第8单元 03 第23讲 机械波（word练习）-【高考快车道】2027年高考物理大一轮总复习课时作业（基础版）

**基本信息** 聚焦机械波核心概念与综合应用，通过高考真题与模拟题系统覆盖波的传播特性、图像分析及干涉衍射等高频考点，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| |----|-----------|----------|----------| |基础概念|1-2题|概念辨析（横纵波、波速与振动速度）|从机械波定义出发，建立波的传播与质点振动的区别联系| |传播特性|3-4题|公式应用（v=λf）、波形图分析|通过波长、周期计算，构建波速公式与图像信息的对应关系| |现象规律|5-6题|振动图像、干涉衍射判断|结合振动图像周期与波形图波长，推导波的传播方向及干涉条件| |综合应用|7-11题|多质点振动、双波源叠加计算|整合波的叠加原理与图像分析，提升复杂问题的科学推理能力|

第23讲　机械波 1.D　[解析] 弹簧上形成的波的振动方向与传播方向平行,则该波为纵波,故A错误;同一介质中,波的传播速度相同,则波的传播速度不变,推、拉弹簧的周期越小,波的周期越小,由公式λ=vT可知,波长越短,故B错误;标记物振动的速度反映的是标记物在平衡位置附近往复运动的快慢,机械波的传播速度是波在介质中的传播速度,二者不是同一个速度,故C错误;标记物由静止开始振动,说明它获得了能量,这是因为机械波使得能量传递给标记物,则标记物由静止开始振动的现象表明机械波能传递能量,故D正确. 2.AC　[解析] 若想产生明显的干涉现象,两列声波的频率需相同,小提琴和大提琴发出的声波频率不同,不会发生明显的干涉现象,故A正确;波长越长越容易发生明显衍射现象,频率越高的声音,其波长越短,越不容易发生明显的衍射现象,故B错误;声音的频率由声源决定,声音传进墙面上的吸音材料后频率不会改变,故C正确;声波不能在真空中传播,故D错误. 3.AD　[解析] 根据题意某时刻第1圈实线的半径为r,第3圈实线的半径为9r,故可得2λ=9r-r,即λ=4r,故A正确;该波的波速为v=λf=4rf,故B错误;由λ=4r,根据某时刻第1圈实线的半径为r=λ可得此时浮筒处于平衡位置,由于波向外传播,根据同侧法可知此时浮筒处于平衡位置向下振动,故再经过=T,浮筒将在最低点,故C错误,D正确. 4.B　[解析] 由图像可知,波长λ=2 m,周期T==2 s,由于1 s-0=,故t=1 s时,x=1.5 m处的质点运动到波峰,相对平衡位置的位移为0.1 m,B正确. 5.C　[解析] 由振动图像可看出该波的周期是4 s,A错误;由于Q、P两个质点振动方向相反,则可知两者间距离等于(n+)λ=6(n=0,1,2,…),根据v=可得v=(n=0,1,2,…),B错误;由P质点的振动图像可看出,在4 s时P质点在平衡位置向上振动,C正确;由Q质点的振动图像可看出,在4 s时Q质点在平衡位置向下振动,D错误. 6.D　[解析] 该时刻质点b处于波峰和波峰叠加位置,处于波峰,振动加强,但不是始终处于波峰,故A错误;该时刻质点c处于波谷和波谷叠加位置,处于波谷,振动加强,能量最大,故B错误;质点d与加强点b同在两波源连线的中垂线上,所在位置为振动加强区,故C错误;质点a所在位置为波峰和波谷叠加,为振动的减弱区,故D正确. 7.BC　[解析] 根据题意可知,由于波由A传向B,由题图可知,A质点的振动形式经过t=T(n=0,1,2,3,…)传到B质点,则有3 m=λ(n=0,1,2,3,…),可知,当n=0时λ0=12 m,当n=1时,λ1=2.4 m,由题图可知,该波的周期为20 s,波长最大时,波速最大,则有vm==0.6 m/s,故A错误,B、C正确;由于该机械波的波长不确定,可能很短,故该波遇到10 m的孔,不一定能发生明显的衍射,故D错误. 8.AB　[解析] 由图乙可知该列波的振动周期为T=0.8 s,由图甲可知该列波的波长为λ=8 m,该列波的传播速度为v==10 m/s,故A正确;由图乙可知,在t=0.4 s时,质点N到达负向最大位移处,具有向上的最大加速度,故B正确;波在传播过程中,各质点都在平衡位置附近上下振动,不会随波迁移,故C错误;根据波的衍射条件,波长与障碍物的尺寸差不多,因此该水面波遇到石头后还能继续向前传播,故D错误. 9.AD　[解析] 两横波的波长均为λ==4 m,故A正确;两列波传到C处所需时间分别为t1= s=0.3 s,t2= s=0.5 s,T==0.4 s,故t=0.4 s时,A处波已传到C处且振动了T,故C处质点处于正向或负向最大位移处,加速度最大,速度为零,故B、C错误;分析可知t=0.6 s时两列波都已传播到C处,C处质点到两波源的距离差为Δx=5 m-3 m=2 m=λ,故C处为振动减弱点,由于两列波振幅相同,故C处位移始终为零,速度为零,故D正确. 10.D　[解析] 根据波形图可知λ=4 m,T=2.5 s-1.5 s,可得T=2 s,故波速为v==2 m/s,故A错误;设波源的平衡位置距P点为x0,根据左侧t=1.5 s时的波形可知=1.5 s,解得x0=1 m,故B错误;根据左侧实线波形结合同侧法可知波源刚开始的振动方向向下,由于t=1.0 s=T,故可知此时波源处于平衡位置且向上运动,故C错误;由于x0=1 m,可知波源的平衡位置距离Q点距离为x1=3 m,故波传到P、Q两点的时间分别为t0==0.5 s,t1==1.5 s,故t=5.5 s时,平衡位置在P、Q处的两质点已经振动的时间分别为t0'=5.5 s-0.5 s=T,t1'=5.5 s-1.5 s=2T,由于波源刚开始向下振动,故t=5.5 s时,P处质点处于平衡位置向上振动,Q处质点处于平衡位置向下振动,故此时平衡位置在P、Q处的两质点位移相同,故D正确. 11.①如图所示　②见解析 [解析] ①根据Δx=vt,得Δx=4×2.5 m=10 m,所以P波刚好传到x=10 m处,Q波刚好传到原点处,且均传播1个波长,根据“上坡下,下坡上”,可画出此时的波形图. ②从t=2.5 s时刻的波形图中可以看出,对于平衡位置位于x=3 m的质点,P、Q两列波分别引起的振动状态相同;对于平衡位置位于x=7 m的质点,引起的振动状态也相同.因P、Q两列波干涉,振幅最大的质点的平衡位置为x=3 m、x=7 m;同样,从t=2.5 s时刻的波形图中可以看出,对于平衡位置位于x=1 m、x=5 m和x=9 m处的质点,P、Q两列波分别引起的位移大小相等、方向相反,运动方向也相反,相干相消.因此振幅最小的质点的平衡位置分别为x=1 m、x=5 m和x=9 m. 学科网（北京）股份有限公司 $ 第23讲　机械波 (限时40分钟) 　　　　　 　　　　　 　　　　　 1.[2025·安徽卷] 如图所示,某同学演示波动实验,将一根长而软的弹簧静置在光滑水平面上,弹簧上系有一个标记物,在左端沿弹簧轴线方向周期性地推、拉弹簧,形成疏密相间的机械波.下列表述正确的是 (　) A.弹簧上形成的波是横波 B.推、拉弹簧的周期越小,波长越长 C.标记物振动的速度就是机械波传播的速度 D.标记物由静止开始振动的现象表明机械波能传递能量 2.(多选)[2026·广东珠海一中质检] 在音乐厅中,小提琴抒情醇美,音域较宽;大提琴气势宏大,具有宽广的中音域.音乐厅中各种乐器相互配合,让听众体验音乐的美妙与魅力.下列说法正确的是 (　) A.小提琴和大提琴发出的声波不会发生明显的干涉现象 B.频率越高的声音越容易发生明显的衍射现象 C.音乐厅中的声音传进墙面上的吸音材料后频率不会改变 D.小提琴声可在真空中传播 3.(多选)[2025·重庆卷] 一浮筒(视为质点)在池塘水面以频率f上下振动,水面泛起圆形的涟漪(视为简谐波).用实线表示波峰位置,某时刻第1圈实线的半径为r,第3圈实线的半径为9r,如图所示,则 (　) A.该波的波长为4r B.该波的波速为2fr C.此时浮筒在最低点 D.再经过,浮筒将在最低点 4.[2024·广东卷] 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 5.[2023·海南卷] 甲、乙两图分别是一列机械波在传播方向上相距6 m的两个质点P、Q的振动图像,下列说法正确的是 (　) A.该波的周期是5 s B.该波的波速是3 m/s C.4 s时P质点向上振动 D.4 s时Q质点向上振动 6.如图所示,S1、S2是两个相干波源,振动同步且振幅相同,实线和虚线分别表示在某时刻的波峰和波谷,质点b、d位于两波源连线的中垂线上,关于图中四个质点a、b、c、d的说法正确的是 (　) A.该时刻质点b处于波峰,且始终处于波峰 B.该时刻质点c处于波谷,且c的能量最小 C.质点d所在位置为振动减弱区 D.质点a所在位置为振动减弱区 7.(多选)一列简谐横波沿直线传播,A和B两点是沿传播方向上的两点,波由A传向B,A、B两点平衡位置相距x=3 m,从0时刻起A点的振动图像如图中的甲所示,B点的振动图像如图中的乙所示,则下列说法正确的是 (　) A.该波的波长可能为4 m B.该波的波长可能为2.4 m C.该机械波的最大传播速度为0.6 m/s D.该波遇到10 m的孔,一定能发生明显的衍射 8.(多选)北京时间2022年1月15日汤加火山爆发,火山爆发引起了巨大的海啸.假设图甲是这次火山爆发在某地引起的海啸的一列水面波在t=0时刻的波形图,该水面波正在海面上传播,其传播方向沿x轴的正方向,图乙是质点N的振动图像,则下列说法正确的是 (　) A.该列波的传播速度为10 m/s B.在t=0.4 s时,质点N具有向上的最大加速度 C.再经过0.4 s的时间,N点将向前传播到距离原点6 m处 D.若水面波前方有一尺寸为6 m的石头,该水面波遇到石头后不能继续向前传播 9.(多选)[2025·湖南卷] 如图,A、B、C在xOy平面内,两波源分别置于A、B两点.t=0时,两波源从平衡位置起振,起振方向相同且垂直于xOy平面.频率均为2.5 Hz.两波源持续产生振幅相同的简谐横波,波分别沿AC、BC方向传播,波速均为10 m/s.下列说法正确的是 (　) A.两横波的波长均为4 m B.t=0.4 s时,C处质点加速度为0 C.t=0.4 s时,C处质点速度不为0 D.t=0.6 s时,C处质点速度为0 10.[2025·云南卷] 如图所示,均匀介质中矩形区域内有一位置未知的波源.t=0时刻,波源开始振动产生简谐横波,并以相同波速分别向左、右两侧传播,P、Q分别为矩形区域左右两边界上振动质点的平衡位置.t=1.5 s和t=2.5 s时矩形区域外波形分别如图中实线和虚线所示,则 (　) A.波速为2.5 m/s B.波源的平衡位置距离P点1.5 m C.t=1.0 s时,波源处于平衡位置且向下运动 D.t=5.5 s时,平衡位置在P、Q处的两质点位移相同 11.[2023·全国甲卷] 分别沿x轴正向和负向传播的两列简谐横波P、Q的振动方向相同,振幅均为5 cm,波长均为8 m,波速均为4 m/s.t=0时刻,P波刚好传播到坐标原点,该处的质点将自平衡位置向下振动;Q波刚好传到x=10 m处,该处的质点将自平衡位置向上振动.经过一段时间后,两列波相遇. ①在给出的坐标图上分别画出P、Q两列波在t=2.5 s时刻的波形图(P波用虚线,Q波用实线); ②求出图示范围内的介质中,因两列波干涉而振动振幅最大和振幅最小的质点的平衡位置. 学科网（北京）股份有限公司 $