2025-2026学年物理教科版（2019）选择性必修第一册 第三章 机械波 阶段质量检测(含解析) (1)

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2025-2026学年教科版（2019）选择性必修第一册 第三章 机械波 阶段质量检测(含解析)(满分:100分)一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.“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的抖动传导至袖子上,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2.我们生活中的物理现象随处可见,下列物理现象分别属于波的(　 )A.“闻其声而不见其人”属于波的干涉B.在春天里一次闪电过后,有时雷声轰鸣不绝属于波的衍射C.学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音属于波的折射D.当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时,我们听到汽笛声的音调变高属于波的多普勒效应3.一波源位于原点O,其振动方程为y=Asin2πTt+π,产生的机械波沿x轴正方向传播,下列图像中能表示74T时刻波形图的是(　 )4.一列简谐波在均匀介质中沿直线向右以v的速度传播,图中上半部分所示的各质点的平衡位置在同一直线上,间距相等,以质点1从平衡位置开始竖直向上运动为起始时刻,经过时间t,前13个质点第一次形成如图下半部分所示波形图,则两质点平衡位置的间距d为(　 )A.vt4B.vt8C.vt12D.vt165.简谐横波在同一均匀介质中沿x轴负方向传播,波速为v。若某时刻在波的传播方向上,位于平衡位置的两质点a、b相距为s,a、b之间只存在一个波谷,则从该时刻起,下列四幅波形中质点a最早到达波谷的是(　 )6.一列简谐横波在某时刻的波形图如图所示,已知该时刻P质点的振动方向沿y轴负方向,且从该时刻起P质点经过0.05 s第一次回到平衡位置,下列说法正确的是(　 )A.该波的波速是30 m/sB.图像中P质点的纵坐标y=5 cmC.从该时刻起经过0.1 s,Q质点通过的路程是10 mD.从该时刻起经过0.1 s,P质点通过的路程大于0.1 m7.一简谐横波沿x轴方向传播,已知t=0.1 s时的波形如图甲所示,图乙是x=4 m处的质点的振动图像,则下列说法不正确的是(　 )A.该简谐横波沿x轴负方向传播B.该简谐横波的波速为10 m/sC.在t=0.5 s时,x=2 m处的质点到达平衡位置,沿y轴负方向运动D.经过0.4 s,x=2 m处的质点经过的路程为40 m二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。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.位于x=0.25 m的波源P从t=0时刻开始振动,形成的简谐横波沿x轴正负方向传播,在t=2.0 s时波源停止振动,t=2.1 s时的部分波形如图所示,其中质点a的平衡位置xa=1.75 m,质点b的平衡位置xb=-0.5 m。下列说法正确的是(　 )A.沿x轴正负方向传播的波发生干涉B.t=0.42 s时,波源的位移为正C.t=2.25 s时,质点a沿y轴负方向振动D.在0到2 s内,质点b运动总路程是2.55 m9.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、振幅为A。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。则下列分析正确的是(　 )A.该波的波长可能是85 mB.该波的波长可能是87 mC.该波的周期可能是43 sD.该波的周期可能是47 s10.一列简谐横波,某时刻的波形如图甲所示,P、Q、A为该横波上的三个质点,各自的横坐标位置分别为6 m、10 m、15 m,从该时刻开始计时,波上A质点的振动图像如图乙所示,则下列说法正确的是(　 )A.该波波速是25 m/s,传播方向沿x负方向B.若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象,则该波所遇到的波的频率为2.5 HzC.若该波能发生明显的衍射现象,则该波所遇到的障碍物尺寸一定比20 m大很多D.从该时刻起,再经过0.4 s质点Q通过的路程为4 m　三、非选择题(本题共4小题,共54分)11.(12分)湖面上停放甲、乙两条船,它们相距30 m,一列水波正在湖面上沿两船连线方向传播,观察到甲船从开始振动的1 min内上下震荡30次,而乙船在这个时间内上下震荡28次。求:(1)这列波的周期;(4分)(2)水波在水面上传播的速度。(8分)12.(12分)如图所示,甲为某一波在t=0时的图像,乙为参与该波动的质点P的振动图像。(1)试确定波的传播方向;(3分)(2)求该波的波速大小v;(3分)(3)再经过3.5 s时,求P质点的振动位移和它通过的路程。(6分)13.(12分)甲、乙两列完全相同的横波分别从波源A、B两点沿x轴相向传播,t=0时的波形图像如图所示,如果两列波的波速都是10 m/s,求:(1)甲、乙两列波的频率各是多少?(4分)(2)第几秒末两列波相遇,相遇时C、D两点间有哪些点位移最大?(8分)14.(18分)如图(a)所示,一简谐横波沿A、B两点的连线向右传播,A、B两点相距5 m,A点和B点的振动图像如图(b)所示,求:(1)t=0时刻,B点的振动方向;(2分)(2)A点的振动方程;(4分)(3)该波的波长;(4分)(4)该波的最大传播速度。(8分)阶段质量检测(三)1.选C　介质中质点不会沿波的传播方向移动,只在自己平衡位置附近振动,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,故横波是传递能量的一种方式,故C正确;波的频率由波源决定,与介质无关,故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。2.选D　“闻其声而不见其人”,听到声音,却看不见人,这是声波的衍射,A错误;在春天里一次闪电过后,有时雷声轰鸣不绝,是由于声波在云层间来回传播,这是声音的反射,B错误;围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音,音叉发出两个频率相同的声波相互叠加,从而出现加强区与减弱区,这是声波的干涉,C错误;当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时,我们听到汽笛声的音调变高,音调变高就是频率变高,因此这是多普勒效应现象,D正确。3.选A　74T时刻,根据方程可知,波源处于y=Asin2πT×7T4+π=A位置,74T时刻,波向前传播74λ。故选A。4.选D　由题意可知,各质点的起振方向竖直向上,前13个质点第一次形成如题图下半部分所示波形图说明波已经传播了2T,即2T=t;而该波的波长λ=vT;由图像可知λ=8d;联立以上各式得d=vt16,故D正确。5.选C　先判断题图中质点a的运动方向,A、C选项质点a运动方向向下,故经过14周期后到达波谷,因A选项波长长且其周期也长,C选项较A选项早到达波谷;B、D选项质点a运动方向向上,故经过34周期到达波谷,因B选项波长长且其周期也长,D选项较B选项早到达波谷;对于C选项的波的波长为s,因此有t=14T=s4v,对于D选项的波的波长为23s,因此有t'=34T=34·23sv=s2v,显然t小于t',因此C选项的波形中质点a先到达波谷。6.选D　由于P质点的振动方向沿y轴负方向,因此该波向右传播,当P质点运动到平衡位置时,波向右传播了0.5 m,因此波速v=xt=0.50.05 m/s=10 m/s,A错误;图像中P质点的纵坐标y=Asinxλ×2πcm=10sin π4 cm=52 cm,B错误;根据v=λT,可知该波的振动周期T=0.4 s,从该时刻起经过0.1 s,Q质点恰好回到平衡位置,通过的路程是0.10 m,而P质点通过的路程为s=52×2 cm=102cm>0.1 m,C错误,D正确。7.选D　由题图乙知t=0.1 s时,x=4 m处的质点的振动方向沿y轴正方向,结合题图甲知该简谐横波沿x轴负方向传播,A正确;根据题图可知波长λ=4 m,周期T=0.4 s,所以波速为10 m/s,B正确;在t=0.1 s时,x=2 m处的质点在平衡位置沿y轴负方向运动,再过一个周期又回到原位置,C正确;经过0.4 s,x=2 m处的质点经过的路程为4A=20 cm,D错误。8.选BD　波从波源发出后,向x轴正负方向传播,向相反方向传播的波不会相遇,不会发生干涉,A错误;由题图可知,波的波长λ=1 m,由题意可知0.1 s内波传播四分之一波长,可得T4=0.1 s,解得T=0.4 s,根据同侧法可知,t=0.4 s时波源的起振方向向上,t=0.42 s即T