2025-2026高中物理人教版选择性必修第一册第三章机械波检测试卷（及答案）

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高中物理人教版选择性必修第一册第三章机械波检测试卷（总分：100分 考试时间：90分钟）一、单项选择题（共10小题，每小题4分，满分40分）1.下列说法正确的是（）A. 声波是横波B. 横波中质点振动方向与波传播方向相同C. 气体和固体都能传播声音D. 声波不能在真空中传播，在空气中的传播速度比在钢铁中传播速度快2.一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，某时刻的波形图如图所示。其中 A、B、C 为介质中的三个质点，下列说法正确的是（）A. 该时刻，质点 A 的速度在增大B. 该时刻，质点 B 的速度方向沿 y 轴负方向C. 经过 1 周期后，质点 B 移动到质点 C 的位置D. 从此刻开始，质点 A 比质点 C 先回到平衡位置3.一列简谐横波沿 x 轴传播，t=0 时刻的波动图像如图甲所示，x=1m 处质点的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（）A. 该列波的波长为 4m，周期为 0.8sB. 该列波的传播速度为 10m/sC. 在 t=0 时刻，x=2m 处的质点正在向上振动D. 经过 0.2s，x=4m 处的质点将运动到 x=5m 处4.一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在 t=0 时刻的波形如图所示，此时波刚好传播到 x=5m 处的 M 点，再经时间 Δt=1s，在 x=10m 处的 Q 质点刚好开始振动。下列说法正确的是（）A. 波长为 5m B. 波速为 4m/sC. 波的周期为 0.8s D. 质点 Q 开始振动的方向沿 y 轴正方向5.在校园科技节上，物理老师设置了一个有趣的水波衍射演示摊位，吸引了许多同学驻足观看。如图，老师用两块挡板 M、N 模拟小孔，挡板 M 是固定的，挡板 N 可以沿 MN 连线方向移动，在做水波的衍射实验出现了如图所示的图样，为了使衍射现象更明显，可以采用的办法是（）A. 增大波的频率 B. 增大波的振幅C. 挡板 N 远离 M 板移动 D. 挡板 N 靠近 M 板移动6.在海边游玩时我们会发现一个有趣的现象，平直的海浪从深水区传向海岸时，不管海岸线怎样的蜿蜒曲折，最终波速总是趋向于与海岸线垂直，海浪垂直拍打在沙滩上。这是因为水波速度在浅水区变小从而导致水波的传播方向发生改变，这种现象为波的（）A. 折射 B. 反射 C. 干涉 D. 衍射7.如图所示的装置为声音干涉仪，S 为扬声器，D 为声音探测器，管 A 是固定的，管 B 可以移动，管中充满均匀的空气。管 B 处于某一位置时，探测器测到极小值，管 B 往下移动距离为 d 时，探测器测到相邻极大值，则声波的波长是（）A. λ=2d B. λ=4d C. λ=d D. λ=3d8.在某一均匀介质中，如图2所示 x 轴上有两个机械波源 a、b 平衡位置的坐标分别为 xa=0、xb=50cm，两个波源 a、b 同时开始做简谐运动，图1为两波源 a、b 的振动图像，t=0 开始它们激发的两列简谐横波分别沿 x 轴正、负方向传播，波速均为 10cm/s。下列说法正确的是（）A. 两列波起振方向相同B. 两列波在 x 轴相遇叠加不会发生干涉C. 两列波在 x 轴 x=20cm 处相遇叠加后，振幅为 3cmD. 两列波在 x 轴 x=−10cm 处相遇叠加后，振幅为 1cm9.有一飞机模型在水平面内以恒定速率做圆周运动，该飞机模型装有两冲程的活塞式发动机作为动力，发动机工作时会发出嗡嗡的声响。操纵者站的位置刚好在模型飞机轨迹圆心的正下方，下列说法正确的是（）A. 操纵者听到发动机工作时发出的声音音调是变化的B. 发动机发出声音的频率在变化C. 场边的观众听到的声音音调忽高忽低地作周期性变化D. 场边的观众听到的声音音调一定高于操纵者听到的声音音调10.波是传递能量的一种方式。大功率次声波对暴露在其中的人体有杀伤作用。实验表明，次声波能流密度（单位时间内流过垂直单位面积的平均能量）达到 250W/m2 时会引起神经混乱，达到 1000W/m2 时会引起心肺功能衰竭。某次声波武器发射的次声波总功率为 P=3×107W，若可视为球面波，忽略传播过程中的能量损失，则引起心肺功能衰竭的最远距离最接近（）A. 200m B. 100m C. 50m D. 25m二、多项选择题（共4小题，每小题5分，满分20分，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错得0分）11.位于坐标原点的波源产生的一列简谐横波在均匀介质中沿 x 轴正方向传播，已知图甲为波源的振动图像，图乙为平衡位置位于 x1=2m 处质点的振动图像。下列说法正确的是（）A. 0∼1s 内，波源运动的路程为 1mB. t=0.5s 时波源正从平衡位置向 y 轴正方向运动C. 如果波长大于 2m，则波速一定为 203m/sD. 波源位于平衡位置时，x1=2m 处的质点一定处于波谷12.下列关于横波和纵波的说法中正确的是（）A. 横波中，质点的振动方向一定与波的传播方向垂直B. 横波中，质点的振动方向也可能与波的传播方向在同一直线上C. 纵波中，波的传播方向就是波中质点的移动方向D. 纵波中，质点的振动方向一定与波的传播方向在同一条直线上13.图甲为一列简谐横波在 t=0.1s 时刻的波形图，P 是平衡位置为 x=4m 处的质点，图乙为质点 P 的振动图象，则（）A. 该波向 +x 方向传播B. 该波的传播速度是 40m/sC. 从 t=0.10s 到 t=0.25s，质点 P 沿 x 轴移动了 30cmD. t=0.15s 时，质点 P 的加速度达到正向最大14.一列简谐横波沿 x 轴传播，已知 x 轴上 x1=1m 和 x2=13m 处质点的振动图像分别如图甲、乙所示，则此列波的传播速率可能是（）A.14m/s B.4m/s C.2.4m/s D.1m/s三、非选择题（共5小题，满分40分）15.（8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在水面上继续传播。（1）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 （2）若使波源保持振动情况不变匀速向缝隙靠近，则在相对于波源静止的狭缝右侧，水波的 ____ 增大，____ 减小。（选填波长/频率/波速）（3）若将缝变大，则可在缝隙右侧观察到 ____。（4）若波源位于 O 点，水波可视为简谐波，在 Oxy 水平面内传播，波面为圆。t=0 时刻波面分布如图甲所示，其中实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷（图中只画出了两个相邻的波峰和波谷，E 点已开始振动）。B 处质点的振动图像如图乙所示，直向上。（本题为计算题，需写出必要公式，计算以及说明过程）求： ①该波从B点传播到D点所需的时间； ②t=8s时，E处质点的位移及在该段时间内的路程。 （5）研究完单波源后，如图为同学使两波源 S1、S2 在水槽中形成的波形，两列波传播速度分别为 v1、v2，其中实线表示波峰，虚线表示波谷。在两波相遇的区域 ____（选填"会""不会"）产生干涉，传播速度 v2 ____（选填"大于""等于""小于"）。若两波源 S1、S2 的振幅分别为 5cm、3cm，周期均为 T。某时刻的干涉图样如图所示，实线和虚线分别表示波峰和波谷，此时 B、D 两质点的竖直高度差为 ____ cm，A 质点振动的最大位移为 ____ cm；从图示时刻再经过 T4 时，B 点的振动方向垂直于纸面 ____（选填"向外"或"向里"），B、D 连线中点 E 点的位移为 ____ cm。16.（6分）艺术体操也叫韵律体操，是一种艺术性很强的女子竞赛体操项目，19世纪末20世纪初起源于欧洲。艺术体操表演项目有很多，丝带舞表演就是其中之一，如图所示是一幅丝带舞的表演图。讨论：（1）丝带上的各点有没有随波迁移？（2）运动员的手停止抖动后，丝带上的波会立即停止吗？17.（8分）一列简谐横波沿 x 轴方向传播，t=1s 时的波形如图甲所示，x=0.5m 处的质点 P 的振动图像如图乙所示，求：（1）该波波速 v 的大小及方向；（2）质点 P 在 0∼3s 内通过的路程 s。18.（8分）已知声波的速度为 340m/s，有一辆汽车以 10m/s 的速度匀速行驶，在其正前方有一陡峭山崖，汽车鸣笛时并同时以 a=10m/s2 的加速度加速，1s 后司机听到回声，此时汽车到山崖的距离有多远？19.（10分）如图所示，两波源分别位于 x=0 和 x=32m 处，连续不断地发出两列分别沿 x 轴正方向和负方向传播的简谐横波，波速均为 4m/s，振幅均为 0.5m（图中纵坐标被放大了）。图中描绘的是 t=0 时刻两列波的图像。（1）求经过多少时间两列波相遇。（2）在图中画出 t=4s 时图中 x=0 到 x=32m 之间的波的图像。（3）求 0−4s 内 x=16m 处质点运动的路程。一、单项选择题（每小题4分，共40分）1.C2.D3.C4.C5.D6.A7.A8.A9.C10.A二、多项选择题（每小题5分，共20分）11.AC12.AD13.ABD14.BC三、非选择题（共40分，含详细解答过程）15.（8分）（1）答案：D（2）答案：频率；波长（3）答案：衍射现象变不明显（4）解：① 由图乙可知周期 T=0.4 s，图甲中相邻波峰间距为波长 λ=2 m，波速 v=λT=20.4=5 m/s。B 到 D 的距离 x=3 m，传播时间 t=xv=35=0.6 s。② t=8 s 内振动次数 n=80.4=20，路程 s=20×4A=20×4×2=160 cm=1.6 m，位移为 0。（5）答案：会；等于；16；8；向外；016.（6分）解：（1）没有。丝带上各点仅在平衡位置附近振动，不随波迁移，波传播的是振动形式和能量。（2）不会。运动员手停止抖动后，已振动的质点会带动相邻质点继续振动，波会继续传播直到能量损耗完毕。17.（8分）解：（1）由图甲知波长 λ=2 m，图乙知周期 T=2 s，波速 v=λT=1 m/s。t=1 s 时质点 P 向下振动，根据“上坡下、下坡上”，波沿 x 轴负方向传播。（2）0∼3 s 为 1.5T，路程 s=1.5×4A=1.5×4×1=6 cm。18.（8分）解：1s 内汽车位移 x1=v0t+12at2=10×1+12×10×12=15 m，声波传播距离x声=v声t=340×1=340 m。设鸣笛时汽车到山崖距离为 x，则声2x−x1=x声，解得 x=177.5 m。此时汽车到山崖距离 x′=x−x1=162.5 m。19.（10分）解：（1）两列波相遇经过的时间 t=x2−x12v=24−82×4s=2s（2）t=4s 时两列波分别传播的距离为 s=vt=16m，即左侧波传到 x=24m 的位置，右侧波传到 x=8m 的位置，两点间正好有两个波长，两列波叠加后各点的位移为零，则波形如图（必须有描画的痕迹，尤其 8m 到 24m 之间）。（3）根据 v=λT 可以求得周期 T=2s。波传播到 x=16m 点需要 2s，此后该点振动了 2s，两列波叠加在此处是加强，振幅为 1m，该点振动通过的路程为 4 个振幅，运动的路程为 4m。