《创新课堂》第三章 机械波 章末检测卷（三）　机械波 课件 高中物理选择性必修第一册（人教版）

(共35张PPT)
章末检测卷（三）　机械波
（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. （2025·江苏徐州月考）下列关于简谐振动和简谐波的说法，正确的是
（　　）
A. 介质中质点振动的周期一定和相应的波的周期相等
B. 介质中质点振动的速度一定和相应的波的波速相等
C. 波的传播方向一定和介质中质点振动的方向一致
D. 横波的波峰与波谷在振动方向上的距离不一定是质点振幅的两倍
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解析：　简谐波传播过程中，介质中的质点在波源驱动力的作用下做受
迫振动，振动周期都等于波源的振动周期，也等于波的周期，A正确。简
谐波在同一均匀介质中传播时速度不变，而质点做简谐运动的速度随时间
做周期性变化，B错误。纵波的传播方向一定和介质中质点振动的方向在
同一直线上，但不是总是一致；横波的传播方向与质点的振动方向相垂
直，C错误。横波的波峰与波谷在振动方向上的距离是质点振幅的两倍，D
错误。
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2. （2025·四川自贡月考）声波是机械纵波，声波频率按从低到高的顺序
可分为“次声波”、“可闻声波”和“超声波”。其中“可闻声波”可以
引起人的耳膜振动，经传入神经传入大脑，从而形成听觉。“超声波”虽
然不能引起人的听觉，但大量应用于医疗、工业及其他领域。下列关于声
波的说法中正确的是（　　）
A. 若听者匀速靠近静止的声源，听者耳膜振动的频率将大于声源振动的
频率
B. 在空气中传播时，“超声波”比“次声波”传播得更快
C. 在水中传播时，“超声波”的波长比“次声波”的波长更长
D. “可闻声波”从空气中进入水中传播时波长将会变短
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解析：　根据多普勒效应可知，观察者靠近波源时，接受到的频率大于
声源的频率，A正确；声音传播的速度与介质的种类有关，同种介质，声
音传播的速度相同，B错误；在水中，超声波与次声波传播的速度相同，
但由于超声波振动的频率更高，因此超声波的波长更短，C错误；“可闻
声波”从空气中进入水中传播时，频率不变，波速变大，根据波长、频
率、波速的关系可知，其波长变长，D错误。
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3. （2025·黑龙江齐齐哈尔月考）汽车主动降噪系统是一种能够自动减少
车内噪声的技术，通过扬声器发出声波将车外噪声反向抵消，从而减少车
内噪声。下列说法正确的是（　　）
A. 抵消声波的相位与噪声声波的相位相同
B. 抵消声波的振幅与噪声声波的振幅相等
C. 抵消声波和噪声声波在空气中传播的频率不相等
D. 汽车降噪过程应用的是声波的衍射原理
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解析：　汽车降噪过程是通过发出与噪声相位相反，频率和振幅相同的
声波，从而与噪声源形成干涉，相位抵消，达到降噪的目的，因此只有B
正确。
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4. （2025·河南郑州期末）位于坐标原点O的波源在t＝0时开始振动，振动
图像如图所示，所形成的简谐横波沿x轴正方向传播。平衡位置在x＝3.5 m
处的质点P开始振动时，波源恰好第2次处于波谷位置，则（　　）
A. 波的周期是0.1 s
B. 波的振幅是0.4 m
C. 波的传播速度是10 m/s
D. 平衡位置在x＝4.5 m处的质点Q开始振动时，质点P处于波峰位置
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解析：　波的周期和振幅与波源相同，故可知波的周期T＝0.2 s，振幅A
＝0.2 m，故A、B错误；P开始振动时，波源第2次到达波谷，可知此时经
过的时间t＝T＋T＝0.35 s，故可得波速v＝＝ m/s＝10 m/s，故C正
确；波从P传到Q点需要的时间t'＝＝0.1 s＝T，故可知质点P处于平衡
位置，故D错误。
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5. （2025·重庆八中期中）两列完全相同的水波在同一区域相遇，某时刻
的干涉图样如图所示，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，单列波的振幅
为A，波长为λ，周期为T，a、b、c、d为两列波相遇区域中的四个位置，
下列说法正确的是（　　）
A. 图示时刻b位置为两列波相遇的加强点，再经过半
个周期该位置将变为减弱点
B. 改变其中一列波的周期，水面仍然会有稳定的干涉
图样
C. c位置与两列波波源的距离之差为波长λ的整数倍
D. 振动激烈的区域在水面上位置稳定不变
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解析：　图示时刻b位置为两列波相遇的加强点，且始终为振动加强
点，故A错误；改变其中一列波的周期，则两列波振动频率不同，水面
不会有稳定的干涉图样，故B错误；c位置为两列波相遇的振动减弱
点，则c位置与两列波波源的距离之差为的奇数倍，故C错误；加强点
的位置不变，即两列水波发生干涉时振动激烈的区域在水面上的位置
稳定不变，故D正确。
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6. （2024·安徽高考3题）某仪器发射甲、乙两列横波，在同一均匀介质中
相向传播，波速v大小相等。某时刻的波形图如图所示，则这两列横波
（　　）
A. 在x＝9.0 m处开始相遇
B. 在x＝10.0 m处开始相遇
C. 波峰在x＝10.5 m处相遇
D. 波峰在x＝11.5 m处相遇
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解析：　由题意可知，两列波的波速相同，所以相同时间内传播的距离
相同，故两列横波在x＝11.0 m处开始相遇，故A、B错误；甲波峰的坐标
为x1＝5 m，乙波峰的坐标为x2＝16 m，由于两列波的波速相同，所以波峰
在x'＝5 m＋ m＝10.5 m处相遇，故C正确，D错误。
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7. （2025·江苏淮安期中）如图所示，S1、S2为两个振动情况完全一样的波
源，两列波的波长都为λ，它们在介质中产生干涉现象，S1、S2在空间共形
成了5个振动加强的区域，如图中实线所示。P、Q是振动加强区域中的
点，下列说法正确的是（　　）
A. Q点到两波源的距离差等于2λ
B. S1波在该区域传播速度更大
C. P点此时刻振动最强，过半个周期后，振动变为最弱
D. 两波源之间的距离一定在3个波长到4个波长之间
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解析：　由题意可知，S1、S2在空间共形成了5个振动加强的区域，S1、
S2为两个振动情况完全一样的波源，振动加强点到两波源的距离差是波长
的整数倍，题图中直线上各点到两个波源的距离相等，则P点到两波源的
距离差等于λ，Q点到两波源的距离差等于2λ，故A正确；两列波在同一介
质中传播，则传播速度相等，故B错误； P点此时刻振动最强，因为S1、S2
为两个振动情况完全一样的波源，P点振动始终加强，所以过半个周期
后，振动仍然加强，故C错误；因为S1、S2在空间共形成5个振动加强的区
域，所以波程差大于2个波长，但又小于3个波长，所以两波源之间的距离
一定在2个波长到3个波长之间，故D错误。
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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. （2025·北京通州期中）如图所示是利用发波水槽观察到的水波衍射图
样。下列说法正确的是（　　）
A. B侧波是衍射波
B. B侧相邻波纹间距等于A侧相邻波纹间距
C. 增大挡板之间的间隙，衍射现象将更明显
D. 如果孔的大小不变，减小水波波源的频率，衍射现象将更明显
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解析：　由题图可知，A侧波是衍射波，故A错误；两侧的波的频率和
波速相同，波长相同，即A侧相邻波纹间距等于B侧相邻波纹间距，故B正
确；当孔的尺寸与波长差不多或者比波长更小时会产生明显的衍射现象，
增大挡板之间的间隙，衍射现象将变得不明显，故C错误；当孔的尺寸与
波长差不多或者比波长更小时会产生明显的衍射现象，则如果孔的大小不
变，减小水波波源的频率，则波长变大，衍射现象将更明显，故D正确。
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9. （2024·海南高考10题）一歌手在湖边唱歌，歌声通过空气和水传到距
其2 km的湖对岸，空气中的声速为340 m/s，水中声速为1 450 m/s，歌声可
视为频率为400 Hz的声波，则下列说法正确的是（　　）
A. 歌声在水中的传播频率会改变
B. 歌声由空气和水传到湖对岸的时间差约为4.5 s
C. 歌声在空气中的波长为0.85 m
D. 歌声在水中的波长为5 m
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解析： 　频率只与波源有关，同一波源产生的波在不同介质中的频率相
同，A错误；根据匀速直线运动规律可得t空＝，t水＝，Δt＝t空－t水，
联立并代入数据，解得Δt≈4.5 s，B正确；根据v＝λ 可得，λ空＝＝
m＝0.85 m，λ水＝＝ m＝3.625 m，C正确，D错误。
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10. 图甲为某一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0.5 s 时的波形图，图
乙为波上某一质点的振动图像，则下列说法正确的是（　　）
A. 该简谐横波的传播速度为4 m/s
B. 图乙可能是图甲中M质点的振动图像
C. 从此时刻起，P质点比Q质点先回到平衡位置
D. 从此时刻起，经过4 s，P质点运动了1.6 m的路程
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解析： 　由题图甲可得λ＝4 m，由题图乙可得T＝1 s，所以该简谐横
波的传播速度为v＝＝4 m/s，故A正确；由题图甲可知，在t＝0.5 s时刻，
质点M在平衡位置沿y轴正方向振动，与振动图像乙符合，则题图乙可能是
题图甲M质点的振动图像，故B正确；在图示时刻，质点Q沿y轴正方向振
动，而质点P在最高点将要沿y轴负方向振动，可知从此时刻起，P质点比Q
质点先回到平衡位置，故C正确；因为4 s＝4T，则从此时刻起，经过4 s，
P质点运动的路程为4×4A＝16A＝16×0.2 m＝3.2 m，故D错误。
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三、非选择题（本题共5小题，共54分）
11. （6分）（2025·四川成都月考）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狭缝后在水面继续传播。
（1）图中可观察到波的 （填正确选项前字母）。
A. 干涉 B. 衍射 C. 折射
解析： 题图中可观察到波的衍射，故选B。
B　
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（2）水面各点的振动均为 （填正确选项前字母）。
A. 自由振动，频率由水体自身性质决定
B. 自由振动，频率由驱动力决定
C. 受迫振动，频率由水体自身性质决定
D. 受迫振动，频率由驱动力决定
解析： 水面各点的振动均为受迫振动，频率由
驱动力决定，故选D。
D　
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（3）若使波源保持振动情况不变并同时向狭缝靠近，相比于波源静止，
狭缝右侧水波的 增大， 减小。
解析： 若使波源保持振动情况不变并同时向狭
缝靠近，相比于波源静止，根据多普勒效应可知，狭
缝右侧水波的频率变大；根据λ＝可知，狭缝右侧水
波的波长减小。
频率　
波长　
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12. （8分）一列沿x轴传播的简谐横波在t＝0.07 s时刻的波的图像如图甲
所示，图乙是质点A的振动图像，由题可知，该波的传播方向沿x轴
（选填“正”或“负”）方向，该波的传播速度为 m/s，t＝0.07 s
时刻质点A偏离平衡位置的位移为 cm，A点的横坐标x＝ m。
负　
100　
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9　
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解析：由质点A的振动图像可知，质点A在t＝0.07 s时刻速度沿y轴负
方向，由同侧法可知该波的传播方向沿x轴负方向；由题图甲可知该波
的波长λ＝8 m，由题图乙可知该波的周期T＝8×10－2 s，可得波速v＝
＝100 m/s
由题图乙可知质点A的振动方程为
y＝20sin（25πt－π）cm
当t＝0.07 s时y＝10 cm
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由质点A的振动方程可知质点A再次到达平衡位置的时刻为t＝0.08 s，
由于波沿x轴负方向传播，可知x＝8 m处质点再次到达平衡位置的时刻
t'＝0.09 s
时间差为Δt＝0.01 s
则波传播的距离Δx＝v·Δt＝1 m
可得A点的横坐标为8 m＋Δx＝9 m。
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13. （10分）在某介质中形成一列简谐波，t＝0时刻的波形如图所示。
若波向右传播，零时刻刚好传到M点，且再经过0.6 s，P点也开始起
振，问：
（1）该列波的周期T为多少？
答案： 0.2 s　
解析： 由图像可知λ＝2 m，A＝2 cm，
波速v＝＝ m/s＝10 m/s，
由v＝得T＝＝0.2 s。
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（2）从t＝0时起到P点第一次达到波峰时止，O点相对平衡位置的位移y0及
其所经过的路程s0各为多少？
答案：－2 cm　0.3 m
解析：由t＝0至P点第一次到达波峰为止，波要向前平移3.75个波长，经历
的时间Δt2＝Δt1＋T＝0.75 s＝T，而t＝0时O点的振动方向竖直向上
（沿y轴正方向），故经Δt2时间，O点振动到波谷，即y0＝－2 cm，O点经
过的路程s0＝·4A＝0.3 m。
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14. （14分）如图所示，在同一均匀介质中有S1和S2两个波源，这两个波源
的频率、振动方向均相同，且振动的步调完全一致，S1与S2之间相距为4
m，若S1、S2振动频率均为5 Hz，两列波的波速为10 m/s，B点为S1和S2连线
的中点，今以B点为圆心，以R＝BS1为半径画圆。问：
（1）该波的波长为多少？
答案： 2 m　
解析： 由公式λ＝，可得λ＝ m＝2 m。
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（2）在S1、S2连线上振动加强的点有几个？它们距S1的距离为多少？
答案： 3个　1 m　2 m　3 m　
解析： S1、S2之间的距离恰好为2个波长，由对称性可
直接判断B点为振动加强点，A、B、C三点分别为S1、S2
连线的四等分点，由图可知AS2－AS1＝λ，CS1－CS2＝
λ，故A与C两点也为振动加强点，故在S1、S2连线上有3
个振动加强点，它们与S1的距离分别为AS1＝＝1 m，BS1
＝λ＝2 m，CS1＝λ＝3 m。
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（3）在该圆周上（S1和S2两波源除外）共有几个振动加强的点？
答案： 6个
解析： A、B、C三点为振动加强的点，过A、B、C三点作三条加强线（表示三个加强区域）交于圆周上A1、A2、B1、B2、C1、C2点，显然这6个点也为加强点，故圆周上共有6个加强点。
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15. （16分）（2025·湖北黄冈联考）如图所示，实线是沿x轴传播的一列
简谐横波在t＝0时刻的波形。已知在t＝0时刻，x＝0.9 m处的质点向y轴负
方向运动。虚线为t＝0.09 s时的波形，已知此波的周期T＞0.09 s，振幅为
3 cm。
（1）判断该波的传播方向；
答案： 沿x轴正方向　
解析：由波的传播方向和质点的振动方向的关系可知，波沿x轴正方向传播。
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（2）求该波的波速；
答案：10 m/s　
解析：由题意结合题图可知Δt＝T＝0.09 s（n＝0，1，2，…）
则有T＝ s（n＝0，1，2，…）
因为周期T＞0.09 s，故n＝0，则该波的周期T＝0.12 s
由题图可知，波长λ＝1.2 m，可得该波的波速v＝＝10 m/s。
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（3）写出从0时刻起，x＝0.3 m处质点的振动方程。
答案： y＝0.03sinm
解析： 0时刻，x＝0.3 m处的质点从平衡位置向y轴正方向运动，所以振动方
程为
y＝0.03sinm＝0.03sinm。
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