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专题32 机械波
题型一 机械波的形成与传播...............................................................................................................1
题型二 波动图像和振动图像的理解和应用.......................................................................................2
题型三 波传播的周期性和多解性问题...............................................................................................4
题型四 波特有的现象——波的干涉、衍射和多普勒效应...............................................................7
题型一 机械波的形成与传播
1．机械波的形成条件
(1)有发生机械振动的波源。
(2)有传播介质，如空气、水等。
2．传播特点
(1)机械波传播的只是振动的形式和能量，质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁
移。
(2)介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同。
(3)一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为4A，位移为零。
3．机械波的分类
(1)横波：质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波，有波峰(凸部)和波谷(凹部)。
(2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波，有密部和疏部。
[题型专练1]. （2023 秋•简阳市校级月考）关于振动和波，下列说法正确的是（ ）
A．如果波源停止振动，介质中所有质点也立即停止振动
B．沿水平方向传播的波为横波
C．有振动一定有波，但有波不一定有振动
D．波动的过程是质点的振动形式及能量由近及远的传播过程
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[题型专练2]. （2023 春•泰和县校级期末）下列关于机械振动和机械波说法正确的是（
）
A．简谐振动的物体每次经过同一位置时，速度可能不同
B．利用盛砂的漏斗演示简谐振动，如果漏斗里的砂子逐渐减少，则砂摆的频率将先增大后减小
C．隔着很高很厚的墙听不到对面说话的声音是因为声波在这时没有发生衍射现象
D．如果机械波波源停止振动，在介质中传播的机械波也立即停止
[题型专练3]. （2023 春•兰州期中）下列关于机械波的说法正确的是（ ）
A．质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上的波叫作横波
B．虽然在真空中质点间没有相互作用力，但是机械波还是能在真空中传播
C．波在传播振动这种运动形式的同时，也可将信息传播出去
D．波传播的过程就是介质中的质点随波迁移的过程
题型二 波动图像和振动图像的理解和应用
振动图象
波动图象
研究对象
一振动质点
沿波传播方向的所有质点
研究内容
一质点的位移随时间的变化规律
某时刻所有质点的空间分布规律
图象
物理意义
表示同一质点在各时刻的位移
表示某时刻各质点的位移
图象信息
(1)质点振动周期
(2)质点振幅
(3)某一质点在各时刻的位移
(4)各时刻速度、加速度的方向
(1)波长、振幅
(2)任意一质点在该时刻的位移
(3)任意一质点在该时刻的加速度
方向
(4)传播方向、振动方向的互判
图象变化
随时间推移，图象延续，但已有
形状不变
随时间推移，波形沿传播方向平
移
一完整曲
线占横坐
标的距离
表示一个周期
表示一个波长
[题型专练4]. （2023 秋•姑苏区校级期中）如图甲所示，一列简谐横波沿x 轴传播，实线
和虚线分别为t1＝0 时刻和t2时刻的波形图，P、Q 分别是平衡位置为x1＝1m 和x2＝4m 的两质
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点。如图乙所示为质点Q 的振动图像，则（ ）
A．波沿x 轴负方向传播
B．波的传播速度为20m/s
C．质点P 从0 时刻到t2时刻经过的路程可能为50cm
D．质点P 的振动方程为y =10sin(10 πt + 3 π
4 )cm
[题型专练5]. （2023 秋•海安市期中）甲、乙两列横波在同一均匀介质传播，甲波沿x 轴
正方向，乙波沿x 轴负方向，t＝0 时刻两列波恰好在坐标原点相遇，波形图如图所示，则（
）
A．两列波不能产生干涉现象
B．两列波叠加后，坐标原点处的质点振动减弱
C．t＝0 时刻坐标原点处的质点速度为零
D．两列波叠加后，x 轴上x＝0.5m 处的质点振幅为10cm
[题型专练6]. （2023 秋•南通期中）两列在同一介质中沿同一直线传播的简谐横波相遇，
如图所示为某一时刻的情况，其中实线表示向右传播的波、虚线表示向左传播的波。下列说法
正确的是（ ）
A．两列波不可能发生干涉
B．图中a、c、e、g 点为振动加强点
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C．再过半个周期，b、d、f 点变为振动加强点
D．再过一个周期，a 质点将移到e 质点所在位置
[题型专练7]. （2023 秋•广州期中）如图所示，图甲为沿x 轴传播的一列简谐横波在t＝0
时刻的波动图像，图乙为质点P 的振动图像，则下列说法中正确的是（ ）
A．该波沿x 轴正方向传播
B．t＝1s 时，a 质点向y 轴负方向运动
C．0～2s 时间内，质点P 沿x 轴向左运动了4m
D．从t＝0 时起，a、b、c 三质点中质点b 最先回到平衡位置
[题型专练8]. （2023 秋•上城区校级期中）如图甲所示，一列简谐横波沿x 轴传播，实线
和虚线分别为t1＝0 时刻和t2时刻的波形图，P、Q 分别是平衡位置为x1＝1.0m 和x2＝4.0m 的
两质点。如图乙所示为质点Q 的振动图像，则（ ）
A．波沿x 轴负方向传播
B．波的传播速度为20m/s
C．t2时刻可能为0.35s
D．质点P 的振动方程为y =10sin(10 πt + 3 π
4 )cm
题型三 波传播的周期性和多解性问题
造成波动问题多解的主要因素有
1．周期性
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(1)时间周期性：时间间隔Δt 与周期T 的关系不明确。
(2)空间周期性：波传播距离Δx 与波长λ 的关系不明确。
2．双向性
(1)传播方向双向性：波的传播方向不确定。
(2)振动方向双向性：质点振动方向不确定。
3．波形的隐含性形成多解
在波动问题中，往往只给出完整波形的一部分，或给出几个特殊点，而其余信息均处于隐含状态。
这样，波形就有多种情况，形成波动问题的多解性。
[题型专练9]. （2023 秋•彭州市期中）一列简谐横波沿直线传播，直线上相距10.5m 的质
点a、b 的振动图像分别如图中a、b 所示，质点a 的振动滞后于质点b。下列说法正确的是（
）
A．该波的振幅为20cm
B．该波由质点b 传播到质点a 可能历时3s
C．该波的波速大小不可能为10.5m/s
D．该波的波长可能为8.4m
[题型专练10].
（2023•盐城一模）如图甲所示，一列简谐横波沿x 轴传播，实线和虚
线分别为t1＝0 时刻和t2时刻的波形图，P、Q 分别是平衡位置为x1＝1.0m 和x2＝4.0m 的两质
点。图乙为质点Q 的振动图像，则（ ）
A．波沿x 轴负方向传播
B．波的传播速度为20m/s
C．t2时刻可能为0.45s
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D．质点P 的振动方程为y =10sin(10 πt + π
4 )cm
[题型专练11].
（2023 春•吕梁期中）如图甲、乙所示分别为一列简谐横波上P、Q 两
质点的振动图像，已知两质点的平衡位置相距3m，其波长1m＜λ＜2m，则下列说法正确的是
（ ）
A．P、Q 两质点的振动方向始终相反
B．该列波的波长可能为5
3
m
C．该列波的波速可能为12
7
m/s
D．若波速为4
3
m/s，则波的传播方向为Q 到P
[题型专练12].
（2023 秋•简阳市校级月考）某波源S 发出一列简谐横波，波源S 的振
动图像如图所示。在波的传播方向上有A、B 两质点，它们到S 的距离分别为45m 和55m。测
得A、B 两质点开始振动的时间间隔为1.0s。则下列说法中正确的是（ ）
A．A 质点开始振动时，运动方向向下
B．这列波的波长为10m
C．这列波的波速为10m/s
D．A、B 两质点运动方向总是相同的
[题型专练13].
（2023 秋•龙凤区校级期中）两波源分别位于坐标原点和x＝14m 处，t
＝0 时刻两波源开始起振，t＝4s 时的波形图如图所示，此时平衡位置在x＝4m 和x＝10m 的
P、Q 两质点刚开始振动，质点M 的平衡位置位于x＝7m 处，质点N 的平衡位置位于x＝6m
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处，则（ ）
A．t＝6s 时两列波相遇
B．从0 到10s 内质点N 通过的路程为2.4m
C．t＝7.5s 时质点M 的速度在增大
D．t＝10s 时质点N 的振动方向沿y 轴负方向
题型四 波特有的现象——波的干涉、衍射和多普勒效应
1．波的干涉中振动加强点和减弱点的判断
某质点的振动是加强还是减弱，取决于该点到两相干波源的距离之差Δr.
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2．波的衍射现象
波能绕过障碍物继续传播的现象，产生明显衍射现象的条件是缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长
相差不大或者小于波长．
3．多普勒效应的成因分析
(1)接收频率：观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数．当波以速度v
通过观察者时，时间t 内通过的完全波的个数为N＝，因而单位时间内通过观察者的完全波的个数
即接收频率．
(2)当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率变大；当波源与观察者相互远离时，观察者接
收到的频率变小．
[题型专练14].
（2023 秋•武汉期中）波源S1和S2振动方向相同，频率均为4Hz，分别
置于均匀介质中x 轴上的A、B 两点处，AB＝3m，如图所示。两波源产生的简谐横波沿x 轴
相向传播，波速为4m/s。已知两波源振动的初始相位相同。则AB 间合振动振幅最小的点的位
置个数为（ ）
A．3 个
B．4 个
C．5 个
D．6 个
[题型专练15].
（2023 秋•杭州期中）如图所示，在某均匀介质中存在两个点波源S1和
S2，它们沿z 方向振动，垂直纸面向外为z 轴正方向。其中S1位于(-√3m，0，0)处，其振
动方程为z =0.1sin(10 πt + π
3 )(m)；S2 位于(√3m，0，0)处，其振动方程为
z =0.1sin(10 πt - π
6 )(m)。已知波速为40m/s，下列说法正确的是（ ）
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A．波源S1的相位比波源S2的相位落后π
2
B．P（0，2m，0）处质点的振幅为0.2m
C．Q(-√3m，2m，0)处为振动减弱处
D．t＝0 时刻波源S1和S2的加速度方向相同
[题型专练16].
（2023 春•成都期中）如图为两列频率相同、振幅均为A 的横波相遇时
某一时刻的情况，实线表示波峰，虚线表示波谷。下列说法正确的是（ ）
A．N 点为振动减弱点
B．再过半个周期，M 点将变为振动减弱点
C．随着时间推移，M 点将沿MP 连线向P 点移动
D．M 点为振动加强点，M 点的位移大小一直为2A
[题型专练17].
（2023•浙江模拟）图甲描绘了在t＝0 时刻，由两波源S1、S2在均匀介
质中形成的波阵面平面图（实线和虚线分别代表波峰和波谷）。已知这两个波源的振动频率相
等，振幅相同。P 和Q 是该平面上的两个固定点，S1、S2间的距离是0.2m。图乙是P 点的振动
图像（位移﹣时间关系）。下列说法中正确的是（ ）
A．S1S2的连线上共有4 个干涉减弱点
B．S1S2连线的延长线上没有干涉增强点
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C．t＝0.2s 时，Q 点的位移是A
D．波源S1发出的机械波波速为0.2m/s
[题型专练18].
（2023 秋•顺义区校级期中）如图所示，两个相干波源S1、S2产生的波
在同一种均匀介质中相遇。图中实线表示某时刻的波峰、虚线表示波谷。下列说法正确的是（
）
A．a 点的振动加强，b、c、d 点的振动减弱
B．e、f 两点的振动介于加强和减弱之间
C．经适当的时间后，加强点和减弱点的位置互换
D．经半个周期后，原来位于波峰的点将位于波谷，原来位于波谷的点将位于波峰
[题型专练19].
（2022 秋•六盘水期末）如图所示，s1，s2 是同频率同步调的两个水波
波源，实线代表波峰，虚线代表波谷，A、B、C、D 四个点为相应线条的交点，下列说法中正
确的是（ ）
A．图中A 点到两波源s1，s2的距离之差等于该波半波长的奇数倍
B．图中两波源s1，s2发出的波在B 点的振动步调总是相同的
C．图中C 处质点的位移等于两列波各自在C 点引起的位移的矢量和
D．不管波源s1，s2的频率如何变化，D 点总处于振动减弱区
[题型专练20].
（2023 秋•余姚市校级月考）如图所示，在盛有浅水的水槽中，在t＝0
时刻以相同的频率拍打水面上的两个点S1和S2产生两列波，两波源相距9cm，频率为2Hz，
连线中点处有一浮标始终未振动。距S2＝12cm 处有一P 点，PS2⊥S1S2，经过3s 后P 点开始振
动，下列说法中正确的是（ ）
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A．两波源的振动情况完全相同
B．S1P 连线上（两端点除外）共有6 个振动减弱点
C．P 点是振动减弱点
D．若将S2的频率增大为原来的两倍，浮标仍然可以保持静止
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