抢分猜押18 选择题:机械振动和机械波(天津专用)2026年高考物理终极冲刺讲练测
2026-04-13
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3份
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46页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 机械振动,机械波 |
| 使用场景 | 高考复习-三轮冲刺 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 天津市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 18.20 MB |
| 发布时间 | 2026-04-13 |
| 更新时间 | 2026-04-17 |
| 作者 | 初高中数理化生秒杀专铺 |
| 品牌系列 | 上好课·冲刺讲练测 |
| 审核时间 | 2026-04-13 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57320811.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
抢分猜押18 选择题:机械振动和机械波
(天津专用)
重难解读
重点是简谐运动的对称性、振动图像与波动图像互判、波的传播规律。难点集中在波的多解性、传播方向与质点振动方向判断、干涉加强减弱条件、相位差分析。振动常考回复力、能量变化及周期公式;波动侧重波长、波速、频率关系,图像中质点振动方向判断。易因传播方向不确定、时间间隔与周期关系模糊失分,对空间想象和多解分析要求高。
命题预测
2026年天津高考选择题必考机械振动与机械波,以双图像结合为热点。常考波的传播方向、质点速度加速度变化、干涉现象。大概率出现多解问题,多选侧重振动能量、相位差与图像综合。难度中档,注重规律理解,计算简单,强调图像转化与多解意识。
考点1 机械振动
1.(2025·天津·二模)如图所示的是两个单摆的振动图像,纵轴表示摆球偏离平衡位置的位移。下列说法正确的是( )
A.时,两单摆的回复力最大
B.乙摆球在第1s末和第3s末速度相同
C.甲、乙两个摆的摆长之比为1∶4
D.甲摆球位移随时间变化的关系式为
【答案】C
【详解】A.时,两单摆处于平衡位置,该位置的回复力为零,A错误;
B.根据图像切线斜率表示速度可知乙摆球在第1s末和第3s末速度大小相等方向相反,B错误;
C.由单摆的周期公式可知
得甲、乙两个摆的摆长之比为
C正确;
D.由图可知,甲摆的振幅为,周期为,且零时刻位于平衡位置并开始向上运动,故甲摆球位移随时间变化的关系式为
D错误。
故选C。
2.(2025·天津滨海新区·三模)波源位于坐标原点的一列简谐横波,经向右传播到达P点,此时波源处于Q点。已知这列波振幅,P、Q两点坐标分别为(5m,0)和(0,1.5cm),则( )
A.该波的频率为
B.该波波源起振方向向下
C.波源Q向右运动需要
D.该波中的质点,在周期内所走最短路程为
【答案】D
【详解】B.介质中所有质点的起振方向均相同,根据同侧法可知,质点P的起振方向向上,则该波波源起振方向向上,故B错误;
A.波经向右传播到达P点,则波速为
一个完整的正弦波形的波动方程为
当纵坐标恰好等于振幅的一半时,距离原点最近的平衡位置解得
可知,将上述函数对应的波形向左平移得到图示波形,可知
解得
根据
解得,
故A错误;
C.简谐横波,的质点 各自平衡位置垂直于波的传播方向振动,质点并不随波迁移,即波源Q不会向右运动,故C错误;
D.质点相对于平衡位置位移越大,质点运动速度越小,即质点在周期内位置始终在靠近波峰位置运动,且远离平衡位置过程与靠近平衡位置过程具有对称关系,此时平均速度最小,运动路程最短,即左右对称部分经历的时间均为,由于一个完整的正弦式波形的振动方程为
当时间时,解得
可知,该波中的质点,在周期内所走最短路程为
故D正确。
故选D。
3.(2026·天津·模拟预测)如图甲所示为以O点为平衡位置,在A、B两点间运动的弹簧振子,图乙为这个弹簧振子的振动图像,由图可知下列说法中正确的是( )
A.在t=0.2s时,弹簧振子的加速度为正向最大
B.在t=0.1s与t=0.3s两个时刻,弹簧振子的速度相同
C.从t=0到t=0.2s时间内,弹簧振子做加速度增大的减速运动
D.在t=0.6s时,弹簧振子有最小的位移
【答案】C
【详解】A.在t=0.2s时,弹簧振子的位移为正向最大,加速度为负向最大,故A错误;
B.在t=0.1s与t=0.3s两个时刻,弹簧振子的位移相同,说明弹簧振子在同一位置,速度大小相同,但是方向相反,故B错误;
C.从t=0到t=0.2s时间内,弹簧振子的位移增大,加速度增大,速度减小,所以弹簧振子做加速度增大的减速运动,故C正确;
D.在t=0.6s时,弹簧振子的位移为负方向最大,故D错误。
故选C。
4.(2026·天津河西·一模)如图所示,为一个水平弹簧振子的振动图像,下列说法不正确的是( )
A.到内,弹簧振子的动能不断减小
B.该弹簧振子的振动方程为
C.时,弹簧振子的加速度沿x轴负方向
D.到弹簧振子的路程为100cm
【答案】A
【详解】A.到内,弹簧振子从位移最大位置向平衡位置运动,则振子的动能不断增加,选项A错误;
B.因为
该弹簧振子的振动方程为
选项B正确;
C.时,弹簧振子的位移正向最大,则加速度沿x轴负方向,选项C正确;
D.因10s=2.5T,则到弹簧振子的路程为10A=100cm,选项D正确。
此题选择不正确的选项,故选A。
5.(2026·天津宁河·模拟预测)直立的轻弹簧一端固定在地面上,另一端拴住一个铁块,现让铁块在竖直方向做往复运动,从铁块所受合力为零开始计时,取向上为正方向,其运动的位移-时间图像如图所示( )
A.t=0.25s时物体对弹簧的压力最大
B.t=0.25s和t=0.75s两时刻弹簧的弹力相等
C.t=0.25s至t=0.50s这段时间物体做加速度逐渐增大的加速运动
D.t=0.25s至t=0.50s这段时间内物体的动能和弹簧的弹性势能之和在增大
【答案】D
【详解】A.t=0.25s时物体在平衡位置上方最大位移处,此时加速度向下最大,根据牛顿第二定律可知,此时弹簧对物体的弹力最小,则此时物体对弹簧的压力最小,故A错误;
B. t=0.25s和t=0.75s两时刻物块相对平衡位置的位移大小相等,但平衡时弹簧的形变量并不为零,故两时刻弹簧形变量不同,即弹簧的弹力不相等,故B错误;
C.t=0.25s至t=0.50s这段时间物体从最高点向平衡位置运动,相对平衡位置的位移逐渐减小,则所受合外力逐渐减小,则加速度减小,即物体做加速度逐渐减小的加速运动,故C错误;
D.物体的动能和弹簧的弹性势能以及物体的重力势能之和不变,此过程中物体的重力势能减小,则物体的动能和弹簧的弹性势能之和在增大,故D正确。
故选D。
6.(2025·天津·模拟预测)理想化模型是物理学界的重要研究方法,下列选项中两个模型都为理想化模型的是( )
A.质点,超重和失重 B.自由落体运动,匀速圆周运动
C.弹簧振子,理想变压器 D.互感与自感,电磁阻尼
【答案】BC
【详解】A.质点是理想化模型,超重和失重现象实际上存在,不是理想化模型,故A错误;
B.自由落体运动是物体仅受重力,忽略空气阻力,初速度为0的运动,匀速圆周运动指任意相等时间内通过的弧长都相等的一种圆周运动,自由落体运动,匀速圆周运动都是理想化模型,故B正确;
C.弹簧振子不计弹簧的质量,忽略振子的体积,理想变压器忽略漏磁与线圈、铁芯的电阻,可知,弹簧振子,理想变压器都是理想化模型,故C正确;
D.互感与自感,电磁阻尼在实际中均能够存在,不是理想化模型,故D错误。
故选BC。
7.(2025·天津和平·三模)一列简谐横波沿x轴正方向传播,如图所示,实线为时的波形图,虚线为时的波形图,质点P的平衡位置为。下列说法正确的是( )
A.该横波传播的速度大小可能为
B.时质点P运动的加速度为0
C.质点P的位移函数表达式可能为
D.该横波遇到体积为的正方体,不会发生明显衍射
【答案】AC
【详解】A.由题意可知,简谐横波沿x轴正方向传播,从实线到虚线的时间为
可得(n=0,1,2,3,⋯)
解得(n=0,1,2,3,⋯)
当时
由题图可知,该波的波长为,则有该波的波速可能为
故A正确;
B.在时,质点P在平衡位置,再经,即,质点P运动到正方向最大位移处,即在波峰位置,此时质点P的加速度最大,故B错误;
C.因为(n=0,1,2,3,⋯)
当时
可设质点P的位移函数表达式为
在时,代入上式可得可能是零,质点P的位移函数表达式可能为
故C正确;
D.由题图可知,该波的波长为,则有体积为的正方体的边长为
可知该波的波长与正方体的边长相等,则该横波遇到体积为的正方体,会发生明显衍射现象,故D错误。
故选AC。
8.(2026·天津·模拟预测)如图甲所示,O为振源,,时刻O点由平衡位置开始振动,产生向右沿直线传播的简谐横波。图乙为从时刻开始描绘的P点的振动图像。下列判断中正确的是( )
A.该波的传播速度
B.这列波的波长
C.时刻,振源O振动的方向沿y轴正方向
D.时刻,P点的振动方向沿y轴负方向
【答案】BC
【详解】A.由题图乙可知,波从O点传到P点的时间为,传播的距离为,则该波的传播速度为
A错误;
B.由题图乙可知,该波的周期为
由波速与波长的关系公式可得,这列波的波长为
B正确;
CD.P点的起振方向与O点的起振方向相同,由题图乙可知,时刻,P点的振动方向沿y轴正方向,即P点的起振方向沿y轴正方向,则时刻,振源O振动的方向沿y轴正方向,C正确,D错误。
故选BC。
9.(2025·天津河西·二模)如图所示是一种弹簧人公仔玩具,由头部、弹簧和身体三部分组成,头部的质量为m,弹簧两端分别与公仔的头部和身体固连。先将公仔放置在水平桌面上,并让头部静止。然后用手竖直向下按压公仔的头部,使之缓慢下降h距离,之后迅速放手。放手后,公仔的头部经过时间t,沿竖直方向上升到最高点时速度为零。此过程弹簧始终处于弹性限度内、公仔的身体不离开桌面,不计空气阻力及弹簧质量。在公仔头部上升的过程中( )
A.水平桌面对公仔身体的支持力先减小后增大
B.弹簧对公仔头部弹力冲量的大小为mgt
C.公仔头部的动能最大时,弹簧的弹性势能为零
D.向下按压时头部下降的距离小于h,则放手后头部上升到最高点所需的时间仍为t
【答案】BD
【详解】A.用手竖直向下按压公仔的头部缓慢下降h距离时,此时水平桌面对公仔身体的支持力达到最大,随后迅速放手,开始弹力大于公仔的头部重力,合力向上,加速度向上,公仔的头部向上加速运动,弹簧弹力减小,水平桌面对公仔身体的支持力减小,当弹力等于头部重力时,加速度是零,头部向上达到最大速度,以后弹力小于头部重力,头部做减速运动,当向上弹力是零时,头部只受重力,头部继续向上做减速运动,以后弹簧处于拉伸状态,头部受弹力向下,同时身体受向上的弹力,头部上升到最高点时速度是零,弹簧达到最大拉伸状态,因此在公仔头部上升的过程中,水平桌面对公仔身体的支持力一直减小,A错误;
B.公仔头部上升的过程中,设弹簧弹力冲量大小为,取向上为正,头部上升到最高点时速度是零,由动量定理可得
解得
B正确;
C.公仔头部上升的过程中,当弹力大小等于头部重力时,加速度是零,速度最大,则动能最大,此时弹簧仍处于压缩状态,因此弹簧的弹性势能不是零,C错误;
D.由题意可知,公仔的头部在运动过程中,弹簧始终处于弹性限度内、公仔的身体不离开桌面,因此公仔头部的运动可看作竖直方向弹簧振子模型,即简谐运动,由弹簧振子的振动周期公式可知,周期只与振子的质量和弹簧的劲度系数有关,与振幅无关,因此公仔头部从最低点到最高点的时间是半个周期,所以向下按压时头部下降的距离小于h,则放手后头部上升到最高点所需的时间仍为t,D正确。
故选BD。
10.(2025·天津红桥·二模)图甲是用力传感器对单摆做小角度摆动过程进行测量的装置图,图乙是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的图像,其中F的最大值,已知摆球质量,重力加速度取,取,不计摆线质量及空气阻力。下列说法正确的是( )
A.单摆周期为
B.单摆摆长为
C.F的最小值
D.若仅将摆球质量变为,单摆周期不变
【答案】CD
【详解】A.由图可知,单摆周期为,选项A错误;
B.根据
可得
单摆摆长为0.64m,选项B错误;
C.摆到最低点时
可得
则F最小值
选项C正确;
D.单摆周期与摆球的质量无关,若仅将摆球质量变为,单摆周期不变,选项D正确。
故选CD。
考点2 机械波
1.(2026·天津·一模)一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播,如图所示的实线和虚线分别为与时的波形图。则下列说法正确的是( )
A.若波沿x轴负方向传播,时处质点向上振动
B.若波源的频率变为原来的2倍,则波速变为原来的2倍
C.若波速为4m/s,则该波沿x轴正方向传播
D.若波速为2m/s,则处质点的振动方程为
【答案】AD
【详解】A.若波沿x轴负方向传播,根据“同侧法”可知,时处质点向上振动,A正确;
B.波速由介质决定,与波源的频率无关,B错误;
C.若波速为4m/s,则2s内传播的距离为
结合波形图可知,该波沿x轴负方向传播,C错误;
D.若波速为2m/s,则2s内传播的距离为
波沿x轴正向传播,周期,
处质点的振动方程为
当t=0时y=0,t=2s时y>0,可得,可知处质点的振动方程为,D正确。
故选AD。
2.(2026·天津河东·一模)“地震预警”是在地震发生后,在地震波传播到受灾地区前,提前几秒至几十秒发出警报,通知目标区域从而实现预警。科研机构研究地震波时将其简化为简谐波处理,时刻的波形图如图甲所示,M是此波上平衡位置处于4m处的一个质点,图乙为质点M的振动图像,则( )
A.该波的传播速度为4m/s B.该波沿x轴负方向传播
C.质点M在7s内通过的路程为280cm D.质点M在2s内沿x轴运动了4m
【答案】BC
【详解】A.由甲、乙图可知,
则该列波的传播速度为,故A错误;
B.时刻,由图乙可知质点沿y轴正方向振动,根据波形平移法可知,该列波的传播方向沿轴负向传播,故B正确;
C.根据
可知质点在内通过的路程为,故C正确;
D.质点只在其平衡位置上下振动,并不会随波的传播方向迁移,故D错误。
故选BC。
3.(2026·天津和平·一模)波源在同一均匀介质中以不同频率做简谐运动,先后形成沿x轴正方向传播的4列不同简谐横波,如图为在波的传播方向上,介质中平衡位置相距为s的a、b两质点间形成的4种不同波形图,从图中各自所示时刻开始计时,4列简谐横波中质点b到达波谷所用时间最短的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】介质不变,则波速不变,根据可知,波谷距b最近,则时间最短。
故选B。
4.(2026·天津河西·一模)如图所示,时刻波源从平衡位置开始向下振动,产生一列简谐横波在均匀介质中向右传播。时刻质点开始振动,时刻质点第一次到达波谷。已知点和点平衡位置之间的距离为,a点和点平衡位置之间的距离为。则波传播到点时,a、b之间的波形为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】BD.t=0时刻波源O从平衡位置开始向下振动,可知波源开始振动的方向向下,则波传播到b点时b点向下振动,波向右传播,由同侧法可知BD选项中b点振动方向向上,B、D错误;
AC.由波速公式可知该波的波速为
时刻质点a开始振动,时刻质点a第一次运动到波谷,可知该波的周期为
则该波的波长为
又a点和b点平衡位置之间的距离为
则a、b间的波形为半个周期内的波形,A正确,C错误。
故选A。
5.(2026·天津·二模)如图所示,12位身高相同的同学手挽手站成一排模拟机械波的形成和传播。t=0时,从同学1开始依次带动右边的同学,每人每分钟完成30次下蹲和起立,形成一列向右传播的“机械波”。已知同学1第一次蹲到最低点时,同学5刚好要开始下蹲;队伍中相邻两同学所站位置间距均为0.8m,所有同学从开始下蹲到最低点过程中,头部竖直向下运动路程均为60cm。下列说法正确的是( )
A.这列“波”的波长为2.4m B.这列“波”的波速为3.2m/s
C.t=6s时同学12开始下蹲 D.0~4s内同学9的头部运动路程为1.8m
【答案】B
【详解】A.相邻同学间距,波长是指一个完整波形对应的平衡位置间的长度,题意可知,17个同学间距对应一个完整波形,波长,故A错误。
B.每人每分钟完成30次下蹲和起立,则同学1振动频率,波速,故B正确。
C.同学1与同学12间距为,由,故C错误。
D.1到9同学间刚好一个波长,所以时第9位同学开始下蹲,时完成1次下蹲起立,路程为,故D错误。
故选B。
6.(2025·天津和平·三模)世界体操锦标赛于2025年10月举行,中国运动员积极备战,在带操训练中,运动员挥舞的彩带在时刻形成的机械波可简化为如图所示的简谐横波,波沿轴负方向传播,为波传播方向上的两个质点,是平衡位置位于处的质点,质点在时刻位移为时质点的位移与时刻相同,已知波源振动的周期大于。则下列说法正确的是( )
A.时刻质点的振动方向与加速度方向相同
B.该简谐波的波速大小为
C.该简谐波周期为
D.时质点的位移与时刻相同
【答案】B
【详解】A.波沿轴负方向传播,根据上下坡法可知在t=0时质点P的振动方向向上,由图可知在该时刻质点P的位移为正方向,所以质点P的加速度方向向下,即振动方向与加速度方向不相同,故A错误;
BC.由图可知该波的波长λ=1.2m,设质点的振动周期为T,则质点P的初相位,所以质点P的振动方程为
则
解得T=2.4s
则该简谐波的波速为,故B正确,C错误;
D.在t=0时质点Q的位移为零,且向下运动,t=0.8s=时,根据振动的周期性可知,质点Q的位移为负,与t=0时的位移不同,故D错误。
故选B。
7.(2025·天津滨海新·三模)“水袖功”是中国古典舞传统技巧,抖动水袖时形成一列沿x轴传播的简谐横波。t=0时刻波形图如图甲,P和Q是波上两质点,质点Q的振动图像如图乙。下列说法正确的是( )
A.该列简谐横波沿x轴正方向传播 B.在t=1s时,质点P的加速度为零
C.在t=1.5s时,质点Q的速度最大 D.从t=0s到t=3s,质点P通过路程为1.2m
【答案】D
【详解】A.由质点Q的振动图像可知,在t=0时刻,质点Q在平衡位置向上振动,结合波形图可知,该列简谐横波沿x轴负方向传播,故A错误;
B.波的周期为T=2s,则在t=1s时,质点P振动到波谷位置,此时的加速度为正向最大,故B错误;
C.在t=1.5s时,质点Q在波谷位置,则此时该质点的速度为零,故C错误;
D.从t=0s到t=3s,即经过1.5T,则质点P通过路程为6A=1.2m,故D正确。
故选D。
8.(2025·天津和平·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】A.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;
B.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;
C.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;
D.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。
9.(2025·天津·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。
10.(2025·天津·一模)下列说法正确的是( )
A.观察者与波源互相靠近时接收到波的频率与波源频率不同
B.核反应方程,X表示的是中子
C.根据天然放射现象,卢瑟福提出了原子的核式结构
D.原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律
【答案】A
【详解】A.根据多普勒效应可知,观察者与波源互相靠近时接收到波的频率比波源频率大,故A正确;
B.根据反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒可知,核反应方程,X表示的是质子,故B错误;
C.根据粒子散射实验现象,卢瑟福提出了原子的核式结构,故C错误;
D.原子核发生衰变时要遵守电荷守恒,由于衰变过程释放能量,存在质量亏损,故D错误。
故选A。
1.(2025·天津北辰·三模)体操运动员在带操比赛中抖动彩带的一端,某段过程彩带的运动可简化为沿轴方向传播的简谐横波,这列简谐横波在时的波形如图乙所示,质点、的平衡位置横坐标分别为和,质点的振动方程为。下列说法正确的是( )
A.该波沿轴正方向传播
B.质点经达到波峰
C.从开始计时,质点比质点先到达平衡位置
D.若运动员抖动频率加快,则形成的简谐横波波速增大
【答案】AB
【详解】A.根据质点的振动方程,可知时刻,质点O向下振动,根据同侧法可知,该波沿轴正方向传播,故A正确;
B.由图乙可知,波长为,又周期为
则传播速度为
根据波形平移法可知,时刻处于的波峰传到所用时间为
可知质点经达到波峰,故B正确;
C.由于该波沿轴正方向传播,可知时刻,质点向下振动,则从开始计时,质点比质点先到达平衡位置,故C错误;
D.机械波的波速只由介质决定,所以若运动员抖动频率加快,形成的简谐横波波速不变,故D错误。
故选AB。
2.(2025·天津河西·三模)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
【答案】CD
【详解】A.因波长未知,所以无法确定波的传播方向,故A错误;
B.由图乙可知,时刻,质点P处于平衡位置,若连线中点处的质点处于平衡位置,则间的距离必等于波长的整数倍,而由图丙可知,质点Q处于波峰,间的距离一定不等于波长的整数倍,所以连线中点处的质点不可能处于平衡位置,故B错误;
C.由图乙、丙可知,时,质点P的位移为负,质点Q的位移为正,位移不相同,故C正确;
D.该波的周期为
若波由P点向Q点传播,则波长满足()
可得该波的波速为()
波速的可能值为,,,……
若波由Q点向P点传播,则波长满足()
可得该波的波速为()
波速的可能值为,,,……
故D正确。
故选CD。
3.(2025·天津·一模)“波”字最早用于描述水纹起伏之状,唐代诗人有“微风动柳生水波”的描述。图甲为一列可看成简谐横波的水波在t=0.5s时的波形图,P、Q是介质中的两个质点,图乙为质点P的振动图像。下列说法正确的是( )
A.水波的波速为0.6m/s
B.从图甲开始计时质点Q先于质点P振动到波谷
C.t=1.0s时,质点Q的位移为
D.质点P的平衡位置坐标为
【答案】BC
【详解】A.由图甲可知波长为,由图乙可得周期为,则水波的波速为,故A错误;
B.图乙为质点P的振动图像,可知在其振动方向向下,在图甲中由同侧法可知波沿x轴负向传播,故由图甲可得质点P往平衡位置振动,Q在平衡位置向波谷振动,则从图甲开始计时质点Q先于质点P振动到波谷,故B正确;
C.从图示的甲图到波形向左移动
根据对称性可知,此时Q点到平衡位置的距离与P点到平衡位置的距离相等,所以Q点的位移为,故C正确;
D.由图甲可得波的函数图像为
取时,,可得
即波函数为
则当时,解得
故D错误。
故选BC。
4.(2025·天津南开·二模)如图所示,波源O沿y轴作简谐运动,形成两列简谐横波,一列波在介质Ⅰ中沿x轴正方向传播,另一列波在介质Ⅱ中沿x轴负方向传播。t=0时刻完整波形如图所示,此时两列波分别传到和处。t=1s时质点M位移不变,振动方向与t=0时刻相反,已知波源振动周期大于1s。下列说法正确的是( )
A.波源的起振方向为沿y轴正方向
B.介质Ⅱ中波的周期为
C.介质Ⅰ中与介质Ⅱ中波速之比为3∶2
D.质点M 的振动方程为
【答案】ACD
【详解】A.t=0时,两列波分别传到x1=6m和x2=-4m处,由上下坡法可知,波源的起振方向沿y轴正方向,故A正确;
B.当t=1s时质点M位移不变,振动方向相反可知
已知波源振动周期大于1s,故两列波的周期均为,此时,故B错误;
C.介质Ⅰ中与介质Ⅱ中波长分别为、,由且周期相同,故介质Ⅰ中与介质Ⅱ中波速之比为3∶2,故C正确;
D.,,,由图可知质点M 的振动方程为 ,故D正确。
故选ACD 。
5.(2025·天津河西·模拟预测)均匀介质中x轴上坐标原点O处有一波源,在时,波源开始沿y轴做简谐运动,在时沿x轴方向传播的波形图如图所示,质点的平衡位置坐标分别为,,则下列说法正确的是( )
A.波源刚开始振动的方向是沿y轴正方向
B.该波传播速度大小为20m/s
C.质点在波峰时,质点也位于波谷,它们的位移总是等大、反向
D.在时,质点沿y轴正方向运动
【答案】BC
【详解】AD.由题知,波源产生了向左和向右同时传播的两列波,在时,向左传播的波刚好传到质点Q处,根据“上下坡”法,可知质点Q开始振动的方向是沿y轴负方向运动;向右传播的波刚好传到x=6m处的质点处,根据“上下坡”法,可知该处质点开始振动的方向也是沿y轴负方向运动,故波源刚开始振动的方向是沿y轴负方向,故AD错误;
B.由题知,向左传播的波经刚好传播到质点Q处,则波速为,故B正确;
C.由图可知,波长,质点P与质点Q到波源的距离差为
可知两质点的振动情况恰好相反,即质点P在波峰时,质点Q位于波谷,它们的位移总是等大、反向,故C正确。
故选BC。
6.(2025·天津河西·二模)图甲所示为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图,P是平衡位置在x=1.0m处的质点,Q是平衡位置在x=4.0m处的质点;图乙所示为质点Q的振动图像。下列说法正确的是( )
A.在t=0.25s时,质点P的加速度沿y轴负方向
B.从t=0.10s到t=0.25s,该波沿x轴负方向传播了6m
C.从t=0.10s到t=0.25s,质点P通过的路程为30cm
D.质点Q简谐运动的表达式为,单位为m
【答案】BD
【详解】AB.由图可知,波长为8m,周期为0.2s,所以
由乙图可知,t=0.10s时质点Q沿y轴负方向运动,根据“上下坡”法可知,该波沿x轴负方向传播,t=0.25s时,波沿x轴负方向传播的距离为
根据平移法可得此时波形图如图所示
由图可知,质点P的加速度沿y轴正方向,故A错误,B正确;
C.从t=0.10s到t=0.25s,即经过0.15s时间,等于四分之三个周期,P点不是特殊位置,故质点P通过的路程不等于30cm,故C错误;
D.由乙图可知,质点Q做简谐运动的表达式为
故D正确。
故选BD。
7.(2025·天津·二模)一列简谐横波在x轴上传播,t=0时刻的波形图如图甲所示,质点B 的振动图像如图乙所示,则下列说法中正确的是 ( )
A.该简谐横波一定沿x轴正方向传播
B.该简谐横波波速为10 m/s
C.若该波遇到的障碍物或孔的尺寸约为4m时会发生明显的衍射现象
D.在t=0.5s时刻,质点A 的加速度比质点B 的加速度小
【答案】BC
【详解】A.根据质点B的振动情况不能判断该简谐横波的传播方向,故A错误;
B.根据波速的公式
故B正确;
C.由图可知该波的波长λ=4m,结合发生明显衍射现象的条件,可知该波遇到的障碍物或孔的尺寸约为4m时会发生明显的衍射现象,故C正确;
D.在t=0.5s时刻,质点B位于平衡位置,质点A位于位移绝对值最大处,则A的加速度比质点B的加速度大,故D错误。
故选BC。
8.(2025·天津河东·二模)一列简谐横波沿轴传播,在时的部分波形如图甲所示,M、N、Q是介质中的三个质点,已知图乙为M、N、Q中某个质点的振动图像,下列说法正确的是( )
A.该波一定沿轴正方向传播
B.该波的波速大小为
C.内质点通过的路程为
D.从时刻开始,质点比质点早0.3s回到平衡位置
【答案】AC
【详解】A.0时刻位于平衡位置下方的只能是质点N,同侧法可知波一定沿x轴正方向传播,故A正确;
B.图甲可知波长为12m,图乙可知周期为2.4s,则波速
故B错误;
C.0~6s内质点N通过的路程
故C正确;
D.从时刻开始,质点回到平衡位置时间
质点Q回到平衡位置时间
则质点比质点早0.4s回到平衡位置,故D错误。
故选AC。
9.(2025·天津红桥·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。
10.(2025·天津和平·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处的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】A.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;
B.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;
C.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;
D.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。
11.(2025·天津河西·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偏离平衡位置的位移为2cm
【答案】AD
【详解】A.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;
B.同一介质中所有波的传播速度是相同的,故乙波的波速是2m/s,故B错误;
C.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;
D.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。
12.(2025·天津南开·一模)如图甲所示为“水下世界国际摄影大赛”的获奖作品,摄影师在水下对水上的景物进行拍摄,获得了美轮美奂、令人赞叹的美学效果。忽略镜头尺寸的影响,假设摄影师由水下竖直向上拍摄,光的传播路径如图乙所示,已知水的折射率为,空气中光速c=3.0×108m/s,sin37°=0.6,cos37°=0.8,下列说法正确的是( )
A.光线从空气射入水中,频率不变
B.摄影师看到的水上景物比实际位置偏低
C.光进入水中速度变为2.25×108m/s
D.进入镜头的光线与竖直方向的夹角最大为37°
【答案】AC
【详解】A.光的频率由光源决定,与介质无关,所以光线由水上射入水中时,频率不变,故A正确;
B.画出光路图如图所示
可知光源成像的位置比的位置偏高,故B错误;
C.根据光速与折射率关系有
故C正确;
D.当光线在水面的入射角为时,水中光线与竖直方向夹角达到最大值,即临界角C,且有
则
故D错误。
故选AC。
13.(2025·天津·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】A.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;
B.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为
故B正确;
C.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;
D.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。
14.(2025·天津·二模)如图甲所示,在直角坐标系xOy的x轴上有一根足够长的轻质细绳,绳中有A、B两波源,分别处于和处。时刻开始,两波源A、B均沿y轴做简谐振动,它们的振动图像分别如图乙和图丙所示,且振动仅维持1.0s时间。A、B两波源的振动均在绳中激起简谐横波,且每个波源均发出两列波:一列沿x轴正方向传播,另一列沿x轴负方向传播。绳中激起的每一列波的波速均为4m/s。则( )
A.绳中处于坐标原点的P质元的起振方向沿y轴正方向
B.绳中坐标处的质元振幅始终等于10cm
C.波源A发出的沿x轴正方向传播的波和波源B发出的沿x轴负方向传播的波在绳上相遇时,每一波的波长均为4m
D.绳中处于坐标原点的P质元从0s至3.0s的时间内走过的路程为0.2m
【答案】AC
【详解】A.由甲图可知,波源A发出的波先到达绳坐标原点,所以P质元的起振方向与波源A的起振方向相同,即沿y轴正方向,A正确;
B.绳中坐标处的质元与两波源的距离相等,依题意,两波源发出的波同时到达该位置,且两波源的振动步调恰好相反,所以该质元始终处于静止状态,所以振幅始终为零,B错误;
C.由乙图和丙图可知,两列波的周期均为1s,根据,可知
C正确;
D.波源A发出的沿x轴正方向传播的波传播到坐标原点的时间为
即0~1s内质元P未振动,波源B发出的沿x轴负方向传播的波传播到坐标原点的时间为
可知,1~1.5s内质元P的路程为
依题意,两波源振动仅维持1.0s时间,可知两列波在坐标原点相遇的时间为0.5s,由
可知该点为振动加强点,则1.5~2.0s内该段时间内质元P的路程为
2.0~2.5s内波源B发出的沿x轴负方向传播的波单独影响质元P,其路程为
2.5~3.0s内质元P停止振动,路程为零。综上所述,P质元从0s至3.0s的时间内走过的路程为
D错误。
故选AC。
15.(2025·天津和平·模拟预测)图甲为一列沿轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形图,该时刻波恰好传播至点,质点、、、坐标如图所示。图乙为质点、、、中某一质点的振动图像,下列说法正确的是( )
A.质点已经振动了 B.质点P的起振方向沿轴正方向
C.图乙是质点的振动图像 D.该波遇到的障碍物不能发生明显衍射
【答案】AC
【详解】A.由图乙可知,波的周期为,由甲图可知质点M与质点Q的平衡位置间的距离为,当波恰好传播至点时,质点已经振动了一个周期,即,故A正确;
B.由题知,波沿轴正方向传播,当波恰好传播至点时,根据上下坡法可知,点起振方向沿轴负方向,在同一列波中,所有质点的起振方向相同,故质点P的起振方向沿轴负方向,故B错误;
C.由图乙可知时质点在正向最大位移处,即为质点,故图乙是质点的振动图像,故C正确;
D.由甲图可知,波长,故该波遇到的障碍物可以发生明显衍射,故D错误。
故选AC。
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抢分猜押18 选择题:机械振动和机械波
(天津专用)
重难解读
重点是简谐运动的对称性、振动图像与波动图像互判、波的传播规律。难点集中在波的多解性、传播方向与质点振动方向判断、干涉加强减弱条件、相位差分析。振动常考回复力、能量变化及周期公式;波动侧重波长、波速、频率关系,图像中质点振动方向判断。易因传播方向不确定、时间间隔与周期关系模糊失分,对空间想象和多解分析要求高。
命题预测
2026年天津高考选择题必考机械振动与机械波,以双图像结合为热点。常考波的传播方向、质点速度加速度变化、干涉现象。大概率出现多解问题,多选侧重振动能量、相位差与图像综合。难度中档,注重规律理解,计算简单,强调图像转化与多解意识。
考点1 机械振动
1.(2025·天津·二模)如图所示的是两个单摆的振动图像,纵轴表示摆球偏离平衡位置的位移。下列说法正确的是( )
A.时,两单摆的回复力最大
B.乙摆球在第1s末和第3s末速度相同
C.甲、乙两个摆的摆长之比为1∶4
D.甲摆球位移随时间变化的关系式为
2.(2025·天津滨海新区·三模)波源位于坐标原点的一列简谐横波,经向右传播到达P点,此时波源处于Q点。已知这列波振幅,P、Q两点坐标分别为(5m,0)和(0,1.5cm),则( )
A.该波的频率为
B.该波波源起振方向向下
C.波源Q向右运动需要
D.该波中的质点,在周期内所走最短路程为
3.(2026·天津·模拟预测)如图甲所示为以O点为平衡位置,在A、B两点间运动的弹簧振子,图乙为这个弹簧振子的振动图像,由图可知下列说法中正确的是( )
A.在t=0.2s时,弹簧振子的加速度为正向最大
B.在t=0.1s与t=0.3s两个时刻,弹簧振子的速度相同
C.从t=0到t=0.2s时间内,弹簧振子做加速度增大的减速运动
D.在t=0.6s时,弹簧振子有最小的位移
4.(2026·天津河西·一模)如图所示,为一个水平弹簧振子的振动图像,下列说法不正确的是( )
A.到内,弹簧振子的动能不断减小
B.该弹簧振子的振动方程为
C.时,弹簧振子的加速度沿x轴负方向
D.到弹簧振子的路程为100cm
5.(2026·天津宁河·模拟预测)直立的轻弹簧一端固定在地面上,另一端拴住一个铁块,现让铁块在竖直方向做往复运动,从铁块所受合力为零开始计时,取向上为正方向,其运动的位移-时间图像如图所示( )
A.t=0.25s时物体对弹簧的压力最大
B.t=0.25s和t=0.75s两时刻弹簧的弹力相等
C.t=0.25s至t=0.50s这段时间物体做加速度逐渐增大的加速运动
D.t=0.25s至t=0.50s这段时间内物体的动能和弹簧的弹性势能之和在增大
6.(2025·天津·模拟预测)理想化模型是物理学界的重要研究方法,下列选项中两个模型都为理想化模型的是( )
A.质点,超重和失重 B.自由落体运动,匀速圆周运动
C.弹簧振子,理想变压器 D.互感与自感,电磁阻尼
7.(2025·天津和平·三模)一列简谐横波沿x轴正方向传播,如图所示,实线为时的波形图,虚线为时的波形图,质点P的平衡位置为。下列说法正确的是( )
A.该横波传播的速度大小可能为
B.时质点P运动的加速度为0
C.质点P的位移函数表达式可能为
D.该横波遇到体积为的正方体,不会发生明显衍射
8.(2026·天津·模拟预测)如图甲所示,O为振源,,时刻O点由平衡位置开始振动,产生向右沿直线传播的简谐横波。图乙为从时刻开始描绘的P点的振动图像。下列判断中正确的是( )
A.该波的传播速度
B.这列波的波长
C.时刻,振源O振动的方向沿y轴正方向
D.时刻,P点的振动方向沿y轴负方向
9.(2025·天津河西·二模)如图所示是一种弹簧人公仔玩具,由头部、弹簧和身体三部分组成,头部的质量为m,弹簧两端分别与公仔的头部和身体固连。先将公仔放置在水平桌面上,并让头部静止。然后用手竖直向下按压公仔的头部,使之缓慢下降h距离,之后迅速放手。放手后,公仔的头部经过时间t,沿竖直方向上升到最高点时速度为零。此过程弹簧始终处于弹性限度内、公仔的身体不离开桌面,不计空气阻力及弹簧质量。在公仔头部上升的过程中( )
A.水平桌面对公仔身体的支持力先减小后增大
B.弹簧对公仔头部弹力冲量的大小为mgt
C.公仔头部的动能最大时,弹簧的弹性势能为零
D.向下按压时头部下降的距离小于h,则放手后头部上升到最高点所需的时间仍为t
10.(2025·天津红桥·二模)图甲是用力传感器对单摆做小角度摆动过程进行测量的装置图,图乙是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的图像,其中F的最大值,已知摆球质量,重力加速度取,取,不计摆线质量及空气阻力。下列说法正确的是( )
A.单摆周期为
B.单摆摆长为
C.F的最小值
D.若仅将摆球质量变为,单摆周期不变
考点2 机械波
1.(2026·天津·一模)一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播,如图所示的实线和虚线分别为与时的波形图。则下列说法正确的是( )
A.若波沿x轴负方向传播,时处质点向上振动
B.若波源的频率变为原来的2倍,则波速变为原来的2倍
C.若波速为4m/s,则该波沿x轴正方向传播
D.若波速为2m/s,则处质点的振动方程为
2.(2026·天津河东·一模)“地震预警”是在地震发生后,在地震波传播到受灾地区前,提前几秒至几十秒发出警报,通知目标区域从而实现预警。科研机构研究地震波时将其简化为简谐波处理,时刻的波形图如图甲所示,M是此波上平衡位置处于4m处的一个质点,图乙为质点M的振动图像,则( )
A.该波的传播速度为4m/s B.该波沿x轴负方向传播
C.质点M在7s内通过的路程为280cm D.质点M在2s内沿x轴运动了4m
3.(2026·天津和平·一模)波源在同一均匀介质中以不同频率做简谐运动,先后形成沿x轴正方向传播的4列不同简谐横波,如图为在波的传播方向上,介质中平衡位置相距为s的a、b两质点间形成的4种不同波形图,从图中各自所示时刻开始计时,4列简谐横波中质点b到达波谷所用时间最短的是( )
A. B.
C. D.
4.(2026·天津河西·一模)如图所示,时刻波源从平衡位置开始向下振动,产生一列简谐横波在均匀介质中向右传播。时刻质点开始振动,时刻质点第一次到达波谷。已知点和点平衡位置之间的距离为,a点和点平衡位置之间的距离为。则波传播到点时,a、b之间的波形为( )
A. B.
C. D.
5.(2026·天津·二模)如图所示,12位身高相同的同学手挽手站成一排模拟机械波的形成和传播。t=0时,从同学1开始依次带动右边的同学,每人每分钟完成30次下蹲和起立,形成一列向右传播的“机械波”。已知同学1第一次蹲到最低点时,同学5刚好要开始下蹲;队伍中相邻两同学所站位置间距均为0.8m,所有同学从开始下蹲到最低点过程中,头部竖直向下运动路程均为60cm。下列说法正确的是( )
A.这列“波”的波长为2.4m B.这列“波”的波速为3.2m/s
C.t=6s时同学12开始下蹲 D.0~4s内同学9的头部运动路程为1.8m
6.(2025·天津和平·三模)世界体操锦标赛于2025年10月举行,中国运动员积极备战,在带操训练中,运动员挥舞的彩带在时刻形成的机械波可简化为如图所示的简谐横波,波沿轴负方向传播,为波传播方向上的两个质点,是平衡位置位于处的质点,质点在时刻位移为时质点的位移与时刻相同,已知波源振动的周期大于。则下列说法正确的是( )
A.时刻质点的振动方向与加速度方向相同
B.该简谐波的波速大小为
C.该简谐波周期为
D.时质点的位移与时刻相同
7.(2025·天津滨海新·三模)“水袖功”是中国古典舞传统技巧,抖动水袖时形成一列沿x轴传播的简谐横波。t=0时刻波形图如图甲,P和Q是波上两质点,质点Q的振动图像如图乙。下列说法正确的是( )
A.该列简谐横波沿x轴正方向传播 B.在t=1s时,质点P的加速度为零
C.在t=1.5s时,质点Q的速度最大 D.从t=0s到t=3s,质点P通过路程为1.2m
8.(2025·天津和平·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
9.(2025·天津·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.
10.(2025·天津·一模)下列说法正确的是( )
A.观察者与波源互相靠近时接收到波的频率与波源频率不同
B.核反应方程,X表示的是中子
C.根据天然放射现象,卢瑟福提出了原子的核式结构
D.原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律
1.(2025·天津北辰·三模)体操运动员在带操比赛中抖动彩带的一端,某段过程彩带的运动可简化为沿轴方向传播的简谐横波,这列简谐横波在时的波形如图乙所示,质点、的平衡位置横坐标分别为和,质点的振动方程为。下列说法正确的是( )
A.该波沿轴正方向传播
B.质点经达到波峰
C.从开始计时,质点比质点先到达平衡位置
D.若运动员抖动频率加快,则形成的简谐横波波速增大
2.(2025·天津河西·三模)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
3.(2025·天津·一模)“波”字最早用于描述水纹起伏之状,唐代诗人有“微风动柳生水波”的描述。图甲为一列可看成简谐横波的水波在t=0.5s时的波形图,P、Q是介质中的两个质点,图乙为质点P的振动图像。下列说法正确的是( )
A.水波的波速为0.6m/s
B.从图甲开始计时质点Q先于质点P振动到波谷
C.t=1.0s时,质点Q的位移为
D.质点P的平衡位置坐标为
4.(2025·天津南开·二模)如图所示,波源O沿y轴作简谐运动,形成两列简谐横波,一列波在介质Ⅰ中沿x轴正方向传播,另一列波在介质Ⅱ中沿x轴负方向传播。t=0时刻完整波形如图所示,此时两列波分别传到和处。t=1s时质点M位移不变,振动方向与t=0时刻相反,已知波源振动周期大于1s。下列说法正确的是( )
A.波源的起振方向为沿y轴正方向
B.介质Ⅱ中波的周期为
C.介质Ⅰ中与介质Ⅱ中波速之比为3∶2
D.质点M 的振动方程为
5.(2025·天津河西·模拟预测)均匀介质中x轴上坐标原点O处有一波源,在时,波源开始沿y轴做简谐运动,在时沿x轴方向传播的波形图如图所示,质点的平衡位置坐标分别为,,则下列说法正确的是( )
A.波源刚开始振动的方向是沿y轴正方向
B.该波传播速度大小为20m/s
C.质点在波峰时,质点也位于波谷,它们的位移总是等大、反向
D.在时,质点沿y轴正方向运动
6.(2025·天津河西·二模)图甲所示为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图,P是平衡位置在x=1.0m处的质点,Q是平衡位置在x=4.0m处的质点;图乙所示为质点Q的振动图像。下列说法正确的是( )
A.在t=0.25s时,质点P的加速度沿y轴负方向
B.从t=0.10s到t=0.25s,该波沿x轴负方向传播了6m
C.从t=0.10s到t=0.25s,质点P通过的路程为30cm
D.质点Q简谐运动的表达式为,单位为m
7.(2025·天津·二模)一列简谐横波在x轴上传播,t=0时刻的波形图如图甲所示,质点B 的振动图像如图乙所示,则下列说法中正确的是 ( )
A.该简谐横波一定沿x轴正方向传播
B.该简谐横波波速为10 m/s
C.若该波遇到的障碍物或孔的尺寸约为4m时会发生明显的衍射现象
D.在t=0.5s时刻,质点A 的加速度比质点B 的加速度小
8.(2025·天津河东·二模)一列简谐横波沿轴传播,在时的部分波形如图甲所示,M、N、Q是介质中的三个质点,已知图乙为M、N、Q中某个质点的振动图像,下列说法正确的是( )
A.该波一定沿轴正方向传播
B.该波的波速大小为
C.内质点通过的路程为
D.从时刻开始,质点比质点早0.3s回到平衡位置
9.(2025·天津红桥·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.
10.(2025·天津和平·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处的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
11.(2025·天津河西·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偏离平衡位置的位移为2cm
12.(2025·天津南开·一模)如图甲所示为“水下世界国际摄影大赛”的获奖作品,摄影师在水下对水上的景物进行拍摄,获得了美轮美奂、令人赞叹的美学效果。忽略镜头尺寸的影响,假设摄影师由水下竖直向上拍摄,光的传播路径如图乙所示,已知水的折射率为,空气中光速c=3.0×108m/s,sin37°=0.6,cos37°=0.8,下列说法正确的是( )
A.光线从空气射入水中,频率不变
B.摄影师看到的水上景物比实际位置偏低
C.光进入水中速度变为2.25×108m/s
D.进入镜头的光线与竖直方向的夹角最大为37°
13.(2025·天津·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
14.(2025·天津·二模)如图甲所示,在直角坐标系xOy的x轴上有一根足够长的轻质细绳,绳中有A、B两波源,分别处于和处。时刻开始,两波源A、B均沿y轴做简谐振动,它们的振动图像分别如图乙和图丙所示,且振动仅维持1.0s时间。A、B两波源的振动均在绳中激起简谐横波,且每个波源均发出两列波:一列沿x轴正方向传播,另一列沿x轴负方向传播。绳中激起的每一列波的波速均为4m/s。则( )
A.绳中处于坐标原点的P质元的起振方向沿y轴正方向
B.绳中坐标处的质元振幅始终等于10cm
C.波源A发出的沿x轴正方向传播的波和波源B发出的沿x轴负方向传播的波在绳上相遇时,每一波的波长均为4m
D.绳中处于坐标原点的P质元从0s至3.0s的时间内走过的路程为0.2m
15.(2025·天津和平·模拟预测)图甲为一列沿轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形图,该时刻波恰好传播至点,质点、、、坐标如图所示。图乙为质点、、、中某一质点的振动图像,下列说法正确的是( )
A.质点已经振动了 B.质点P的起振方向沿轴正方向
C.图乙是质点的振动图像 D.该波遇到的障碍物不能发生明显衍射
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