2025-2026学年人教版物理选择性必修第一册单元测试 第3章 机械波（含解析）

第3章机械波(时间:75分钟满分:100分)一、选择题:本大题共10小题,共46分。第1~7题,每小题4分,只有一项符合题目要求,错选、多选或未选均不得分;第8~10题,每小题6分,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,有选错或不选的得0分。1.下列关于波的说法正确的是()A.两列波叠加一定会出现稳定的干涉图样B.在干涉图样中,振动加强区域的质点的位移一定大于振动减弱区域质点的位移C.当波源远离接收者时,观察者接收到的波的频率比波源频率低D.只有障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或较小,波才能发生衍射2.(2024山东青岛二中三模)青岛濒临黄海,是国内著名的滨海旅游城市,长达800多千米的海岸线,拥有众多优良海水浴场。在石老人海水浴场,某同学漂浮在海面上;水波以3m/s的速率向着海滩传播,该同学记录了第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间为18s。下列说法正确的是()A.该同学很快就会漂流到沙滩上B.该水波的周期为1.8sC.该水波的波长为6mD.该水波可以绕过石老人继续传播属于波的干涉现象3.(2025·上海卷)如图所示,有一周期为T、沿x轴正方向传播的波,当t=0时波恰好传到B点,则t=8T时,CD段的波形图为()4.一般来说现在的手机上都会有2个麦克风,一个比较大的位于手机下方,另一个一般位于手机顶部。查阅手机说明后知道手机内部上麦克风为降噪麦克风。进一步翻阅技术资料得知:降噪麦克风通过降噪系统产生与外界噪音相位相反的声波,从而实现降噪的效果。下图是理想情况下的降噪过程,实线对应环境噪声,虚线对应降噪系统产生的等幅反相声波。下列说法错误的是()A.降噪过程实际上是声波发生了干涉B.降噪过程本质上是两列声波相遇时叠加的结果C.降噪声波与环境噪声的传播速度一定相等D.P点经过一个周期沿波的传播方向传播的距离为一个波长5.如图所示,一列简谐横波沿水平方向向左传播,P、Q两质点平衡位置相距0.15m。当P向下运动到平衡位置时,Q刚好运动到下方最大位移处,则这列波的波长可能是()A.0.60m B.0.30mC.0.20m D.0.15m6.如图所示,实线与虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷。此刻M点处波峰与波峰相遇,下列说法正确的是()A.该时刻质点O正处于平衡位置B.P、N两质点始终处在平衡位置C.从该时刻起,经过二分之一周期,质点M处于振动减弱区D.从该时刻起,经过二分之一周期,质点M到达平衡位置7.一简谐横波在均匀介质中沿x轴传播,在t=0时刻的波形如图所示。已知在t=0时刻开始计时,质点O沿y轴正方向通过平衡位置;在t=0.2s时刻,质点O自计时后第一次处于波峰。下列说法正确的是()A.该简谐横波的波速为4m/sB.质点M与质点N都运动起来后,它们的运动方向总相反C.在0~0.2s的时间内质点M通过的路程为0.4mD.在t=2.6s时刻,质点M处于平衡位置,正沿y轴正方向运动8.沿x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形为一正弦曲线,其波速为200m/s,则下列说法正确的是()A.从图示时刻开始,经0.01s质点a通过的路程为40cm,此时相对平衡位置的位移为零B.图示时刻质点b的加速度方向为y轴正方向C.若此波遇到另一列波,并产生稳定的干涉现象,则另一列波的频率为50HzD.若产生明显的衍射现象,该波所遇到障碍物的尺寸一般不小于200m9.A、B两列波在同一介质中沿x轴正负两个方向相向传播,t=0时刻波形如图所示,波速均为v=25cm/s,则下列说法正确的是()A.x=15cm处的质点是振动加强点B.只有波峰与波谷相遇处质点才会处于y=4cm或-4cm位置C.t=0.08s时,第一次有质点处于y=-20cm位置处D.再经过31.2s时间x=15cm处的质点将第2次处于y=20cm位置处10.某横波沿x轴正方向传播,在t=0时刻恰好传播到x=2m处的B点;当t=0.5s质点A从t=0时刻起恰好第三次位于平衡位置。质点P位于x=5m处,下列说法正确的是()A.该波的波速为v=5m/sB.t=1.1s时,质点P已经过的路程是0.1mC.与该波发生干涉的另一简谐波的频率是2.25HzD.质点A的振动方程为y=2sin5π二、非选择题:本大题共5小题,共54分。第11题6分,第12题10分,第13题10分,第14题12分,第15题16分。11.(6分)如图所示,实线为一列横波某时刻的波形,这列波的传播速度为0.25m/s,虚线为1s后的波形。那么这列波的传播方向是,这段时间内质点P(平衡位置在x=0.1m处)所通过的路程是。

12.(10分)如图甲所示,在操场的P、Q两个位置放两个扬声器,PQ之间的距离d=10m,其中A在PQ的中垂线上,B在PQ的连线上,且lPB=3.3m。两个扬声器发声时的振动图像均如图乙所示,已知声波在空气中的传播速度为340m/s,则扬声器发出声波的波长为m。一个同学站在位置A时听到的声音比站在位置B时听到的声音(选填“大”“小”或“相同”),如果该同学从P走到Q,他可以次听到声音明显变大。

13.(10分)下图为一列水平向右沿x轴正方向传播的简谐横波的波形,波速大小为v=0.6m/s,质点P的平衡位置横坐标为x=0.96m。从图中状态开始计时(此时该波刚好传到距O点0.24m的位置)。(1)经过多长时间,质点P第二次到达波峰?(2)当质点P第二次到达波峰时,求质点P通过的路程及该时刻质点P的位移。14.(12分)图甲为一简谐横波在t=1s时的波形,波速为4m/s,图乙为质点P的振动图像。(1)分别说出两图中AA'的意义。(2)说出甲图中OA'B图线的意义。(3)在甲图中画出再经3.5s时的波形。(4)求再经过3.5s时质点P的路程和位移。15.(16分)如图所示,两列横波在同种介质中沿x轴相向传播,t=0时刻两列波的波形前端分别刚好传到坐标x=-2m和x=-1m的两点,甲波的波速为v甲=8m/s。(1)t=0时,坐标为x=-8m的P点已经通过的路程是多少?(2)从t=0到t=2s,求坐标原点处的质点位移为20cm的时刻。第3章机械波(时间:75分钟满分:100分)一、选择题:本大题共10小题,共46分。第1~7题,每小题4分,只有一项符合题目要求,错选、多选或未选均不得分;第8~10题,每小题6分,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,有选错或不选的得0分。1.C两列波在同一空间相遇,需要波的频率相等、相位差恒定、振动方向相同,才能形成稳定的干涉图样,故选项A错误;在干涉图样中,振动加强区域的质点的振幅最大,振动减弱区域的质点的振幅最小,但所有的质点都在平衡位置附近振动,位移有大有小,两种质点的位移不能比较大小,故选项B错误;根据多普勒效应可知,当波源远离接收者时,观察者接收到的波的频率比波源频率低,故选项C正确;只有障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或较小,波才能发生明显的衍射现象,故选项D错误。2.C该同学只会在平衡位置附近振动,不会随波迁移,选项A错误。该水波的周期为T=tn-1=2s,选项B错误。根据波长公式得λ=vT=6m,选项C正确。该水波可以绕过石老人继续传播属于波的衍射现象,3.C由题图可知,该波的波长为0.5m,根据一个周期内波传播的距离为一个波长,则在8T时间内波传播的距离为s=8λ=8×0.5m=4m,所以t=8T时,波恰好传到D点,CD段的波形图为半个波长,且位于x轴上方,选项A、B、D错误,C正确。4.D由题图看出,降噪声波与环境声波波长相等,波速相等,则频率相同,叠加时产生干涉,由于两列声波等幅反相,所以振动减弱,起到降噪作用,选项A、B正确。机械波传播的速度由介质决定,则知降噪声波与环境噪声的传播速度相等,选项C正确。质点在平衡位置附近振动,不会随波迁移,选项D错误。5.A由题意可得,当质点P向下运动到平衡位置时,Q点刚好运动到下方的最大位移处,再根据同侧法,可以确定其最长的波长情景如图所示,则14λ+nλ=0.15m(n=0,1,2,…),可解得λ=0.60m、λ=0.12m、…,故选项A6.B由题图知O点是波谷和波谷叠加,该时刻在波谷,故选项A错误;图示时刻,P、N两点是波谷和波峰叠加,位移始终为零,即处于平衡位置,两列波单独传播引起的位移的矢量和应该一直为零,故P、N两质点始终处在平衡位置,故选项B正确;图示时刻,点M为波峰与波峰叠加,是振动加强点,经过二分之一周期,振动到波谷位置,故选项C、D错误。7.D由题图可得,该波的波长为λ=4m,由题意可得,该波的周期为T=0.2s14=0.8s,则由波速、波长和周期的关系可得,该波的波速为v=λT=5m/s,所以选项A错误;从计时开始之后的14T内,质点M与质点N的运动方向相同,所以选项B错误;在0~0.2s的时间内,该波向左传播了14T,对于质点M,在这段时间内,通过的路程为s=20cm=0.2m,所以选项C错误;在t=2.6s时刻,该波传播了314T,所以质点M处于平衡位置8.BC由题图可知波长λ=4m,则周期T=λv=0.02s,t=0.01s=12T,经0.01s质点a通过的路程为s=2A=40cm,恰好到达最低点,其位移为-20cm,选项A错误;图示时刻质点b的位移为负值,可知加速度方向为y轴正方向,选项B正确;该波的频率为f=1T=50Hz,若此波遇到另一列波,并产生稳定的干涉现象,则另一列波的频率为50Hz,选项C正确;由于波长λ=4m,若产生明显的衍射现象,该波所遇到障碍物的尺寸一般不大于4m,9.CD根据题图可知,两波波长不同,而在同一介质中,波速相同,由v=λf可知,两波频率不同,故不能发生干涉,故选项A错误;根据题意可知,当两波未相遇时,也会有质点处于y=4cm或-4cm位置,故选项B错误;当波谷与波谷相遇,质点处于y=-20cm位置处,所以Δt=Δx2v=45-15+39×232×25s=0.08s,故选项C正确;x=15cm处的质点第2次处于y=20cm位置处时,设A波传播了m个周期,B波传播了n个周期,有52m25=60n25,且m与n都取最小值,解得n=13,10.ABD根据t=0.5s时质点A恰好第三次位于平衡位置知54T=0.5s,得T=0.4s,由题图可知,该波的波长为λ=2m,则该波的波速为v=λT=20.4m/s=5m/s,故选项A正确;波从图示时刻传到P点的时间为t=Δxv=5-25s=0.6s,起振方向向下,当t=1.1s时,质点P已振动了t=0.5s=54T,所以t=1.1s时质点P经过的路程是s=2×4×54cm=10cm=0.1m,故选项B正确;该波的频率为f=1T=2.5Hz,两列波发生干涉的条件是频率相同,所以与该波发生干涉的另一简谐波的频率是2.5Hz,故选项C错误;由题图可知,振幅为A=2cm,圆频率为ω=二、非选择题:本大题共5小题,共54分。第11题6分,第12题10分,第13题10分,第14题12分,第15题16分。11.向左50cm波的传播距离x=vt=0.25m=54λ,故波向左传播,P所通过的路程为5倍振幅,即50cm12.6.8大3由题图乙知声音的周期为T=2×10-2s,根据波速公式v=λT得声波的波长为λ=vT=340×2×10-2m=6.8m。因lAP=lAQ,所以在位置A声音加强;因lBQ-lBP=6.7m-3.3m=3.4m=λ2,所以在位置B声音减弱,故该同学站在位置A时听到的声音比站在位置B时听到的声音大。该同学从P走到Q,设他走到位置C时,声音加强,则lCQ-lCP=λ,又lCQ+lCP=10m,解得lCP=1.6m,lCQ=8.4m,他走到PQ的中点时声音加强,结合对称性可知,他可以13(1)1.9s(2)0.35m0.05m(1)由波形可知,波长λ=0.24m,波上质点振动的振幅为A=5cm,波上质点振动的周期为T=λv=0.240.6设质点P第二次到达波峰所需的时间为t1,为了求质点P第二次到达波峰所需的时间t1,可选取x=0.06m处的质点的振动状态作为研究对象,该振动状态传到P点所需的时间再加一个周期即为所求时间,则Δx=0.96m-0.06m=0.9mt1=Δxv+T=0.90.6s+0.4s(2)设波最右端传到P处所需时间为t2,有t2=0.96-0.240.所以质点P从起振到第二次到达波峰历时Δt=t1-t2=1.9s-1.2s=0.7s=74所以P通过的路程为s=7A=0.35m此时刻质点P的位移为0.05m。14.(1)甲图中AA'表示x=1m处质点的振幅或1s时x=1m的质点的位移大小为0.2m,方向为负;乙图中AA'表示质点P的振幅或质点P在0.25s时的位移大小为0.2m,方向为负。(2)甲图中