机械波题型专项练习讲义-2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

该高中物理讲义通过对比表格和框架图系统构建机械波知识体系，梳理波动图像与振动图像的区别及转化思路，明确波动多解问题的原因、类型和解决方法，呈现核心知识点的内在联系与重难点分布。 讲义亮点在于分层设计题型专练，从基础选择（如声波衍射现象分析）到综合计算（如振动方程推导），融入科学思维中的模型建构与科学推理，提供多解问题周期性列式等方法指导，答案解析详细，助力学生自主复习，教师可实施精准分层教学。

机械波题型专项练习 核心 知识点 突破 题型一 波动图像和振动图像的综合分析 1．波动图像和振动图像 （1）波的图像：表示某一时刻各个质点相对平衡位置的位移情况，从波的图像上可直接读出振幅和波长，如图所示。随着时间的推移，波的图像将沿波速方向匀速移动。 （2）振动图像：表示单个质点振动的位移随时间的变化规律，从振动图像上可直接读出振幅、周期和任意时刻质点的振动方向，如图所示。随着时间的推移，振动图线继续延伸，原有图线保持不变。 2．由波的图像画振动图像的基本思路 （1）由波动图像分析振幅和波的波长； （2）由波速和波长确定波的周期： （3）由波的传播方向和波形确定质点的振动方向； （4）依据质点的振动周期、振幅及振动方向画出质点的振动图像。 3．由振动图像画波的图像的基本思路 （1）由振动图像读出质点的振幅和振动周期； （2）依据质点的振动周期和波的传播速度计算波的波长；（3）由质点的振动方向和波的传播方向、波长及振幅画出波形图。 题型二 波动问题的多解 1．波动问题多解的原因 机械波传播过程中在时间和空间上的周期性、传播方向的不确定性、质点振动方向的不确定性都是造成波动问题多解的原因。 2．波动问题多解的类型 （1）由于波的传播方向不确定而导致多解：若根据题中条件无法确定波的传播方向，在解题时要注意考虑波的传播方向可以有两个。 （2）由于波的时间周期性而导致多解：波的时间周期性是指每经过一个周期T，同一质点振动状态相同，波的形状也相同；每经过半个周期，质点振动状态相反，波的形状也相反。因此在波的传播过程中，经过整数倍周期时，波形图相同。 （3）由于波的空间周期性而导致多解：波的空间周期性是指每经过一个波长λ，波的形状相同，质点振动状态也相同；每经过半个波长，波的形状相反，质点振动状态也相反。因此，在波的传播方向上距离为波长整数倍的质点振动情况相同。 （4）两质点间关系不确定形成多解：在波的传播方向上，如果两个质点间的距离不确定或者二者相位之间的关系不确定，就会形成多解。若不能联想到所有可能的情况，就会出现漏解。 3．解决波的多解问题的思路 （1）首先找出造成多解的原因，比如考虑传播方向的双向性，可先假设波向右传播，再假设波向左传播，分别进行分析。 （2）根据周期性列式，若题目给出的是时间条件，则列出进行求解，若给出的是距离条件，则列出进行求解。 （3）根据需要进一步求波速 或v= 机械波题型专练 1.伐木时，被切割的木材会产生高频和低频声波，则 ( ) A.低频声波的波长更短 B.高频声波的传播速度更快 C.低频声波更容易发生明显的衍射现象 D.高频和低频声波叠加时会产生干涉现象 2.如图所示为干涉型消声器的结构图，声波达到管道A点时，分两列声波，分别沿半圆管道和直管道传播，在B点相遇，因干涉而相消。声波的波长为λ，则AB两点距离d可能为 ( ) A. B. C. D. 3.通过抖动绳子，可以在绳中产生正弦横波。当抖动绳子的频率加快时 ( ) A.波的频率不变 B.波的周期不变 C.波长不变 D.波速不变 4.地震波按传播方式可分为横波（S波）、纵波（P 波）和面波（L波）。若在该地记录到S波在t=0时刻的波形图如图所示，已知该S波传播速度大小v=4km/s，传播方向沿x轴正方向，则该列波的波长、频率及B质点在0时刻的振动方向分别为 ( ) A.800m、5Hz、沿x轴正方向 B.800m、5Hz、沿y轴正方向 C.700m、5.7Hz、沿x轴正方向 D.700m、5.7Hz、沿y轴正方向 5. 一列简谐横波向x轴正向传播，某时刻该波刚好传到（8,0）处，波形图如图所示，a和b是波上的两个质点，已知该波周期为2s，则下列判断正确的是 ( ) A.该波的波速v=2m/s B.再经半个周期，a点的振动方向沿y轴负方向 C.再经半个周期，b点的加速度方向沿y轴正方向 D.该波的波源起振方向沿y轴正方向 6.两同学分别乘坐静止在湖面上的甲、乙两条小船游玩，两船在湖面上相距20m。有一列水波沿甲船到乙船的方向传播，一位同学测量在1min内小船上下颠簸了12次。当甲船位于波峰时，乙船刚好在波谷，此时两船间还有两个波峰，下列说法正确的是 ( ) A．此列波的周期为2.5s B．此列波的波长为8m C．此列波的波速为16m/s D.随着波传向乙船，乙船会远离甲船 7.如图所示，位于O点的波源振动一个周期后停止振动，产生的波沿x轴正方向传播，实线为t=0 时刻的波形图，虚线为s时的波形图，下列说法正确的是 ( ) A.波源的起振方向为y轴负方向 B.该波的振幅为4m C.该波的波速可能为1.25m/s D.t=4s时，x=2m处的质点运动至x=3m处 8.一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图中实线所示，t=0.5s时刻的波形如图中虚线所示。关于这列波，下列说法正确的是 ( ) A．波长为4cm B.周期一定为S C．频率可能为2Hz D．波速可能为0.28m/s 9.（多选）一列简谐横波在t=0时刻的波形如图a所示，图b表示介质中某质点的振动图像。下列说法正确的是 ( ) 图a 图b 图a啊 图b A．该波的周期为2s B．再过1s,ON间的波形不变 C.若波沿x轴正方向传播，则图b可能为N点的振动图像 D.若波沿x轴正方向传播，则图b可能为L点的振动图像 10.（多选）一列简谐横波沿x 轴正方向传播，t=0时刻的波形如图甲所示，A、B、P是介质中的3个质点，t=0时刻波刚好传播到B点。质点A的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是 ( ) 甲 乙 A.波源的起振方向沿y轴正方向 B．该波的传播速度是2.5m/s C.t=0.1s时，质点A的位移为cm D.从t=0到t=1.6s，质点A通过的路程为16cm 11.一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形图如图所示。质点Q的平衡位置在x=4m处，t=5s时质点Q第2次到达波峰。 （1）求波的传播速度大小。 （2）求 x=10m处的质点在t=7s时的位移。 （3）从t=0时刻开始计时，写出质点Q的振动方程。 12.一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，t=0时刻的波动图像如图甲所示，其中处于处的质点A 的振动图像如图乙所示，此时振动恰好传播到=7m的质点处，A、B两点均在x轴上，两者相距。求： 甲 乙 （1）这列波的传播速度； （2）质点B从t=0时刻开始10s内运动的路程和10s时的位移。 机械波题型专练答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D D B B B A D AD AD 11.答案：（1）由图可知，波长，简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻质点Q沿y轴正方向振动， t=5s时质点Q第2次到达波峰,则有 解得周期 波速为 （2）设经时间，波传到x=10m处，则 则t=7s时，该质点已振动的时间 即1.5个周期，可知此时该质点的位移x=0 （3）设质点Q的振动方程 其中,A=40cm, 由初始条件t=0时, ，速度正向最大，得φ=0 即Q的振动方程为 12.答案：(1）由图甲可知，此波的波长为 由图乙可知，此波的周期 所以 （2）设从t=0时刻开始振动传播到B点的时间为，B点振动的时间为 可得：波传播到B点所需时间，其中:Δx=23m 代入数据可得： 所以B点振动时间： 由题意可得，质点B在内振动了，而且开始振动时从平衡位置开始方向向下。 质点B全振动次数: 质点B振动的路程： t=10s时刻，质点B处在负的最大位移处，所以位移为： 学科网（北京）股份有限公司 $