12.3 机械波 专项训练 -2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 聚焦机械波核心概念与规律，通过生活情境题与综合计算题，系统覆盖横波传播、波粒关系、干涉衍射等考点，强化科学思维与模型建构。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |概念辨析|7单选+3多选|结合软绳抖动、水袖舞等情境，考查波峰间距、振动方向等基础概念|从横波形成原理到质点振动与波传播的关联性| |规律应用|3解答题|综合波形图与振动图像，计算波速、波长及质点坐标|波速公式与振动周期的推导应用，体现运动与相互作用观念| |实验探究|2实验题|观察水波衍射与干涉现象，判断加强点及质点运动|从实验现象到波动规律的科学探究过程|

12.3机械波专项训练 2027届高考物理一轮复习 一、单选题 1．用手握住较长软绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横波。某一时刻的波形如图所示，绳上a、b两质点均处于波峰位置。下列说法正确的是（     ） A．a、b两点之间的距离为半个波长 B．a、b两点振动开始时刻相差半个周期 C．b点完成全振动次数比a点多一次 D．a点振动方向一定垂直于波的传播方向 2．如图（a）为中国京剧中的水袖舞表演。时水袖的波浪简化为图（b）的简谐横波，此时平衡位置位于的质点沿轴负方向运动，质点的平衡位置位于，已知时质点第一次出现在波峰。下列说法正确的是（     ） A．该波沿轴正方向传播 B．该波的传播速度为 C．内质点运动的路程为 D．质点的振动方程为 3．O为两不同材质的绳A、B的结点，a为绳A上一质点，绳置于光滑水平台面上。用手抓住O点前后快速振动，某时刻绳中的波形如图所示，则（     ） A．A绳中波的速度更大 B．A绳中波的周期更大 C．B绳中波的频率更大 D．质点a此时刻在向左运动 4．如图甲所示，树叶落在平静的水面上，由此产生的水面波可近似为简谐横波。以落叶所在位置为原点，某时刻波源垂直于平面振动所产生的波的示意图如图乙所示，实线圆、虚线圆分别表示相邻的波峰和波谷，点为虚线圆与轴的交点，已知波源振动的周期为，振幅为，下列说法正确的是（     ） A．该横波的波长为0.4 cm B．该横波在水面传播的速度大小为5 m/s C．A点处的质点在1个周期内沿y轴移动0.8 cm D．A点处的质点与波源处的质点速度大小始终相等 5．固定在振动片上的金属丝周期性触动水面形成水波。当振动片在水面上水平匀速移动时拍得一幅如图所示的照片，其中A为水面上的质点，由照片可知（　　） A．振动片在向左移动 B．振动片在向右移动 C．A的振动频率低于振动片的振动频率 D．A的振动频率等于振动片的振动频率 6．坐标原点的波源在时发出一列简谐波，沿x轴正向传播。在时，该列波的最前端刚好到达B点，此时AB段的波形如图所示，则（     ） A．波速为0.5 m/s，波长为2.0 m B．时，A处质点加速度为y轴正方向 C．时，波源由平衡位置向y轴正方向运动 D．时，C处质点位于波峰 7．带操是艺术体操项目之一，使用彩带作为器械．某次比赛中彩带的运动可简化为沿x轴方向传播的简谐横波，t=0.2 s时的波形图如图甲所示，P是平衡位置在x=3 m处的质点，Q是平衡位置在x=4 m处的质点，图乙为质点Q的振动图像．下列说法正确的是（    ） A．t=0.2 s时刻质点P正沿y轴正方向运动 B．这列波遇到尺寸为8 m的障碍物时不能发生衍射现象 C．如果将波源的振动周期增大为0.8 s，则该波的波速为20 m/s D．平衡位置在x=2 m和x=6 m处的质点振动方向总是相同的 二、多选题 8．在同一均匀介质中，两个振动情况完全相同的相干波源和相距，它们振动的频率均为，振幅均为，振动方向均垂直于纸面。已知波在该介质中的传播速度。如图所示，以、的中点为坐标原点，建立轴（、在轴上，坐标分别为和）。两波源同时振动，下列说法正确的是（     ） A．该波的波长为，且轴上坐标为的两点是振动加强点 B．若两个波源的振幅变为原来的2倍，则振动加强点的振幅将变为原来的4倍 C．若波源提前振动，则连线上的原振动加强点的位置将变为振动减弱点 D．若波源提前振动，则连线上的原振动加强点的位置将变为振动减弱点 9．如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，在时刻和时刻的波形分别如图中实线、虚线所示。已知波的振动周期大于，则（　　） A．处质点的振动方程可能为 B．波源的振动周期可能为 C．若波沿x轴负方向传播，处质点在内通过的路程为 D．波的传播速度可能为 10．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 三、实验题 11．如图是观察水波衍射现象的实验装置，AB和CD是两块挡板，BC是一个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间的距离表示一个波长，则此时______（选填“能”或“不能”）明显观察到波的衍射现象，挡板前后波纹之间的距离______。（选填“相等”或“不相等”） 12．在“观察水波的干涉”实验中得到如图所示的干涉图样。O1、O2为波源，实线表示波峰，虚线为P位置与波源连线，且。 （1） P点是振动___________点（选填“加强”或“减弱”）。 （2）若有一小纸片被轻放在P点浮于水面上，则此后纸片运动情况是( ) A．一定沿箭头A方向运动          B．一定沿箭头B方向运动 C．一定沿箭头C方向运动          D．在P点处随水面上下运动 四、解答题 13．一列简谐横波在时的波形图如图(a)所示，P、Q是介质中的两个质点。图(b)是质点Q的振动图象。求： （1）波速及波的传播方向； （2）质点Q的平衡位置的x坐标。 14．一列沿x轴传播的简谐波，图甲中实线所示为处质点的振动图像，虚线所示为处质点的振动图像，图乙为时这列简谐波的波形图。已知图乙中P点和甲图中的某个质点振动步调相同，求： (1)该简谐波波长； (2)该简谐波可能达到的最大波速； (3)质点P的振动方程。 15．某乐器发出频率为两倍关系的两个纯音（简谐声波），其波形叠加后呈现一种周期性变化。图甲和图乙分别为同一时刻两列简谐声波单独沿x正方向传播的波形图，图中的坐标原点位于同一质点处，声速为340m/s。 (1)从图中读出这两列波的波长。 (2)该时刻这两列波叠加，分别求和处的质点在该时刻偏离平衡位置的位移。 (3)求这两列波叠加后的周期。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B A D A A C AD BC CD 11． 能 相等 12． 加强 D 13．（1）18cm/s，沿x轴负方向传播；（2）9cm 【详解】（1）由图(a)可以看出，该波的波长为 λ＝36cm 由图(b)可以看出，周期为 T＝2s 波速为 v＝＝18cm/s 由图(b)知，当时，Q点向上运动，结合图(a)可得，波沿x轴负方向传播。 （2）设质点P、Q平衡位置的x坐标分别为、由图(a)知，x＝0处 y＝－＝Asin(－) 因此 由图(b)知，在t＝0时Q点处于平衡位置，经Δt＝s，其振动状态向x轴负方向传播至P点处，可得P、Q间平衡位置距离为 ＝vΔt＝6cm 则质点Q的平衡位置的x坐标为 ＝9cm 14．(1)； (2)； (3) 【详解】（1）由于图乙为时刻的波形图，可知质点在3s时刻位于平衡位置，结合图甲3s时刻质点位于平衡位置，即质点与同步调，由图甲可知，在3s时刻质点向轴正方向振动，由同侧法可知简谐波沿轴负方向传播，质点与质点平衡位置的间距为 在0时刻质点位于平衡位置向上振动，质点位于波峰位置，由于波沿轴负方向传播，则有 解得 （2）当时，波长最大，则有 则最大波速为 解得 （3）由于点与质点振动步调相同，结合图甲可知点的振动方程为 15．(1)， (2)， (3) 【详解】（1）根据波长的定义及两列波的波动图可知，； （2）由波动图可知在处两列波均处于波峰处，处的质点位移 在处，对于第一列波有 对于第二列波有 在处质点的位移 （3）对于第一列波有 对于第二列波有 这两列波叠加后的周期 学科网（北京）股份有限公司 $