2026届高考物理一轮总复习提能训练（四十一）含答案

提能训练练案|41］

基础巩固练

题组一波的形成和传播波的图像

1.某波源。发出一列简谐横波，其振动图像如图所示。在波的传播方向上有M、N

两点，它们到波源O的距离分别为4m和5m。测得M、N开始振动的时间间隔为1.0s。

则（）

A.这列波的波速为9m/s

B.这列波的波长2=2m

C.当N点离开平衡位置的位移为10cm时，/点正在平衡位置

D.M.N的速度始终相同

［答案］B

v5m-4nl

［解析］该波的波速为，=1m/s,A错误；由题图知，该波的周期7

t1.0s

为2.0s,则该波的波长为2="=2m,B正确；A/、N两点的距离为1m,即为夕，则

当N点离开平衡位置的位移为10cm时，N点位于波峰处，M点正在波谷处，C错误；

M、N两点的距离为1m,即为$，则/、N的速度方向始终相反，D错误。

2.（多选）（2025・安徽合肥市第一中学月考）位置坐标x=0的波源S在f=0时刻从平衡

位置开始向下运动，形成沿x轴正、负两个方向传播的简谐横波，沿波传播方向上有间距

均为1m的9个质点，位置坐标如图所示。f=0时刻各质点均处于平衡位置，经0.3s,x

=1m处的质点第一次具有TF向（即竖育向卜.）最大速度，同时x=3m的质点开始振动，则

下列说法正确的是（）

A.波速为10m/s

B.x=-3m和x=3m的两质点振动步调完全一致

C.f=0.6s时，x=4m的质点具有负向最大速度

D.f=0.5s时，x=-2.5m的质点加速度正在减小

［答案］AB

［解析］设该波的波速为入周期为。根据题意可得炉=0.3s,2+J=0.3s,其中

X1=1m,必=3m,联立解得，=10m/s,7=0.4s,故A正确；由于该波源形成沿x轴正、

负两个方向传播的简谐横波，则关于该波源对称的点的振动步调完全一致，故B正确；

工44

该波从波源传播到x=4m处所需的时间为/=—=—s=0.4S,则可知0.4s时x=4m处

的质点才开始振动，且跟波源的起振方向相同，即从平衡位置开始向下振动，而0.2s=

p则可知r=0.6s时，x=4m的质点到达平衡位置，正向上振动，此刻该质点具有正向

X25

最大速度，故C错误；波传播到x=-2.5m处所用的时间为。=一=-s=0.25s,则再

经过0.25s,x=-2.5m的质点正从平衡位置上方向正向最大位移处振动，而离平衡位置

越远加速度越大，速度越小，即该质点的加速度正在增大，故D错误。

3.（2024・湖南卷）如图，健身者在公园以每分钟6（）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。长绳上小3两点平衡位置

相距6m,历时刻4点位于波谷，8点位于波峰，两者之间还有一个波谷。下列说法正确

的是（）

v/\/\/^

A.波长为3m

B.波速为12m/s

C.fo+O.25s时亥!I，3点速度为0

D./o+O.5Os时刻，♦点速度为0

［答案］D

［■解析］依题意得波的周期r=1s,波长2=4m,波速/=］=4m/s,故A、B错误;

T

由于0.25s=］故访+0.25s时刻，8质点恰好回到平衡位置，速度最大，故C错误；由

于0.5s=（故r（）+（）.5s时刻，力质点到达波峰，速度为0,故D正确。

高中物理

题组二波动图像与振动图像

4.（多选）近年来，中科院研发的第三代横波探测成像测井仪在超深井中实现了清晰

的井外地质成像及8340米深度的探测纪录。如图甲为一列沿x轴传播的简谐横波在t=0

时刻的波形图，图乙为x=6m处质点。的速度一时间（上，）图像，下列说法正确的是（）

A.该波沿x轴负方向传播，波速为5m/s

B.在0.6s内质点。运动的路程为3m

C.质点产在Z=0.5s时刻的位移为5cm

D.当测井仪运动时，接收到该波的频率为:Hz

［答案］AC

［解析］从题图乙可知，在，=0时刻质点尸的速度为正向最大值，即P正在平衡位

置向y轴正方向振动，根据“同侧法”可知波沿x轴负方向传播，由题图甲可知波长2=

6m,又周期7=1.2s,则波速|/=y=5m/s,故A正确；该波的振幅为A=10cm,质点P

经过0.6s恰好振动半个周期，运动的路程s=2%=20cm,故B错误；质点尸的振动方程

为y=4sin^Z,，=0.55=27时，有y=10Xsin（"yX=5cm,故C正确；该波

的频率为/'=）=2Hz,根据多普勒效应可知，当测井仪运动时，接收到的频率可能大于

1O

或小于tHz,故D错误。

O

题组三波的多解问题

5.有一列沿水平绳传播的简谐横波，频率为10Hz。振动方向沿竖直方向，当绳上

的质点P到达其平衡位置且向下运动时，在其平衡位置右方相距0.6m处的质点。刚好

到达最高点，由此可知波运和传播方向不可能的是（）

A.4.8m/s,向右传播B.8m/s,向左传播

C.24m/s,向右传播D.24m/s,向左传播

［答案］D

高中物理

［解析］若波向右传播，则尸。=0.6171=^+成(〃=0，1，2,3一・・)，7=j.=0.1s,可得，

24

=-------m/s(n=0,1,2,3»…)，/可能为24m/s,4.8m/s;若波向左传播，则PQ=0.6m=

4〃+1

324

(+叫〃=0,1,2,3,…)，可得，----m/s(w=0,1,2,3,…)，则，可能为8m/s,故波速

44〃+3

和传播方向不可能的是D项，D项符合题意。

6.(多选)如图所示，实线是一列简谐横波在。时刻的波形佟I,虚线是Z2=(/i+l)s时

刻的波形图。已知该横波沿x轴负方向传播，质点阴的平衡位置距。点5m。下列说法

正确的是()

4

A.该波的周期可能为yys

4

B.若波的周期为百s,质点/在。〜与时间内运动的路程为3m

C.质点"在4时刻沿y轴负方向运动

D.该波遇到尺寸为10m的障碍物时，无衍射现象发生

［答案］ABC

Y4〃+3/i

［解析］波沿x轴负方向传播，则波速/=二=—Lm/s(〃=0,1,2,3,…)，周期丁=一

444

=-------s(n=0,1,2,3»…).当〃=2时7=77s,故A正确；当〃=3时r=yrs,从4

4〃+31I15

到，2时间内，质点M运动的路程为154=15X0.2m=3m,故B正确；波沿x轴负方向

传播，根据上下坡法可知质点M在八时刻沿y轴负方向运动，故C正确；该波的波长为

4m,则该波遇到尺寸为10m的障碍物时会发生衍射现象，但不能发生明显的衍射现象，

故D错误。

题组四波的干涉、衍射和多普勒效应

7.(2023・广东卷)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

中传播速度为1500m/s,若探测器发出频率为1.5XIO。Hz的声波，下列说法正确的是()

高中物理

A.两列声波相遇时一定会发牛干涉

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

「答案］B

［解析］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是频率相等，所以两列声波相遇时不一定发生干

涉，故A、D错误；声波由水中传播到空气中时，声波的波速发生变化，所以波长会发生

改变，故B正确；根据波长的计算公式可得2==lX10-3m,当遇到尺寸

约1m的被探测物时不会发生明显衍射，故C错误。故选B。

8.(2024・江西卷)如图⑶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。己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力下列选项正确的是()

机翼表面、

缺陷*面反对波

探头-般陷

入射波

机翼表面

反射波

图⑸超声波险测晚理示意图

图出)机翼袭面反射信号图(<•)缺陷&面反射信号

A.振动减弱；"=4.725mm

B.振动加强；d=4.725mm

C.振动减弱；(7=9.45mm

D.振动加强；d=9.45mm

［答案］A

［解析］根据反射信号图像可知，超声波的传播周期T=0.2NS=2><10-7S,则超声波

在机翼材料中的波长2=4=1.26X103m,由题图(b)(c)可知两个反射信号传播到探头处

的时间差△/-1.5RS-1.5X106s,故两个反射信号传播到探头处的路程差A.v-pAf-

高中物理

9.45X103m=2c/=»4,解得c/=4.725X107m,两个反射信号在探头处的叠加效果为振

动减弱（两个反射信号振动步调一致，且传播到探头处的路程差为半个波长的奇数倍，故

振动减弱），A正确。

能力提升练

9.（多选）如图所示，$、&是振动情况完全相同的两个波源，它们的振动频率均为

5HzoP点是两列波传播方向上的一个质点，PS=6m、PS2=10m,Z=0时。点刚好振

动到波峰位置。已知s、s连线上相邻两振动加强点间的距离为0.5m,下列说法正确的

是（）

小1、

1、、

1、

1、、

&s2

A.波的传播速度大小为10m/s

B.波的传播速度大小为5m/s

C.f=0.1s时，尸点刚好振动到波谷位置

D.f=0.1s时，尸点刚好振动到波峰位置

［答案］BC

［解析］如图所示，设勒是&、S2连线中点左侧第1个振动加强点，02是其左侧第2

个振动加强点，02与相距△/，由振动加强的条件可知，有QS2-0$=2,同理有。2s2

-026=（05+△/）-（QS］-A/）=22,联立解得△/=;,即连线上相邻两振动加强点间的

距离为＜，由题意知＜=0.5m,则2=1m,波的传播速度大小为，=J=*=5m/s,A错误，

B正确；Z=0.1s时，即经过的时间为，故从波峰经历半个周期，尸点刚好振动到波

谷位置，C正确，D错误。

S|Q2QIS2

•-------♦——-------------—9

―Hh-

10.（多选）（2025・八省联考河南卷）某简谐横波在r=0时刻的波形图如图所示。x=0

处质点的位移为y=-4cm,x=0.7m处的质点。位于平衡位置且振动方向向下。已知该

波的周期为1.2s,则（）

高中物理

A.该波的波长为1.2m

B.该波的波速为2m/s

C.该波沿x轴正方向传播

D.f=O.ls时刻，x=0处的质点位于平衡位置

［答案］AD

［解析］设该简谐横波的波动方程为y=4sing\+0,代入数据解得力=8cm,夕=-

g，所以该简谐横波的波动方程为y=8sin（—v-T）cm,当x=0.7m时有巴X0.7-：=兀，

6\X6/z6

；X1.2

解得该波的波长为A=1.2m,故A正确；由，=下可得该波的波速为（/=-=—rn/s=1

1•二

m/s,故B错误；已知质点。位于平衡位置且振动方向向下，由同侧法可知，该波沿、轴

4

Arxp-\（）7-06

负方向传播，故C错误；根据/=—=—^=——s=0.1s,故z=0.1s时刻：”0处

的质点位于平衡位置,故D正确。故选AD。

11.（多选）B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生

不同程度的反射。探头接收到的超声波信号形成B超图像。如图为血管探头沿工轴正方

向发送的简谐超声波图像，£=0时刻波恰好传到质点已知此超声波的频率为1X107

Hz,下列说法正确的是（）

A.0〜1.25XI0-7s内质点〃运动的路程为2mm

7

B.质点"第一次位移为0.2mm的时刻是10-7s

6

C.超声波在血管中的传播速度为1.4X103m/s

D.1=1.5义10-7s时质点N恰好处于波谷

高中物理

［答案］ACD

［解析］波的周期为7=；=1X10-7S,易知1.25X10%=1.25T,则质点M运动的

路程为s=1.25X44=2mm,A正确；由波形图及波的传播方向为x轴正方向，可知质点

M开始振动的方向沿j轴负方向,则质点A/的振动方程为-0.4sin(2nX107/)(mm),

7

则当质点M第一次位移为0.2mm时，f=而XIO-s,B错误；根据图像读出波长为2=

1乙

24

14X10-mm=1.4X10-m,由，=",解得，=1.4X103m/5,c正确；由图可知，M左

侧的波谷与N之间的距离为x=(35-14)XIO"mm=21XIO-2mm=2.1XIO4m,则该波

x

谷传播到N点的时间，=一=1.5X10-7s,可知在1.5X10-7s时质点汽恰好处于波谷，D

正确。

12.一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距9m的心力两质点的振动图

像如右图所示，则在A、B、C、D图中描述该波的图像不可能出现的是()

［答案］B

［解析］L0时刻，。质点在波峰，匕质点在平衡位置，且向下振动。若波由。传到

b,则〃、人间距s=(〃+：，=9m(〃=0』,2,3,…)，解得2=m(〃=0/,2,3,…)，

3636

当〃=0时，A=12m;当#=1时，2=—m;当〃=2时，2=yyin,•,,,若波由6传到

a,则a、〃间距s==9m(〃=0/,2,3,…)，解得4=7■迄;m(〃=0,l,2,3,…)，

\4;4〃+1

高中物理

当〃=0时，A=36m;当力=1时，A=—m;当〃=2时，2=4m,可知ACD可能出现,

不符合题意，B不可能出现，符合题意。故选B。

13.均匀介质中质点4、8的平衡位置位于x轴上，坐标分别为。和%=16cm。某

简谐横波沿x轴正方向传播，波速为k=20cm/s,波长大于20cm，振幅为y=lcm,且

传播时无衰减。Z=0时刻力、4偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同，运动方向相反，

此后每隔△r=0.6s两者偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同。已知在0时刻5>0),

质点4位于波峰。求：

(1)从4时刻开始，质点B最少要经过多长时间位于波峰；

(2)/1时刻质点B偏离平衡位置的位移。