专题08 机械振动与机械波-（天津专用）【好题汇编】2025年高考物理一模试题分类汇编

专题08 机械振动与机械波 机械波与波动的图像 1.（多选）（2025·天津市蓟州区·一模）处于坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v=200m/s。已知t=0时，波刚传播到x=40m处，波形如图所示。在x=400m处有一接收器（图中未画出），则下列说法正确的是（　　） A. 波源开始振动时方向沿y轴负方向 B. x=10m处质点每秒向右移动200m C. 当t=0.1s时，x=40m处的质点恰好到达波谷的位置 D. 若波源向x轴正方向匀速运动，接收器接收到波的频率大于10Hz 2.（多选）（2025·天津市河北区·一模）如图所示是一列简谐横波在t=0时的波形图，此时P点沿y轴的正方向运动，已知波的传播速度为2m/s。则下列说法中正确的是（　　） A. 波长为0.6m B. 波沿x轴正方向传播 C. 经过Δt=0.4s质点P沿x轴移动0.8m D. 经过任意时间质点Q和P的振动情况总是相同的 3.（多选）（2025·天津市和平区·一模）同一介质中有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t=0时刻坐标原点处的质点开始沿y轴振动，该波在介质中的传播速度大小为4m/s，某时刻波刚好传到x=3m处质点，波形图如图所示，P为x=4m处的质点，则下列判断正确的是 （　　） A. 坐标原点位移随时间变化的关系式为 B. 再过0.5s，P 点的加速度达到向下的最大值 C. t=1.3s时刻， x=4m处P质点向上振动 D. 从0到1.5s时刻，质点P运动的路程为2cm 4.（2025·天津市和平区·二模）研究绳波的产生和传播时，取一条较长的软绳，用手握住一端拉平后上下抖动，绳上形成简谐波。一次演示时，位于坐标原点处的波源完成两次振幅相同、频率不同的全振动后停止振动。如图为时的波形，此时波恰好传到处的质点P。当时，质点P第一次出现在波谷位置。Q是平衡位置位于处的质点，则（　　） A. 波源的起振方向向上 B. 第一次振动和第二次振动的频率之比为 C. 之后，Q向下振动时，P也一定向下振动 D. 从到时间内，质点Q通过的路程为30cm 5.（2025·天津市宁河区芦台一中·一模）一列简谐波沿x轴正方向传播，传播速度为10m/s，时刻的波形图如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 时刻处的质点振动方向沿y轴负方向 B. 在0到0.06s时间内处的质点运动的路程大于0.4m C. 该波若遇到1.2m的障碍物时不能发生明显衍射现象 D. 经过0.45s平衡位置在的质点第二次到达波峰 6.（2025·天津市南开区·一模）某运动员在花样游泳比赛中，有一场景：用手拍皮球，水波向四周散开。这个场景可以简化为如图所示，波源O起振方向向下，垂直于水平介质平面做简谐运动，所激发的横波在均匀介质中向四周传播。时，离O点10m的质点A开始振动；时，离O点20m的质点B开始振动，此时质点A第3次（刚开始振动时记为第0次）回到平衡位置。下列说法正确的是（　　） A. 该波周期为 B. 该波传播速度为10m/s C. 时，质点A的振动方向向下 D. 该波遇到尺寸为3m的障碍物会发生明显衍射现象 波动图像和振动图像的理解和应用 7.（2025·天津市重点校联考·一模）某健身者挥舞健身绳锻炼臂力，图甲为挥舞后绳中一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形。图乙为绳上质点M的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 波沿轴正方向传播 B. 波速大小为0.25m/s C. 若Q点平衡位置坐标为3.5m，Q质点的振动方程为 D. 从时计时，再经过，P点经过的路程为0.7m 8.（2025·天津市武清区杨村一中·一模）近年来，中科院研发的第三代横波远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，创下该类国产仪器深度探测纪录，对保障国家能源安全具有重要意义。若一列简谐横波沿x轴传播，如图所示，图甲是t=3s时的波形图像，P为波传播方向上的一个质点，此时，图乙是x=2m处质点Q的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴正方向传播 B. 该波通过2m的障碍物时，不会发生明显的衍射现象 C. 质点P再经过0.25s通过的路程为5cm D. t=4s时，质点P的加速度方向沿y轴正方向，且加速度在增大 9.（多选）（2025·天津市十二区重点校·一模）“甩绳”是一种时尚的健身运动，如图甲所示，两根相同的绳子一端固定，另一端由健身者双手分别握住上下交替甩动，绳子在竖直面内分别形成两列波。某次健身者以一定的频率开始甩动，某时刻绳子形成的波形如图乙所示（可视为简谐波且还未传到固定点P），其中a、b是右手绳子上的两个相邻的最低点，a、b两质点在波的传播方向上的距离，a质点振动图像如图丙所示，则（　　） A. 健身者右手甩动绳子的频率为1Hz B. 波在绳上传播的速度为2m/s C. 健身者右手刚甩动时的方向是向下 D. 增大甩动绳子的频率，绳子上的波形传播到P点的时间变短 波传播的周期性和多解性问题 10.（2025·天津市部分区·一模）一列简谐波沿绳向右传播，P、Q是绳上两点（Q在P的右侧），振动图像分别如图中实线和虚线所示。t=1s时，下列P、Q两点间的波形图可能正确的是（　　） A. B. C. D. 11.（多选）（2025·天津市红桥区·一模）一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形图如图中的实线所示，时的波形图如图中的虚线所示，则该简谐横波在介质中的传播速度可能为（ ） A. B. C. D. 波的叠加与干涉 12.（多选）（2025·天津市河东区·一模）下列说法正确是（　　） A. 图①为两列频率相同，振幅相同的相干水波于某时刻叠加。实线和虚线分别表示波峰和波谷，则此时c点正处于平衡位置且向下运动 B. 图②S为在水面上振动的波源，M、N为在水面上的两块挡板，要使A处水也能发生振动，则波源S的频率应该变小 C. 图③是一个单摆做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力的频率f的关系）图，由此判断出该单摆摆长约为1m D. 图④是竖直肥皂膜的横截面，用单色光照射薄膜，在薄膜上产生明暗相间的竖直条纹 13.（多选）（2025·天津市河西区·一模）甲、乙两列简谐机械横波在同一均匀介质中沿x轴相向传播，甲波的波速为2m/s。时刻两列波在x=2m处相遇，波形图如图所示。质点P的平衡位置在x=0m处，质点Q的平衡位置在x=2m处，质点R的平衡位置在x=4m处。下列说法正确的（　　） A. t=0时，质点P与R的运动方向相同 B. 乙波的波速是1m/s C. t=0.5s时，质点P的加速度小于质点R的加速度 D. t=1.5s时，质点Q偏离平衡位置位移为2cm 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题08 机械振动与机械波 机械波与波动的图像 1.（多选）（2025·天津市蓟州区·一模）处于坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v=200m/s。已知t=0时，波刚传播到x=40m处，波形如图所示。在x=400m处有一接收器（图中未画出），则下列说法正确的是（　　） A. 波源开始振动时方向沿y轴负方向 B. x=10m处质点每秒向右移动200m C. 当t=0.1s时，x=40m处的质点恰好到达波谷的位置 D. 若波源向x轴正方向匀速运动，接收器接收到波的频率大于10Hz 【答案】AD 【详解】所有质点的起振方向和波源起振方向一致，根据上下坡法，可知图中x=40m处质点的起振方向为沿y轴负方向，则波源开始振动时方向沿y轴负方向，故A正确；波上的质点只在平衡位置上下振动，不随波迁移，故B错误；根据题意结合图可知，该波的频率为，当t=0.1s时，即经过了一个周期，x=40m处的质点回到了平衡位置；若波源向x轴正方向运动，波源与接收器间的距离减小，根据多普勒效应可知，接收器收到波的频率增大，将大于10Hz，故C错误，D正确；故选AD 2.（多选）（2025·天津市河北区·一模）如图所示是一列简谐横波在t=0时的波形图，此时P点沿y轴的正方向运动，已知波的传播速度为2m/s。则下列说法中正确的是（　　） A. 波长为0.6m B. 波沿x轴正方向传播 C. 经过Δt=0.4s质点P沿x轴移动0.8m D. 经过任意时间质点Q和P的振动情况总是相同的 【答案】BD 【详解】由图可知波长为0.4m，A错误；由于此时P点沿y轴的正方向运动，根据“下坡向上”可知波沿x轴正方向传播，B正确；P点只是在x轴上下振动，不会随波迁移，C错误；由波形图可知，PQ相距整数个波长，所以振动情况总是相同，D正确。故选BD。 3.（多选）（2025·天津市和平区·一模）同一介质中有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t=0时刻坐标原点处的质点开始沿y轴振动，该波在介质中的传播速度大小为4m/s，某时刻波刚好传到x=3m处质点，波形图如图所示，P为x=4m处的质点，则下列判断正确的是 （　　） A. 坐标原点位移随时间变化的关系式为 B. 再过0.5s，P 点的加速度达到向下的最大值 C. t=1.3s时刻， x=4m处P质点向上振动 D. 从0到1.5s时刻，质点P运动的路程为2cm 【答案】CD 【详解】由波形图可知，该波的波长，振幅，根据波长、波速、周期的关系可得 角速度，时刻，坐标原点的位移随时间变化关系为，当时，坐标原点，代入上式解得，故时刻，坐标原点位移随时间变化关系式为，A错误；再经过，波向前传播的距离，此时P恰好处于波谷，加速度向上达到最大，B错误； 时刻，波从处传播的距离，此时处的质点P已经开始振动，根据“上、下坡”法可知，由于P质点处于下坡的位置，故其向上振动，C正确；从0到1.5s时刻，质点P振动的时间 ，故质点P的路程为，D正确。故选CD。 4.（2025·天津市和平区·二模）研究绳波的产生和传播时，取一条较长的软绳，用手握住一端拉平后上下抖动，绳上形成简谐波。一次演示时，位于坐标原点处的波源完成两次振幅相同、频率不同的全振动后停止振动。如图为时的波形，此时波恰好传到处的质点P。当时，质点P第一次出现在波谷位置。Q是平衡位置位于处的质点，则（　　） A. 波源的起振方向向上 B. 第一次振动和第二次振动的频率之比为 C. 之后，Q向下振动时，P也一定向下振动 D. 从到时间内，质点Q通过的路程为30cm 【答案】B 【详解】如图为时的波形，此时波恰好传到处的质点P，根据波形平移法可知，质点P的起振方向向下，则波源的起振方向向下，故A错误；第一次振动和第二次振动对应的波长之比为，根据，可得第一次振动和第二次振动的频率之比为，故B正确；因为对应第二次振动，P、Q之间的距离为半个波长，所以对应第二次振动，P、Q的振动方向相反，故C错误；当时，质点P第一次出现在波谷位置，可知对应第一次振动的周期满足，可得周期为，则第二次振动的周期为，则从到时间内，质点Q振动的时间为，该段时间内质点Q通过的路程为，故D错误。故选B。 5.（2025·天津市宁河区芦台一中·一模）一列简谐波沿x轴正方向传播，传播速度为10m/s，时刻的波形图如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 时刻处的质点振动方向沿y轴负方向 B. 在0到0.06s时间内处的质点运动的路程大于0.4m C. 该波若遇到1.2m的障碍物时不能发生明显衍射现象 D. 经过0.45s平衡位置在的质点第二次到达波峰 【答案】D 【详解】根据波的传播方向和质点的振动方向的关系可得，t=0时刻x=0.6m处的质点振动方向沿y轴正方向，故A错误；由图可知波长，波的周期为，由图可知振幅 由，可知0～0.06s时间内x=0.2m处的质点运动的路程为两个振幅，即 故B错误；该波若遇到1.2m的障碍物时能发生明显衍射现象，故C错误；由图可知时刻波峰在x=0.3m处，波的传播也是波形的传播，平衡位置在的质点第一次到达波峰的时间，再经过一个周期，平衡位置在的质点第二次到达波峰，所以平衡位置在的质点第二次到达波峰的时间，故D正确。故选D。 6.（2025·天津市南开区·一模）某运动员在花样游泳比赛中，有一场景：用手拍皮球，水波向四周散开。这个场景可以简化为如图所示，波源O起振方向向下，垂直于水平介质平面做简谐运动，所激发的横波在均匀介质中向四周传播。时，离O点10m的质点A开始振动；时，离O点20m的质点B开始振动，此时质点A第3次（刚开始振动时记为第0次）回到平衡位置。下列说法正确的是（　　） A. 该波周期为 B. 该波传播速度为10m/s C. 时，质点A的振动方向向下 D. 该波遇到尺寸为3m的障碍物会发生明显衍射现象 【答案】D 【详解】波源O起振方向向下，时，离O点10m的质点A开始振动方向与波源方向相同，起振方向向下，时，质点A第3次（刚开始振动时记为第0次）回到平衡位置，根据简谐运动规律，可得此时质点A的振动方向也向上，故C错误；当波传到B点时，A点第三次回到平衡位置，可知，可得，故A错误；由题意，可知波由A点传到B点经历2s，解得波速，故B错误；该列波的波长为，当障碍物的尺寸与波长相比，相差不大或比波长更小时，容易发生明显的衍射现象。可知该波遇到尺寸为3m的障碍物会发生明显衍射现象，故D正确。故选D。 波动图像和振动图像的理解和应用 7.（2025·天津市重点校联考·一模）某健身者挥舞健身绳锻炼臂力，图甲为挥舞后绳中一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形。图乙为绳上质点M的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 波沿轴正方向传播 B. 波速大小为0.25m/s C. 若Q点平衡位置坐标为3.5m，Q质点的振动方程为 D. 从时计时，再经过，P点经过的路程为0.7m 【答案】C 【详解】质点后开始向y轴负方向运动，根据同侧法可知简谐波在向x轴负方向传播，故A错误；根据图甲可知道简谐横波的波长为，同时根据图乙可知周期，波速，故B错误；若质点Q平衡位置坐标为，根据简谐横波在时刻的波形图，可知此时Q的y轴位置为其初始振动位置，可得振动方程为 ，故C正确；时，质点在最大位移处，再经过即，P点经过的路程大于，故D错误。故选C。 8.（2025·天津市武清区杨村一中·一模）近年来，中科院研发的第三代横波远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，创下该类国产仪器深度探测纪录，对保障国家能源安全具有重要意义。若一列简谐横波沿x轴传播，如图所示，图甲是t=3s时的波形图像，P为波传播方向上的一个质点，此时，图乙是x=2m处质点Q的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴正方向传播 B. 该波通过2m的障碍物时，不会发生明显的衍射现象 C. 质点P再经过0.25s通过的路程为5cm D. t=4s时，质点P的加速度方向沿y轴正方向，且加速度在增大 【答案】D 【详解】由图乙可知时，处质点Q向下振动，根据“同侧法”可知，该波沿x轴负方向传播，故A错误；该波的波长为，当障碍物比波长小或与波长接近时，波会发生明显的衍射现象，故B错误；，时，波的周期为，经过，波向轴负方向传播，可把波形整体向左平移，可知此时质点P并未到达波峰位置，其通过的路程小于5cm，故C错误；从到时，质点P经历了，可把波形整体向左平移半个波长，即2m，可知此时质点P在的位置，且质点P向下振动，故加速度方向沿y轴正方向，且加速度在增大，故D正确。故选D。 9.（多选）（2025·天津市十二区重点校·一模）“甩绳”是一种时尚的健身运动，如图甲所示，两根相同的绳子一端固定，另一端由健身者双手分别握住上下交替甩动，绳子在竖直面内分别形成两列波。某次健身者以一定的频率开始甩动，某时刻绳子形成的波形如图乙所示（可视为简谐波且还未传到固定点P），其中a、b是右手绳子上的两个相邻的最低点，a、b两质点在波的传播方向上的距离，a质点振动图像如图丙所示，则（　　） A. 健身者右手甩动绳子的频率为1Hz B. 波在绳上传播的速度为2m/s C. 健身者右手刚甩动时的方向是向下 D. 增大甩动绳子的频率，绳子上的波形传播到P点的时间变短 【答案】AB 【详解】从图丙可知周期为1s，则健身者右手甩动绳子的频率为，故A正确；由图乙可知a、b两质点在波的传播方向上的距离等于波长，则有，则波在绳上传播的速度，故B正确；质点的起振方向与波源起振方向一致，由图乙根据波形平移法可知，绳上质点的起振方向向上，则健身者右手刚甩动时的方向向上，故C错误；机械波的传播速度由介质决定，增大甩动绳子的频率，波传播的速度不变，所以绳子上的波形传播到P点的时间不变，故D错误。故选AB。 波传播的周期性和多解性问题 10.（2025·天津市部分区·一模）一列简谐波沿绳向右传播，P、Q是绳上两点（Q在P的右侧），振动图像分别如图中实线和虚线所示。t=1s时，下列P、Q两点间的波形图可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【详解】由振动图像可知，t=1s时，P点处于正向最大位移处，Q点处于平衡位置且向y轴正方向运动，波向右传播，结合同侧法可知A图像符合要求。故选A。 11.（多选）（2025·天津市红桥区·一模）一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形图如图中的实线所示，时的波形图如图中的虚线所示，则该简谐横波在介质中的传播速度可能为（ ） A. B. C. D. 【答案】BC 【详解】由图可知波长为，若波沿x轴向正方向传播，则，当时， 若波沿x轴向负方向传播，则 当时，，故选BC。 波的叠加与干涉 12.（多选）（2025·天津市河东区·一模）下列说法正确是（　　） A. 图①为两列频率相同，振幅相同的相干水波于某时刻叠加。实线和虚线分别表示波峰和波谷，则此时c点正处于平衡位置且向下运动 B. 图②S为在水面上振动的波源，M、N为在水面上的两块挡板，要使A处水也能发生振动，则波源S的频率应该变小 C. 图③是一个单摆做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力的频率f的关系）图，由此判断出该单摆摆长约为1m D. 图④是竖直肥皂膜的横截面，用单色光照射薄膜，在薄膜上产生明暗相间的竖直条纹 【答案】BC 【详解】c点是波峰和波谷叠加，两列波的振动相互抵消，即c点处于平衡位置不动，故A错误；要使A处水也能发生振动，要求波要发生衍射，由波长越长，越容易衍射，可知，因v相同，所以频率f越小，波长越长，波越容易发生衍射，A处水能发生振动，故B正确；由图③知当时发生共振，根据联立得，故C正确；光从肥皂膜的前后表面反射形成相干光，其路程差与薄膜厚度有关，在重力作用下，肥皂膜形成上薄下厚的楔形，在同一水平面上厚度相等，形成亮纹（或暗纹），因此，干涉条纹是水平的，故D错误。故选BC。 13.（多选）（2025·天津市河西区·一模）甲、乙两列简谐机械横波在同一均匀介质中沿x轴相向传播，甲波的波速为2m/s。时刻两列波在x=2m处相遇，波形图如图所示。质点P的平衡位置在x=0m处，质点Q的平衡位置在x=2m处，质点R的平衡位置在x=4m处。下列说法正确的（　　） A. t=0时，质点P与R的运动方向相同 B. 乙波的波速是1m/s C. t=0.5s时，质点P的加速度小于质点R的加速度 D. t=1.5s时，质点Q偏离平衡位置位移为2cm 【答案】AD 【详解】根据“上下坡”法可以判断出P、Q两点的运动方向都沿y轴正方向，故A正确；同一介质中所有波的传播方向是相同的，故乙波的波速是2m/s，故B错误；根据可得甲波的周期为，，故t=0.5s时质点P在位移最大，加速度最大，质点R的处于平衡位置，加速度为0，故质点P的加速度大于质点R的加速度，故C错误；t=1.5s时，甲波在质点Q处的位移为2cm，乙波在Q处的位移为0，故质点Q偏离平衡位置的位移为2cm，故D正确；故选AD。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$