2026届高考物理一轮复习专题训练 机械波（含解析）

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2026届高考物理一轮复习专题训练 机械波
一、单选题
1．中心波源O的振动频率逐渐增大时，可能的波形图为( )
A.
B.
C.
D.
2．2025年1月西藏日喀则市定日县发生6.8级地震，震后仅10分钟，解放军就派出飞机飞往灾区，见证了中国速度和国家温暖。若在三维直角坐标系之中的平面内有两个振动情况完全相同且沿z轴方向振动的振源，形成的地震波均在平面内传播，如图甲所示。M形成的地震波沿x轴传播的波形图如图乙所示，为x轴上两质点，该波传到两点的时间差为，下列说法正确的是( )
A.该地震波的波速为
B.该地震波的周期为2s
C.M形成的波使两点振动情况总相同
D.x轴上O到b点之间（不含）不可能有振幅为的质点
3．如图是一列沿x轴负方向传播的简谐横波在时的波形图，质点Q的平衡位置为。计时开始后，时质点Q恰好第一次处于波谷位置，下列说法正确的是( )
A.该简谐横波的周期为8s B.质点P在时刻沿y轴负方向振动
C.该简谐横波的传播速度为2m/s D.质点P在0~2s内通过的路程为0.1m
4．如图所示，，是同频率同步调的两个波源，振幅均为A，周期为T，实线代表波峰，虚线代表波谷。关于图中所标的a、b、c、d四个质点，下列说法正确的是( )
A.a的振幅为2A
B.b为振动加强点，c为振动减弱点
C.图示时刻b在波峰，经0.5T，b到达波谷
D.经1.5T质点a运动到质点b处
5．“地震预警”是指在地震发生以后，地震波传播到受灾地区前，向受灾地区提前几秒至数十秒发出警报，通知目标区域，从而实现预警。科研机构对波的特性展开研究，如图甲所示为研究过程中地震横波时刻的波形图，M是此波上的一个质点，平衡位置处于处，图乙为质点M的振动图像，则下列说法正确的是( )
A.该列波的传播速度为 B.该列波的传播方向沿x轴正方向传播
C.质点M在内沿x轴运动了 D.质点M在内通过的路程为
6．如图甲所示，渔船通常利用超声波技术来探测远处鱼群的位置。若测得超声波从渔船传播至鱼群再返回渔船的总时间为4s。已知该超声波的频率为1.0×105Hz，某一时刻该超声波在水中传播的波动图像如图乙所示（O为波源），假设渔船与鱼群均处于静止状态，下列说法正确的是( )
A.该波的波长为15.2m
B.该波在水中的传播速度为1520m/s
C.距波源处的质点会随波的传播而向鱼群迁移
D.渔船到鱼群的距离为6080m
7．如图所示，简谐横波上有a、b、c、d四个质点，图示时刻a、d位于平衡位置，二者相距为18m，c在波谷，该波的波速为4m/s。此时b向下振动，则( )
A.该简谐波向右传播
B.a点振动频率为3Hz
C.图示时刻，d点运动速度大小一定为4m/s
D.简谐波在a、d两点之间传播时间为4.5s
8．关于多普勒效应，下列说法正确的是( )
A.发生多普勒效应时，观察者接收到的频率不变，波源的频率发生了变化
B.只有当观察者和波源速度相同时才能发生多普勒效应
C.当波源与观察者相对运动时，观察者接受到的频率变大，波源的频率不变
D.救护车疾驰而来，路旁行人感觉救护车发出的声波频率会变大
9．如图，甲为一列横波在时的波动图像，乙为该波处质点P的振动图像，下列说法正确的是( )
A.该波的传播速度为
B.该波沿x轴负方向传播
C.时，处的质点刚开始振动
D.从到1.75s的过程，质点P运动的路程为1.2cm
10．如图所示为两列频率相同的横波相遇时某一时刻的情况，实线表示波峰，虚线表示波谷。Q点是波峰与波谷相遇的点，M点是波谷与波谷相遇的点，N点是波峰与波峰相遇的点，P点是MN连线的中点。下列说法正确的是( )
A.P点是振动加强点
B.M点的振幅大于P点的振幅
C.由图中时刻经过时，M质点运动至P点
D.任意时刻，M点的位移都大于Q点的位移
11．B超是一种利用超声波在人体组织中的传播和反射，成像内部器官和组织结构的一种医学设备，比如测量血液的流向、流速，检查内脏器官的结构、功能等。已知超声波在人体组织中的传播速度约为，工作频率在之间，关于B超涉及的物理知识，下列说法正确的是( )
A.超声波在空气中的速度大于
B.超声波由体外传入体内时，波长不变
C.频率为10MHz的超声波的能量比频率为2MHz的超声波的大
D.频率为10MHz的超声波在体内传播时，波长约为0.15mm
12．一波源位于坐标原点，时刻波源开始做简谐运动，时刻，波传播到处，在x轴上形成如图所示的波形。从时刻算起，x轴上坐标为8.75m的质点第一次到达波峰的时刻为( )
A.1.325s B.0.875s C.2.20s D.0.725s
二、多选题
13．在匀质轻绳上有两个相距16m的波源，，两波源的连线上有三个质点P、Q、M，P与波源相距4m，Q与波源相距4m，M与波源相距9m，如图甲所示。时两波源同时上下振动产生两列绳波，振动图像分别如图乙、丙所示，时P、Q两质点刚开始振动，则( )
A.两列波传播速度的大小均为
B.两列波在第4s末相遇
C.时间内，质点M运动的路程为40cm
D.两波源连线上不含波源处共有7个振动减弱点
14．两位同学在同一竖直平面内分别在两端抖动水平细绳，形成甲、乙两列简谐横波。已知甲、乙两波源相距，甲、乙两列波的波速均为，振幅均为，周期为。距离乙波源的质点O处标记一个红色点。某一时刻的波形图如图所示，从该时刻开始计时，下列说法正确的是( )
A.甲、乙两列波的波长之比为
B.在图示时刻，质点P向上振动，质点Q向下振动
C.时，质点O运动的路程为
D.时，质点O在平衡位置上方处
15．图甲是沿x轴正方向传播的简谐横波在时的波形图，P、Q是位于x轴上的两个质点，间距为3m，时刻该波刚好传播到Q点，（，T为周期）时的波形图如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.该波的周期为1s
B.该波的波速为6m/s
C.处质点的振动方程为
D.从时开始，该波传至处所用的时间为0.5s
16．超声焊接技术中，两列频率相同的超声波在工件内部形成稳定干涉图样（实线表示波峰，虚线表示波谷）。已知超声波振幅均为,传播速度，波长。图中P（峰峰相遇）、Q（谷谷相遇）、M（峰谷相遇）、N（平衡位置相遇）为工件上的点。下列说法正确的是( )
A.经过0.25s，Q质点将运动到P
B.图示时刻Q点与M点的高度差为12cm
C.图示时刻N点正竖直向下运动
D.从图示时刻起经2s，Q质点运动的路程为96cm
三、填空题
17．如图表示产生机械波的波源S做匀速运动的情况，图中的圆表示波峰，该图表示_______现象，观察到波的频率最高和最低的位置分别是 _______、_______。
18．波的干涉
（1）定义：______相同、______恒定、振动______相同的两列波叠加时，某些区域的振动总是加强，某些区域的振动总是减弱，这种现象叫波的干涉。
（2）稳定干涉条件：
①两列波的______必须相同。
②两个波源的______必须保持不变。
（3）干涉的普遍性：
一切波在一定条件下都能够发生干涉，干涉是______的现象。
（4）两个频率、振动方向、初始相位均相同的波源，产生的波在同一介质中传播时，某时刻t形成如图所示的干涉图样，图样中两波源同时为波谷（实线表示波峰，虚线表示波谷），在图中标有三个点，则振动加强的点是______，振动减弱的点是______。
四、实验题
19．如图甲所示装置中的光源发出某种单色光，某实验小组用该装置观察光的干涉图样，然后进一步测量其波长。
（1）对图甲中a、b两处各自放入的光学器件，以下说法正确的是________。
A.a处放单缝，b处放双缝 B.a处放双缝，b处放单缝
C.单缝和双缝都放在a处 D.单缝和双缝都放在b处
（2）他们把测量头安装好，通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现里面的亮条纹与分划板竖线不平行，如图乙所示。若要使两者平行，该小组同学应如何调节________。
A.仅旋转透镜 B.仅旋转单缝 C.仅旋转双缝 D.仅旋转测量头
（3）装置所用双缝间距为0.2 mm，双缝与毛玻璃屏间的距离为80 cm，转动手轮，使分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐，将该亮条纹作为第1条亮条纹，此时手轮上的读数如图丙所示，读数为________mm，然后继续转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，此时手轮上的读数如图丁所示。
（4）此单色光的波长为________nm（结果保留3位有效数字）。
五、计算题
20．如图所示，和处有两振源P、Q，两振源在同一介质中分别产生两列沿x轴传播的简谐横波，两振源同时起振，经的时间和处的质点A、B刚好起振，C、D两质点的平衡位置到原点的距离分别为、。求：
(1)两简谐横波在该介质中传播速度的大小；
(2)从图示时刻开始计时，4s的时间内质点C、D通过的路程之比。
21．如图所示，以原点O为界在x轴上有两段不同材料的绳子，波源和分别置于和处，同时产生两列简谐横波甲和乙，分别沿x轴正方向和x轴负方向传播，时刻，和处的质点刚好开始振动，某时刻两列波恰好同时到达原点处的质点O，若从开始到时间内P点经过的路程为3cm，求：
（1）甲、乙两波的频率之比；
（2）乙波在右侧绳子中的传播速度大小；
（3）从到，原点处的质点O经过的路程。
参考答案
1．答案：A
解析:由可知，波速由介质决定而不变，而波源的振动频率增大，故波长变短：O点波源的振动同时向两边传播，两边的波形对称。故选A。
2．答案：D
:A.M:A.M形成的地震波传到两点的时间差即为振动由处传到b点的时间，根据速度公式有，A错误；
B.根据
解得
B错误；
C.因M形成的波使a点的振动总与处质点的振动情况相同，而处质点的振动情况总与b点的振动情况相反，故M形成的波使两点振动情况总相反，C错误；
D.设x轴上0到b点之间某点到坐标原点的距离为x，若该点为振动加强点，则满足
整理上式有
可见n无解，D正确。
故选D。
3．答案：A
解析:A.波沿x轴负方向传播，根据同侧法可知时质点Q向下振动，时质点Q恰好第一次处于波谷位置，则该简谐横波的周期为，故A正确；
B.波沿x轴负方向传播，根据同侧法可知质点P在时刻沿y轴正方向振动，故B错误；
C.由题图可知，波长为，则该简谐横波的传播速度为，故C错误；
D.由于时刻质点P不是处于平衡位置或最大位移处，所以在内，即经过，质点P通过的路程，故D错误。故选A。
4．答案：C
解析：A.质点a处于两列波的波峰与波谷叠加处，由于两列波振幅相同，所以该时刻质点a的振动振幅为0，故A错误，B.图中质点b处于两列波的波峰与波峰叠加处，经0.5T,b到达波谷，质点c处于两列波的波谷与波谷叠加处，都是振动加强点，故B错误，C正确；D.质点只会在平衡位置附近运动，不会“随波逐流”，故D错误。故选C。
5．答案：A
解析：A.根据图甲可知，波长为4m，根据图乙可知，周期为2s，则波传播速度为，故A正确；
B.根据图乙可知，0时刻，质点M沿y轴正方向运动，根据图甲，利用同侧法，该列波的传播方向沿x轴负向传播，故B错误；
C.机械波传播的是质点振动的形式与能量，质点本身不会随波发生迁移，故C错误；
D.由于
则质点M在5s内通过的路程为cm，故D错误。
故选A。
6．答案：B
解析:A.从波动图像可知该波的波长为，故A错误；
B.波速为
故B正确；
C.距波源处的质点不会随波的传播而迁移，故C错误；
D.超声波往返时间为4s，所以
故D错误。
故选B。
7．答案：D
解析：A.此时b向下振动，根据“上下坡法”可知，波是向左传播的，故A错误；
B.由图可知，这列波的波长为
波的周期为
频率为，故B错误；
C.振动速度和传播速度不同，d点运动速度大小不一定为4m/s，故C错误；
D.此波在a，d两点之间传播所需时间为，故D正确。
故选D。
8．答案：D
解析：A.发生多普勒效应时，观察者接收到的频率变化，波源的频率不变，故A错误；
B.当观察者和波源有相对运动时才能发生多普勒效应，故B错误；
C.当波源与观察者相对运动时，观察者接受到的频率可能变大，也可能变小，波源的频率不变，故C错误；
D.救护车疾驰而来，路旁行人感觉救护车发出的声波频率会变大，故D正确。
故选D。
9．答案：A
解析:A.由题图可知波长为
周期为
所以该波的传播速度为
故A正确；
B.由图乙可知，时质点P经过平衡位置且正在沿y轴负方向运动，结合图甲可知，波沿x轴正方向传播，故B错误；
C.由图甲可知，时波传播到处，处的质点已经开始振动，故C错误；
D.从到1.75s过程中，
质点P运动的路程为
故D错误。
故选A。
10．答案：A
解析：AB.图中M、N、P是振动加强点，振幅相同，都等于两列波的振幅之和，A正确，B错误；
C.各个质点只在自己平衡位置附近振动，不会运动到其他位置，C错误；
D.各个质点的位移都在随时间周期性变化，没有固定值，D错误。
故选A。
11．答案：D
解析:A.超声波在空气中的速度为，A错误；
B.超声波由体外传入体内时，频率保持不变，波速发生变化，根据可知，波长发生变化，B错误；
C.超声波的能量由振幅决定，与频率无关，C错误；
D.根据可知，频率为10MHz的超声波的波长约为0.15mm，D正确。
故选D。
12．答案：A
解析:时波刚好传播到处，由图可知此波的周期为，波传播的速度
从t=0时刻波源起振算起，经过
波源处出现第一个波峰，波峰向右传播需要的时间
故从时算起，x轴上坐标为8.75m的质点第一次到达波峰的时刻为
故选A。
13．答案：BD
解析:A.根据题意，P与波源相距4m，波源的波传至P点需要2s，根据
解得，故A错误；
B.时刻，两波的距离，则两列波的相遇时刻，故B正确；
C.根据题意可知，两列波的周期，右侧波在时刻传播到质点M，左侧波在时刻传播到质点M，可知在时间内，质点M不动，时间内，质点M运动半个周期，运动的路程
时间内，两列波分别在质点M的振动情况恰好相同，即质点M的振幅
运动的路程
所以时间内，质点M运动的路程
故C错误；
D.两绳波的波长均为
振动减弱点到两波源的距离差等于波长的整数倍，则有
又
且
解得
n可能取、、、0、1、2、3，共有7处，故D正确。
故选BD。
14．答案：AD
解析：A.由
得，
所以，故A正确；
B.由题意知，甲波向右传播，乙波向左传播，根据“同侧法”可判断，在图示时刻，质点P向上振动，质点Q也向上振动，故B错；
C.对于甲波，由
可知甲波的振动传到O点需要，对于乙波，由
可知乙波的振动传到O点需要，可见时，只有乙波引起O点的振动，且振动了
O运动的路程为
故C错；
D.介质中各质点的起振方向相同，时，甲波使O点振动了，O点从平衡位置向上振动了后又回到平衡位置，即；
乙波使O点振动了，O点从平衡位置向上振动了周期后，到达最高位置处，即
叠加后O点的位移为，故D正确。
故选AD。
15．答案：CD
解析:AC.设处质点振动方程为，当时，处质点由图甲知，质点沿y轴负方向运动，有解得时，由图乙知，处质点，即，解得，即，则质点的振动方程为，故A错误，C正确；
B.由图可知，该波波长为，则波速大小，故B错误；
D.由图乙知，时波传播到处，从时开始，该波传至处所用的时间为，故D正确；故选CD。
16．答案：CD
解析：A.质点只会在对应的平衡位置附近振动，不会随波迁移，故A错误；
B.图示时刻Q点为振动加强点，位移为，M点为振动减弱点，此时的位移为0，所以高度差为，故B错误；
C.P（峰峰相遇）、Q（谷谷相遇）两点均为振动加强点，连线上的所有点，包含N点也是振动加强点，根据波的传播方向，Q更靠近波源，N点处在上坡，根据上下坡法，则N点正竖直向下运动，故C正确；
D.超声波传播过程中，周期
经过则Q质点运动的路程为，故D正确。
故选CD。
17．答案：多普勒效应；A；B
解析：
18．答案：频率；相差；方向；频率；相位差；波特有；AB；C
解析：波的干涉
（1）定义：频率相同、相差恒定、振动方向相同的两列波叠加时，某些区域的振动总是加强，某些区域的振动总是减弱，这种现象叫波的干涉。
（2）稳定干涉条件：
①两列波的频率必须相同。
②两个波源的相位差必须保持不变。
（3）干涉的普遍性：
一切波在一定条件下都能够发生干涉，干涉是波特有的现象。
（4）两个频率、振动方向、初始相位均相同的波源，产生的波在同一介质中传播时，某时刻t形成如图所示的干涉图样，图样中两波源同时为波谷（实线表示波峰，虚线表示波谷），在图中标有三个点，由题图可知A点为波峰与波峰相遇，是振动加强点；B点是波谷与波谷相遇，是振动加强点；C点是波峰与波谷相遇，是振动减弱点。
19．答案：（1）A
（2）D
（3）2.330
（4）652
解析：（1）因为双缝干涉实验是让单色光经双缝在光屏上形成干涉图样，所以先经单缝形成偏振光，再经双缝形成相干光，因此a处放单缝，b处放双缝。故选A。
（2）旋转测量头，分划板的竖线随之旋转，可使分划板的竖线与亮条纹平行。故选D。
（3）由图丙可知，固定刻度的读数为2 mm，可动刻度的读数为，此时手轮上的读数为，由图丁可知，固定刻度的读数为15 mm，可动刻度的读数为，此时手轮上的读数为。
（4）由双缝干涉条纹间距公式，又有，解得
20．答案：(1)；
(2)
解析：（1）振源P产生机械波的传播速度为
振源Q产生机械波的传播速度为
（2）由图看出，振源P产生的机械波的波长，振幅
振源Q产生机械波的波长，振幅
两列机械波的周期，
两列波传到C点的波程差
由于波程差是波长的整数倍，两波源振动情况相反，故C点是振动减弱点，两列波都传播到C点后，质点C静止不动。
振源P产生的机械波传播到C点所用的时间
振源Q产生的机械波传播到C点所用的时间
所以质点C在0~1s内静止，在1s~1.8s内振幅为，在1.8s~4s内静止。
质点C在4s内通过的路程
两列波传到D点的波程差
由于波程差是半波长的奇数倍，两波源振动情况相反，故D点是振动加强点，两列波都传播到D点后，质点D的振幅为
振源P产生的机械波传播到D点所用的时间
振源Q产生的机械波传播到D点所用的时间
所以质点D在0~1.2s内静止，在1.2s~1.6s内振幅为，在1.6s~4s内振幅为
质点D在4s内通过的路程
4s的时间内质点C、D通过的路程之比
21．答案：（1）；（2）2m/s；（3）48cm
解析:两列波同时传到O点，由，得出
根据题图可知
又
联立可得
（2）由题可得质点P向上运动，因此质点运动的路程3cm为先向上运动到波峰1cm在回到平衡位置走了2cm，因此可知P点当前的位移为1cm，则有
结合P点向上运动有，因此
可得
根据题图可知，则乙波在右侧绳子中的传播速度大小为
（3）由上述分析可得，则经过1s后两列波均刚好到达O点，且两列波在О点叠加后振动最强，故О点做振幅为4cm的振动，周期不变，从到，原点处的质点O经过的路程为
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