专题133 机械波（提升版）专项训练-2026届高考物理一轮复习

专题133 机械波（提升版） 一、单选题 1．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t=0时刻的波形如图中实线所示，t=0．2s时刻的波形如图中的虚线所示，则下列说法中正确的是（填入正确选项前的字母）（    ） A．质点P的运动方向向右 B．波的周期可能为s C．波的频率可能为1．25Hz D．波的传播速度可能为20m/s 2．如图所示为沿x轴传播的简谐横波，实线为时刻的波形图，虚线为时刻的波形图，已知波的周期大于，下列说法正确的是（　　） A．该波沿x轴负方向传播 B．该波的速度大小为 C．处质点的振动方程可能为 D．内，处质点通过的路程为 3．一列沿着轴正方向传播的简谐横波，在时的部分波形如图中的实线所示，在时的部分波形如图中的虚线所示，下列说法正确的是（    ）    A．此列波的波长为 B．波速的表达式为 C．波动周期的表达式为 D．若波速为，则坐标原点处的质点从开始再经过运动的路程为 4．一列横波沿x轴传播，图中实线表示时刻的波形，虚线表示从该时刻起经0.005s后的波形，若该横波周期大于0.005s，则下列说法正确的是（　　） A．时刻，处的质点向上运动 B．该横波周期一定为 C．处的质点的振动方向一定与处的质点振动方向相反 D．如果波向右传播，波速有可能等于 5．如图所示，实线是一列简谐横波在时刻的波形图，虚线是在时刻的波形图。下列说法正确的是（　　） A．当波向左传播时，波速的表达式为 B．当波向左传播且时，波速大小为 C．当波向右传播时，波速的表达式为 D．若波速，则波向左传播 6．一列简谐横波沿x轴正方向传播，处为振源位置。图1为振源的振动图象，图2中实线、虚线分别为、时刻的完整波形图，其中a、b、c、d、e是同一均匀介质中的质点。下列说法正确的是（    ） A．质点a的起振时刻为 B．， C．质点c运动到质点e的位置所需时间为 D．时刻，质点b比质点d多运动的路程为 7．如图甲所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，A、B两点的平衡位置间的距离，A、B两点的振动情况分别如图乙中的图线a、b所示。该波的最大波长为（　　）    A．8m B．6m C．4m D．2m 8．一列简谐横波沿轴正向传播，已知x轴上m和m处两个质点的振动图像分别如图1、图2所示，则此列波的传播速率可能是（　　） A．1m/s B．m/s C．m/s D．m/s 9．战绳训练是当下一种火热的健身方式，运动员晃动战绳一端，使战绳上下振动，其运动状态可视为简谐振动。战绳上有相距L＝6 m的P、Q两质点，一列简谐横波沿PQ方向传播，当P质点在波峰时，Q质点刚好通过平衡位置且向上运动。已知该简谐波波长大于3 m。则该简谐波的波长可能为（　　） A．m B．6 m C．8m D．24 m 10．如图，一简谐横波在x轴上传播，轴上a、b两点相距2m。t＝0时a点为波峰，b点为波谷；t＝1s时a点为波谷，b点为波峰，则下列判断中正确的是（　　）    A．波一定沿x轴负向传播 B．波长可能是2.4m C．周期可能是0.4s D．波速可能是1m/s 11．在学习机械波相关知识后，两名同学分别乘坐静止在湖面的甲、乙两船，两船水平距离20m。某时刻，一列水波从甲船向乙船传播，每艘船在1min时间内上下浮动30次，已知甲船在波峰时，乙船在波谷，两船间恰好还有2个波峰，以下说法正确的（　　） A．水波的周期为 1s B．水波的波长一定为 8m C．水波的波速可能为 8m/s D．水波经过一段时间，甲乙两船将靠近 12．如图（a）所示，P、Q为一列简谐横波上平衡位置之间相距的两个质点，两质点的振动图像如图（b）所示，实线为P质点的振动图像，虚线为Q质点的振动图像。已知P、Q两质点平衡位置之间的距离小于一个波长。关于该简谐波的传播方向及波速可能的是（　　）    A．沿x轴正方向传播，波速为 B．沿x轴负方向传播，波速为 C．沿x轴正方向传播，波速为 D．沿x轴负方向传播，波速为 二、多选题 13．一列横波沿x轴传播，时刻波的图象分别如图实线和虚线所示，已知，波速，则（　　） A．该波沿x轴正方向传播 B．图中P质点在时刻运动方向沿y轴正方向 C．图中P质点在1s内向左平移6m D．图中P质点在2s内通过的路程为0.8m 14．一列简谐横波在时刻的波形图如图1所示，图2为平衡位置在处质点的振动图像，P、Q两点的平衡位置分别为和（图中未画出），下列说法正确的是（    ） A．该简谐横波的传播方向为轴负方向 B．波传播的速度大小为 C．质点P的振动方程为 D．从时刻到质点P第一次到达波谷过程中，质点Q通过的路程为 15．一列简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻的波形图如图中的实线所示，此时波刚好传到P点，t+0.6s时刻，这列波刚好传到Q点，波形图如图中的虚线所示，a、b、c、P、Q为介质中的质点，则下列说法正确的是（    ） A．这列波的波长为40m B．这列波的波速为16.7m/s C．质点c在这段时间内通过的路程一定为30cm D．从t时刻起，t+s时刻，质点a恰好第一次到达平衡位置 E．t+0.5s时刻，质点b、P的位移相同 16．一列沿x轴负方向传播的机械波，其图像如图所示，实线是时刻的波形，此时质点P位于平衡位置。虚线是时刻的波形，此时质点P位于波峰位置。下列说法正确的是（    ）    A．时刻，质点P向y轴正方向运动 B．该波的波长为5m C．该波的波速可能为6.25m/s D．0~0.6s时间内，质点P运动的路程可能为0.2m 17．在平面内有一列沿轴正方向传播的简谐横波，波速为2m/s。、是平衡位置相距2m的两个质点，如图所示。在时，恰好通过其平衡位置沿轴正方向运动，位于其平衡位置上方最大位移处。已知该波的周期大于1s，则（　　） A．该波的频率为0.75Hz B．在时质点的速度一定为2m/s C．从到，质点向右移动了2m D．从到，质点做加速度减小的加速运动 18．如图所示，一根张紧的水平弹性长绳上的a、b两点，相距14.0m。b点在a点右方。当一列简谐波沿此绳向右传播时，若a点位移达到正向极大时，b点位移恰好为零，且向下运动。经过1.00s后，a点位移为零，且向下运动，而b点的位移恰好达到负向极大，则这列简谐波的波速可能等于（　　）    A． B． C． D． 19．如图，一列横波沿轴方向传播，实线为时的波形图，虚线为时的波形图，相应数据如图，下列说法正确的是（　　） A．若波沿轴正向传播，时处的质点沿轴正方向振动 B．若波沿轴负向传播，时处的质点沿轴正方向振动 C．若波沿轴正向传播，波速可能为 D．若波沿轴负向传播，波速可能为 三、解答题 20．图中实线是一列正弦波在某一时刻的波形曲线。经过后，其波形曲线如图中虚线所示。设该波的周期大于。 （1）如果波是向左传播的，波的速度是多大？ （2）如果波是向右传播的，波的周期是多大？ 21．如图所示，实线是某时刻的波形图线，虚线是0.2s后的波形图线，试回答下列问题： （1）若波向左传播，写出传播距离的可能值并求它传播的最小距离； （2）若波向右传播，写出周期的可能值并求它的最大周期； （3）若波速为35m/s，求波的传播方向。 22．一列横波在t1=0时刻、t2=0.4s时刻波形分别如图中实线、虚线所示，求： （1）若这列波向左传播，且时间间隔与周期的关系为3T<0.4s<4T，求波的传播速度。 （2）若波传播速度v=90m/s，判断波传播的方向。 （3）若t1=0时刻质点x=8m振动方向沿+y方向，且时间间隔与周期的关系为T<0.4s<2T，求从t1=0时刻算起，该质点第9次到达y=5cm所需时间。（结果保留2位小数） 23．一列简谐横波在均匀介质中沿直线传播，如图所示的实线和虚线分别为时与时的波形图。 (1)求该波的振幅和波长 (2)若该波的波速为，则该波的传播方向如何； (3)若该波沿轴正方向传播，则实线上的质点到达平衡位置时机械波传播的最短距离L为多少？传播这一最短距离对应的时间t为多少？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《专题133 机械波（提升版）》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B C C B B A B D C 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 答案 B B BD AD ADE BC AD AC AD 1．C 【详解】简谐横波沿x轴方向传播，质点P只沿竖直方向振动，不会向右移动．故A错误．由图，得到t=（n+）T，n=0，1，2……，则周期，因为n为整数，T不可能为s．故B错误．由上，频率，当n=0时，f=1.25Hz，故C正确．若波速v=20m/s，则在t=0.2s内波传播的路程x=vt=4m，根据波形图象，波向右传播的最短距离6m，向左传播的最短距离18m，所以波速不可能为20m/s．故D错误．故选C． 点睛：知道两个时刻的波形，根据波的周期性，得到的是波速和周期的通项．要知道介质中质点不“随波逐流”． 2．B 【详解】A．若沿x轴正向传播则有 解得 当时， 若沿x轴负向传播则有 解得 因为，故 则沿x轴正方向传播 故A错误； B．题图知波长，则波速 故B正确； C．图像可知振幅A=10cm，0时刻处的质点振动方程 且处质点比处的质点早起振时间 故处质点振动方程为 故C错误； D．恰好是，一个周期内质点运动路程为4A，内，处质点通过的路程为，即，故D错误。 故选B。 3．C 【详解】A．由图像看出波长。故A错误； B．波向右传播，时间内，波向右传播的距离为 波速为 综合可得 故B错误； C．由 解得 故C正确； D．由图像可知波的振幅为，当，由 可得 则坐标原点处的质点从开始再经过发生的路程为 故D错误。 故选C。 4．C 【详解】A．由同侧法可知，若波向右传播，时刻，处的质点向上运动；若波向左传播，时刻，处的质点向下运动，故A错误； BD．由于该横波周期大于0.005s，则0.005s该波的传播距离小于，若波向右传播，则有 解得 传播速度为 若波向左传播，则有 解得 故BD错误； C．由图可知，处的质点与处的质点相距半个波长，则质点振动方向一直相反，故C正确。 故选C。 5．B 【详解】AB．根据题意，由图可知，当波向左传播时，波在 传播的距离为 由图可知 又有 联立可得 若有 则波的传播距离 即 此时，速度为 故A错误，B正确； C．根据题意，由图可知，当波向右传播时，波在 传播的距离为 由图可知 又有 联立可得 故C错误； D．若波速，则波的传播距离为 结合上述分析可知，波向右传播，故D错误。 故选B。 6．B 【详解】由振源的振动图象可知，振动的周期 由图2可知波长 可得波速 A．由于a点的纵坐标为5cm，可知a点的横坐标 因此质点a的起振时刻为 A错误； B．实线振动已经传播到处，所以 虚线振动已经传播到处，所以 B正确； C．简谐横波振动质点只在平衡位置附近沿y轴上下振动，并不随波迁移，质点c不沿x轴移动，C错误； D．时刻，质点b比质点d多振动了，多运动的路程为 D错误。 故选B。 7．A 【详解】根据振动图像平移可知，该波从A点传播至B点的时间 （n=0，1，2，3…） 又由于 由题图乙可知，该波的周期，该波的波长，解得 （n=0，1，2，3…） 可知，当时，波长最大，且 故选A。 8．B 【详解】由振动图像可知周期，时处质点在平衡位置且向下振动，而处质点在正的最大位移处。波沿轴正方向传播，其波形如图所示，处质点的平衡位置可能在、或 则有 （，，） 解得波长为 （，，） 则波速为 （，，） A．若波速为，则，由于只能取整数，故A错误； B．若波速为，则，故B正确； C．若波速为，则，由于只能取整数，故C错误； D．若波速为，则，由于只能取整数，故D错误。 故选B。 9．D 【详解】沿PQ方向传播，当P质点在波峰时，Q质点刚好通过平衡位置且向上运动，则有 解得 已知该简谐波波长大于3 m， 当n=0时，波长为 当n=1时，波长为 当n=2时，波长为 ＜3m 则该简谐波的波长可能为、。 故选D。 10．C 【详解】A．根据分析可知，由题干没有给出a、b两点之间的质点的振动方向，则无法确定波的传播方向，故A错误； B．t=0时，a点为波峰，b点为波谷，故a、b间的距离为半波长的奇数倍，故 (其中n=0、1、2、…) 故波长为 (其中n=0、1、2、…) 故波长可能为4m、、．．．，不可能为2.4m，故B错误； C．t=1s时，a点为波谷，b点为波峰，故t为半周期的奇数倍，故    (其中m=0、1、2、…) 故周期为 (其中m=0、1、2、…) 当时 故C正确； D．由公式 (其中m=0、1、2、…，n=0、1、2、…) 在计算波速的上式中m与n不一定相等，则波速有多个可能值，但波速一定不是1m/s，故D错误。 故选C。 11．B 【详解】A．船在1min时间内上下浮动30次，故周期为 故A错误； B．当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有两个波峰，故两船间距离为 故波长 故B正确； C．波速 故C错误； D．两船上下振动，水波经过一段时间，甲乙两船不会靠近，故D错误。 故选B。 12．B 【详解】图（b）可知，P、Q两质点的振动周期都是。 若波从P传向Q，沿x轴正方向传播，由于两质点平衡位置之间的距离小于一个波长，由图（b）可知，P、Q两质点的振动时间差为 则P、Q两质点的距离满足 可得波长为 则波速为 若波从Q传向P，沿x轴负方向传播，由于两质点平衡位置之间的距离小于一个波长，由图（b）可知，P、Q两质点的振动时间差为 则P、Q两质点的距离满足 可得波长为 则波速为 故选B。 13．BD 【详解】A．由图可得波长 则波的周期为 因为 根据波形平移法可知该波沿负方向传播，故A错误； B．根据同侧法可知图中P质点在时刻运动方向沿y轴正方向，故B正确； C．简谐横波沿轴传播的过程中，介质中质点不向前移动，只在各自的平衡位置附近振动，运动方向应与x轴垂直，不可能向左，故C错误； D．时间 根据质点做简谐运动时在一个周期内通过的路程是四个振幅，可得质点P在2s内通过的路程为 故D正确。 故选BD。 14．AD 【详解】A．平衡位置在处质点在t=0时刻沿y轴负向运动，结合波形图可知该简谐横波的传播方向为轴负方向，选项A正确； B．由波形图可知 可得 波传播的速度大小为 选项B错误； C．由波形图可知平衡位置在x=4m处的质点，在t=0时刻位移为y=5m，振动方向沿y轴负向，设该点的振动方程为 则，可知 则质点P的振动方程为 选项C错误； D．从时刻平衡位置在x=8m处的质点Q恰好位移波谷，当质点P第一次到达波谷过程中，波沿x轴负向传播4m，该过程中质点Q从波谷到x轴上方距离平衡位置，可知质点Q在该过程中通过的路程为，选项D正确。 故选AD。 15．ADE 【详解】A、B、由图可知，波的波长为λ=40m；波从P传到Q的距离为x=90m-60m=30m，波速为 ;故A正确，B错误. C、波从P传到c的时间为，在这段时间内质点c振动了半个周期，通过的路程等于2A=20cm;故C错误. D、从t时刻开始计时，质点a的振动方程为 , 当y=0，时，，故在这个时刻质点a第一次到达平衡位置，故D正确. E、在 t 时刻，因波沿x轴正方向传播，故此时质点P是向上振动的，经后，P正在向下振动（负位移），是经过平衡位置后向下运动0.1s；质点b是正在向上振动的（负位移），是在到达最低点后向上运动0.1s，可见此时两个质点的位移相同;故E正确. 故选ADE. 16．BC 【详解】A．机械波沿x轴负方向传播，根据平移法可知时刻，质点P向y轴负方向运动，故A错误； B．由图可知该波的波长为5m，故B正确； C．根据题意可知 波速为 可知当时解得 故C正确； D．0~0.6s时间内，质点P运动的时间至少为，路程最小为 0.2m 故选BC。 17．AD 【详解】A．由题意可知、之间的距离可能为 因波长 周期大于1s，故波长大于2m，故 ， 故A正确； B．在时，质点回到平衡位置，振动速度最大，但不能确定振动速度大小，且质点的振动速度与波的传播速度无关，故B错误； C．机械波在传播过程中，介质中的质点不会随波迁移，C错误； D．从到，质点从最大位移处向平衡位置振动，做加速度减小的加速运动，故D正确。 故选AD。 18．AC 【详解】由题意质点a位移为正极大，b位移为零，有ab间距离 ，则有 ，（n=0、1、2……） 设质点振动周期为T，由经过1.00s后，a点的位移为零，且向下运动，而b点的位移恰达到负极大得 得 （k=0、1、2……） 最后得到波速为 （k=0、1、2……；n=0、1、2……） 当k＝0，n＝1时，＝2m/s； 当k＝1，n＝1时，＝10m/s。 故选AC。 19．AD 【详解】A．若波沿轴正向传播，根据同侧法可知，时处的质点沿轴正方向振动，A正确； B．若波沿轴负向传播，根据同侧法可知，时处的质点沿轴负方向振动，B错误； C．根据图像可知 若波沿轴正向传播，则，波传播的距离 （n=0，1，2，3…） 则有 解得 （n=0，1，2，3…） 若波速为，解得 不符合要求，即若波沿轴负向传播，波速不可能为，C错误； D．根据图像可知 若波沿轴负向传播，则，波传播的距离 （n=0，1，2，3…） 则有 解得 （n=0，1，2，3…） 若波速为，解得 n=1 即若波沿轴负向传播，波速可能为，D正确。 故选AD。 20．（1）；（2） 【详解】（1）如果波是向左传播的，从题目图中可以看出，虚线所示的波形相当于实线所示的波形向左移动了（个波长），由此可求出波速的大小 （2）如果波是向右传播的，从题目图中可以看出，虚线所示的波形相当于实线所示的波形向右移动了（个波长），由此可求出波速的大小 波的周期为 21．（1）（n=0、1、2……），3m；（2）（n=0、1、2……），0.8s；（3）向左传播 【详解】（1）若波向左传播，传播距离的可能值 （n=0、1、2……） 当n=0时可得最小距离为 xmin 3m （2）若波向右传播，则 （n=0、1、2……） 周期的可能值 （n=0、1、2……） 最大周期 Tmax=0.8s （3）若波速为35m/s，在0.2s内传播的距离为 x=vt=7m= 可知波向左传播。 22．（1）；（2）波向右传播；（3） 【详解】（1）由题图可知波长m，当波向左传播时 因时间间隔与周期的关系为3T<0.4s<4T，则传播距离为 解得 （2）内波传播的距离为 解得 波向右传播； （3）由时刻，质点m振动方向沿方向，可知波向右传播。 从时刻开始计时，m的质点其振动方程 当质点第1次到达cm历时 质点第9次到达cm经历的总时间 因波向右传播 解得 23．(1)6m，0.1m (2)沿x轴负方向 (3)2m， 【详解】（1）由题图，可知波长 振幅 （2）若该波的波速为10m/s，在 时间内波传播的距离为 当波沿轴负方向传播时，由题图知，在时间内波传播的距离为 当时，，则说明波速的方向为沿轴负方向。 （3）若该波沿轴正方向传播，在时间内波传播的距离为 波速为 由题图可知，当质点的振动形式传到时，实线上的质点到达平衡位置，此时机械波传播的距离最短，最短距离 传播这一最短距离对应的时间为 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $