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12.3 机械波专项训练
2027 届高考物理一轮复习
一、单选题
1．用手握住较长软绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横波。某一时刻的波形如图所示，绳上a、b 两
质点均处于波峰位置。下列说法正确的是（ ）
A．a、b 两点之间的距离为半个波长
B．a、b 两点振动开始时刻相差半个周期
C．b 点完成全振动次数比a 点多一次
D．a 点振动方向一定垂直于波的传播方向
2．如图（a）为中国京剧中的水袖舞表演。
时水袖的波浪简化为图（b）的简谐横波，此时平衡位置
位于
的质点
沿
轴负方向运动，质点
的平衡位置位于
，已知
时质点
第一次出
现在波峰。下列说法正确的是（ ）
A．该波沿
轴正方向传播
B．该波的传播速度为
C．
内质点
运动的路程为
D．质点
的振动方程为
3．O 为两不同材质的绳A、B 的结点，a 为绳A 上一质点，绳置于光滑水平台面上。用手抓住O 点前后快速
振动，某时刻绳中的波形如图所示，则（ ）
A．A 绳中波的速度更大
B．A 绳中波的周期更大
C．B 绳中波的频率更大
D．质点a 此时刻在向左运动
4．如图甲所示，树叶落在平静的水面上，由此产生的水面波可近似为简谐横波。以落叶所在位置为原点
，某时刻波源垂直于
平面振动所产生的波的示意图如图乙所示，实线圆、虚线圆分别表示相邻的波
峰和波谷，
点为虚线圆与
轴的交点，已知波源振动的周期为
，振幅为
，下列说法正确
的是（ ）
A．该横波的波长为0.4 cm
B．该横波在水面传播的速度大小为5 m/s
C．A 点处的质点在1 个周期内沿y 轴移动0.8 cm
D．A 点处的质点与波源处的质点速度大小始终相等
5．固定在振动片上的金属丝周期性触动水面形成水波。当振动片在水面上水平匀速移动时拍得一幅如图
所示的照片，其中A 为水面上的质点，由照片可知（ ）
A．振动片在向左移动
B．振动片在向右移动
C．A 的振动频率低于振动片的振动频率
D．A 的振动频率等于振动片的振动频率
6．坐标原点的波源在
时发出一列简谐波，沿x 轴正向传播。在
时，该列波的最前端刚好到达B
点，此时AB 段的波形如图所示，则（ ）
A．波速为0.5 m/s，波长为2.0 m
B．
时，A 处质点加速度为y 轴正方向
C．
时，波源由平衡位置向y 轴正方向运动
D．
时，C 处质点位于波峰
7．带操是艺术体操项目之一，使用彩带作为器械．某次比赛中彩带的运动可简化为沿x 轴方向传播的简谐
横波，t=0.2 s 时的波形图如图甲所示，P 是平衡位置在x=3 m 处的质点，Q 是平衡位置在x=4 m 处的质
点，图乙为质点Q 的振动图像．下列说法正确的是（ ）
A．t=0.2 s 时刻质点P 正沿y 轴正方向运动
B．这列波遇到尺寸为8 m 的障碍物时不能发生衍射现象
C．如果将波源的振动周期增大为0.8 s，则该波的波速为20 m/s
D．平衡位置在x=2 m 和x=6 m 处的质点振动方向总是相同的
二、多选题
8．在同一均匀介质中，两个振动情况完全相同的相干波源
和
相距
，它们振动的频率均为
，振幅均为
，振动方向均垂直于纸面。已知波在该介质中的传播速度
。如图
所示，以
、
的中点为坐标原点
，建立
轴（
、
在
轴上，坐标分别为
和
）。两波源
同时振动，下列说法正确的是（ ）
A．该波的波长为
，且
轴上坐标为
的两点是振动加强点
B．若两个波源的振幅变为原来的2 倍，则振动加强点的振幅将变为原来的4 倍
C．若波源
提前振动
，则
连线上的原振动加强点的位置将变为振动减弱点
D．若波源
提前振动
，则
连线上的原振动加强点的位置将变为振动减弱点
9．如图所示，一列简谐横波沿x 轴传播，在
时刻和
时刻的波形分别如图中实线、虚线所示。
已知波的振动周期大于
，则（ ）
A．
处质点的振动方程可能为
B．波源的振动周期可能为
C．若波沿x 轴负方向传播，
处质点在
内通过的路程为
D．波的传播速度可能为
10．如图甲所示，一列简谐横波沿直线传播，
、
为波传播路径上相距
的两个质点，
、
两个质
点的振动图像分别如图乙、丙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．该波一定从
点向
点传播
B．
时刻，
连线中点处的质点有可能处于平衡位置
C．
时，
、
两质点的位移不相同
D．该波的波速可能为
三、实验题
11．如图是观察水波衍射现象的实验装置，AB 和CD 是两块挡板，BC 是一个孔，O 是波源，图中已画出波
源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间的距离表示一个波长，则此时______（选填
“能”或“不能”）明显观察到波的衍射现象，挡板前后波纹之间的距离______。（选填“相等”或“不
相等”）
12．在“观察水波的干涉”实验中得到如图所示的干涉图样。O1、O2为波源，实线表示波峰，虚线为P 位
置与波源连线，且
。
（1） P 点是振动___________点（选填“加强”或“减弱”）。
（2）若有一小纸片被轻放在P 点浮于水面上，则此后纸片运动情况是( )
A．一定沿箭头A 方向运动 B．一定沿箭头B 方向运动
C．一定沿箭头C 方向运动 D．在P 点处随水面上下运动
四、解答题
13．一列简谐横波在
时的波形图如图(a)所示，P、Q 是介质中的两个质点。图(b)是质点Q 的振动图
象。求：
（1）波速及波的传播方向；
（2）质点Q 的平衡位置的x 坐标。
14．一列沿x 轴传播的简谐波，图甲中实线所示为
处质点的振动图像，虚线所示为
处
质点的振动图像，图乙为
时这列简谐波的波形图。已知图乙中P 点和甲图中的某个质点振动步调相
同，求：
(1)该简谐波波长；
(2)该简谐波可能达到的最大波速；
(3)质点P 的振动方程。
15．某乐器发出频率为两倍关系的两个纯音（简谐声波），其波形叠加后呈现一种周期性变化。图甲和图
乙分别为同一时刻两列简谐声波单独沿x 正方向传播的波形图，图中的坐标原点位于同一质点处，声速为
340m/s。
(1)从图中读出这两列波的波长。
(2)该时刻这两列波叠加，分别求
和
处的质点在该时刻偏离平衡位置的位移。
(3)求这两列波叠加后的周期。
参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
B
A
D
A
A
C
AD
BC
CD
11． 能 相等
12． 加强 D
13．（1）18cm/s，沿x 轴负方向传播；（2）9cm
【详解】（1）由图(a)可以看出，该波的波长为
λ＝36cm
由图(b)可以看出，周期为
T＝2s
波速为
v＝
＝18cm/s
由图(b)知，当
时，Q 点向上运动，结合图(a)可得，波沿x 轴负方向传播。
（2）设质点P、Q 平衡位置的x 坐标分别为
、
由图(a)知，x＝0 处
y＝－
＝Asin(－
)
因此
由图(b)知，在t＝0 时Q 点处于平衡位置，经Δt＝
s，其振动状态向x 轴负方向传播至P 点处，可得P、
Q 间平衡位置距离为
＝vΔt＝6cm
则质点Q 的平衡位置的x 坐标为
＝9cm
14．(1)
；
(2)
；
(3)
【详解】（1）由于图乙为
时刻的波形图，可知
质点在3s 时刻位于平衡位置，结合图甲3s 时刻
质点位于平衡位置，即质点
与
同步调，由图甲可知，在3s 时刻质点向
轴正方向振动，由同侧法可知
简谐波沿
轴负方向传播，质点
与质点
平衡位置的间距为
在0 时刻质点
位于平衡位置向上振动，质点
位于波峰位置，由于波沿
轴负方向传播，则有
解得
（2）当
时，波长最大，则有
则最大波速为
解得
（3）由于
点与质点
振动步调相同，结合图甲可知
点的振动方程为
15．(1)
，
(2)
，
(3)
【详解】（1）根据波长的定义及两列波的波动图可知
，
；
（2）由波动图可知在
处两列波均处于波峰处，
处的质点位移
在
处，对于第一列波有
对于第二列波有
在
处质点的位移
（3）对于第一列波有
对于第二列波有
这两列波叠加后的周期
