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2023届高考物理一轮基础巩固题：机械波 机械振动含答案
一、选择题
1、图为一列简谐波在t＝0时刻的图象，已知质点P将比质点Q后回到平衡位
置，则下列说法中正确的是( )
A．波一定沿x轴正方向传播
B．质点Q与质点R的运动方向相同
C．质点P的速度正在增大
D．质点R的加速度正在减小
E．质点Q的速度正在增大
2、（多选）如图为振幅、频率相同的两列横波在t=0时刻相遇时形成的干涉图
样，实线与虚线分别表示波峰和波谷，已知两列波的振幅均为5 cm，波速和波
长均为1 m/s和0.4 m。下列说法正确的是( )
A.P点始终处于波谷位置
B.R、S两点始终处于静止状态
C.Q点在t=0.1 s时刻将处于平衡位置
D.从t=0到t=0.2 s的时间内，Q点通过的路程为20 cm
E.如果A、B两波源频率不同，也能产生类似的稳定的干涉现象
3、（多选）如图所示为同一地点的两个单摆甲、乙的振动图象，下列说法正确
的是( )
A．甲、乙两单摆的摆长相等
B．甲摆的振幅比乙摆的大C．甲摆的机械能比乙摆的大
D．在t＝0.5 s时有正向最大加速度的是乙摆
E．由图象可以求出当地的重力加速度
4、(多选)关于简谐运动的周期，以下说法正确的是( )
A．间隔一个周期的整数倍的两个时刻，物体的振动情况相同
B．间隔半个周期的奇数倍的两个时刻，物体的速度和加速度可能同时相同
C．半个周期内物体的动能变化一定为零
D．一个周期内物体的势能变化一定为零
E．经过一个周期质点通过的路程变为零
5、(多选)一个质点做简谐运动的图象如图所示，下列叙述正确的是( )
A．质点的振动频率为4 Hz
B．在10 s内质点经过的路程是20 cm
C．在5 s末，速度为零，加速度最大
D．在t＝1.5 s和t＝4.5 s两时刻质点的位移大小相等
E．在t＝1.5 s和t＝4.5 s两时刻质点的速度相同
6、(多选)如图所示，当波源和障碍物都静止不动时，波源发出的波在障碍物处
不能发生明显衍射。下列措施可能使波发生较为明显衍射的是( )
A．增大波源的振动频率
B．减小波源的振动频率
C．增大障碍物的长度
D．减小障碍物的长度
E．波源远离障碍物运动
7、（多选）图甲为某一列沿x轴传播的简谐横波在t＝0.5 s时刻的波形图，图
乙为参与波动的质点M的振动图象，则下列说法正确的是( )甲 乙
A．该简谐波的传播速度为4 m/s
B．这列波的传播方向沿x轴正方向
C．t＝2.0 s时M质点的振动速度小于Q质点的振动速度
D．t＝2.0 s时P质点的位移为2 cm
E．从t＝0时刻开始P质点的振动方程为y＝2sin(cm)
8、做简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，可能不同的物理量是( )
A．位移 B．速度 C．加速度 D．回复力
9、(多选)由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播．波源振动的频
率为20 Hz，波速为16 m/s.已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧，且P、
Q和S的平衡位置在一条直线上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离
分别为15.8 m、14.6 m．P、Q开始振动后，下列判断正确的是( )
A．P、Q两质点运动的方向始终相同
B．P、Q两质点运动的方向始终相反
C．当S恰好通过平衡位置时，P、Q两点也正好通过平衡位置
D．当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波峰
E．当S恰好通过平衡位置向下运动时，Q在波峰
10、（双选）如图所示，两列简谐横波的振幅都是20 cm，传播速度大小相同。
实线波的频率为2 Hz，沿x轴正方向传播；虚线波沿x轴负方向传播。某时刻
两列波在如图所示区域相遇，则( )
A．在相遇区域会发生干涉现象
B．虚线波的传播速度为8 m/s
C．平衡位置为x＝6 m处的质点此时刻速度为零
D．平衡位置为x＝8.5 m处的质点此时刻位移y>20 cm
11、（多选）图甲为一列简谐横波在t＝2 s时的波形图，图乙为媒质中平衡位
置在x＝1.5 m处的质点的振动图象，P是平衡位置为x＝2 m的质点，下列说法
正确的是( )A．波速为0.5 m/s
B．波的传播方向向右
C．0～2 s时间内，P运动的路程为8 cm
D．0～2 s时间内，P向y轴正方向运动
E．当t＝7 s时，P恰好回到平衡位置
12、关于简谐运动的位移、加速度和速度的关系，下列说法中正确的是
（ ）
A.位移减小时，加速度减小，速度也减小
B.位移方向总是与加速度方向相反，与速度方向相同
C.物体的运动方向指向平衡位置时，速度方向与位移方向相反；背离平衡位置
时，速度方向与位移方向相同
D.物体向负方向运动时，加速度方向与速度方向相同；向正方向运动时，加速
度方向与速度方向相反
二、填空含实验题。
13、在“用单摆测定重力加速度”的实验中：(1)摆动时偏角满足的条件是偏角
小于5°，为了减小测量周期的误差，计时开始时，摆球应是经过最________(选
填“高”或“低”)点的位置，且用停表测量单摆完成多次全振动所用的时间，
求出周期。图甲中停表示数为一单摆全振动50次所用的时间，则单摆振动周期
为________。
甲 乙
(2)用最小刻度为1 mm的刻度尺测摆长，测量情况如图乙所示。O为悬挂点，
从图乙中可知单摆的摆长为________ m。
(3)若用L表示摆长，T表示周期，那么重力加速度的表达式为g＝________。(4)考虑到单摆振动时空气浮力的影响后，学生甲说：“因为空气浮力与摆球重
力方向相反，它对球的作用相当于重力加速度变小，因此振动周期变大。”学
生乙说：“浮力对摆球的影响好像用一个轻一些的摆球做实验，因此振动周期
不变”，这两个学生中________。
A．甲的说法正确
B．乙的说法正确
C．两学生的说法都是错误的
14、如图(a)所示，在xy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源S (0,4)和
1
S (0，－2)。两波源的振动图线分别如图(b)和图(c)所示。两列波的波速均为
2
1.00 m/s。两列波从波源传播到点A(8，－2)的路程差为________m，两列波引
起的点B(4,1)处质点的振动相互________(选填“加强”或“减弱”)，点
C(0,0.5)处质点的振动相互________(选填“加强”或“减弱”)。
(a)
(b) (c)
三、解答类习题。
15、（计算题）如图所示，ACB为光滑弧形槽，弧形槽半径为R，C为弧形槽
最低点，R≫.甲球从弧形槽的圆心处自由下落，乙球从A点由静止释放，问：
(1)两球第1次到达C点的时间之比；
(2)若在圆弧的最低点C的正上方h处由静止释放小球甲，让其自由下落，同时将乙球从圆弧左侧由静止释放，欲使甲、乙两球在圆弧最低点C处相遇，则甲
球下落的高度h是多少？
16、（计算类综合题）如图甲所示，一个不计重力的弹性绳水平放置，O、b、
c是弹性绳上的三个质点。现让质点O从t＝0时刻开始，在竖直面内做简谐运
动，其位移随时间变化的振动方程为y＝20sin5πt(cm)，形成的简谐波同时沿该
直线向Ob和Oc方向传播，在t ＝0.5 s时，质点b恰好第一次到达正向最大位
1
移处，O、b两质点平衡位置间的距离L ＝0.8 m，O、c两质点平衡位置间的距
1
离L ＝0.6 m。求：
2
(1)此横波的波长和波速；
(2)计算0～1.0 s的时间内质点c运动的总路程。并在图乙中画出t＝1.0 s时刻向
两方向传播的大致波形图。(画波形图时不要求解题过程)
17、（计算类综合题）如图所示实线是某时刻的波形图象，虚线是经过0.2 s后
的波形图象，求：
(1)波传播的可能距离；
(2)可能的周期(频率)；
(3)可能的波速；
(4)若波速是35 m/s，求波的传播方向；
(5)若0.2 s小于一个周期时，求传播的距离、周期(频率)、波速．2023届高考物理一轮基础巩固题：机械波 机械振动含答案
一、选择题
1、图为一列简谐波在t＝0时刻的图象，已知质点P将比质点Q后回到平衡位
置，则下列说法中正确的是( )
A．波一定沿x轴正方向传播
B．质点Q与质点R的运动方向相同
C．质点P的速度正在增大
D．质点R的加速度正在减小
E．质点Q的速度正在增大
【答案】ABE
2、（多选）如图为振幅、频率相同的两列横波在t=0时刻相遇时形成的干涉图
样，实线与虚线分别表示波峰和波谷，已知两列波的振幅均为5 cm，波速和波
长均为1 m/s和0.4 m。下列说法正确的是( )
A.P点始终处于波谷位置
B.R、S两点始终处于静止状态
C.Q点在t=0.1 s时刻将处于平衡位置
D.从t=0到t=0.2 s的时间内，Q点通过的路程为20 cm
E.如果A、B两波源频率不同，也能产生类似的稳定的干涉现象
【答案】B、C、D
3、（多选）如图所示为同一地点的两个单摆甲、乙的振动图象，下列说法正确
的是( )A．甲、乙两单摆的摆长相等
B．甲摆的振幅比乙摆的大
C．甲摆的机械能比乙摆的大
D．在t＝0.5 s时有正向最大加速度的是乙摆
E．由图象可以求出当地的重力加速度
【答案】ABD
4、(多选)关于简谐运动的周期，以下说法正确的是( )
A．间隔一个周期的整数倍的两个时刻，物体的振动情况相同
B．间隔半个周期的奇数倍的两个时刻，物体的速度和加速度可能同时相同
C．半个周期内物体的动能变化一定为零
D．一个周期内物体的势能变化一定为零
E．经过一个周期质点通过的路程变为零
【答案】ACD
5、(多选)一个质点做简谐运动的图象如图所示，下列叙述正确的是( )
A．质点的振动频率为4 Hz
B．在10 s内质点经过的路程是20 cm
C．在5 s末，速度为零，加速度最大
D．在t＝1.5 s和t＝4.5 s两时刻质点的位移大小相等
E．在t＝1.5 s和t＝4.5 s两时刻质点的速度相同
【答案】BCD
6、(多选)如图所示，当波源和障碍物都静止不动时，波源发出的波在障碍物处
不能发生明显衍射。下列措施可能使波发生较为明显衍射的是( )
A．增大波源的振动频率
B．减小波源的振动频率
C．增大障碍物的长度D．减小障碍物的长度
E．波源远离障碍物运动
【答案】BDE
7、（多选）图甲为某一列沿x轴传播的简谐横波在t＝0.5 s时刻的波形图，图
乙为参与波动的质点M的振动图象，则下列说法正确的是( )
甲 乙
A．该简谐波的传播速度为4 m/s
B．这列波的传播方向沿x轴正方向
C．t＝2.0 s时M质点的振动速度小于Q质点的振动速度
D．t＝2.0 s时P质点的位移为2 cm
E．从t＝0时刻开始P质点的振动方程为y＝2sin(cm)
【答案】ABE
8、做简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，可能不同的物理量是( )
A．位移 B．速度 C．加速度 D．回复力
【答案】B
9、(多选)由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播．波源振动的频
率为20 Hz，波速为16 m/s.已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧，且P、
Q和S的平衡位置在一条直线上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离
分别为15.8 m、14.6 m．P、Q开始振动后，下列判断正确的是( )
A．P、Q两质点运动的方向始终相同
B．P、Q两质点运动的方向始终相反
C．当S恰好通过平衡位置时，P、Q两点也正好通过平衡位置
D．当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波峰
E．当S恰好通过平衡位置向下运动时，Q在波峰
【答案】BDE
10、（双选）如图所示，两列简谐横波的振幅都是20 cm，传播速度大小相同。
实线波的频率为2 Hz，沿x轴正方向传播；虚线波沿x轴负方向传播。某时刻
两列波在如图所示区域相遇，则( )A．在相遇区域会发生干涉现象
B．虚线波的传播速度为8 m/s
C．平衡位置为x＝6 m处的质点此时刻速度为零
D．平衡位置为x＝8.5 m处的质点此时刻位移y>20 cm
【答案】BD
11、（多选）图甲为一列简谐横波在t＝2 s时的波形图，图乙为媒质中平衡位
置在x＝1.5 m处的质点的振动图象，P是平衡位置为x＝2 m的质点，下列说法
正确的是( )
A．波速为0.5 m/s
B．波的传播方向向右
C．0～2 s时间内，P运动的路程为8 cm
D．0～2 s时间内，P向y轴正方向运动
E．当t＝7 s时，P恰好回到平衡位置
【答案】ACE
12、关于简谐运动的位移、加速度和速度的关系，下列说法中正确的是
（ ）
A.位移减小时，加速度减小，速度也减小
B.位移方向总是与加速度方向相反，与速度方向相同
C.物体的运动方向指向平衡位置时，速度方向与位移方向相反；背离平衡位置
时，速度方向与位移方向相同
D.物体向负方向运动时，加速度方向与速度方向相同；向正方向运动时，加速
度方向与速度方向相反
【答案】C
二、填空含实验题。13、在“用单摆测定重力加速度”的实验中：(1)摆动时偏角满足的条件是偏角
小于5°，为了减小测量周期的误差，计时开始时，摆球应是经过最________(选
填“高”或“低”)点的位置，且用停表测量单摆完成多次全振动所用的时间，
求出周期。图甲中停表示数为一单摆全振动50次所用的时间，则单摆振动周期
为________。
甲 乙
(2)用最小刻度为1 mm的刻度尺测摆长，测量情况如图乙所示。O为悬挂点，
从图乙中可知单摆的摆长为________ m。
(3)若用L表示摆长，T表示周期，那么重力加速度的表达式为g＝________。
(4)考虑到单摆振动时空气浮力的影响后，学生甲说：“因为空气浮力与摆球重
力方向相反，它对球的作用相当于重力加速度变小，因此振动周期变大。”学
生乙说：“浮力对摆球的影响好像用一个轻一些的摆球做实验，因此振动周期
不变”，这两个学生中________。
A．甲的说法正确
B．乙的说法正确
C．两学生的说法都是错误的
【答案】(1)低 2.05 s (3)0.998 0 (3) (4)A
【解析】(1)摆球经过最低点时小球速度最大，容易观察和计时；图甲中停表的
示数为1.5 min＋12.5 s＝102.5 s，则周期T＝ s＝2.05 s。
(2)从悬点到球心的距离即为摆长，可得L＝0.998 0 m。
(3)由单摆周期公式T＝2π可得g＝。
(4)由于受到空气浮力的影响，小球的质量没变而相当于小球所受重力减小，即
等效重力加速度减小，因而振动周期变大，选项A正确。
14、如图(a)所示，在xy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源S (0,4)和
1
S (0，－2)。两波源的振动图线分别如图(b)和图(c)所示。两列波的波速均为
2
1.00 m/s。两列波从波源传播到点A(8，－2)的路程差为________m，两列波引
起的点B(4,1)处质点的振动相互________(选填“加强”或“减弱”)，点C(0,0.5)处质点的振动相互________(选填“加强”或“减弱”)。
(a)
(b) (c)
【答案】2 减弱 加强
【解析】波长λ＝vT＝2 m，两列波的波长相等。
两波源到A点的路程差Δx＝ m－8 m＝2 m。
两波源到B点的路程差Δx′＝ m－ m＝0，初相相差π，B点为振动减弱点。
两波源到C点的路程差Δx″＝3.5 m－2.5 m＝1 m＝，初相相差π，C点为振动
加强点。
三、解答类习题。
15、（计算题）如图所示，ACB为光滑弧形槽，弧形槽半径为R，C为弧形槽
最低点，R≫.甲球从弧形槽的圆心处自由下落，乙球从A点由静止释放，问：
(1)两球第1次到达C点的时间之比；
(2)若在圆弧的最低点C的正上方h处由静止释放小球甲，让其自由下落，同时
将乙球从圆弧左侧由静止释放，欲使甲、乙两球在圆弧最低点C处相遇，则甲
球下落的高度h是多少？
【答案】(1) (2)(n＝0,1,2…)
【解析】(1)甲球做自由落体运动R＝gt，所以t ＝
1
乙球沿圆弧做简谐运动(由于≪R，可认为摆角θ<5°)．此运动与一个摆长为R的单摆运动模型相同，故此等效摆长为R，因此乙球第1次到达C处的时间为
t ＝T＝×2π＝，所以t t ＝.
2 1 2
(2)甲球从离弧形槽最低点h高处自由下落，到达C点的时间为t ＝
甲
由于乙球运动存在周期性，所以乙球到达C点的时间为
t ＝＋n＝(2n＋1) (n＝0,1,2，…)
乙
由于甲、乙在C点相遇，故t ＝t
甲 乙
联立解得h＝ (n＝0,1,2…)．
16、（计算类综合题）如图甲所示，一个不计重力的弹性绳水平放置，O、b、
c是弹性绳上的三个质点。现让质点O从t＝0时刻开始，在竖直面内做简谐运
动，其位移随时间变化的振动方程为y＝20sin5πt(cm)，形成的简谐波同时沿该
直线向Ob和Oc方向传播，在t ＝0.5 s时，质点b恰好第一次到达正向最大位
1
移处，O、b两质点平衡位置间的距离L ＝0.8 m，O、c两质点平衡位置间的距
1
离L ＝0.6 m。求：
2
(1)此横波的波长和波速；
(2)计算0～1.0 s的时间内质点c运动的总路程。并在图乙中画出t＝1.0 s时刻向
两方向传播的大致波形图。(画波形图时不要求解题过程)
【答案】(1)0.8 m 2 m/s (2)1.4 m 波形图见【解析】
【解析】(1)由质点O位移随时间变化的振动方程可知：T＝＝0.4 s
设质点O振动产生的机械波的波长为λ，波速为v，由题意可得：t ＝＋
1
可得：v＝2 m/s
据波长、波速和周期的关系，可得该波的波长λ＝vT
解得：λ＝0.8 m。
(2)设波由O点传播到c点所用时间为t ，t 之前质点c处于静止状态。
2 2
t ＝＝0.3 s，从t＝0开始经过t ＝0.3 s，质点c开始向上振动，其振幅为A＝20
2 2
cm，振动周期和振源a的周期相等，为T＝0.4 s，
则振动时间为：Δt＝(1.0－0.3) s＝T＋T质点c运动的路程为：s＝4A＋3A＝7A＝1.4 m
t＝1.0 s时，质点O振动了＝2.5个周期，正处在平衡位置向下运动，再结合波
长λ＝0.8 m及波的传播方向，可画出波形图如下图所示：
17、（计算类综合题）如图所示实线是某时刻的波形图象，虚线是经过0.2 s后
的波形图象，求：
(1)波传播的可能距离；
(2)可能的周期(频率)；
(3)可能的波速；
(4)若波速是35 m/s，求波的传播方向；
(5)若0.2 s小于一个周期时，求传播的距离、周期(频率)、波速．
【答案】(1)(4n＋3)m (n＝0,1,2…)或(4n＋1)m(n＝0,1,2…)
(2) s (n＝0,1,2,3…)或 s (n＝0,1,2,3…)
(3)(20n＋15) m/s (n＝0,1,2,3…)或(20n＋5) m/s (n＝0,1,2,3…)
(4)向左传播
(5)3 m 或 1 m 15 m/s 或 5 m/s 0.267 s 或 0.8 s
