2026届高考物理一轮复习专题特训 机械波（含解析）

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2026届高考物理一轮复习专题特训 机械波
一、单选题
1．当一列声波从一种介质（如空气）进入另一种介质（如水）时，则( )
A.波长保持不变 B.频率保持不变 C.波速保持不变 D.以上均不变
2．2024年4月3日7时58分（北京时间），中国台湾海域发生7.5级地震。自然资源部海啸预警中心根据初步地震参数判断，地震可能会在震源周围引发局地海啸。海啸波是波长很长的浅水波，其传播速度，其中g为重力加速度，h为海洋的深度。一般在深而广阔的海洋，其传播速度约500km/h至1000km/h，且传播过程中能量损失很少。同一海啸波在深海区和浅海区传播时，下列说法正确的是( )
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
3．一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻的波形图如图所示，质点c位于x轴上坐标为的位置.时波刚好传到质点c.下列说法正确的是( )
A.时，质点b位于波谷
B.时，质点b的加速度为零
C.内，质点a沿x轴正方向迁移了
D.质点c第一次到达波峰时，质点a沿y轴负方向运动
4．关于机械波，下列说法中正确的是( )
A.不考虑传播过程中的能量损失，机械波的振幅与波源振动的振幅不相等
B.在波的传播过程中，介质中质点的振动频率等于波源的振动频率
C.在波的传播过程中，介质中质点的振动速度等于波的传播速度
D.在机械波的传播过程中，离波源越远的质点振动的周期越大
5．关于波的衍射，正确的是( )
A.波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象
B.当障碍物的尺寸比波长大得多时，衍射现象很明显
C.孔越大，则衍射现象越明显
D.当障碍物的尺寸与波长差不多时，会发生明显的衍射现象
6．汽车向人驶近时，人耳听到的汽车喇叭声的频率与原来的频率相比，应( )
A.变高 B.变低 C.先变高后变低 D.先变低后变高
7．机械波在某介质中的传播速度( )
A.与波长成正比 B.与频率成正比
C.决定于振源，与介质无关 D.决定于介质性质，与频率无关
8．汽车主动降噪系统是一种能够自动减少车内噪音的技术，在汽车行驶过程中，许多因素都会产生噪音，系统会通过车身的声学反馈技术，通过扬声器发出声波将车外噪音反向抵消，从而减少车内噪音。汽车这一降噪技术运用的原理是( )
A.声波的干涉 B.声波的衍射
C.声波的反射 D.声波的多普勒效应
9．某元素在地球上静止时发光的波长为λ，在地球上观测一颗恒星发出该元素的光波波长小于λ，则该恒星正在( )
A.远离地球 B.靠近地球
C.与地球保持相对静止 D.与地球保持距离不变
10．两列频率、振幅均相同的简谐波Ⅰ和Ⅱ分别从绳子的两端持续相向传播，在相遇区域发生了干涉，在相距0.48 m的A、B间用频闪相机连续拍摄，依次获得1、2、3、4、5五个波形，如图所示，且1和5是同一振动周期内绳上各点位移都达到最大值时拍摄的波形.已知频闪时间间隔为0.12 s，下列说法正确的是( )
A.简谐波Ⅰ和Ⅱ的波长均为0.24 m
B.简谐波Ⅰ和Ⅱ的周期均为0.48 s
C.绳上各点均做振幅相同的简谐运动
D.两波源到A点和C点的路程差之差的绝对值0.48 m
11．中医是我国传统文化的瑰宝，“悬丝诊脉”更是一门绝技。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，假设“丝”上有间距相等的点1、2、3、4、5、6…，且相邻两点间距离为l。待诊病人在搭上丝线后，图中质点1在时开始向上振动，产生的机械波沿丝线向医生传播时质点1第二次到达最高点，此时质点6刚好开始振动，则下列说法正确的是( )

A.该波的波长为2l B.时质点6振动的方向向下
C.时质点3恰好位于波谷位置 D.时质点1和质点3的加速度相反
二、多选题
12．下列说法正确的是( )
A.波发生反射时，波的频率不变，波速变小，波长变短
B.波发生反射时，频率、波长、波速均不变
C.波发生折射时，波的频率不变，但波长、波速发生变化
D.波发生折射时，波的频率、波长、波速均发生变化
13．小王绘制了一列沿轴正方向传播的简谐横波在某时刻（）的波形图，并记录了相关数据，但由于保存不当，一部分波形看不到了，如图所示，波源振动的频率为。下列说法正确的是( )
A.该波的波长为 B.该波的波速大小为
C.时刻，质点P位于波峰 D.时刻，质点P位于平衡位置
14．降噪耳机可以有效减少环境噪音的干扰，越来越受到大家的青睐。降噪可分为被动式降噪和主动式降噪，其中主动式降噪通过拾噪麦克风，采集一些有规律的噪声，通过电路，加入降噪声波，从而达到降噪效果。图甲为原理简化图，图乙为理想情况下的降噪过程图，实线表示环境声波，虚线表示降噪系统产生的降噪声波，假如采集到的某一噪声信号的振动方程为，下列说法正确的是( )
A.降噪过程应用的是声波的衍射原理
B.理想状态下，降噪声波与环境噪声声波的传播速度大小相等
C.降噪声波频率应为才能有效降噪
D.P点处的质点经过一个周期向外迁移的距离为一个波长
15．如图所示，在某一均匀介质中有两个波源和，其振幅均为5cm，振动频率均为2Hz，以为原点，所在的直线为x轴建立平面直角坐标系xOy，在x轴正半轴上（图中未画出）。时，波源从平衡位置开始垂直纸面向外起振做简谐运动。时，波源从平衡位置开始垂直纸面向里起振做简谐运动，两波源所激发的横波向四周传播。规定垂直纸面向外为简谐运动的正方向。时，波源发出的简谐波的最远波谷传到了图中的虚线位置，且恰好与波源发出的简谐波的最远波谷只有一个交点，下列说法正确的是( )
A.波的传播速度是
B.波源的坐标为
C.在x轴上两波源之间有3个振动加强点
D.时，波峰与波峰相遇的位置有3个
三、填空题
16．花样游泳被誉为水中芭蕾，运动员在花样游泳表演赛中，用手拍浮在水面的皮球，水波向四周散开，可简化为如图所示的模型，时，波源O开始振动（起振方向向下），激发的简谐横波沿水面向四周传播，水面上的各点均在竖直方向做振幅为4cm的简谐运动。已知时，离O点10m的质点P第一次到达波谷，时，离O点20m的质点Q第一次到达波峰，运动员手拍皮球的频率_________Hz，内质点P通过的路程为_________cm。
17．某同学在水槽内做如图所示的两个实验。图（a）中为两块挡板，一列水波穿过之间的缝隙后如图所示；图（b）中和为两个波源，发出两列水波后形成如图所示的图案。两幅图中，属于波的衍射现象的是_____。能够观察到图（b）现象的条件是______。
四、实验题
18．在“观察水波的干涉”实验中得到如图所示的干涉图样。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
五、计算题
19．均匀介质中质点A、B的平衡位置位于x轴上，坐标分别为0和。某简谐横波沿x轴正方向传播，波速为，波长大于30cm，振幅为，且传播时无衰减。时刻A、B速度大小相等、方向相同，偏离平衡位置的位移方向相反，此后每隔两者的速度大小相等、方向相同。已知在时刻，质点A位于波峰。求
（1）从时刻开始，质点B最少要经过多长时间位于波峰；
（2）时刻质点B偏离平衡位置的位移。
20．如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻的波形如图实线所示，在时刻的波形如图虚线所示。
（1）求波的传播速度大小v；
（2）若波的周期大于0.4s，写出处的质点的振动方程。
参考答案
1．答案：B
解析：波的频率由振源的频率决定，与介质无关，当机械波从一种介质进入另一种介质时，频率应保持不变，机械波在介质中的传播速度由介质的性质决定，介质发生了变化，传播速度也应发生变化，再由，频率不变，波速改变时，波长也随之改变，振幅与介质的弹性等性质有关，振幅不能保持不变。故选B。
2．答案：A
解析：由于海啸波传播速度，同一海啸波在深海区和浅海区传播时，由于深度不同，可知波速不同，波的频率由波源决定，则频率相同，即周期相同，根据，结合上述波速不同，则波长也不同。综合上述可知，同一海啸波在深海区和浅海区传播时，周期与频率相同，波速与波长不同。故选A。
3．答案：D
解析：AB.因为时波刚好传到质点c，则时，波向前传播1.0m，此时质点b位于波峰，此时质点b的加速度为最大，选项AB错误；
C.机械波传播的过程中，质点只在自己平衡位置附近振动，而不随波迁移，选项C错误；
D.波向前传播5m时，质点c第一次到达波峰，此时质点a在平衡位置沿y轴负方向运动，选项D正确。
故选D。
4．答案：B
解析：A.不考虑传播过程中的能量损失，波在传播过程中，机械波的振幅与波源振动的振幅是相等的，故A错误；
B.每个质点都在重复波源的振动，因此质点的振动频率和波源的振动频率相同，故B正确；
C.振动速度与波的传播速度是不相同的，故C错误；
D.在波传播中各点的振动周期均与波源的周期相同，故D错误。
故选B。
5．答案：D
解析：波发生明显衍射的条件是:孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或者比波长更小;如果孔、缝的宽度或障碍物的尺寸，比波长大得多时，就不能发生明显的衍射现象，故D正确，ABC错误。故选:D。
6．答案：A
解析：汽车向人驶近时，根据多普勒效应可知，人耳听到的汽车喇叭声的频率与原来的频率相比，应变高。
故选A。
7．答案：D
解析：机械波在某介质中的传播速度决定于介质性质，与波长或频率均无关，与振源无关。故选D。
8．答案：A
解析：汽车降噪过程应用的原理是声波的干涉，通过声波叠加抵消噪音。
故选A。
9．答案：B
解析：由得观测一颗恒星发出该元素的光波波长小于λ，该元素的光波频率增大，由多普勒效应可知，波源在靠近观察者，故该恒星正在靠近地球。
故选B。
10．答案：D
解析：由题意知，简谐波Ⅰ和Ⅱ的波长均为0.48 m，选项A错误；从波形1到波形5经历的时间为，则，可得简谐波Ⅰ和Ⅱ的周期均为，选项B错误；绳上各点中振动加强点和振动减弱点振幅不相同，选项C错误；A、C两点均为振动减弱点，则两波源到两点的路程之差分别为和，则两波源到A点和C点的路程差之差的绝对值是，选项D正确.
11．答案：D
解析:A.根据题意有
所以
故A错误；
B.介质中质点的起振方向与波源的起振方向相同，所以时质点6振动的方向向上，故B错误；
C.根据题意有
解得
波从质点1传播到质点3需要半个周期，即0.5s，所以在2s时质点3实际振动的时间为1.5s，所以在时质点3恰好位于平衡位置且向下振动，故C正确；
D.质点1和质点3间的距离等于半个波长，所以两质点振动步调相反，所以时质点1和质点3的加速度相反，故D错误。故选C。
12．答案：BC
解析：波发生反射后回到原来的介质中，频率、波长、波速均不变，选项A错误，B正确；波发生折射时，介质改变，故波速发生变化，但频率由波源决定，波的频率不变，由可知波长发生变化，选项C正确，D错误。
13．答案：AD
解析：A.由题图可知，即，且，将波形图补全如图所际，处可能为图中的，即其中,1,2，···，经分析可知，只有即符合题意，选项A正确;B.由题图可知该波的频率因此该波的波速大小选项B错误；C.由可知，质点P距离其左侧第一个波峰因此经过时间质点P位于波峰，选项C错误；D.质点P距离其左侧第一个平衡位置，因此经过时间质点P位于平衡位置，选项D正确。故选AD。
14．答案：BC
解析：A.降噪过程应用的是声波的干涉原理，故A错误；
B.声波是机械波，机械波的传播速度由介质决定，则理想状态下，降噪声波与环境噪声声波的传播速度大小相等，故B正确；
C.由振动方程可知噪声的振动频率为
降噪过程应用的是声波的干涉原理，根据干涉条件可知，降噪声波频率应为才能有效降噪，故C正确；
D.机械波传播的是质点的振动形式与能量，质点自身并不随波迁移，故D错误。
故选BC。
15．答案：BCD
解析:A.由题意可知，两列简谐波的波速相同，周期，再根据“在时波源发出的简谐波的最远波谷传到了图示中的位置”可知
波长
解得，，故A错误；
B.根据“时波源从平衡位置开始沿z轴负方向起振做简谐运动”和“且恰好与波源发出的简谐波的最远波谷只有一个交点”可知波源的坐标在处，故B正确；
C.两波源都处于平衡位置且振动方向相同，两波源振动情况相同，则振动加强点满足条件（）
通过计算两波源之间有3个加强点，即处，选项C正确；
D.时波源发出的简谐波在空间有两个波峰，波源发出的简谐波在空间只有一个波峰，且波源的第二个波峰与波源的波峰恰好在x轴上相遇，出现一个相切点，同时，空间中波源的第一个波峰与波源的波峰相交，出现两个交点，因此波峰与波峰相遇的位置有3个，选项D正确。
故选BCD。
16．答案：；20
解析：根据已知条件有，
解得，
简谐横波的波长
波传到P点需要2s，则内质点P的振动时间为，质点P通过的路程
17．答案：图(a)；两列波的频率相同
解析：图(a)中水波通过小孔后能继续传播,属于波的衍射现象。能够观察到稳定干涉现象的是图(b),其条件中两列波的频率相同。
18．答案：（1）加强（2）D
解析：（1）据图可知，两列波的波长相同，所以两列波的频率相同，由于，所以路程差为波长的整数倍，所以该点P为振动加强点；
（2）据波传播的特点，各质点并不随波迁移，而是在平衡位置附近做简谐运动，所以小纸片在P点随水面上下运动，故ABC错误，D正确。
故选D。
19．答案：（1）0.4s
（2）1cm
解析：（1）时刻，质点A位于波峰，则从时刻开始，质点B第一次到达波峰时，波传播的距离为
则质点B到达波峰的最少时间为
（2）因为波长，则周期，由题意可知，波的周期为
则波长
质点B位于处，则质点B偏离平衡位置的位移为
解得
20．答案：（1）（，1，2，3…）
（2）
解析：（1）由图像可知，波长为，简谐横波向x轴正方向传播，则有
（，1，2，3…）
解得
（，1，2，3…）
（2）若波的周期大于0.4s，设波速为，，则有
，
解得
则周期为
处的质点的振动方程为
由图可知
联立解得
cm
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