向左 B．动能正在逐渐减小 C．加速度方水平向向右 D．回复力正在逐渐增大 2．（2025·江苏模拟）某同学在玩“打水漂”时，向平静的湖面抛出石子，恰好向下砸中一个安全警戒浮漂，浮漂之后的运动可简化为竖直方向的简谐振动，在水面形成一列简谐波，距离浮漂处的水面上有一片小树叶，则（　　） A．小树叶将远离浮漂运动 B．小树叶将先向下运动 C．浮漂的振幅越大，波传到处时间越短 D．浮漂的振幅越小，小树叶振动越快 3．（2026·四川）如图所示，空气中水平放置两端开口的圆柱形长管、管内有a、b、c三个位置，a、b距离为1cm，c在b右侧。持续驱动活塞使其在a、b间做周期为0.1s的简谐运动，管内形成稳定机械波。声波在空气中的传播速度取340m/s，管足够长。则(　　) A．管内机械波为横波 B．管内机械波的振幅为1 cm C．管内机械波的波长为1 cm D．每秒有10个完整的波经过位置c 4．（2026·浙江模拟）如图所示，不同均匀材质的两根细丝连接在一起，结点位置被矩形挡板遮挡。在结点处有一简谐波源，时刻，波源开始振动产生振幅为A的简谐横波，并以和波速分别向左、右两侧传播。P、Q分别为矩形挡板左右两边界上振动质点的平衡位置。和时矩形区域外波形分别如图中实线和虚线所示，则（　　） A．波源的平衡位置距离P点2.5m B．向右传播简谐波的波长为3.8m C．时，波源处于平衡位置且向下运动 D．平衡位置在P处质点落后平衡位置在Q处质点相位 5．（2026·清远模拟）现在的智能手机的降噪技术是利用降噪麦克风采样环境噪声，经过数据处理后发出降噪声波，这个过程在噪声到达人耳之前完成，从而在听觉上抵消噪声。图乙是原理简化图，图丙是理想情况下的降噪过程，实线表示环境噪声，虚线表示降噪系统产生的降噪声波，则（　　） A．降噪过程应用了声波的衍射原理，使噪声的能量减弱 B．降噪过程应用的是声波的干涉原理，P点振动减弱 C．降噪声波的频率可以与噪声声波的频率不同 D．降噪声波的传播速度比环境噪声声波的传播速度快 6．（2025高二上·苏州期末）用发波水槽演示多普勒效应原理的波纹示意图如图所示，图形关于x轴对称分布，波源以固定频率振动并以恒定速度移动，下列说法正确的是（　　） A．A处波速小于B处波速 B．波源向x轴正方向运动 C．在C处观测到的频率小于振源的振动频率 D．若波源不动，持续提高振动频率也会显示图示现象 7．（2025高二下·广州期中）下列现象中属于波的衍射的是（　　） A．敲响一音叉，另一个完全相同的音叉也响了起来 B．挂在同一水平绳上的几个单摆，当一个振动后，另几个也跟着一起振动起来 C．打雷时听见空中雷声会轰鸣一段时间 D．水波向前传播时，遇到突出水面的小树枝不受影响地继续向前传播 8．（2026高二下·武侯期末）如图所示，均匀介质中的三个质点、、，它们分别静止于直角坐标系平面内的（0，0）、（-2，0）和（4，3）处。时刻，从平衡位置开始垂直平面向上振动，振动频率为，形成向外传播的简谐横波，图中实线圆表示某时刻相邻的两个波峰，则（ ） A．该波的波速大小为 B．该波传播到、的时间差为 C．时，位于波峰 D．以后，、的位移始终相反 9．（2026·福田模拟）甲、乙两列机械波在同种介质中相向而行，甲波振源位于O点，乙波振源位于处，在时刻所形成的波形与位置如图所示，已知下列说法正确的是（　　） A．两列波的振动周期都为4s B．甲、乙两列机械波相遇后会形成稳定的干涉图样 C．处是振动加强点 D．甲的波谷经过11s与乙的波峰第一次相遇 10．（2026高二下·嘉兴期末）如图所示，、两点是两个完全相同的波源同时由平衡位置开始向上振动，在水面上形成稳定的干涉图样。是水面上一点，两波源之间的距离为，点到的距离为，点到的距离为，两个波源产生的两列简谐横波在该介质中的传播速度均为，是的中点，，是上距点最近的一个振动减弱点，则（ ） A．点始终位于波峰处 B．两列波的频率均为 C．波源与之间的连线上共有10个振动加强点 D．同时将两波源的频率减小一半后，点是振动加强点 二、非选择题（共5题，共计54分） 11．（2026·涿州模拟）一列沿x 轴负方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图如图所示，时刻，平衡位置在的质点M第一次到达波谷。求： （1）该波的波速大小v； （2）质点M的振动方程。 12．（2025高二上·遵义期中）图甲是一列简谐横波恰好传播到质点（）时的波形图，图乙是质点（）从该时刻开始计时的振动图像，是位于处的质点，求： （1）这列波的波速大小； （2）从该时刻起，经过多长时间质点第三次处于波谷位置。 13．（2026高二下·广州期中）带操比赛中运动员甩出的彩带的波浪可简化为沿x轴方向传播的简谐横波。如图所示，M为波源，时刻波源开始向下振动。P、Q为传播方向上的两点（图中未标出），P点与M点间的距离为9cm，此距离小于一倍波长。当时波传到P点时，波源恰好处于波峰位置：此后再经过4s，平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置，求： （1）横波的波速； （2）横波的周期； （3）PQ间的距离。 14．（2026·四川模拟）如图所示，实线是一列简谐波在t=0时刻的波形曲线，虚线是在t=2s时刻的波形曲线。 （1）求该波的周期； （2）若波速是3.5m/s，求波的传播方向； （3）若波速是3.5m/s，直接写出x=1m处的质点的振动方程。 15．（2025高二下·深圳期中）一列简谐横波沿x轴正方向传播。t=0时刻波源开始振动，0~4s内波源的振动图像如图甲，t=4s时刻的波形图如图乙。求： （1）该波的传播速度v的大小； （2）从t=0至t=10s，波源通过的路程L； （3）x=1m处的质点第一次到达波谷的时刻。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三章 机械波 单元复习卷 2026-2027学年高二物理人教版选择性必修第一册【基础题】 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 1．（2025高二上·徐州期末）如图所示，某同学用手使铅笔尖水平方向左右振动，另一同学匀速向外拖动白纸，纸上就画出一条描述笔尖振动情况的x-t图。笔尖经图中P点时（　　） A．速度方向水平向左 B．动能正在逐渐减小 C．加速度方水平向向右 D．回复力正在逐渐增大 【答案】A 【解析】本题与沙摆实验相似，采用描迹法得到简谐运动的图象，关键要抓住笔尖的运动与白纸运动的同时性，知道位移是周期性变化的。根据纸带的运动方向，可知笔尖经图中P点时速度方向水平向左，接近平衡位置，动能逐渐增大，根据 可知加速度向左，回复力逐渐减小。 故选A。 2．（2025·江苏模拟）某同学在玩“打水漂”时，向平静的湖面抛出石子，恰好向下砸中一个安全警戒浮漂，浮漂之后的运动可简化为竖直方向的简谐振动，在水面形成一列简谐波，距离浮漂处的水面上有一片小树叶，则（　　） A．小树叶将远离浮漂运动 B．小树叶将先向下运动 C．浮漂的振幅越大，波传到处时间越短 D．浮漂的振幅越小，小树叶振动越快 【答案】B 【解析】AB．简谐波向外传播过程中，水面上各质点不会随波迁移，只会在各自平衡位置附近上下振动，故A错误，故B正确； C．简谐波的波速由介质决定，介质相同则波速相同，与振幅无关，故C错误； D．简谐运动的周期与振幅无关，故D错误。 故选B。 3．（2026·四川）如图所示，空气中水平放置两端开口的圆柱形长管、管内有a、b、c三个位置，a、b距离为1cm，c在b右侧。持续驱动活塞使其在a、b间做周期为0.1s的简谐运动，管内形成稳定机械波。声波在空气中的传播速度取340m/s，管足够长。则(　　) A．管内机械波为横波 B．管内机械波的振幅为1 cm C．管内机械波的波长为1 cm D．每秒有10个完整的波经过位置c 【答案】D 【解析】A、管内声波是空气疏密振动，振动方向与传播方向平行，属于纵波，不是横波，故A错误； B、活塞在a、b间往复运动，ab间距1cm，活塞最大位移为0.5cm，机械波振幅等于活塞振幅，为0.5cm，故B错误； C、由波速公式，代入，，得，远大于1cm，故C错误； D、频率，频率表示每秒经过某点完整波的个数，因此每秒有10个完整波经过c点，故D正确； 故答案为：D。 4．（2026·浙江模拟）如图所示，不同均匀材质的两根细丝连接在一起，结点位置被矩形挡板遮挡。在结点处有一简谐波源，时刻，波源开始振动产生振幅为A的简谐横波，并以和波速分别向左、右两侧传播。P、Q分别为矩形挡板左右两边界上振动质点的平衡位置。和时矩形区域外波形分别如图中实线和虚线所示，则（　　） A．波源的平衡位置距离P点2.5m B．向右传播简谐波的波长为3.8m C．时，波源处于平衡位置且向下运动 D．平衡位置在P处质点落后平衡位置在Q处质点相位 【答案】B 【解析】A、时间间隔，向左传播半个波长，得波速，向左波长，周期。设波源到P距离为，向左波传到P左侧处：，解得，故A错误； B、向右传播距离，，同一波源周期相同，向右波长，故B正确； C、波源起振方向向下，，波源振动个周期，处于波峰位置，不是平衡位置向下运动，故C错误； D、P点距波源，振动滞后时间，相位滞后； Q点距波源，振动滞后时间，二者相位差不等于，故D错误； 故答案为：B。 5．（2026·清远模拟）现在的智能手机的降噪技术是利用降噪麦克风采样环境噪声，经过数据处理后发出降噪声波，这个过程在噪声到达人耳之前完成，从而在听觉上抵消噪声。图乙是原理简化图，图丙是理想情况下的降噪过程，实线表示环境噪声，虚线表示降噪系统产生的降噪声波，则（　　） A．降噪过程应用了声波的衍射原理，使噪声的能量减弱 B．降噪过程应用的是声波的干涉原理，P点振动减弱 C．降噪声波的频率可以与噪声声波的频率不同 D．降噪声波的传播速度比环境噪声声波的传播速度快 【答案】B 【解析】A、主动降噪是利用两列声波叠加抵消振动，应用声波干涉原理，衍射是波绕过障碍物传播，原理不符，故 A 错误； B、噪声声波与降噪声波频率相同、相位相反，发生相消干涉，图中 P 点波峰与波谷相遇，振动相互减弱，故 B 正确； C、稳定相消干涉的必要条件是两列波频率相同，因此降噪声波频率必须和噪声声波一致，故 C 错误； D、声波传播速度仅由传播介质决定，同环境下介质相同，两列声波传播速度相等，故 D 错误； 故答案为：B。 6．（2025高二上·苏州期末）用发波水槽演示多普勒效应原理的波纹示意图如图所示，图形关于x轴对称分布，波源以固定频率振动并以恒定速度移动，下列说法正确的是（　　） A．A处波速小于B处波速 B．波源向x轴正方向运动 C．在C处观测到的频率小于振源的振动频率 D．若波源不动，持续提高振动频率也会显示图示现象 【答案】C 【解析】A．机械波的波速由介质决定，A、B在同一介质中，波速相等，A错误； B．B处波面更密集，说明波源向x轴负方向运动（ 波源靠近B，远离A ），B错误； C．波源向x轴负方向运动，C处观测者与波源的距离增大，根据多普勒效应，观测到的频率小于振源振动频率，C正确； D．波源不动时，无相对运动，不会产生多普勒效应，图示现象不会出现，D错误。 故答案为：C。 7．（2025高二下·广州期中）下列现象中属于波的衍射的是（　　） A．敲响一音叉，另一个完全相同的音叉也响了起来 B．挂在同一水平绳上的几个单摆，当一个振动后，另几个也跟着一起振动起来 C．打雷时听见空中雷声会轰鸣一段时间 D．水波向前传播时，遇到突出水面的小树枝不受影响地继续向前传播 【答案】D 【解析】本题考查波的衍射原理：偏离原来直线继续传播，注意明显衍射的条件，并与反射及干涉的区别。A．敲响一个音叉，另一个完全相同的音叉也响起来，这种现象是共振现象，故A错误； B．挂在同一个水平绳上的几个单摆，当一个振动后，另几个也跟着一起振动，这种现象是受迫振动，故B错误； C．打雷时，经常听到雷声轰鸣不绝，这是由于雷声经过多次反射造成，故C错误； D．水波向前传播时，遇到突出水面的小树枝不受影响地继续向前传播，属于衍射现象，故D正确。 故选D。 8．（2026高二下·武侯期末）如图所示，均匀介质中的三个质点、、，它们分别静止于直角坐标系平面内的（0，0）、（-2，0）和（4，3）处。时刻，从平衡位置开始垂直平面向上振动，振动频率为，形成向外传播的简谐横波，图中实线圆表示某时刻相邻的两个波峰，则（ ） A．该波的波速大小为 B．该波传播到、的时间差为 C．时，位于波峰 D．以后，、的位移始终相反 【答案】B,D 【解析】A、相邻两个波峰圆环的半径差值等于波长，可得，结合波速公式，代入，算出，故 A 错误； B、由几何关系得到，，根据，波传到P的时间，波传到Q的时间，二者传播时间差，故 B 正确； C、小于波传到P点的时间，此时波尚未传播到P，质点P静止在平衡位置，不可能位于波峰，故 C 错误； D、两点到波源的波程差，波程差为半波长的奇数倍，两质点振动相位始终相反，以后两点均已起振，位移始终相反，故 D 正确； 故答案为：BD。 9．（2026·福田模拟）甲、乙两列机械波在同种介质中相向而行，甲波振源位于O点，乙波振源位于处，在时刻所形成的波形与位置如图所示，已知下列说法正确的是（　　） A．两列波的振动周期都为4s B．甲、乙两列机械波相遇后会形成稳定的干涉图样 C．处是振动加强点 D．甲的波谷经过11s与乙的波峰第一次相遇 【答案】A,B,D 【解析】AB、两列波在同种介质中传播，波速相同，均为v=0.5m/s。由图像可知，甲波的半个波长为1m，则其波长λ甲=2m；乙波一个完整波长位于x=9m至x=11m之间，故λ乙=2m。根据公式 ，代入数据得两列波的周期均为；由于两列波频率相同（均为0.25Hz）、相位恒定且振动方向一致，相遇后会产生稳定的干涉现象，故AB正确； C、处是甲的波谷与乙的波峰第一次相遇的位置，是振动的减弱点，故C错误； D、设甲的第一个波谷与乙的第一个波峰第一次相遇的时间为t，可知，故D正确。 故选ABD。 10．（2026高二下·嘉兴期末）如图所示，、两点是两个完全相同的波源同时由平衡位置开始向上振动，在水面上形成稳定的干涉图样。是水面上一点，两波源之间的距离为，点到的距离为，点到的距离为，两个波源产生的两列简谐横波在该介质中的传播速度均为，是的中点，，是上距点最近的一个振动减弱点，则（ ） A．点始终位于波峰处 B．两列波的频率均为 C．波源与之间的连线上共有10个振动加强点 D．同时将两波源的频率减小一半后，点是振动加强点 【答案】B,C 【解析】A、O 点到两波源距离相等，是振动加强点，但加强点位移随时间周期性变化，不会始终处于波峰，故 A 错误； B、由几何关系算出 D 点波程差，D 为离 O 最近的减弱点，，得到，频率，故 B 正确； C、结合波程差条件，之间 7 个加强点，O 点，OP 之间 2 个加强点，连线上合计 10 个振动加强点，故 C 正确； D、频率减半，波速不变，波长加倍，，D 点波程差，不满足加强条件，D 不是振动加强点，故 D 错误； 故答案为：BC。 二、非选择题（共5题，共计54分） 11．（2026·涿州模拟）一列沿x 轴负方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图如图所示，时刻，平衡位置在的质点M第一次到达波谷。求： （1）该波的波速大小v； （2）质点M的振动方程。 【答案】（1）解：经分析可知，时刻，质点M沿y轴正方向运动，经（T为该波的周期）第一次到达波谷，有，其中 解得 又，其中该波的波长 解得 （2）解：质点M振动的圆频率 解得 因为时刻质点M通过平衡位置沿y轴正方向运动，所以质点M的振动方程为（cm） 12．（2025高二上·遵义期中）图甲是一列简谐横波恰好传播到质点（）时的波形图，图乙是质点（）从该时刻开始计时的振动图像，是位于处的质点，求： （1）这列波的波速大小； （2）从该时刻起，经过多长时间质点第三次处于波谷位置。 【答案】（1）解：由题图可知波长为，周期为，则这列波的波速大小为 （2）解：由图乙可知该时刻N点运动方向向下，根据同侧法可知波沿x轴正方向移动，波从M点传到Q点的时间为 由于质点的起振方向向上，则质点Q从开始振动到第三次处于波谷位置需要的时间为 故从该时刻起，质点第三次处于波谷位置经过的时间为 13．（2026高二下·广州期中）带操比赛中运动员甩出的彩带的波浪可简化为沿x轴方向传播的简谐横波。如图所示，M为波源，时刻波源开始向下振动。P、Q为传播方向上的两点（图中未标出），P点与M点间的距离为9cm，此距离小于一倍波长。当时波传到P点时，波源恰好处于波峰位置：此后再经过4s，平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置，求： （1）横波的波速； （2）横波的周期； （3）PQ间的距离。 【答案】（1）解：根据，可得 （2）解：由题可知 故 根据可得 （3）解：Q点到达波峰需要的时间 解得 从P点传播到Q点需要的时间 解得 根据，解得 14．（2026·四川模拟）如图所示，实线是一列简谐波在t=0时刻的波形曲线，虚线是在t=2s时刻的波形曲线。 （1）求该波的周期； （2）若波速是3.5m/s，求波的传播方向； （3）若波速是3.5m/s，直接写出x=1m处的质点的振动方程。 【答案】（1）解：若该波向右传播，则 解得 若该波向左传播，则 解得 （2）解：若该波向右传播，则 解得不是整数，则该波不是向右传播。 若该波向左传播，则 解得是整数，则该波向左传播。 （3）解：由图可知，t=0时刻，x=1m处的质点由平衡位置向下振动，振幅为2cm。而周期为 则振动方程为 15．（2025高二下·深圳期中）一列简谐横波沿x轴正方向传播。t=0时刻波源开始振动，0~4s内波源的振动图像如图甲，t=4s时刻的波形图如图乙。求： （1）该波的传播速度v的大小； （2）从t=0至t=10s，波源通过的路程L； （3）x=1m处的质点第一次到达波谷的时刻。 【答案】（1）解：图甲可知周期T=4s，图乙可知波长，则波速 （2）解：图甲可知振幅A=4cm，一个周期内波源运动4A路程，故从t=0至t=10s，波源通过的路程 （3）解：图甲可知波源起振方向沿y轴正方向，故x=1m处的质点起振方向也沿y轴正方向，波源振动传播到1m处用时 则x=1m处的质点第一次到达波谷的时刻​ 学科网（北京）股份有限公司 $