第7章 第2课时 机械波 演练知能提升(教用Word)-【精微方案】2027年高考一轮总复习讲义·物理

**基本信息** 聚焦简谐横波传播规律与图像分析，通过各地模拟题构建“概念-图像-计算”逻辑链，强化运动和相互作用观念与科学推理能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |波的传播与图像|6题（如2、4、6题）|结合波形图/振动图像判断传播方向、周期波长|从波速公式v=λ/T出发，通过同侧法建立图像与振动方向关联| |干涉与振动合成|3题（如1、3题）|相干波源干涉加强减弱判断|基于路程差与相位差，推导振动合成振幅规律| |综合计算|1题（9题）|振动方程与质点路程计算|从周期、振幅构建振动方程，结合传播时间分析质点运动|

1．(2026·河北石家庄市教学质检)如图所示，在均匀介质中，振动频率相同、振幅均为A、波长均为λ的两列相干波源S1和S2相距3λ，S1的振动相位比S2的超前π。已知P点到S1的距离为4λ，且P、S1连线与S1、S2连线垂直，则P点的振幅为(　　) A．0 B．A C．A D．2A 解析：选A。由题图可知PS2＝＝5λ，则P点到S1和S2的路程差δ＝5λ－4λ＝λ＝2×，满足路程差为半波长的偶数倍，但S1的振动相位比S2的超前π，则P点为振动减弱点，且两列波的振幅均为A，则P点的振幅为0。 2．(多选)(2026·陕西渭南市模拟)一列简谐横波沿直线传播，t＝0时波源O由平衡位置开始振动，沿波的传播方向上距波源O点0.9 m的质点A的振动图像如图所示，则下列说法正确的是(　　) A．波长为1.2 m B．波速大小为0.4 m/s C．波源起振方向沿y轴正方向 D．t＝4 s时波源O偏离平衡位置的位移y＝0.2 m 解析：选AC。据波的传播特点知，各个质点的起振方向与波源的起振方向相同，由题图可知，A点的起振方向沿y轴正方向，则波源的起振方向沿y轴正方向，C正确；由题图可知，该简谐波周期T＝4 s，且A点比波源O晚振动3 s，即波从O传到A的时间为3 s，则该简谐波波速大小v＝＝0.3 m/s，B错误；由公式v＝，可得该简谐波波长λ＝vT＝1.2 m，A正确；t＝4 s时波源O恰好振动了一个周期，回到平衡位置，则位移y＝0，D错误。 3．(2026·辽宁葫芦岛市模拟)如图所示，图甲表示两个振动完全相同的相干波源S1和S2同时振动产生的水波，圆实线和圆虚线分别表示波峰和波谷，B是A、C连线的中点；E、F分别在相邻圆实线上且E在S2F连线上，E、F两点间的水平距离为4 m，图乙为A处质点的振动图像，下列说法正确的是(　　) A．B处质点不振动 B．A、D两点均为振动加强点 C．质点C经过0.4 s运动到A点 D．S2产生的波以1 m/s的速度向外传播 解析：选D。A、C两点都是振动加强点，可知B处质点振动加强，A错误；D点为峰谷相遇点，振动减弱，B错误；机械波传播过程中，质点只在自己平衡位置附近振动，不随波迁移，C错误；波长λ＝＝4 m，周期T＝4 s，可知v＝＝1 m/s，即S2产生的波以1 m/s的速度向外传播，D正确。 4．(2026·山西、陕西、宁夏、青海检测)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3 km/s，波沿x轴正方向传播，某时刻刚好传到N处，如图所示。下列说法正确的是(　　) A．波的周期为0.04 s B．该时刻M点的振动方向沿y轴正方向 C．任意1 s内N点沿波的传播方向移动的距离为3×103 m D．从图示时刻开始计时，t＝0.01时M点做减速运动 解析：选B。由题图可知波长λ＝60 m，又λ＝vT，解得T＝0.02 s，故A错误；由同侧法可知M点振动方向沿y轴正方向，故B正确；N点在平衡位置附近上下振动，不沿波的传播方向移动，故C错误；M点经过t＝0.01 s(半个周期)时，运动情况与原来对称，速度增大，故D错误。 5．(2026·广东惠州市调研)B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，反射波信号由计算机处理形成B超图像。如图所示为t＝0时探头沿x轴正方向在血管内发射的简谐超声波图像，M、N是这列超声波上两个质点，已知超声波频率为2×107 Hz，则下列说法正确的是(　　) A．该超声波的周期为2.0×10-7 s B．超声波在血管中传播速度为1 600 m/s C．质点N此时振动方向沿y轴负方向 D．经一个周期，质点N到达M所在位置 解析：选B。超声波频率为2×107 Hz，则该超声波的周期T＝＝5×10-8 s，故A错误；由题图可知波长为8×10-2 mm，则波速v＝λf＝1 600 m/s，故B正确；波沿x轴正方向传播，根据同侧法可知N此时振动方向沿y轴正方向，故C错误；质点只能在平衡位置附近上下运动，不能随波迁移，故D错误。 6．(2026·东北三省四市模拟)一列沿x轴负方向传播的简谐横波t＝0时刻的波形如图中实线所示，t＝0.5 s时刻的波形如图中虚线所示。关于这列波，下列说法正确的是(　　) A．波长为4 cm B．周期一定为 s C．频率可能为2 Hz D．波速可能为0.28 m/s 解析：选D。由题图可知，波长为8 cm，故A错误；简谐横波沿x轴负方向传播，则有Δt＝(n＋)T＝0.5 s(n＝0，1，2，…)，可得T＝ s(n＝0，1，2，…)，当n＝0时，可得周期T0＝ s，则频率f＝＝1.5 Hz，波速v＝＝ m/s＝0.12 m/s，当n＝1时，可得周期T1＝ s，则频率f1＝＝3.5 Hz，波速v1＝＝ m/s＝0.28 m/s，由上分析可知频率不可能为2 Hz，故B、C错误，D正确。 7．(多选)(2026·河北张家口市模拟)一列沿x轴传播的简谐横波在t＝0.1 s时的波形如图甲所示，此时质点M的位移yM＝10 cm，质点Q的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是(　　) A．该波沿x轴正方向传播 B．该波的波速为5 m/s C．质点M的平衡位置位于x＝ m D．再经过 s，质点M到达正向最大位移处 解析：选AD。由题图乙可知，t＝0.1 s时质点Q沿y轴负向运动，由同侧法可知，该波沿x轴正方向传播，故A正确；由题图甲、乙可知，波长λ＝10 m，周期T＝0.2 s，则波速v＝＝50 m/s，故B错误；t＝0.1 s时该波的波动方程为y＝A sin (x)＝20sin (x) cm，把y＝10 cm代入可得质点M的平衡位置x＝ m，故C错误；t＝0.1 s时质点M从y＝10 cm向y轴负方向运动，设再经过Δt时间质点M第一次到达正向最大位移处，则有Δt＝·T＝×0.2 s＝ s，故D正确。 8．(2026·江西鹰潭市模拟)中国艺术体操队在巴黎奥运会以69.800分的成绩斩获集体全能金牌。中国队选手进行带操比赛时彩带的运动可简化为一列沿x轴方向传播的简谐横波，图甲是t＝1.0 s时的波形图，P为该波传播方向上的质点，其振动图像如图乙所示，下列说法正确的是(　　) A．波沿x轴负方向传播 B．t＝1.1 s时原点处的质点与质点P位移相同 C．质点P的平衡位置坐标为xP＝2.1 m D．原点处质点的振动方程为y＝10sin cm 解析：选B。由题图乙可知，t＝1.0 s时，质点P振动方向向上，结合题图甲可知，波沿x轴正方向传播，A错误；t＝1.1 s时，原点处质点从平衡位置向下振动0.1 s，即T，位移为－5 cm，质点P在t＝1.1 s时向上振动，再经0.1 s＝T到达平衡位置，则1.1 s时位移也为－5 cm，B正确；质点P经过Δt＝1.2 s－1.0 s＝0.2 s回到平衡位置，等效于x＝1.5 m处的振动传到xP处，xP＝λ＋vΔt，由v＝知v＝2.5 m/s，解得xP＝2.0 m，C错误；设原点处质点的振动方程为y＝A sin (ωt＋φ)，由题图知A＝10 cm，圆频率ω＝＝ rad/s，t＝1.0 s时，y＝0，可得φ＝－，故方程为y＝10sin cm，D错误。 9．(8分)(2026·江苏宿迁市、南通市、连云港市模拟)手持细绳，使绳上A点从t＝0时刻开始带动细绳上各点上下做简谐运动，振幅为0.2 m，t＝0.4 s时B点刚开始振动，A点回到平衡位置，绳上形成的波形如图所示，规定向上为质点振动位移的正方向。 (1)写出A点的振动方程。(4分) (2)求前3 s内质点B的路程s。(4分) 解析：(1)振动周期T＝0.4 s 振幅A＝0.2 m 振动方程x＝A sin (t＋φ) t＝0时刻A点向下振动，φ＝π 解得x＝0.2sin (5πt＋π) m。 (2)由题知，质点B振动时间Δt＝2.6 s Δt＝nT s＝n×4A 解得s＝5.2 m。 答案：(1)x＝0.2sin (5πt＋π) m　(2)5.2 m 10．(8分)(2026·安徽省宿州市教学质检)一列沿x轴传播的简谐横波，t和t＋0.5 s时刻的波形分别如图中实线和虚线所示。已知该波的周期T大于0.5 s。 (1)如果波沿x轴负方向传播，波的周期是多大？波的速度是多大？(4分) (2)如果波沿x轴正方向传播，波的周期是多大？波的速度是多大？(4分) 解析：(1)若波沿x轴负方向传播，则有 T＋nT＝(t＋0.5 s)－t(n＝0，1，2，3，…) 因为周期T>0.5 s 所以T＝4 s 由题图可知λ＝24 cm 波速v＝＝6 cm/s。 (2)若波沿x轴正方向传播，则有 T＋nT＝(t＋0.5 s)－t(n＝0，1，2，3，…) 因为周期T>0.5 s 所以T＝ s 波速v＝＝42 cm/s。 答案：(1)4 s　6 cm/s　(2) s　42 cm/s 学科网（北京）股份有限公司 $