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专题十六 机械波
（考试时间：90 分钟 试卷满分：100 分）
第I 部分
一、单选题：本题共8 小题，共32 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，选对4 分，
选错不得分。
1．（2023·全国·高考真题）船上的人和水下的潜水员都能听见轮船的鸣笛声。声波在空气中和在水中传播
时的（ ）
A．波速和波长均不同
B．频率和波速均不同
C．波长和周期均不同
D．周期和频率均不同
2．（2024·河南·一模）如图1 所示为“蜻蜓点水”时的情景蜻蜓在平静水面匀速飞行过程中两次点水后在
水面上激起的波纹A、B（俯视图、刚好相切）如图2 所示，由图可知（ ）
图1 图2
A．A、B 两波纹左端的间距会越来越大
B．A、B 两波纹右端此后不再相切，且间距先变大后变小
C．蜻蜓的飞行速度与水波的传播速度相等
D．蜻蜓的飞行速度比水波的传播速度大
3．（2022·天津·高考真题）在同一均匀介质中，分别位于坐标原点和
处的两个波源O 和P，沿y 轴
振动，形成了两列相向传播的简谐横波a 和b，某时刻a 和b 分别传播到
和
处，波形如图所
示。下列说法正确的是（ ）
1
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A．a 与b 的频率之比为
B．O 与P 开始振动的时刻相同
C．a 与b 相遇后会出现干涉现象
D．O 开始振动时沿y 轴正方向运动
4．（2023·浙江·高考真题）主动降噪耳机能收集周围环境中的噪声信号，并产生相应的抵消声波，某一噪
声信号传到耳膜的振动图像如图所示，取得最好降噪效果的抵消声波（声音在空气中的传播速度为
）（ ）
A．振幅为
B．频率为
C．波长应为
的奇数倍
D．在耳膜中产生的振动与图中所示的振动同相
5．（2023·广东·高考真题）渔船常用回声探测器发射的声波探测水下鱼群与障碍物．声波在水中传播速度
为
，若探测器发出频率为
的声波，下列说法正确的是（ ）
A．两列声波相遇时一定会发生干涉
B．声波由水中传播到空气中，波长会改变
C．该声波遇到尺寸约为
的被探测物时会发生明显衍射
D．探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度无关
6．（2024·山东济南·一模）一列周期为
、沿x 轴方向传播的简谐横波在某时刻的部分波形如图所
示，P、Q、M 为波上三个质点，已知该时刻质点P、Q 坐标分别为
、
，质点Q 正沿
y 轴负方向振动，则（ ）
2
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A．该波沿x 轴正方向传播
B．从图示时刻起质点P 经过
回到平衡位置
C．该波的波速为5m/s
D．从图示时刻起质点M 的振动方程为
7．（2023·湖南·高考真题）如图（a），在均匀介质中有
和
四点，其中
三点位于同一
直线上，
垂直
．
时，位于
处的三个完全相同的横波波源同时
开始振动，振动图像均如图（b）所示，振动方向与平面
垂直，已知波长为
．下列说法正确的是
（ ）
A．这三列波的波速均为
B．
时，
处的质点开始振动
C．
时，
处的质点向
轴负方向运动
D．
时，
处的质点与平衡位置的距离是
8．（2023·浙江·高考真题）如图所示，置于管口T 前的声源发出一列单一频率声波，分成两列强度不同的
声波分别沿A、B 两管传播到出口O。先调节A、B 两管等长，O 处探测到声波强度为400 个单位，然后将
A 管拉长
，在O 处第一次探测到声波强度最小，其强度为100 个单位。已知声波强度与声波振幅
平方成正比，不计声波在管道中传播的能量损失，则（ ）
A．声波的波长
B．声波的波长
C．两声波的振幅之比为
D．两声波的振幅之比为
二、多选题：本题共6 小题，共24 分。有多项符合题目要求。全部选对的得4 分，选对但不全的得2 分，
有选错或不答的得0 分。
9．（2023·辽宁·高考真题）“球鼻艏”是位于远洋轮船船头水面下方的装置，当轮船以设计的标准速度航
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行时，球鼻艏推起的波与船首推起的波如图所示，两列波的叠加可以大幅度减小水对轮船的阻力。下列现
象的物理原理与之相同的是（ ）
A．插入水中的筷子、看起来折断了
B．阳光下的肥皂膜，呈现彩色条纹
C．驶近站台的火车，汽笛音调变高
D．振动音叉的周围，声音忽高忽低
10．（2024·重庆·模拟预测）一列简谐横波在介质中沿x 轴传播，波速为
，
时的波形图如图实线
所示，
时的波形图如图虚线所示，则（ ）
A．该波的波长为6m
B．该波的周期为2s
C．该波的沿x 轴正方向传播
D．质点a 的振动沿y 轴负方向
11．（2023·天津·高考真题）在均匀介质中，位于坐标原点的波源从
时刻开始沿y 轴做简谐运动，形
成沿x 轴传播的简谐横波，
时的波形如图所示，此刻平衡位置在x=2.5m 处的质点刚开始振动，则
下列说法正确的有（ ）
A．该波在次介质中波速
B．
处质点在
时位于波谷
C．波源的位移表达式为
4
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D．经过半个周期
处的质点向左迁移半个波长
12．（2024·四川·一模）一列简谐横波在
时刻的图像如图甲所示，此时，P、Q 两质点的位移均为
，波上A 质点的振动图像如图乙所示。则以下说法正确的是（ ）
A．这列波沿x 轴正方向传播
B．这列波的波速是
C．从
开始，紧接着的
时间内，A 质点通过的路程是12cm
D．从
开始，质点P 比质点Q 晚0.8s 回到平衡位置
E．若该波在传播中遇到一个尺寸为12m 的障碍物，能发生明显衍射现象
13．（2023·重庆·高考真题）一列简谐横波在介质中沿x 轴传播，波速为2m/s，t=0 时的波形图如图所示，
P 为该介质中的一质点。则（ ）
A．该波的波长为14m
B．该波的周期为8s
C．t＝0 时质点P 的加速度方向沿y 轴负方向
D．0~2 s 内质点P 运动的路程有可能小于0.1m
14．（2024·浙江·高考真题）在如图所示的直角坐标系中，
平面为介质Ⅰ和Ⅱ的分界面（z 轴垂直纸面
向外）。在介质I 中的
（0，
）处有一点波源，产生波长为
、速度为v 的波。波传到介质Ⅱ中，其速
度为
，图示时刻介质Ⅱ中仅有一个波峰，与x 轴和y 轴分别交于R 和S 点，此时波源也恰好位于波
峰。M 为O、R 连线的中点，入射波与反射波在O 点相干加强，则（ ）
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A．介质Ⅱ中波的频率为
B．S 点的坐标为（0，
）
C．入射波与反射波在M 点相干减弱
D．折射角
的正弦值
第Ⅱ部分
三、计算题：本题共6 小题，共44 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后
答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
15．（2021·全国·高考真题）均匀介质中质点A、B 的平衡位置位于x 轴上，坐标分别为0 和xB=16cm。某
简谐横波沿x 轴正方向传播，波速为v=20cm/s，波长大于20cm，振幅为A=1cm，且传播时无衰减。t=0 时
刻A、B 偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同，运动方向相反，此后每隔△t=0.6s 两者偏离平衡位置的
位移大小相等、方向相同。已知在t1时刻（t1>0），质点A 位于波峰。求
（1）从t1时刻开始，质点B 最少要经过多长时间位于波峰；
（2）t1时刻质点B 偏离平衡位置的位移。
16．（2023·全国·高考真题）分别沿x 轴正向和负向传播的两列简谐横波P、Q 的振动方向相同,振幅均为
5cm，波长均为8m，波速均为4m/s。
时刻，P 波刚好传播到坐标原点,该处的质点将自平衡位置向下
振动；Q 波刚好传到
处，该处的质点将自平衡位置向上振动。经过一段时间后，两列波相遇。
（1）在答题卡给出的坐标图上分别画出P、Q 两列波在
时刻的波形图（P 波用虚线，Q 波用实
线）；
（2）求出图示范围内的介质中，因两列波干涉而振动振幅最大和振幅最小的平衡位置。
17．（2020·全国·高考真题）一振动片以频率f 做简谐振动时，固定在振动片上的两根细杆同步周期性地触
动水面上a、b 两点，两波源发出的波在水面上形成稳定的干涉图样。c 是水面上的一点，a、b、c 间的距
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离均为l，如图所示。已知除c 点外，在ac 连线上还有其他振幅极大的点，其中距c 最近的点到c 的距离为
。求：
（i）波的波长；
（ii）波的传播速度。
18．（2024·贵州·二模）图（a）是一列沿x 轴传播的简谐横波在
时刻的波形图，A、B 为介质中两质
点。已知该波的波速为6m/s，图（b）是质点A 的振动图像。求：
（1）该波的传播方向及波长；
（2）
时刻，质点A 的位移；
（3）A、B 两质点平衡位置之间的距离。
19．（2024·江西鹰潭·二模）如图甲所示水槽中放有一个挡板，挡板上开有小孔A、B，A、B 两点距波源s
的距离分别为
、
，波源s 的振动图像如图乙所示。我们可以把水波简化看作简谐波，已知水波的波
长
。求：
（1）从波源振动开始计时，在
时间内，小孔A 处的质点通过的路程；
（2）在挡板前方
处的水面上有一点C，直线AC 与挡板垂直，AB 距离
，请计算说明AC 线段上
振动加强点（除A 外）的个数。
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20．（2024·山东烟台·一模）如图所示，一列简谐横波沿x 轴负向传播，图中实线a 是t=0 时刻的波形图，
虚线b 为t=3s 时刻的波形图，实线c 为t=5s 时刻的波形图。
（1）求t=0 时刻，位于x=3m 处的质点偏离平衡位置的位移y；
（2）若该波传播速度小于20m/s，求该波波速。
8
