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2024 年高考物理一轮复习热点重点难点夯练与提升
专题44 机械波
特训目标
特训内容
目标1
机械波的传播和波的图像（1T—4T）
目标2
波动图像和振动图像（5T—8T）
目标3
波的多解问题（9T—12T）
目标4
波的干涉（13T—16T）
目标5
波的衍射和多普勒效应（17T—20T）
【特训典例】
一、机械波的传播和波的图像
1．如图1 所示为医生用B 超探头向人体内发射超声波，超声波遇到人体不同的组织会产生不同程度的反射，
探头接收到的超声波信号就形成了B 超图像。若探头发出的超声波在人体内传播时在t=0 时刻的图形如图2
所示，波沿x 轴正向传播，a、b 是波传播路径上的两个质点，质点a 的振动比质点b 的振动超前
，
则下列说法正确的是（ ）
A．t=0 时刻，质点a 与质点b 振动情况相同
B．超声波在人体中传播速度大小为1500m/s
C．反射的超声波传播速度会小于探头发射的超声波速度
D．从t=0 时刻开始，当质点a 第一次回到平衡位置时，质点b 的位移和t=0 时刻的位移相同
E．质点a 在2×10-5s 内运动的路程为40mm
2．如图所示是某绳波形成过程的示意图，1、2、3、4……为绳上的一系列等距离的质点，相邻两质点间的
距离均为10cm，绳处于水平方向；质点1 在外力作用下沿竖直方向做简谐振动，带动2、3、4……各个质点
依次上下振动，振动从绳的左端传到右端，t＝0 时质点1 开始竖直向上运动，t＝0.1s 时质点1 在最大位移
20cm 处，这时质点3 开始运动，以向上为正方向，下列说法正确的是（ ）
1
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A．该波的波速一定是2m/s
B．该波的波长一定是0.8m
C．质点3 振动后的周期可能是0.08s
D．质点3 开始运动时运动方向一定向上
E．质点3 的振动方程一定是y＝20sin5πt（cm）
3．如图甲，水袖舞是中国京剧的特技之一，2023 年春晚创意节目《满庭芳·国色》中的水袖舞给观众带来
了一场绝美的视觉盛宴。如图乙，水袖由厚薄程度不同的重水袖和轻水袖连接而成。如图丙，某同学为研
究重水袖和轻水袖传播机械波的情况，将水袖拉直平放在光滑水平玻璃上，在水袖方向和垂直水袖方向的
水平面内建立坐标系，交界点O 为坐标原点，P 为轻水袖上0.70m 处的一个点。某时刻对交界点施加一个
外力，使此交界点沿y 方向振动，并在两边水袖上形成两列沿x 轴传播的简谐波。
时，交界点O 从平
衡位置开始向y 轴正方向运动，
时，O 点第3 次到达波峰，P 点第一次经过平衡位置向下运动，则
下列说法正确的是（ ）
A．两列波的传播周期相同
B．波在重水袖上传播的波速等于在轻水袖上传播的波速
C．在轻水袖上传播的波速为0.4m/s
D．在重水袖上各质点的振幅低于在轻水袖上各质点的振幅
4．如图是绳波形成过程的示意图，将两根粗细相同、材料不同的长软绳Ⅰ和Ⅱ的一端连接在一起（图中O
点为结点），1、2、3、4……为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向。
时刻，手持结点O 以
一定周期在竖直方向做简谐振动，带动绳Ⅰ、绳Ⅱ上的其他质点依次上下振动，形成向左和向右传播的两
列简谐波。已知
时，质点14 刚要开始振动且方向向上；
时，质点4 第一次到达最高点。下列判
断正确的是（ ）
2
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A．波在绳Ⅰ、绳Ⅱ中传播周期相等
B．
时刻，手持结点O 的运动方向竖直向下
C．波在绳Ⅱ中的传播速度可能大于在绳Ⅰ中传播速度的2 倍
D．波在绳Ⅱ中的传播速度可能小于在绳Ⅰ中传播速度的2 倍
二、波动图像和振动图像
5．图（a）为一列简谐横波在t＝0.10s 时刻的波形图，P 是平衡位置在x＝1.0 m 处的质点，Q 是平衡位置
在x＝4.0 m 处的质点；图（b）为质点Q 的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A．再过0.125 s 时，质点P 刚好运动到波谷
B．该波的波速为1.6m/s
C．该波沿x 轴正方向传播
D．从t＝0.10s 到t＝0.25s 时间内，质点P 通过的路程为30cm
6．如图（a）为一列简谐横波在
时刻的波形图，介质中的两个质点P、Q 此刻离开平衡位置的位移
分别为
、
；图（b）是质点
的振动图像。正确的是（ ）
A．波沿
方向传播，
时刻
质点正在向
方向振动
B．波沿
方向传播，
时刻
质点正在向
方向振动
3
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C．波速为
，
时刻质点
在减速、质点
在加速
D．波速为
，质点P、Q 振动方向有时相同有时相反
7．如图甲所示为沿x 轴传播的一列简谐横波在
时刻的波形图，两质点P、Q 的平衡位置分别位于
、
处，质点Q 的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．该波沿x 轴正方向传播
B．
时刻，质点P 正沿y 轴负方向运动
C．质点P 的振动方程为
D．当质点Q 在波峰时，质点P 的位移为
8．一列简谐横波沿x 轴正方向传播，t=0 时刻波形如图（a）所示，且此刻波刚好传到E 点，A 点在波峰，
B、C、D 也是波上质点。质点C 的振动图像如图（b）所示。下列说法正确的是（ ）
A．此列波的波速是5m/s
B．质点D 在t=0.3s 时的位移是10cm
C．t=0.05s 时刻，质点B 振动到波峰
D．简谐横波波源起振方向沿y 轴负方向
E．x=6m 处的质点在t=0.45s 时位移是-10cm
三、波的多解问题
9．如图所示，某均匀介质中一列沿
轴正方向传播的简谐横波（图中末画出），波速为
，两质点
、
4
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位于
轴上。以该波传到质点
为计时起点，质点
的振动方程为
，经过时间
该波
传到质点
时，质点
位于
轴上方距其平衡位置
处且向上振动。由此可知（ ）
A．该波的波长为
B．质点
开始振动的方向是向上
C．质点P、Q 平衡位置的间距可能为
D．
10．一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距3m 的a、b 两质点的振动图像如图所示，下列描述
该波的图像可能正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
11．如图所示，一列简谐横波沿x 轴正方向传播，a、b 两质点的平衡位置相距12m。
时，a 点位于最
高点，b 点的位移恰好为零，速度方向垂直x 轴向下。
时，a 点的位移恰好为零，速度方向垂直x 轴
向下，b 点位于最低点。若质点振动的振幅为A，下列说法正确的是（ ）
5
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A．简谐横波的波长一定小于或等于16m
B．质点振动的周期一定小于或等于2s
C．简谐横波的传播速度可能是24m/s
D．质点a 的振动方程可能满足
12．如图所示，一列简谐横波沿x 轴传播，图中的实线和虚线分别是相隔Δt 的前，后两个时刻的波形图，
下列说法正确的是（ ）
A．若
，则波源的振动周期可能为8s
B．若
，则波源的最大振动周期为8s
C．若
，则简谐波的波速可能为7m/s
D．若
，则简谐波的最小波速为1m/s
四、波的干涉
13．在平静的水面，有一块石头在O 点落入水中，一列水波在xOy 水平面内传播。
时波面分布如图
（a）所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，实线与虚线间还有两个波峰未画出。某质点的振动图像
如图（b）所示，z 轴正方向竖直向上。下列说法正确的是（ ）
A．该波的波长为3m
B．该波从A 点传播到B 点所需的时间为10s
6
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C．
时，坐标为（8m，6m）的M 质点正在沿z 轴正方向运动
D．若该波能与另外一水波形成稳定的干涉图样，则两列波的波长可能不同
14．如图所示，S1、S2是两个相干波源，振动同步且振幅相同，实线和虚线分别表示在某时刻的波峰和波
谷，质点b、d 位于两波源连线的中垂线上，关于图中四个质点a、b、c、d 的说法正确的是（ ）
A．该时刻质点b 处于波峰，且始终处于波峰
B．该时刻质点c 处于波谷，且c 的能量最小
C．质点d 所在位置为振动减弱区
D．质点a 所在位置为振动减弱区
15．如图所示，两波源分别位于x=-0.2m 和x=1.2m 处，它们在介质中形成的机械波波速均为0.4m/s，波源
的振幅均为2cm。图为t=0 时刻两波源之间形成的图像，此刻平衡位置在x=0.2m 和x=0.8m 的P、Q 两质点
刚开始振动。质点M 的平衡位置处于x=0.5m 处。则（ ）
A．两列波不会发生干涉
B．t=1.75s 时两列波在M 点相遇
C．2s 内M 点运动的路程为10cm
D．t=100s 时两波源之间（不含波源）有6 个点不振动
16．如图甲所示，A、B 和P 是同一均匀介质中同一水平直线上的三个点，沿竖直方向振动的波I 在介质中
沿AP 方向传播，波速为30cm/s，P 与A 相距30cm，A 点振动图像如图乙所示，沿竖直方向振动的波II 沿
BP 方向传播，波速为30cm/s，P 与B 相距45cm，B 点的振动图像如图丙所示，在t=0 时刻，两列波同时分
别经过A、B 两点，则下列说法正确的是（ ）
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A．横波II 的波长为45cm
B．两列波能发生干涉
C．P 点振幅为70cm，且是振动加强点
D．P 点开始时刻振动方向向下
五、波的衍射和多普勒效应
17．晓宇在实验室利用发波水槽演示了波的衍射现象，调整缝的宽度为PQ=5cm，M、N 为挡板后放置的
两个浮球，实验时发现两浮球始终静止不动。则下列说法正确的是（ ）
A．将缝的宽度略微调大，则两浮球可能上下浮动
B．将缝的宽度适当调小，则两浮球可能上下浮动
C．增大振源的频率，两浮球可能上下浮动
D．无论如何调节振源的频率，两浮球始终静止
18．利用如图所示的发波水槽装置演示水波的干涉和衍射现象，下列说法正确的是（ ）
A．只用一个振针演示波的衍射现象时，振动的频率越高，衍射现象越明显
B．只用一个振针演示波的衍射现象时，障碍物的尺寸越小，衍射现象越明显
C．用两个步调相同的振针演示波的干涉现象时，振动的频率越高，相邻两个振动加强点的间隔越小
D．用两个振针演示波的干涉现象时，若两个振针振动的步调刚好相反，则不能产生干涉现象
8
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19．一频率为600Hz 的声源以20rad/s 的角速度沿一半径为0.80m 的圆周做匀速圆周运动，一观察者站在离
圆心很远的P 点且相对于圆心静止，如图所示，下列判断正确的是（ ）
A．观察者接收到汽笛在A 点发出声音的频率大于600Hz
B．观察者接收到汽笛在B 点发出声音的频率等于600Hz
C．观察者接收到汽笛在C 点发出声音的频率等于600Hz
D．观察者接收到汽笛在D 点发出声音的频率等于600Hz
E．观察者接收到汽笛在D 点发出声音的频率小于600Hz
20．一个观察者在铁路旁，当火车迎面驶来时，他听到的汽笛声的频率为
；当火车驶过他身旁
后，他听到的汽笛声的频率为
．若大气中声速约为
，则（ ）
A．火车的速度为
B．火车的速度为
C．火车汽笛声的频率为
D．火车汽笛声的频率为
9
