第3章 章末质量检测（三）（Word版）-【满分思维·同步精炼】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册同步测试教师用书（人教版）

章末质量检测（三） （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.如图所示为波源O传出的一列水波，相邻实线间的距离等于一个波长。下列说法正确的是（　　） A.波通过孔A，发生明显的衍射现象 B.波通过孔B，不发生衍射现象 C.波遇到障碍物C，发生明显的衍射现象 D.波遇到障碍物D，不发生衍射现象 解析：A　当孔、缝、障碍物的宽度与波长差不多或者比波长还小时，就能够发生明显的衍射现象，这是发生明显衍射的条件。观察题图，孔B和障碍物C尺寸明显大于波长，不会发生明显衍射现象，但仍然有衍射现象，只是不明显，不易观察；孔A和障碍物D尺寸小于和接近波长，会发生明显衍射现象。故A正确，B、C、D错误。 2.（2026·江苏南京高二检测）如图所示是产生机械波的波源O做匀速运动的情况，图中的圆表示波峰。下列说法中错误的是（　　） A.该图表示的是多普勒效应 B.此时波源正在向观测者A靠近 C.C、D两位观测者此时接收到的频率和波源发出的频率相等 D.观测者B此时接收到的频率小于波源发出的频率 解析：C　题图表示由波源移动而引起的多普勒效应，故A正确，不符合题意；由题图可知，观测者A在单位时间内接收到的完全波的个数最多，说明波源向观测者A靠近，故B正确，不符合题意；波源与观测者C、D间的距离不断增大，故两位观测者接收到的频率小于波源发出的频率，故C错误，符合题意；波源与观测者B的距离不断增大，故观测者B接收到的频率小于波源发出的频率，故D正确，不符合题意。 3.“水袖功”是中国古典舞中用于表达情感的常用技巧，舞者通过手把有规律地抖动传导至袖子上，营造出一种“行云流水”的美感，这一过程其实就是机械波的传播。下列关于机械波中横波的说法正确的是（　　） A.介质中质点沿波的传播方向移动 B.介质中质点的振动速度等于波速 C.横波是传递能量的一种方式 D.横波由一种介质进入另一种介质时频率发生变化 解析：C　介质中质点不会沿波的传播方向移动，只在平衡位置附近振动，故A错误；介质中质点的振动速度不等于波速，波速与介质有关，振动的速度与距平衡位置的远近有关，故B错误；横波和纵波都能传递能量，则横波是传递能量的一种方式，故C正确；频率由波源决定，与介质无关，则横波由一种介质进入另一种介质时频率不发生变化，故D错误。 4.一列简谐横波在x轴上传播，某时刻其波形图如图所示，a、b、c为三个质点，a正向上运动。由此可知（　　） A.该波沿x轴负方向传播 B.质点c正向上运动 C.该时刻起，b比c先到达平衡位置 D.该时刻起，b比c先到达最大位移处 解析：C　因a正向上运动，故可判断该波沿x轴正方向传播，选项A错误；此时b向上运动，c向下运动，所以b比c先到达平衡位置，c比b先到达最大位移处，选项C正确，B、D错误。 5.（2026·北京西城高二期末）位于坐标原点处的波源发出一列沿x轴正方向传播的简谐横波。t＝0时波源开始振动，t＝6 s时波刚好传播到x＝12 m处，此时波形图如图所示。则（　　） A.该波的传播速度v＝8 m/s B.该波的周期T＝8 s C.波源在这段时间运动的路程为12 m D.波源开始运动的方向沿y轴正方向 解析：D　该波的传播速度v＝＝ m/s＝2 m/s，故A错误；由题图知，该波的波长λ＝8 m，周期T＝＝4 s，故B错误；波源运动时间t＝1T，在这段时间运动的路程为s＝4A＋2A＝6A＝30 cm，故C错误；根据同侧法，x＝12 m处质点开始运动的方向沿y轴正方向，则波源开始运动的方向沿y轴正方向，故D正确。 6.（2025·广东深圳高二统考）有两位同学分别握着一条绳的两端S1、S2同时刻开始做上下的简谐运动，形成了如图所示的波动图像，下列判断正确的是（　　） A.两列波同一时刻到达P点 B.两波源的振动频率相同 C.两列波在P点的振动方向是相反的 D.两列波在P点的振动总是叠加形成干涉加强点 解析：A　两列波在同一介质中的传播速度相同，由L＝vt可得，两列波同一时刻到达P点，故A正确；因为两列波在同一介质中，波速相等，由题图可知λ1＞λ2，由波速公式v＝λf得f1＜f2，所以两波源的振动频率不相同，故B错误；由同侧法可知，两列波在P点的振动方向是相同的，都是沿y轴正方向振动，故C错误；由于两列波的波长（频率）不同，不能产生干涉，故P点的振动不稳定，有时候振动加强，有时候振动减弱，故D错误。 7.（2026·四川成都高二期末）一周期为T、向右传播的简谐横波在t＝0时恰好传到O点，波形如图所示。在t＝7T时，a、b两点间的波形为（　　） 解析：A　由题图可知，该波的波长为0.4 m，该波的波速为v＝＝，t＝7T时传播距离为s＝vt＝2.8 m，此时该波刚好传播至b点右侧0.1 m处，故a、b间的波形如图A所示。故选A。 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·北京海淀高二质检）如图所示，两个相干波源S1、S2发出的简谐横波在同一均匀介质中相遇，波长为5 cm。图中实线表示某时刻波峰，虚线表示该时刻波谷，a、c、e三点均位于S1、S2连线的中垂线上，其中e点是a、c连线的中点。下列说法中正确的是（　　） A.图示时刻a、c两点的振动加强，b、d两点的振动减弱 B.图示时刻a、c两点的竖直高度差为20 cm C.图示时刻e点正处于平衡位置且向上运动 D.半个周期后，原来位于波峰的点位于波谷，原来位于波谷的点位于波峰 解析：AD　由题图可知，a点是波谷与波谷相遇处，c点是波峰与波峰相遇处，而b、d点是波峰与波谷相遇处，当波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强，当波峰与波谷相遇时振动减弱，故A正确；a、c两点属于振动加强点，c点是波峰与波峰相遇，而a点是波谷与波谷相遇，所以a、c两点的竖直高度差为4倍振幅，振幅未知，a、c两点的竖直高度差不确定，故B错误；由题图可知，下一波谷将从a位置传播到e位置，则题图示时刻e点正处于平衡位置且向下运动，故C错误；由波动过程可知，经半个周期后，原来位于波峰的点将位于波谷，原来位于波谷的点将位于波峰，故D正确。 9.（2026·浙江舟山高二检测）在xOy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为2 m/s。M、N是平衡位置相距2 m的两个质点，如图所示。在t＝0时，M恰好通过其平衡位置沿y轴正方向运动，N位于其平衡位置上方最大位移处。已知该波的周期大于1 s，则（　　） A.该波的频率为0.75 Hz B.在t＝ s时质点N的速度一定为2 m/s C.从t＝0到t＝1 s，质点M向x轴正方向移动的距离为2 m D.从t＝ s到t＝ s，质点M做加速度减小的加速运动 解析：AD　由题意可知M、N之间的距离可能为Δx＝＋nλ，又因波长λ＝vT，周期大于1 s，则波长大于2 m，故λ＝ m，T＝＝ s，f＝＝0.75 Hz，A正确；在t＝ s＝时，质点N回到平衡位置，振动速度最大，但不能确定振动速度大小，且质点的振动速度与波的传播速度无关，B错误；机械波在传播过程中，介质中的质点不会随波迁移，C错误；从t＝ s到t＝ s，质点M从最大位移处向平衡位置振动，做加速度减小的加速运动，D正确。 10.（2026·广东广州高二统考）图甲为一列简谐横波在t＝0时刻的波形图，图乙为介质中x＝2 m处的质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　） A.波沿x轴负方向传播 B.波速为20 m/s C.t＝0.15 s时刻，质点P所在的位置坐标为（5 m，0） D.t＝0.15 s时刻，质点Q的运动方向沿y轴负方向 解析：BD　由题图乙可知，t＝0时刻质点P的速度向下，则由波形的平移法可知，这列波沿x轴正方向传播，故A错误；由题图甲可知，这列波的波长λ＝4 m，由题图乙可知，该波的周期T＝0.2 s，则波速为v＝＝ m/s＝20 m/s，故B正确；t＝0.15 s＝T，质点P恰好到达正的最大位移处，则位置坐标为（2 m，20 cm），故C错误；这列波沿x轴正方向传播，在t＝0时刻Q向上运动，经过T，质点Q向负的最大位移处运动，所以运动方向沿y轴负方向，故D正确。 三、非选择题（本题共5小题，共54分） 11.（6分）（2025·福建泉州高二统考）为研究波在绳上传播的规律，甲、乙两同学各握住一条弹性绳的两端P、Q使绳子呈水平状态，某时刻起在竖直面内同时上下抖动P、Q两端，一段时间后产生的a、b两列波形如图所示，则P、Q两端起振的方向　　　　（选填“相同”或“相反”），a、b两列波的波速之比为　　　　，P、Q两点振动的频率之比为　　　　。 答案：相同（2分）　1∶1（2分）　1∶2（2分） 解析：P端产生的波向右传播，Q端产生的波向左传播，根据“同侧法”可知，P、Q两端起振的方向均向上；机械波在同种介质中传播时的速度相同，则可知a、b两列波的波速之比为1∶1；根据题图可知，相同时间内a波形成了一个完整周期的波形，b波形成了2个完整周期的波形，则可知两列波的波长比为2∶1，根据v＝λf，可知P、Q两点振动的频率之比为1∶2。 12.（10分）简谐横波的波源位于坐标原点处，如图为t＝0时刻波的图像，已知波源的振动周期T＝2 s，振幅A＝2 cm。质点P、Q的平衡位置分别处于x轴上的－7 m和9 m处。求： （1）质点P开始振动的时刻t1； （2）0～4 s内质点Q运动的路程s。 答案：（1）1.5 s　（2）6 cm 解析：（1）由题图可知波长λ＝4 m（1分） 则波速v＝＝ m/s＝2 m/s（2分） t＝0时刻时，波向左传播到x＝－4 m的质点处，则波传播到质点P处时的时间t1＝＝ s＝1.5 s。（2分） （2）t＝0时刻时，波向右传播到x＝4 m的质点处，则波传播到质点Q处所用的时间t2＝＝ s＝2.5 s（2分） 所以0～4 s内质点Q运动了1.5 s，1.5 s＝T（1分） 运动的路程s＝3A＝3×2 cm＝6 cm。（2分） 13.（12分）图甲为某一列简谐横波在t＝0时刻的图像，图乙是这列波上P质点从这一时刻起的振动图像。 （1）求出波的传播方向和波速的大小； （2）画出经过2.3 s后波的图像，并求出P质点的位移大小和运动的路程。 答案：（1）沿x轴正方向传播　5 m/s　（2）见解析图　10 cm　2.3 m 解析：（1）根据题图乙可以判断，在t＝0时刻，P质点在平衡位置且向y轴负方向运动，由此可确定波沿x轴正方向传播。（2分） 由题图甲知该波波长λ＝2 m（1分） 由题图乙知T＝0.4 s，则v＝＝ m/s＝5 m/s。（2分） （2）由于T＝0.4 s，所以2.3 s＝5T（2分） 波形重复5次再沿x轴正方向前进个波长，故经过2.3 s后波的图像如图所示（3分） P质点的位移为y＝10 cm，路程s＝4A×5＋3A＝23A＝2.3 m。（2分） 14.（12分）一列简谐横波在x轴方向上传播，在t1＝0和t2＝1 s时，其波形图分别如图中实线和虚线所示。 （1）求这列波可能具有的波速的大小； （2）当波速为26 m/s时，波的传播方向如何？以此波速传播时，x＝8 m处的质点从t1开始计时， s内通过的路程是多少？ 答案：（1）见解析　（2）波向x轴正方向传播　14 cm 解析：（1）若波沿x轴正方向传播，则 Δx＝Δx1＋nλ＝（2＋8n）m （n＝1，2，3，…）（2分） 波速v＝＝ m/s＝（2＋8n） m/s （n＝1，2，3，…）（1分） 若波沿x轴负方向传播，则 Δx＝Δx2＋nλ＝（6＋8n）m（n＝1，2，3，…）（2分） 波速v＝＝ m/s＝（6＋8n） m/s （n＝1，2，3，…）。（1分） （2）当波速为26 m/s时，有26 m/s＝（2＋8n） m/s（1分） 解得n＝3（1分） 所以波向x轴正方向传播，周期T＝＝ s＝ s s＝T（2分） 则x＝8 m 处的质点从t1开始计时， s内通过的路程s＝×4A＝7A＝14 cm。（2分） 15.（14分）如图所示是一列简谐横波在某一时刻的波形图，这列波从O点传播到F点需要0.12 s。 （1）这列波的传播速度是多少？ （2）画出这列波经0.26 s后的波形图。 （3）若图中传播方向跟上述方向相反，画出这列波经0.18 s后的波形图。 答案：（1）5 m/s　（2）见解析图甲　（3）见解析图乙 解析：（1）从题目和波形图提供的条件，知道波从振源O传播到F，波形推移了1λ，所需要的时间为0.12 s（1分） 那么传播一个波长的时间T＝0.08 s（1分） 则v＝＝ m/s＝5 m/s或v＝＝ m/s＝5 m/s。（2分） （2）0.26 s＝0.24 s＋0.02 s＝3T＋（2分） 根据振动与波的周期性特点，可得0.26 s后的波形图如图甲所示。 （3分） （3）0.18 s＝0.16 s＋0.02 s＝2T＋（2分） 同理可知0.18 s后的波形图如图乙所示。 （3分） 学科网（北京）股份有限公司 $