2026年高考物理一轮复习专项练习考点45机械波【附解析】

/考点45机械波1.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.如图所示，水面上有O、A、B三点共线，OA=2AB，零时刻在O点的水面给一个扰动，t₁时刻A开始振动，则B开始振动的时刻为 ()A.t₁ B342 C.2t₁ 3.一列简谐横波沿x轴正方向传播,波速为1m/s,t=0时的波形如图所示。t=1s时，x=1.5m处的质点相对平衡位置的位移为 ()A.0 B.0.1m C.-0.1m D.0.2m4.渔船常用回声探测器发射的声波探测水下鱼群与障碍物。声波在水中的传播速度为1500m/s,若探测器发出频率为1.5×10⁶Hz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1m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5.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6m，t₀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3mB.波速为12m/sC.D.6.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()A.在x=9.0m处开始相遇B.在x=10.0m处开始相遇C.波峰在x=10.5m处相遇D.波峰在x=11.5m处相遇7.(多选)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14mB.该波的周期为8sC.t=0时质点P的加速度方向沿y轴负方向D.0～2s内质点P运动的路程可能小于0.1m8.一列简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻的波形如图所示。关于质点P的说法正确的是 ()A.该时刻速度沿y轴正方向B.该时刻加速度沿y轴正方向C.此后14D.此后129.一列简谐横波某时刻的波形图如图所示。此后K质点比L质点先回到平衡位置。下列判断正确的是（）A.该简谐横波沿x轴负方向传播B.此时K质点沿y轴正方向运动C.此时K质点的速度比L质点的小D.此时K质点的加速度比L质点的小10.介质中平衡位置在同一水平面上的两个点波源S₁和S₂，二者做简谐运动的振幅相等，周期均为0.8s。当S₁过平衡位置向上运动时，S₂也过平衡位置向上运动。若波速为5m/s，则由S₁和S₂发出的简谐横波的波长均为m。P为波源平衡位置所在水平面上的一点，与S₁、S₂平衡位置的距离均为10m，则两波在P点引起的振动总是相互(填“加强”或“削弱”)的；当S₁恰好在平衡位置向上运动时，平衡位置在P处的质点(填“向上”或“向下”)运动。11.(多选)位于坐标原点O的波源在t=0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x=3.5m处的质点P开始振动时，波源恰好第2次处于波谷位置，则 ()A.波的周期是0.1sB.波的振幅是0.2mC.波的传播速度是10m/sD.平衡位置在x=4.5m处的质点Q开始振动时，质点P处于波峰位置12.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2mB.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1cm13.(多选)一列简谐横波沿x轴传播，周期为2s，t=0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1.0m/sB.该波沿x轴正方向传播C.t=0.25s时质点a和质点c的运动方向相反D.t=0.5s时介质中质点a向y轴负方向运动E.t=1.5s时介质中质点b的速率达到最大值14.(多选)位于坐标原点的波源从t=0时刻开始振动，t=0.5s时形成的机械波波形图如图所示，则下列说法正确的是()A.机械波的波速v=4m/sB.x=1m处的质点在t=0.3s时位于波谷C.波源的振动方程为y=0.02sin(5πt+π)mD.x=-1m处的质点半个周期内向左移动半个波长15.(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0B.t=0.5s时,P偏离平衡位置的位移为-2cmC.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16.(多选)近年来，战绳逐渐成了一项风靡全球的高效燃脂运动器械，几乎出现在各个健身房中，甚至是不少人心目中的“燃脂神器”。一次战绳练习中，某运动达人晃动战绳一端使其上下振动(可视为简谐运动)形成横波，如图甲所示。图乙(a)、(b)分别是同一战绳上P、Q两质点的振动图像，波的传播方向为P到Q。已知该波的波长大于2m、小于5m，P、Q两质点在波的传播方向上相距5m，下列说法正确的是()A.该列波的波长可能为4mB.该列波的波速可能为20C.P、Q两质点振动方向始终相反D.t=1.25s时,质点Q沿y轴正方向振动17.(多选)如图甲所示，在xOy平面内有两个完全相同的点波源S₁(-4m,0)和S₂(4m,0),同时沿垂直于xOy平面开始振动，振动图像均如图乙所示，已知波长为8m，下列说法正确的是 ()A.这两列波的波速均为2m/sB.这两列波的波速均为4m/sC.两列波在P(4m，6m)点引起的振动总是相互加强的D.t=4.5s时Q(1m,0)处的质点与平衡位置的距离为2cm18.一振动片以频率f做简谐运动时，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38(i)波的波长；(ii)波的传播速度。19.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。t=0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x=10m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。(i)在给出的坐标图上分别画出P、Q两列波在t=2.5s时刻的波形图(P波用虚线，Q波用实线)；(ii)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质点的平衡位置。20.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6300m/s。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;d=4.725mmB.振动加强;d=4.725mmC.振动减弱;d=9.45mmD.振动加强;d=9.45mm1A机械波从一种介质进入另一种介质时，频率和周期不变，波速变化，由波速公式v=λf可知波长变化，故只有A正确。2B在同种介质中机械波的传播速度v不变，设OA=2AB=2L,故可得t1=2L3B由题给波动图像可知，波长λ=2m，周期T=λv4B根据多普勒效应可知，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有关，而两列声波发生干涉的条件之一是频率相等，所以两列声波相遇时不一定发生干涉，故A、D均错误。声波由水中传播到空气中时，声波的频率不变，但波速发生变化，所以波长会发生改变，故B正确。根据波长的计算公式可得λ=5D以每分钟60次的频率上下抖动长绳的一端，则波源振动周期T=1s,A、B两点平衡位置相距6m,t₀时刻A点位于波谷，B点位于波峰，两者之间还有一个波谷，则32λ=6m,得λ=4m,A错误;波速v=λT=4m/s6.C正确。7BD由题图可知34λ=12m,解得λ=16m,A错误。由v=λ8A根据同侧法可知该时刻质点P向上振动，即此时速度方向沿y轴正方向，故A正确；波上各质点的回复力方向始终指向平衡位置，则此时质点P的回复力方向沿y轴负方向，加速度方向沿y轴负方向，故B错误；由于该时刻质点P未在波峰、波谷或平衡位置，故经过149D审题指导由波的振动的知识，容易确定波的传播方向和质点的位移、速度、加速度。解题思路由K质点比L质点先回到平衡位置可知，此时K质点沿y轴负方向运动，故B错误；由同侧法可知，波沿x轴正方向传播，故A错误；由质点做简谐运动的知识知，距离平衡位置越远，回复力越大，加速度越大，故此时K质点的加速度比L质点的小，D正确；此时L质点在波谷处，速度为零，而K质点正在向平衡位置运动，速度不为零，故K质点的速度比L质点的大，C错误。10答案4加强向下解题思路根据波长λ、波速v、周期T之间的关系得λ=vT=5×0.8m=4m,P点与S₁、S₂平衡位置的距离相等,因此，P是振动加强点；因P点与S₁、S₂平衡位置均相距2.5λ，P点处的质点的振动方向总与S₁、S₂的振动方向相反，则S₁向上运动时P点向下运动。11BC由图像可以看出T=0.2s，当波刚传到P时，波源恰好第2次处于波谷，此时机械波传播了74λ,则3.5m=74得.λ=2m,则12B图形剖析解题思路S₁、S₂到M的距离之差为6m，由图可知两列波传到M的时间之差为3s，由v=13ACD由题图知波长λ=2m,又已知周期T=2s,则波速v=λT=1.0m/s,A选项正确；t=0时介质中质点b向y轴负方向运动，由同侧法可判断该波沿x轴负方向传播，则B选项错误;在t=0.25s时,即经过14BC由题图可知t=0.5s时，波从波源向x轴正方向传播的距离为x=2.5m，故波速为v=xt=2.50.5m/s=5m/s,A15BCt=0.5s时Δx=v·Δt=1m,甲波波谷传到P,乙波的平衡位置传到P，则此时P偏离平衡位置的位移为-2cm,故B正确。t=1.0s时,△x16AB由题图乙可知，t=0时刻，P质点处于正向最大位移处，Q质点处于平衡位置且正在向y轴正方向运动，则有PQ=n+14λ=5m(其中n=0,1,2,…),又2m<λ<5m,所以n只能取1、2,可得λ=4m或17AD由题图乙可知，周期为4s，所以v=λT=84m/s=18答案(i)14t(ii)审题指导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，说明a、b两处波源是振动频率相等、步调一致的两个相干波源；a、b、c间的距离均为l，a、b两处波源到c点的波程差为零，c点是振动加强点。解题思路(i)如图，设距c点最近的振幅极大的点为d点，a与d的距离为r₁，b与d的距离为r₂，d与c的距离为s，波长为λ。则r2由几何关系有r1=r22联立①②③式并代入题给数据得λ=1(ii)波的频率为f，设波的传播速度为v，有v=fλ⑤⑤联立④⑤式得v=l19答案(i)如图所示(ii)见解题思路解题思路(i)由v=()两列波的振动步调相反，振动加强点满足10mn=0时,x=7mn=1时,x=3m故图示范围内，振幅最大的