考点 9.4 机械波 专项训练-2027届高考物理一轮复习
2026-05-29
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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 | 机械波 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2027-2028 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.62 MB |
| 发布时间 | 2026-05-29 |
| 更新时间 | 2026-05-29 |
| 作者 | 王者风范物理工作室 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-29 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58100787.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦机械波核心考点,通过20道精选试题系统覆盖波的传播规律、质点振动特性及波动现象,强化物理观念与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|机械波综合训练|20题(选择15+解答5)|波形图与振动图像结合、传播方向判断、波速波长计算、振动方程书写|以波的传播规律(v=λ/T)为核心,串联质点振动与波传播关系,延伸至衍射、干涉等波动现象,形成“概念-规律-应用”逻辑链|
内容正文:
2027高考物理一轮复习100考点精练
第9章 机械振动和机械波
考点9.4 机械波
【考点精练】
1.(2026辽宁模拟)某海域的海底地震监测网络捕获到一次地震波信号。地震会产生在海底岩石中传播的简谐横波,监测中心收到了关于该简谐横波的两个关键数据:一是由部署在一条海底测线(视为x轴)上的多个传感器,在t=0时刻同步记录下的波形,如图甲所示;二是传感器记录下了平衡位置位于x=4km处的质点的振动情况,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.该简谐横波的传播方向沿x轴正方向,波速为4.0km/s
B.该简谐横波的传播方向沿x轴正方向,波速为8.0km/s
C.在0~2s的时间内,平衡位置位于x=3km处的质点向x轴负方向移动了4km
D.从t=1s时刻开始,平衡位置位于x=12km处的质点第一次到达波峰所需的时间为1s
2 (2025学年湖北省百师联盟高三下二轮复习联考(二))动画电影《哪吒2》票房突破百亿大关,这一里程碑式的突破,是中国文化创新活力、魅力与实力的一次生动展示。如图甲所示,哪吒手持法宝混天绫挥舞甩动,即可翻江倒海。若舞动的混天绫可简化为沿x轴正方向传播的简谐横波,图乙为t=0时刻的波形图,质点P的坐标x=4.5m,已知t=3s时,P第一次经过平衡位置,下列说法正确的是( )
A. t=3s时P点向y轴正方向振动
B. 该波的传播速度大小为2m/s
C. P点在0~10s内通过的路程为2.5m
D. P点的振动方程为
3. (2025届江苏泰州高三年级二模联考)深海探测中发现一种水母通过伞状体收缩产生机械波,从而获得推进力,假设伞状体边缘某质点的振动产生的横波沿伞状体径向匀速传播,某时刻第一次形成了如图所示的波形,则下列说法正确的是( )
A. 此时点向下运动
B. 该波的波长逐渐减小
C. 该波的频率逐渐减小
D. 点的起始振动方向是向下的
4. (山东省临沂2025年普通高中学业水平等级测评试题三模) 某简谐横波沿x轴传播,在t=0时刻的波形如图所示,此时介质中有三个质点B、C和D,B的横坐标为0,C的纵坐标为0,D与C间沿x轴方向的距离为波长的,质点B的振动方程为。下列说法正确的是( )
A. 该波沿x轴正方向传播
B. 该波的波长为12m
C. 该波的波速大小为12m/s
D. t=0时刻起,质点D回到平衡位置的最短时间为0.5s
5. (湖南怀化名校联考联合体2025届高考考前仿真联考三)将一石子扔进平静的水平面上,以石子所在水平面位置为坐标原点并开始计时,时,第一次形成如图所示的部分波形,点的横坐标为3.5m,已知坐标原点处的水波起振方向竖直向下,则( )
A. 时,点振动方向竖直向下
B. 该机械波的波长为2.5m
C. 该机械波的波速为2.25m/s
D. 该机械波的周期为1.125s
6. (2025年5月河南名校联考)我国的YLC-2E型反隐形S波雷达能探测到450公里外超音速飞行的各类隐形战斗机,堪称隐形战斗机的克星,它标志着我国雷达研究又创新高。一列S波在t=0时刻的波形图如图所示,P、Q是波上的两个质点,该波沿x轴正方向传播,经过时间t0,质点Q第一次到达波谷。则质点P在下列哪个时刻位于波谷的位置( )
A. B. C. D.
7. (2025年4月山西、陕西、宁夏、青海四省区普通高中新高考高三质量检测)某地震时产生的简谐横波在地球中匀速传播的速度大小为3km/s,波沿轴正方向传播,某时刻刚好传到处,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 波周期为0.04s
B. 该时刻点的振动方向沿轴正方向
C. 任意1s内点沿波的传播方向移动的距离为
D. 从图示时刻开始计时,时点做减速运动
8. (2025年4月河南豫西重点高中联考) 原点处有振源,能产生沿轴方向传播的简谐横波,振源开始振动一个周期时产生的简谐横波如图所示,将图示时刻作为0时刻,再经质点第一次运动回到平衡位置。则下列说法正确的是( )
A. 振源的起振方向沿轴的正方向
B. 质点相对平衡位置的横坐标为
C. 振源的振动周期为
D. 处的振动方程为
9. (2025年5月四川宜宾市三模)中医的悬丝诊脉悬的是“丝”,“诊”的是脉搏通过悬丝传过来的振动,即通过机械波判断出病灶的位置与轻重缓急。如图甲,假设“丝”上有A、B、C三个质点,坐标分别为、m、m。时刻,病人的脉搏搭上丝线上的质点A,质点A开始振动,其振动图像如图乙所示,产生的机械波沿丝线向x轴正方向传播,A、B两质点的振动方向始终相反,波长大于0.6m。则该机械波( )
A. 波长为0.8m
B. s时,质点C第一次运动到波峰
C. 在到s内,质点B通过的路程为7.5mm
D. 若医生将丝线的另一端搭在自己的脉搏上,他的脉搏振动频率为1.25Hz,则丝线中两列波相遇时能发生干涉
10 简谐横波某时刻的波形如图所示,P为介质中的一个质点,波沿x轴的正方向传播。以下说法正确的是( )
A.质点P此时刻的速度沿x轴的正方向
B.质点P此时刻的加速度沿y轴的正方向
C.再经过半个周期时,质点P的位移为负值
D.经过一个周期,质点P通过的路程为4a
11(2024·海南高考10题)一歌手在湖边唱歌,歌声通过空气和水传到距其2 km的湖对岸,空气中的声速为340 m/s,水中声速为1 450 m/s,歌声可视为频率为400 Hz的声波,则下列说法正确的是( )
A.歌声在水中传播频率会改变
B.歌声由空气和水传到湖对岸的时间差约为4.5 s
C.歌声在空气中波长为0.85 m
D.歌声在水中的波长为5 m
12.(2023·新课标卷14题)船上的人和水下的潜水员都能听见轮船的鸣笛声。声波在空气中和在水中传播时的( )
A.波速和波长均不同
B.频率和波速均不同
C.波长和周期均不同
D.周期和频率均不同
13.(2025·辽宁沈阳模拟)渔船常用回声探测器发射的声波探测水下鱼群与障碍物。若探测器发出波长为1×10-3m的声波,下列说法正确的是( )
A.声波由水中传播到空气中,频率会变大
B.声波由水中传播到空气中,频率会变小
C.该声波在水中遇到尺寸约为1×10-3m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
14.一列简谐横波某时刻的波形图如图所示。此后K质点比L质点先回到平衡位置。下列判断正确的是( )
A.该简谐横波沿x轴负方向传播
B.此时K质点沿y轴正方向运动
C.此时K质点的速度比L质点的小
D.此时K质点的加速度比L质点的小
15.(2025·甘肃平凉模拟)如图所示,一列简谐横波沿x轴正方向传播,该波从介质1进入到介质2,y轴为两介质的分界面。设该波在介质1、2中的频率分别为 f1、f2,传播速度分别为 v1、v2,则下列说法正确的是( )
A.f1=f2,v1<v2 B.f1=f2,v1>v2
C.f1≠f2,v1<v2 D.f1≠f2,v1>v2
16.(2024·广东高考3题)一列简谐横波沿x轴正方向传播。波速为1 m/s,t=0时的波形如图所示。t=1 s时,x=1.5 m处的质点相对平衡位置的位移为( )
A.0 B.0.1 m
C.-0.1 m D.0.2 m
17.〔多选〕(2025·辽宁大连模拟)如图(a)所示,水袖舞是中国京剧的特技之一。某时刻抖动状态可简化为如图(b),则( )
A.M处的质点回复力最大
B.质点振动到N处时速度最大
C.加快抖动的频率,传播速度变快
D.M处的质点经过四分之一个周期到达Q处
18.(2024·湖南高考2题)如图,健身者在公园以每分钟60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A、B两点平衡位置相距6 m,t0时刻A点位于波谷,B点位于波峰, 两者之间还有一个波谷。下列说法正确的是( )
A.波长为3 m
B.波速为12 m/s
C.t0+0.25 s时刻,B点速度为0
D.t0+0.50 s时刻,A点速度为0
19.(2026山东师范大学附中质检)水袖是中国古典舞中用于情感表达和抒发的常用技巧,舞者的手有规律的振动传导至袖子上,给人营造出一种“行云流水”的美感,这一过程其实就是机械波的传播。现有一列沿轴方向传播的简谐横波,时刻的波形如图中实线所示,时的波形如图中虚线所示。已知:波的周期满足,求:
(1)波的传播速度;
(2)写出质点振动位移随时间变化的关系式。
20.(2026贵州六盘水高二期中)如图甲所示,一列沿轴正方向传播的简谐横波,在和处的两质点的振动图线如图乙所示.
(1) 求该波的周期的大小;
(2) 画出时刻,、之间一种可能的波形;
(3) 求这列波可能的波速.
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2027高考物理一轮复习100考点精练
第9章 机械振动和机械波
考点9.4 机械波
【考点精练】
1.(2026辽宁模拟)某海域的海底地震监测网络捕获到一次地震波信号。地震会产生在海底岩石中传播的简谐横波,监测中心收到了关于该简谐横波的两个关键数据:一是由部署在一条海底测线(视为x轴)上的多个传感器,在t=0时刻同步记录下的波形,如图甲所示;二是传感器记录下了平衡位置位于x=4km处的质点的振动情况,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.该简谐横波的传播方向沿x轴正方向,波速为4.0km/s
B.该简谐横波的传播方向沿x轴正方向,波速为8.0km/s
C.在0~2s的时间内,平衡位置位于x=3km处的质点向x轴负方向移动了4km
D.从t=1s时刻开始,平衡位置位于x=12km处的质点第一次到达波峰所需的时间为1s
答案 A
解析 由图乙可知,位于x=4km处的质点t=0时刻沿y轴正方向运动,由同侧法可知该简谐横波的传播方向沿x轴正方向,波长λ=16km,周期T=4s,波速为v=λ/T=4.0km/s,A正确B错误。
横波沿x轴方向传播过程中,质点围绕平衡位置振动,不沿x轴方向移动,C错误。在t=1s时刻开始,平衡位置x=4km处的质点处于波峰,平衡位置位于x=12km处的质点第一次到达波峰所需的时间为△t==s=2s,D错误。
2 (2025学年湖北省百师联盟高三下二轮复习联考(二))动画电影《哪吒2》票房突破百亿大关,这一里程碑式的突破,是中国文化创新活力、魅力与实力的一次生动展示。如图甲所示,哪吒手持法宝混天绫挥舞甩动,即可翻江倒海。若舞动的混天绫可简化为沿x轴正方向传播的简谐横波,图乙为t=0时刻的波形图,质点P的坐标x=4.5m,已知t=3s时,P第一次经过平衡位置,下列说法正确的是( )
A. t=3s时P点向y轴正方向振动
B. 该波的传播速度大小为2m/s
C. P点在0~10s内通过的路程为2.5m
D. P点的振动方程为
【答案】D
【解析】.该简谐波沿x轴正方向传播,由波形图可知,P点在t=0时刻向y轴的正方向振动,其振动图像如图所示
P点在t=3s时,振动方向为y轴负方向,故A错误;
已知质点P的横坐标
由图乙可知,在t=0时刻P点的纵坐标
故
则
波长
所以波速
故B错误;
由于
P点在0时刻不在平衡位置,所以路程
故C错误;
设P点的振动方程为,,
将坐标(0,)代入可得
根据振动图像,可得
则,故D正确。
3. (2025届江苏泰州高三年级二模联考)深海探测中发现一种水母通过伞状体收缩产生机械波,从而获得推进力,假设伞状体边缘某质点的振动产生的横波沿伞状体径向匀速传播,某时刻第一次形成了如图所示的波形,则下列说法正确的是( )
A. 此时点向下运动
B. 该波的波长逐渐减小
C. 该波的频率逐渐减小
D. 点的起始振动方向是向下的
【答案】B
【解析】.波向右传播,根据同侧法可知,此时点向上运动,选项A错误;
波前时先形成得波,手附近时后形成得波,因此波长逐渐减小,选项B正确;
因波的波速不变,根据可知该波的频率逐渐变大,选项C错误;
根据波形图,最右侧点起振方向向上,可知点的起始振动方向是向上的,选项D错误。
4. (山东省临沂2025年普通高中学业水平等级测评试题三模) 某简谐横波沿x轴传播,在t=0时刻的波形如图所示,此时介质中有三个质点B、C和D,B的横坐标为0,C的纵坐标为0,D与C间沿x轴方向的距离为波长的,质点B的振动方程为。下列说法正确的是( )
A. 该波沿x轴正方向传播
B. 该波的波长为12m
C. 该波的波速大小为12m/s
D. t=0时刻起,质点D回到平衡位置的最短时间为0.5s
【答案】ABD
【解析】由
得时,,经过极短的时间,有
即时质点沿轴正方向振动,结合图像知,该波沿轴正方向传播,A正确;
质点振动的周期
设时刻,质点第一次到达平衡位置处,即
解得
即波再传播质点处于平衡位置,如图中虚线所示,则
解得,故B正确;
波速,故C错误;
时刻起,质点回到平衡位置的最短时间为,故D正确。
5. (湖南怀化名校联考联合体2025届高考考前仿真联考三)将一石子扔进平静的水平面上,以石子所在水平面位置为坐标原点并开始计时,时,第一次形成如图所示的部分波形,点的横坐标为3.5m,已知坐标原点处的水波起振方向竖直向下,则( )
A. 时,点振动方向竖直向下
B. 该机械波的波长为2.5m
C. 该机械波的波速为2.25m/s
D. 该机械波的周期为1.125s
【答案】C
【解析】.根据题意可知该机械波正在向轴正方向传播,根据同侧法,时,点的振动方向竖直向上,故A错误;
根据波动图像可知,机械波的波长为,故B错误;
根据坐标原点处水波起振方向竖直向下可知,该时刻机械波正好传到4.5m处,故传播速度,故C正确;
该机械波的周期,故D错误。
6. (2025年5月河南名校联考)我国的YLC-2E型反隐形S波雷达能探测到450公里外超音速飞行的各类隐形战斗机,堪称隐形战斗机的克星,它标志着我国雷达研究又创新高。一列S波在t=0时刻的波形图如图所示,P、Q是波上的两个质点,该波沿x轴正方向传播,经过时间t0,质点Q第一次到达波谷。则质点P在下列哪个时刻位于波谷的位置( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】该列波沿x轴正方向传播,根据题图可知,从t=0时刻后质点Q需要经过第一次到达波谷,有
解得
则质点P在时刻位于波谷,当n=1时,。故选C。
7. (2025年4月山西、陕西、宁夏、青海四省区普通高中新高考高三质量检测)某地震时产生的简谐横波在地球中匀速传播的速度大小为3km/s,波沿轴正方向传播,某时刻刚好传到处,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 波周期为0.04s
B. 该时刻点的振动方向沿轴正方向
C. 任意1s内点沿波的传播方向移动的距离为
D. 从图示时刻开始计时,时点做减速运动
【答案】B
【解析】.由题中图像知波长
又
解得
故A错误;
由同侧法可知点振动方向沿轴正方向,故B正确;
点在平衡位置处上下振动,不沿波的传播方向移动,故C错误;
点经过 (半个周期)时,运动情况与原来对称,速度正在增大,故D错误。
8. (2025年4月河南豫西重点高中联考) 原点处有振源,能产生沿轴方向传播的简谐横波,振源开始振动一个周期时产生的简谐横波如图所示,将图示时刻作为0时刻,再经质点第一次运动回到平衡位置。则下列说法正确的是( )
A. 振源的起振方向沿轴的正方向
B. 质点相对平衡位置的横坐标为
C. 振源的振动周期为
D. 处的振动方程为
【答案】C
【解析】
A.原点处的振源产生的简谐横波沿轴正方向传播,由“上下坡法”可知处的质点沿轴的负方向振动,又简谐波中的各质点均做受迫振动,即各质点的起振方向与振源的起振方向相同,则振源的起振方向沿轴的负方向,故错误;
B.设该波的波动方程为
当时,代入上式解得
又,则波动方程为
当时,代入上式解得
故B错误;
C.经质点,第一次运动回到平衡位置,波沿传播方向传播的距离为,则该波的波速为
根据
解得
故C正确;
D.由以上分析可知
时处的质点正处在平衡位置沿轴的正方向振动,则处的质点的振动方程为
故D错误。
9. (2025年5月四川宜宾市三模)中医的悬丝诊脉悬的是“丝”,“诊”的是脉搏通过悬丝传过来的振动,即通过机械波判断出病灶的位置与轻重缓急。如图甲,假设“丝”上有A、B、C三个质点,坐标分别为、m、m。时刻,病人的脉搏搭上丝线上的质点A,质点A开始振动,其振动图像如图乙所示,产生的机械波沿丝线向x轴正方向传播,A、B两质点的振动方向始终相反,波长大于0.6m。则该机械波( )
A. 波长为0.8m
B. s时,质点C第一次运动到波峰
C. 在到s内,质点B通过的路程为7.5mm
D. 若医生将丝线的另一端搭在自己的脉搏上,他的脉搏振动频率为1.25Hz,则丝线中两列波相遇时能发生干涉
【答案】AC
【解析】.A、B两质点运动的方向始终相反,可知A、B两质点间的距离为
解得
由题知,波长大于0.6m,即
解得
故此时
则波长为,故A正确;
由图乙可知,周期为,质点A开始振动的方向为沿轴负方向,则所有质点的起振方向都是沿轴负方向,故质点C第一次运动到波峰的时间为
又
联立解得,故B错误;
由乙图可振幅为
波从A点传到B点的时间为
即质点B从时开始振动,在t = 0到t = 4.25s内,质点B振动的时间为
故质点B通过的路程为,故C正确;
由图乙可知,该波的周期为,则频率为
若医生将丝线的另一端搭在自己的脉搏上,他的脉搏振动频率为1.25Hz,与该波的频率不相等,故则丝线中两列波相遇时不能发生干涉,故D错误。
10 简谐横波某时刻的波形如图所示,P为介质中的一个质点,波沿x轴的正方向传播。以下说法正确的是( )
A.质点P此时刻的速度沿x轴的正方向
B.质点P此时刻的加速度沿y轴的正方向
C.再经过半个周期时,质点P的位移为负值
D.经过一个周期,质点P通过的路程为4a
答案 CD
解析: 波沿x轴正方向传播,由同侧法知,质点P此刻的速度沿y轴正方向,故A错误;质点P此刻的位移沿y轴正方向,由-kx=ma可知,质点P此刻的加速度沿y轴负方向,故B错误;分析可知,再经过半个周期时,质点P的位移为负值,故C正确;由题图可知,质点P的振幅为a,则经过一个周期,质点P通过的路程为4a,故D正确。
11(2024·海南高考10题)一歌手在湖边唱歌,歌声通过空气和水传到距其2 km的湖对岸,空气中的声速为340 m/s,水中声速为1 450 m/s,歌声可视为频率为400 Hz的声波,则下列说法正确的是( )
A.歌声在水中传播频率会改变
B.歌声由空气和水传到湖对岸的时间差约为4.5 s
C.歌声在空气中波长为0.85 m
D.歌声在水中的波长为5 m
答案 BC
解析: 频率只与波源有关,同一波源产生的波在不同介质中的频率相同,A错误;根据匀速直线运动规律可得t空=,t水=,Δt=t空-t水,联立并代入数据,解得Δt≈4.5 s,B正确;根据v=λƒ可得,λ空== m=0.85 m,λ水== m=3.625 m,C正确,D错误。
12.(2023·新课标卷14题)船上的人和水下的潜水员都能听见轮船的鸣笛声。声波在空气中和在水中传播时的( )
A.波速和波长均不同
B.频率和波速均不同
C.波长和周期均不同
D.周期和频率均不同
答案 A
解析: 由于声波从一种介质进入另一种介质时频率不变、波速改变,又T=,故周期也不变,结合λ=vT可知波长发生改变,即声波在空气中和在水中传播时的波速和波长均不同,周期和频率均相同,A正确,B、C、D错误。
13.(2025·辽宁沈阳模拟)渔船常用回声探测器发射的声波探测水下鱼群与障碍物。若探测器发出波长为1×10-3m的声波,下列说法正确的是( )
A.声波由水中传播到空气中,频率会变大
B.声波由水中传播到空气中,频率会变小
C.该声波在水中遇到尺寸约为1×10-3m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 C
解析: 声波的频率由波源决定,可知,声波由水中传播到空气中,频率不会变,故A、B错误;发生明显衍射的条件是障碍物的尺寸与波长差不多,可知,该声波在水中遇到尺寸约为1×10-3m的被探测物时会发生明显衍射,故C正确;根据多普勒效应可知,探测器与被测物体相对靠近时,接收到的频率大于波源频率,当两者相对远离时,接收到的频率小于波源频率,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,故D错误。
14.一列简谐横波某时刻的波形图如图所示。此后K质点比L质点先回到平衡位置。下列判断正确的是( )
A.该简谐横波沿x轴负方向传播
B.此时K质点沿y轴正方向运动
C.此时K质点的速度比L质点的小
D.此时K质点的加速度比L质点的小
答案 D
解析: 由K质点比L质点先回到平衡位置,知K质点此时沿y轴负方向运动,选项B错误;根据“上下坡”法可判定波沿x轴正方向传播,选项A错误;K质点离平衡位置的距离比L质点小,则K质点的加速度小,速度大,选项C错误,D正确。
15.(2025·甘肃平凉模拟)如图所示,一列简谐横波沿x轴正方向传播,该波从介质1进入到介质2,y轴为两介质的分界面。设该波在介质1、2中的频率分别为 f1、f2,传播速度分别为 v1、v2,则下列说法正确的是( )
A.f1=f2,v1<v2 B.f1=f2,v1>v2
C.f1≠f2,v1<v2 D.f1≠f2,v1>v2
答案 A
解析: 频率由波源决定,故该波在介质1、2中的频率相同,即f1=f2,由题图可知λ2>λ1,由v=λf,可得v2>v1,故选A。
16.(2024·广东高考3题)一列简谐横波沿x轴正方向传播。波速为1 m/s,t=0时的波形如图所示。t=1 s时,x=1.5 m处的质点相对平衡位置的位移为( )
A.0 B.0.1 m
C.-0.1 m D.0.2 m
答案 B
解析: 由题图可知简谐波的波长λ=2 m,所以周期T===2 s,当t=1 s时,x=1.5 m处的质点运动半个周期到达波峰处,故其相对平衡位置的位移为0.1 m。故选B。
17.〔多选〕(2025·辽宁大连模拟)如图(a)所示,水袖舞是中国京剧的特技之一。某时刻抖动状态可简化为如图(b),则( )
A.M处的质点回复力最大
B.质点振动到N处时速度最大
C.加快抖动的频率,传播速度变快
D.M处的质点经过四分之一个周期到达Q处
答案 AB
解析: M 处的质点位移最大,回复力最大,故A正确;质点振动到N处时,处于平衡位置,速度最大,故B正确;波速是由介质决定的,与频率无关,波的频率增大,波传播速度仍保持不变,故C错误;波传播的是波振动的形式,质点只是在平衡位置上下振动,所以M处的质点经过四分之一个周期不能到达Q处,故D错误。
18.(2024·湖南高考2题)如图,健身者在公园以每分钟60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A、B两点平衡位置相距6 m,t0时刻A点位于波谷,B点位于波峰, 两者之间还有一个波谷。下列说法正确的是( )
A.波长为3 m
B.波速为12 m/s
C.t0+0.25 s时刻,B点速度为0
D.t0+0.50 s时刻,A点速度为0
答案 D
解析: 由题意可知xAB=λ,则该波的波长为λ=4 m,A错误;根据题意可知该波的周期T=1 s,所以该波的波速v==4 m/s,B错误;由于t0时刻A点、B点分别位于波谷、波峰位置,则t0时刻A点、B点的速度均为0,从t0时刻到t0+0.25 s时刻,B点振动了个周期,运动至平衡位置,速度最大,C错误;从t0时刻到t0+0.5 s时刻,A点振动了个周期,运动至波峰位置,速度为0,D正确。
19.(2026山东师范大学附中质检)水袖是中国古典舞中用于情感表达和抒发的常用技巧,舞者的手有规律的振动传导至袖子上,给人营造出一种“行云流水”的美感,这一过程其实就是机械波的传播。现有一列沿轴方向传播的简谐横波,时刻的波形如图中实线所示,时的波形如图中虚线所示。已知:波的周期满足,求:
(1)波的传播速度;
(2)写出质点振动位移随时间变化的关系式。
答案.(1)或
(2)或
【解析】(1)从时刻到时刻,经过的时间
由图可知,若波沿x轴正方向传播,则(n=0,1,2,…)
当n=1时,解得
满足,波的传播速度
若波沿x轴负方向传播,则(n=0,1,2,…)
当n=1时,解得
满足,波的传播速度
(2)时,质点M处于正向最大位移处,振动方程形式为
由图可知,角频率
若波沿x轴正方向传播,则,联立解得
若波沿x轴负方向传播,则,联立解得
20.(2026贵州六盘水高二期中)如图甲所示,一列沿轴正方向传播的简谐横波,在和处的两质点的振动图线如图乙所示.
(1) 求该波的周期的大小;
(2) 画出时刻,、之间一种可能的波形;
(3) 求这列波可能的波速.
【答案】(1)
(2) 见解析
(3)
【解析】
(1) 由题图乙可知,该波的周期为.
(2) 由题图乙可知,时位置的质点处于正向最大位移处,位置的质点处于平衡位置向上运动,、之间一种可能的波形如图所示.
(3) 由以上分析可知和处的两质点满足,可得,波速为.
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