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第31 讲 机械波
目
录
01 课标达标练.....................................................................................................................1
题型01 机械波的描述及特点........................................................................................................1
题型02 波的图像及与振动图像结合的综合问题......................................................................6
题型03 机械波传播问题及多解问题...........................................................................................7
题型04 波传播的现象.....................................................................................................................9
02 核心突破练..................................................................................................................11
03 真题溯源练..................................................................................................................13
01 机械波的描述及特点
1.(2025·四川巴中·模拟预测)质点A 沿竖直方向做简谐运动,某时刻A 开始振动经过
在绳上形成的波
传到质点C 时的波形如图所示,已知AB 相距10m,AC 相距12m。则( )
A.质点A 开始振动时向上运动
B.
时质点A 在平衡位置且振动方向向下
C.这列波的传播速度大小为
D.A、C 两质点之间(不包括A)与质点C 振动状态完全相同的点还有两个
2.(2025·宁夏吴忠·二模)某简谐波在同一均匀介质中沿
轴正方向传播,M 、N是
轴上的两质点,
时刻位于坐标原点的波源开始振动。
时,波刚好传到质点
处,波源正好处在最大位移处,
此时波形如图所示。下列说法正确的是( )
1
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A.波源开始振动方向沿
轴负方向
B.
时,质点
开始振动
C.这列波的波速大小为
D.当
点开始振动时,质点
运动的总路程为
3.(2025·湖南·三模)一条绳子可以分成一个个小段,每小段都可以看作一个质点,这些质点之间存在相
互作用。如图是某绳波形成过程示意图,质点1 在外力作用下沿竖直方向做简谐运动,带动质点2、3、
4……各个质点依次振动,把振动从绳的左端传到右端。t=
T 时,质点9 刚要开始运动。下列说法正确的是
( )
A.t=
T 时,质点4 的刚开始振动
B.t=
T 时,质点9 开始向下运动
C.t=
T 时,质点5 的加速度达到最大
D.t=T 时,质点13 第一次到达波峰
4.(2025·广东广州·三模)某同学在玩“打水漂”时,向平静的湖面抛出石子,恰好向下砸中一个安全警
戒浮漂,浮漂之后的运动可简化为竖直方向的简谐振动,在水面形成一列简谐波,距离浮漂S 处的水蕊上
有一片小树叶,则( )
A.小树叶将远离浮漂运动
B.小树叶将先向下运动
C.浮漂的振幅越大,波传到S 处时间越短
D.浮漂的振幅越大,小树叶振动频率越大
2
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5.
(2025·河南信阳·模拟预测)如图甲,蜻蜓在水面点水,激起一圈圈波纹。将此波视为简谐
横波,以点水处为坐标原点O,沿水面建立坐标系Oxy。某时刻观察到的波形示意图如图乙所示,实线圆、
虚线圆分别表示此刻相邻的波峰和波谷。已知从开始点水到波纹传出去5m 远共用时20s,则( )
A.该波的波长为0.8cm
B.该波的频率为0.064Hz
C.图乙所示时刻O 点的振动方向竖直向上
D.图乙所示时刻P 点的振动方向竖直向上
6.
(2025·吉林白城·模拟预测)戏曲是我国国家级非物质文化遗产,其唱腔韵味十足,身段优
美多姿,图甲为一戏曲表演中的图片,水袖的波浪可视为频率为2Hz 的简谐横波。某时刻的波形图如图乙
所示。其中a 点位于波峰,b 点位于波谷,P 点恰好位于平衡位置且向下振动,a、b 两点沿波的传播方向
相距2.5m、沿振动方向相距0.8m,下列说法正确的是( )
A.该波向右传播
B.该波的传播速度为2m/s
C.1s 内,质点a 沿传播方向移动2m
D.1s 内,质点b 沿振动方向经过的路程为6.4m
7.(2025·广东广州·模拟预测)如图所示,手握绳
端在竖直方向做简谐运动,形成的一列简谐横波以速
度
沿
轴正向传播,
时刻,在
轴上
、
间的简谐横波如图所示,从此时刻开始,
点处质点经过
时间刚好第2 次到达波谷,则下列说法正确的是( )
3
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A.
时刻,绳端
正处于波峰位置
B.绳端
的振动频率为
C.若将波的振动频率增大一倍,则波的传播速度也增大一倍
D.若将波的振动频率增大为原来的2 倍,则简谐波的波长变为原来的一半
8.(2025·甘肃平凉·模拟预测)彩色多普勒超声能利用超声波形成彩色血流图像,不仅具有二维超声结构
图像的优点,又同时提供了血流动力学的丰富信息,运用12MHz 高频探头甚至可以发现血管内小于1mm
的钙化点。已知超声波在人体组织中的传播速度约为1500m/s。下列说法正确的是( )
A.超声波在真空中的传播速度大于1500m/s
B.超声波从空气中进入人体时波长不变
C.该超声波在人体内传播时的波长约为1mm
D.该超声波在人体内传播时的波长约为0.125mm
9.
(2025·湖北武汉·模拟预测)(多选)图甲表示一根没有发生形变的弹簧,上面用数字标出
一些质点的平衡位置;图乙表示弹簧中产生纵波时,某一时刻各个质点相对于各自的位移;把该时刻各质
点的位移画到纵轴的方向上,纵坐标为正表示位移向右,为负表示位移向左,得到了图丙所示的图像。已
知1 为波源,类比横波相关知识,可知( )
4
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A.此时质点2 速度向左
B.此时质点3 回复力为零
C.质点2 比质点5 先回到平衡位置
D.质点4 和质点8 的振动速度总是等大反向
10.
(2025·云南·模拟预测)(多选)地震时会产生横波和纵波,横波的传播速度约为
,
纵波的速度约为
。如图所示,图中地表平面上方柱状图表示某次地震发生时,震中混凝土地面上
的地震监测仪检测到的地震强度(地震对人、建筑物和自然地物的影响大小),从检测到信号至横波到达
地表平面的时间间隔为
。则下列有关说法正确的是( )
A.震源深度约为
B.图示左下方结构示意图描述的振动形式为横波
C.图示横波对地面的影响更大
D.震中附近的建筑物会先上下颠簸后左右摇晃
5
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11.
(2025·江西南昌·三模)(多选)水面上有相距为
的两个浮标A、B,水波(可视为简谐
波)由A 向B 传播。当波传播到A 浮标时,A 浮标从平衡位置开始向上振动,若从此时开始计时,经过时
间,A 浮标第二次到达波峰,且此时B 浮标刚好开始振动。已知该波的周期为
,则下列说法正确的是(
)
A.水波的波长为
B.水波的波长为
C.
时刻,A 浮标的速度方向向下D.
时刻,A 浮标的速度方向向上
02 波的图像及与振动图像结合的综合问题
12.(2025·山东烟台·三模)(多选)如图所示,坐标原点O 左右两边的介质不同,
、
为位于x 轴上
的两列波的波源,两波源同时起振,形成两列波沿x 轴分别传播到
、
两点时作为计
时起点
时刻,当
时
的点刚好第一次处于波峰,则下列说法正确的是( )
A.波源
的周期为
B.两列波在
位置处相遇
C.两列波叠加后能形成稳定的干涉图样D.两列波在左右两边的介质中传播的速度之比为
13.(2025·湖南长沙·三模)(多选)频率相同的简谐波源S1、S2和接收点M 位于同一平面内,S1、S2到
M 的距离之差为6m。t=0 时S1、S2同时垂直平面开始振动,其中M 点的振动图像如图所示,则( )
6
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A.两列波的波长为2m
B.两列波的起振方向均沿x 正方向
C.S1和S2,在平面内不能产生干涉现象
D.两列波的振幅分别为3cm 和2cm
14.(2025·全国·模拟预测)(多选)2025 年2 月21 日18 时11 分,在西藏日喀则市定日县发生3.7 级地
震,震源深度10 公里。“地震预警”是指在地震发生以后,抢在地震波传播到受灾地区前,向受灾地区
提前发出警报,通知目标区域从而实现预警。科研机构对波的特性展开研究,某机械波沿x 轴传播,图甲
为
时的波动图像,图乙为
处A 质点的振动图像,此时P、Q 两质点的位移均为
,下列
说法正确的是( )
A.这列波沿x 轴负方向传播
B.P 质点的振动方程为
C.
时,P、Q 两质点加速度大小相同,方向相反
D.从
开始经过
,P、Q 两质点经过的路程不相等
03 机械波传播问题及多解问题
15.(2025·河北石家庄·三模)健身者在公园以固定频率上下抖动长绳的一端,长绳呈现波浪状起伏,可
近似为单向传播的简谐横波。以健身者手持长绳端为坐标原点,
和
时刻长绳呈现的波形图
7
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如图所示,已知横波沿x 轴正方向传播,则横波的波速可能是( )
A.4.2m/s
B.5m/s
C.5.2m/s
D.5.4m/s
16.(2025·全国·模拟预测)(多选)中国队在“巴黎奥运会”获得“艺术体操项目”集体全能冠军,体
操运动员在“带操”表演中,彩带会形成波浪图形。某段时间内彩带的波形可看作一列简谐横波,波形图
如图甲所示,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
质点,质点Q 的振动图像如图乙所示。根据图中信息,下列说法正确的是( )
A.该列简谐横波沿x 轴正方向传播
B.该列简谐横波的波速大小为4m/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
17.(2025·四川巴中·模拟预测)(多选)某介质中,一列沿x 轴正方向传播的简谐横波,在0 时刻的波形
如图中实线所示,1s 时的波形如图中虚线所示。关于该列简谐横波,下列说法正确的是( )
A.波速可能为5m/s
B.介质中质点的振动周期可能为6s
8
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C.介质中质点的振动频率可能为
D.1.5s 时,平衡位置位于3m 处的质点可能到达波峰
18.
(2025·重庆·三模)(多选)图甲为利用跳绳模拟战绳训练,将绳子一端固定在杆上,用手
上下甩动另一端。图乙为绳上P、Q 两质点的振动图像,P、Q 两质点平衡位置相距5m。波由P 向Q 传播。
下列说法正确的是( )
A.增大甩动的频率,波在绳子上传播速度不变
B.t=0.5s 时,P、Q 质两点振动方向相反
C.波长可能为4m
D.波速可能为
19.(2025·山西·三模)(多选)一波速为
、沿水平方向传播的简谐横波,在
时刻的部分波形如
图中的弯曲实线所示,
时刻的部分波形如图中的弯曲虚线所示,P 为波上一点,设波的周期为T,已知
,且
,下列说法正确的是( )
A.
时刻质点P 一定正向下振动
B.
时刻质点P 加速度最大,速度为0
C.若波向右传播,周期为0.7s
D.若波向左传播,波长为0.4m
04 波传播的现象
20.(2025·湖北恩施·模拟预测)在x 轴有两个持续振动的波源,激起甲、乙两列简谐横波分别沿x 轴正、
负方向传播,t=0 时刻两列波在相遇区域各自独立的波形如图所示。已知波在介质中的传播速度为
v=4m/s,下列关于叠加区域质点的描述正确的是( )
9
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A.叠加区域实际波形每隔6s 重复一次
B.两列波源的振动频率相同
C.两波会发生稳定干涉,且x=0 的质点振动减弱
D.x=12m 的质点此刻正在沿+y 方向振动
21.(2025·北京·三模)下列有关机械波的说法中正确的是( )
A.我们能够听到墙外的声音是声波发生干涉的结果
B.超声波的波长比人耳能听到的声波波长大得多
C.医院中的“B 超”是利用次声波的反射来检查身体有无异常
D.波在传播“振动”这种运动形式的同时,也将波源的能量传递出去
22.(2025·江苏盐城·三模)下列说法中正确的是( )
A.当观察者与波源发生相对运动时,接收到波的频率与波源发出的频率一定不同
B.在波的干涉中,振动加强点的位移始终最大
C.干涉和衍射是波所特有的现象
D.机械波在某种介质中传播,若波源的频率增大,其传播速度也增大
23.(2025·黑龙江哈尔滨·三模)医学上的“彩超”就是向人体组织发射高频率的超声波,再根据接收的
反射超声波频率变化来测定心脏跳动、血管血流快慢等情况,医生依此对病变作出诊断。下列现象与这一
技术应用的原理相同的是( )
A.火车鸣笛向我们加速驶来时,我们听到汽笛声音的频率会升高
B.树荫下的太阳小光斑大多成圆形
C.在发声的音叉周围有些区域声音较强,有些区域声音较弱
D.周期越大的水波绕到挡板后面继续传播的现象越明显
24.振动和波存在于我们生活的方方面面,关于下列四种情景的说法正确的是( )
10
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A.如图甲,人造地球卫星经过地面跟踪站上空,跟踪站接收到的信号频率先减小后增大
B.如图乙为干涉型消声器的结构示意图,波长为λ 的同一声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为
的奇数倍
C.如图丙,如果孔的大小不变,使波源的频率增大,能观察到更明显的衍射现象
D.如图丁,手掌摩擦盆耳使得水花飞溅,是因为摩擦力较大
25.(2025·重庆渝中·模拟预测)(多选)如图所示为S1和S2两相干水波的干涉图样,两列波各自的振幅
均为5cm,波速为1m/s,波长为0.5m,B 是AC 连线的中点。图中实线表示波峰,虚线表示波谷。则下列
说法中正确的是( )
A.图示时刻A、B 两点的竖直高差为5cm
B.从图示时刻开始经0.75s,B 点通过的路程为60cm
C.再经过0.125s, C 点处于波峰
D.D 点一直处于平衡位置
1.(2025·山东济南·模拟预测)(多选)一列简谐横波沿
轴方向传播,在
处的质点的振动图像如图
甲所示,在
处的质点的振动图像如图乙所示,以下说法正确的是( )
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A.该波的波长可能为6m
B.该波的传播速度可能为
C.在前4s 内
处的质点通过的路程为
D.在前4s 内
处的质点通过的路程为
2.
(2025·四川成都·二模)(多选)图甲为中国京剧中的水袖舞表演,若水袖的波浪可视为简
谐横波,图乙为该简谐横波在
时刻的波形图,P、Q 为该波上平衡位置相距
的两个质点,此时质
点P 位于平衡位置,质点Q 位于波峰未画出,且质点P 比质点Q 先振动。图丙为图乙中P 点的振动图
像。已知该波的波长在
至1m 之间,袖子足够长,则下列说法正确的是( )
A.该波沿x 轴负方向传播
B.该波的传播速度为
C.质点Q 的振动方程为
D.若该波遇到一障碍物能发生明显的衍射现象,则该障碍物的尺寸可能为60cm
3.
(2025·广西南宁·模拟预测)如图甲为超声波悬浮仪,上方圆柱体中,高频电信号通过压电
陶瓷转换成同频率的高频声信号,发出超声波,下方圆柱体将接收到的超声波信号反射回去。两列超声波
信号叠加后,会出现振幅几乎为零的点(称为“节点”),在节点两侧声波压力的作用下,小水珠能在节
点处附近保持悬浮状态,该情境可等效简化为图乙所示情形。图乙为某时刻两列超声波的波形图,
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为波源,该时刻
波源产生的波形恰好分别传到了点
和点
,已知声波传播的
速度为
,则下列说法正确的是( )
A.该超声波的频率为
B.两列波充分叠加后,小水珠能悬浮在点(-1.25cm,0)附近
C.小水珠悬浮时,受到的声波压力为零
D.经过
,点
沿
轴正方向移动
4.
(2025·浙江·一模)(多选)如图所示,两个位于
和
处的波源分别处在介质Ⅰ和
Ⅱ中,
是两介质的分界面,
时刻两波源同时开始做简谐振动,
沿
轴正方向起振,
沿
轴
负方向起振,振幅均为
,分别产生沿
轴相向传播的两列机械波。
时介质Ⅰ的波恰好传到分
界面,此时两波源都刚好第4 次回到平衡位置,
时,介质Ⅱ的波也刚好传到分界面。不计波传播过程
的能量损失,则( )
A.波在介质Ⅰ和介质Ⅱ中的波速之比为
B.
时刻
处的质点第一次达到最大位移
C.在
内
处的质点的路程为
D.经过足够长时间后,在
轴上
区间共有9 个振动加强点,有10 个振动减弱点
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1.(2025·云南·高考真题)如图所示,均匀介质中矩形区域内有一位置未知的波源。
时刻,波源开始
振动产生简谐横波,并以相同波速分别向左、右两侧传播,P、Q 分别为矩形区域左右两边界上振动质点的
平衡位置。
和
时矩形区域外波形分别如图中实线和虚线所示,则( )
A.波速为
B.波源的平衡位置距离P 点
C.
时,波源处于平衡位置且向下运动
D.
时,平衡位置在P、Q 处的两质点位移相同
2.(2024·湖南·高考真题)如图,健身者在公园以每分钟60 次的频率上下抖动长绳的一端,长绳自右向
左呈现波浪状起伏,可近似为单向传播的简谐横波。长绳上A、B 两点平衡位置相距
,
时刻A 点位于
波谷,B 点位于波峰,两者之间还有一个波谷。下列说法正确的是( )
A.波长为
B.波速为
C.
时刻,B 点速度为0
D.
时刻,A 点速度为0
3.(2024·江苏·高考真题)水槽中平静的水面上漂着两片小纸屑
、
。如图所示,O、A、B 在一条直线
上,OA=2AB,
时刻开始用笔尖周期性地轻点水面O 点,t1时刻观察到
开始振动,B 开始振动的时刻为
( )
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A.t1
B.
C.2t1
D.
4.(2024·海南·高考真题)(多选)一歌手在湖边唱歌,歌声通过空气和水传到距其2km 的湖对岸,空气
中的声速为340m/s,水中声速为1450m/s,歌声可视为频率为400Hz 的声波,则下列说法正确的是
( )
A.在水中传播频率会改变
B.由空气和水传到湖对岸的时间差约为4.5s
C.在空气中波长为0.85m
D.在水中的波长为5m
5.(2024·天津·高考真题)一列简谐横波在均匀介质中沿x 轴传播,图1 是
时该波的波形图,图2 是
处质点的振动图像。则
时该波的波形图为( )
A.
B.
C.
D.
6.(2024·广东·高考真题)一列简谐横波沿x 轴正方向传播。波速为
,
时的波形如图所示。
时,
处的质点相对平衡位置的位移为( )
A.0
B.
C.
D.
7.(2025·山东·高考真题)(多选)均匀介质中分别沿x 轴负向和正向传播的甲、乙两列简谐横波,振幅
均为
,波速均为
,M、N 为介质中的质点。
时刻的波形图如图所示,M、N 的位移均为
。
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下列说法正确的是( )
A.甲波的周期为
B.乙波的波长为
C.
时,M 向y 轴正方向运动
D.
时,N 向y 轴负方向运动
8.(2024·全国甲卷·高考真题)(多选)一列简谐横波沿x 轴传播,周期为
,
时刻的波形曲线如图
所示,此时介质中质点b 向y 轴负方向运动,下列说法正确的是( )
A.该波的波速为
B.该波沿x 轴正方向传播
C.
时质点a 和质点c 的运动方向相反
D.
时介质中质点a 向y 轴负方向运动
E.
时介质中质点b 的速率达到最大值
9.(2024·新疆河南·高考真题)(多选)位于坐标原点O 的波源在
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
处的质点P 开始振动时,波源恰好第2 次处于波
谷位置,则( )
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A.波的周期是0.1s
B.波的振幅是0.2m
C.波的传播速度是10m/s
D.平衡位置在
处的质点Q 开始振动时,质点P 处于波峰位置
10.(2024·重庆·高考真题)(多选)一列沿x 轴传播的简谐波,在某时刻的波形图如图甲所示,一平衡
位置与坐标原点距离为3 米的质点从该时刻开始的振动图像如图乙所示,若该波的波长大于3 米。则(
)
A.最小波长
B.频率
C.最大波速
D.从该时刻开始2s 内该质点运动的路程为
11.(2024·浙江·高考真题)频率相同的简谐波源S1、S2,和接收点M 位于同一平面内,S1、S2到M 的距离
之差为6m。t=0 时S1,S2,同时垂直平面开始振动,M 点的振动图像如图所示,则( )
A.两列波的波长为2m
B.两列波的起振方向均沿x 正方向
C.S1和S2,在平面内不能产生干涉现象D.两列波的振幅分别为3cm 和1cm
12.(2024·安徽·高考真题)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( )
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A.在
处开始相遇
B.在
处开始相遇
C.波峰在
处相遇
D.波峰在
处相遇
13.(2024·江西·高考真题)如图(a)所示,利用超声波可以检测飞机机翼内部缺陷。在某次检测实验中,
入射波为连续的正弦信号,探头先后探测到机翼表面和缺陷表面的反射信号,分别如图(b)、(c)所示。
已知超声波在机翼材料中的波速为
。关于这两个反射信号在探头处的叠加效果和缺陷深度d,下列
选项正确的是( )
A.振动减弱;
B.振动加强;
C.振动减弱;
D.振动加强;
14.(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
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15.(2025·浙江·高考真题)(多选)如图1 所示,两波源
和
分别位于
与
处,以
为边界,两侧为不同的均匀介质。
时两波源同时开始振动,其振动图像相同,如图2 所示。
时
与
两处的质点开始振动。不考虑反射波的影响,则( )
A.
时两列波开始相遇
B.在
间
波的波长为
C.两列波叠加稳定后,
处的质点振动减弱
D.两列波叠加稳定后,在
间共有7 个加强点
16.(2024·山东·高考真题)(多选)甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中沿x 轴相向传播,波速均为
2m/s。t=0 时刻二者在x=2m 处相遇,波形图如图所示。关于平衡位置在x=2m 处的质点P,下列说法正确
的是( )
A.t=0.5s 时,P 偏离平衡位置的位移为0
B.t=0.5s 时,P 偏离平衡位置的位移为
C.t=1.0s 时,P 向y 轴正方向运动
D.t=1.0s 时,P 向y 轴负方向运动
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