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2023年高考真题和模拟题物理分项汇编（全国通用）专题15 机械波
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这是一份2023年高考真题和模拟题物理分项汇编（全国通用）专题15 机械波，文件包含2023年高考真题和模拟题物理分项汇编--专题15机械波全国通用解析版docx、2023年高考真题和模拟题物理分项汇编--专题15机械波全国通用原卷版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共29页， 欢迎下载使用。
专题15 机械波
1. （2023新课标卷）船上的人和水下的潜水员都能听见轮船的鸣笛声。声波在空气中和在水中传播时的（ ）
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
【答案】A
【解析】声波的周期和频率由振源决定，故声波在空气中和在水中传播的周期和频率均相同，但声波在空气和水中传播的波速不同，根据波速与波长关系可知，波长也不同。故A正确，BCD错误。
故选A。
2. （2023辽宁卷）“球鼻艏”是位于远洋轮船船头水面下方的装置，当轮船以设计的标准速度航行时，球鼻艏推起的波与船首推起的波如图所示，两列波的叠加可以大幅度减小水对轮船的阻力。下列现象的物理原理与之相同的是（ ）
A. 插入水中的筷子、看起来折断了
B. 阳光下的肥皂膜，呈现彩色条纹
C. 驶近站台的火车，汽笛音调变高
D. 振动音叉的周围，声音忽高忽低
【答案】BD
【解析】该现象属于波的叠加原理；插入水中的筷子看起来折断了是光的折射造成的，与该问题的物理原理不相符；阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，是由于光从薄膜上下表面的反射光叠加造成的干涉现象，与该问题的物理原理相符；驶近站台的火车汽笛音调变高是多普勒现象造成的，与该问题的物理原理不相符；振动音叉的周围声音忽高忽低，是声音的叠加造成的干涉现象，与该问题的物理原理相符。
故选BD。
3. （2023海南卷）下面上下两图分别是一列机械波在传播方向上相距6m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5s B. 该波的波速是3m/s
C. 4s时P质点向上振动 D. 4s时Q质点向上振动
【答案】C
【解析】由振动图像可看出该波的周期是4s，A错误；
由于Q、P两个质点振动反相，则可知两者间距离等于 ，n = 0，1，2，…
根据 ，n = 0，1，2，…，可知B错误；
由P质点的振动图像可看出，在4s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4s时Q质点在平衡位置向下振动，D错误。
4. （2023湖北卷）一列简谐横波沿x轴正向传播，波长为，振幅为。介质中有a和b两个质点，其平衡位置分别位于和处。某时刻b质点的位移为，且向y轴正方向运动。从该时刻开始计时，a质点的振动图像为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】ab之间的距离为
此时b点的位移4cm且向y轴正方向运动，令此时b点的相位为，则有
解得或（舍去，向下振动）
由ab之间的距离关系可知
则，可知a点此时的位移为
且向下振动，即此时的波形图为
图像A正确。
5．（2023浙江1月卷）主动降噪耳机能收集周围环境中的噪声信号，并产生相应的抵消声波．，某一噪声信号传到耳膜的振动图像如图所示，取得最好降噪效果的抵消声波（声音在空气中的传播速度为）（ ）
A．振幅为2A B．频率为
C．波长应为的奇数倍 D．在耳膜中产生的振动与图中所示的振动同相
【答案】B
【解析】主动降噪耳机是根据波的干涉条件，抵消声波与噪声的振幅。根据波动干涉条件可知，频率相同，相位相反，叠加后才能相互抵消来实现降噪的。抵消声波与噪声的振幅相同，其振幅也为A，A错误；抵消声波与噪声的频率相同，由，B正确；抵消声波与噪声的波速、频率相同，则波长也相同，为，，C错误；抵消声波在耳膜中产生的振动与图中所示的振动反相，D错误。
6. （2023浙江6月卷）如图所示，置于管口T前的声源发出一列单一频率声波，分成两列强度不同的声波分别沿A、B两管传播到出口O。先调节A、B两管等长，O处探测到声波强度为400个单位，然后将A管拉长，在O处第一次探测到声波强度最小，其强度为100个单位。已知声波强度与声波振幅平方成正比，不计声波在管道中传播的能量损失，则（ ）
A. 声波的波长 B. 声波的波长
C. 两声波的振幅之比为 D. 两声波的振幅之比为
【答案】C
【解析】CD．分析可知A、B两管等长时，声波的振动加强，将A管拉长后，两声波在点减弱，根据题意设声波加强时振幅为20，声波减弱时振幅为10，则
可得两声波的振幅之比故C正确，D错误；
AB．根据振动减弱的条件可得
解得故AB错误。故选C。
7. （2023湖南卷）如图（a），在均匀介质中有和四点，其中三点位于同一直线上，垂直．时，位于处的三个完全相同的横波波源同时开始振动，振动图像均如图（b）所示，振动方向与平面垂直，已知波长为．下列说法正确的是（ ）
A. 这三列波的波速均为
B. 时，处的质点开始振动
C. 时，处的质点向轴负方向运动
D. 时，处的质点与平衡位置的距离是
【答案】C
【解析】A．由图（b）的振动图像可知，振动的周期为4s，故三列波的波速为
A错误；
B．由图（a）可知，D处距离波源最近的距离为3m，故开始振动后波源C处的横波传播到D处所需的时间为，故时，D处的质点还未开始振动，B错误；
C．由几何关系可知，波源A、B产生的横波传播到D处所需的时间为
故时，仅波源C处的横波传播到D处，此时D处的质点振动时间为
由振动图像可知此时D处的质点向y轴负方向运动，C正确；
D．时，波源C处的横波传播到D处后振动时间为
由振动图像可知此时D处为波源C处传播横波的波谷；时，波源A、B处的横波传播到D处后振动时间为
由振动图像可知此时D处为波源A、B处传播横波的波峰。根据波的叠加原理可知此时D处质点的位移为
故时，D处的质点与平衡位置的距离是2cm。D错误。
故选C。
8. （2023山东卷）如图所示，沿水平方向做简谐振动的质点，依次通过相距L的A、B两点。已知质点在A点的位移大小为振幅的一半，B点位移大小是A点的倍，质点经过A点时开始计时，t时刻第二次经过B点，该振动的振幅和周期可能是（ ）
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】AB．当AB两点在平衡位置的同侧时有
可得；或者
因此可知第二次经过B点时，
解得
此时位移关系
解得故A错误，B正确；
CD．当AB两点在平衡位置两侧时有
解得或者（由图中运动方向舍去），或者
当第二次经过B点时，则解得
此时位移关系为
解得C正确D错误；
故选BC。
9. （2023全国乙卷）一列简谐横波沿x轴传播，图（a）是时刻的波形图；P是介质中位于处的质点，其振动图像如图（b）所示。下列说法正确的是（ ）
A. 波速为
B. 波向左传播
C. 波的振幅是
D. 处的质点在时位于平衡位置
E. 质点P在0~7s时间内运动的路程为
【答案】ABE
【解析】A．由图a可知波长为4m，由图b可知波的周期为2s，则波速为
故A正确；
B．由图乙可知t=0时，P点向下运动，根据“上下坡”法可知波向左传播，故B正确；
C．由图a可知波的振幅为5cm，故C错误；
DE．根据图a可知t=0时x=3m处的质点位于波谷处，由于
可知在t=7s时质点位于波峰处；质点P运动的路程为
故D错误，E正确；
故选ABE。
10. （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5cm，波长均为8m，波速均为4m/s。时刻，P波刚好传播到坐标原该处的质点将自平衡位置向下振动；Q波刚好传到处，该处的质点将自平衡置向上振动。经过一段时间后，两列波相遇。
（1）在答题卡给出的坐标图上分别画出P、Q两列波在时刻的波形图（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平衡位置。
【答案】（1） ；（2）见解析
【解析】（1）根据得
可知时P波刚好传播到处，Q波刚好传播到处，根据上坡下坡法可得波形图如图所示
（2）根据题意可知，P、Q两波振动频率相同，振动方向相反，两波叠加时，振动加强点的条件为到两波源的距离差
解得振幅最大的平衡位置有
、
振动减弱的条件为
解得振幅最小的平衡位置有
、、
11. （2023新课标卷）一学生小组做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。
（1）用实验室提供的螺旋测微器测量摆球直径。首先，调节螺旋测微器，拧动微调旋钮使测微螺杆和测砧相触时，发现固定刻度的横线与可动刻度上的零刻度线未对齐，如图（a）所示，该示数为___________mm；螺旋测微器在夹有摆球时示数如图（b）所示，该示数为___________mm，则摆球的直径为___________mm。
（2）单摆实验的装置示意图如图（c）所示，其中角度盘需要固定在杆上的确定点O处，摆线在角度盘上所指的示数为摆角的大小。若将角度盘固定在O点上方，则摆线在角度盘上所指的示数为5°时，实际摆角___________5°（填“大于”或“小于”）。
（3）某次实验所用单摆的摆线长度为81.50cm，则摆长为___________cm。实验中观测到从摆球第1次经过最低点到第61次经过最低点的时间间隔为54.60s，则此单摆周期为___________s，该小组测得的重力加速度大小为___________m/s2.（结果均保留3位有效数字，π2取9.870）
【答案】 ①. 0.006##0.007##0.008 ②. 20.034##20.033##20.035##20.032 ③. 20.027##20.028##20.029 ④. 大于 ⑤. 82.5 ⑥. 1.82 ⑦. 9.83
【解析】 （1）[1]测量前测微螺杆与和测砧相触时，图（a）的示数为
[2]螺旋测微器读数是固定刻度读数(0.5mm的整数倍)加可动刻度（0.5mm以下的小数）读数，图中读数为
[3]则摆球的直径为
（2）[4]角度盘的大小一定，即在规定的位置安装角度盘，测量的摆角准确，但将角度盘固定在规定位置上方，即角度盘到悬挂点的距离变短，同样的角度，摆线在刻度盘上扫过的弧长变短，故摆线在角度盘上所指的示数为5°时，实际摆角大于5°；
（3）[5]单摆的摆线长度为81.50 cm，则摆长为
结果保留三位有效数字，得摆长为82.5cm；
[6]一次全振动单摆经过最低点两次，故此单摆的周期为
[7]由单摆的周期表达式得，重力加速度
1. （2023·广东惠州三模）一列简谐横波在某时刻的波形图如图所示，已知图中质点 b 的起振时刻比质点 a 延迟了0.5s，b和c之间的距离是5m，下列说法正确的是（ ）
A. 此列波的波长为2.5m
B. 此列波波速为5m/s
C. 此列波的频率为2 Hz
D. 此时质点N正沿x轴正方向运动
【答案】B
【解析】A．相邻两个波峰或者波谷之间的距离就是一个波长，所以b和c之间的距离就是一个波长，即A错误；
BCD．质点 b 的起振时刻比质点 a 延迟了0.5s，说明波是向轴正方向传播的，质点N正沿轴负方向运动，b和a之间的距离是半个波长，故
此列波的频率为
此列波的波速为B正确，CD错误。
故选B。
2. （2023·广东惠州一模）（多选）图甲为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0s时刻的波形图，图乙为参与波动的某一质点的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A. 该简谐横波的波长为4m
B. 图乙可能是图甲中质点M的振动图像
C. 从此刻起，质点Q比P先回到平衡位置
D. t=0~1s，质点P运动路程为0.8cm
【答案】AD
【解析】A．从图甲中可以知道，该简谐横波的波长为4m，故A正确；
B．图乙中0时刻质点正从平衡位置向负方向振动，根据同侧法，波向x轴正方向传播，图甲中0时刻质点M正从平衡位置向正方向振动，图乙不可能是图甲中质点M的振动图像，故B错误；
C．根据同侧法，0时刻质点Q正向正方向振动，到最大位移处再回到平衡位置，而P已经在最大位移处了，故P质点先回到平衡位置，故C错误；
D．从图乙中可以知道，该波的周期为1s，t=0~1s，质点P运动的路程为0.8cm，故D正确。
故选AD。
3. （2023·福建福州2月检测）（多选）某介质中两持续振动的振源P、Q分别位于x轴上x1＝-3cm和x2＝9cm处，t＝0时刻两振源同时开始振动，t＝3s时刻在x轴上第一次形成如图所示的波形。则下列说法正确的是（ ）
A. 振源Q的这列波波长为3cm
B. 振源P起振方向沿y轴正方向
C. 振源为Q的振动方程为y＝-2sin（πt）cm
D. 两列波在x＝3 cm处相遇后，该质点的振动始终加强
【答案】BC
【解析】A．由图可知振源Q的这列波波长为2cm，选项A错误；
B．因振源P产生的波在t＝3s时刻传到x=0的位置，则振源P起振方向沿y轴正方向，选项B正确；
C．波速 周期
由图可知，振源Q起振方向沿y轴负方向，则振源为Q的振动方程为y＝-2sin（πt）cm
选项C正确；
D．两列波在同一介质中传播，则波速相等，在x＝3 cm处相遇后，该质点的振动始终减弱，选项D错误。
故选BC。
4. （2023·广东茂名一模）主动降噪功能的耳机可以拾取噪声信号，经智能降噪处理器对不同的噪声精准运算，通过Hi-Fi扬声器播放与噪声频率相同、相位相反、振幅相同的降噪声波，从而起到抵消噪声的作用。如图为噪声在某时刻的简谐波图像，则（ ）
A. 降噪声波的振幅为10cm
B. 降噪声波和噪声叠加后，波的振幅变为20cm
C. 质点P此时刻一定正从平衡位置向上振动
D. 质点P再经过一个周期水平移动一个波长
【答案】A
【解析】A．根据题意降噪声波与噪声声波振幅相同，即为10cm，A正确；
B．降噪声波与噪声声波频率相同、相位相反、振幅相同，相互叠加后波的振幅变为零，B错误；
C．因为不知道图中波传播方向，所以无法判断此时质点P的振动方向，C错误；
D．质点P在平衡位置附近振动，不随波迁移，D错误。
故选A。
5. （2023·福建厦门二模）（多选）如图甲所示，在同种均匀介质中有两个质点P和Q，其振动图像分别如图乙中实线、虚线所示，它们形成的波沿两者之间的连线相向传播，则（ ）
A. P、Q 形成的两列波的波速之比为
B. P、Q 形成的两列波的波长之比为
C. 时，P和Q振动的加速度方向相反
D. 两列简谐波相遇时会发生干涉现象
【答案】BC
【解析】A．两列波在同种均匀介质中，波速相等，故A错误；
B．根据图乙知，P、Q 形成的两列波的周期分别为
根据知，P、Q 形成的两列波的波长之比为，故B正确；
C．时，P在平衡位置下方，加速度向上指向平衡位置，Q在平衡位置上方，加速度向下指向平衡位置，故P和Q振动的加速度方向相反，故C正确；
D．根据知，两列波的频率不同，不能发生干涉现象，故D错误。
故选BC。
6. （2023·广东湛江二模）如图所示，小鸭A（视为质点）在平静的河道内靠近岸边戏水，在水面上引起一列稳定的水波，B为岸边的一点，已知P点为小鸭A和B点连线的中点，则下列说法正确的是（ ）
A. P处质点比B处质点的振动频率大
B. P处质点将随水波运动到B点
C. P点与B点的振动方向一定相反
D. 小鸭A与质点P（已经振动）的振动周期相等
【答案】D
【解析】AD．介质中的质点都在模仿波源，所以质点的振动周期和频率都相同，所以P处质点与B处质点的振动频率一样，小鸭A与质点P（已经振动）的振动周期相等，A错误，D正确；
B．根据波的形成与传播，可知介质中的质点只在各自的平衡位置附近振动，不会随波逐流，B错误；
C．由于不确定P点与B点的距离与波长的关系，所以不能确定这两点的振动方向是相同还是相反，C错误。 故选D
7. （2023·河北石家庄一模）O、P、Q为软绳上的三点，t=0时刻手持O点由平衡位置开始在竖直方向做简谐运动，至时刻恰好完成两次全振动，此时绳上OQ间形成的波形如图所示，下列四幅位移-时间图像中能反映P点在时间内运动情况的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由题可知，简谐振动的周期
由于图示波形是恰好完成两次全振动时的波形，且O、P两点正好在平衡位置，OP之间有一个完整的波形，说明OP之间的距离等于一倍波长，O、P两点的振动是同步的；此时P点正在向下振动，说明O点开始时是向下振动的。所以在的时间内，波从O点传播到了P点；在时刻，P点开始向下振动；在时间内，P点完成了一个全振动；在时刻，P点回到了平衡位置，并且正在向下振动。
故选D。
8. （2023·湖南彬州三模）有一列简谐横波的波源在O处，某时刻沿x轴正方向传播的振动形式传到20cm处，此时x轴上10cm处的质点已振动0.2s，质点P离O处80cm，如图所示，取该时刻为，下列说法正确的是（ ）
A. 质点P开始振动时的速度方向沿y轴正方向
B. 波的传播速度为1m/s
C. 经过1.5s，质点P第一次到达波峰
D. 在时间内，处的质点振动的速度逐渐增大
【答案】C
【解析】A．波沿x轴正方向传播，根据波形平移法可知，质点A起振方向沿y轴负方向，各个质点的起振方向均相同，故质点P的起振时的速度方向沿y轴负方向，故A错误；
B．根据题图可知波长为，此时x轴上10cm处的质点已振动0.2s，则周期为，可知波的传播速度为
故B错误；
C．根据波形图可知，质点P第一次到达波峰经过的时间
故C正确；
D．在时间内，处的质点从平衡位置向波峰位置运动，速度逐渐减小，故D错误。
故选C。
9. （2023·湖南第五次大联考）（多选）均匀介质中质点A、B的平衡位置位于x轴上，坐标分别为和。某简谐横波沿x轴正方向传播，波速，波长大于20cm，振幅，且传播时无衰减。时刻A、B偏离平衡位置的位移相同、运动方向相反，时刻两者再次偏离平衡位置的位移相同、运动方向相反。则下列说法正确的是（ ）
A. 这列波的周期为0.6s
B. 这列波的周期为1.2s
C. 已知在时刻（），质点A位于波峰，该时刻B的位移一定为
D. 已知在时刻（），质点A位于波峰，该时刻B的位移一定为
【答案】BC
【解析】AB．因为波长大于20cm，所以波的周期满足
由题意可知，波的周期为故A错误，B正确；
CD．波的波长为
在时刻（），质点A位于波峰，由于，则此时波动方程为
时刻质点B偏离平衡位置的位移为
故C正确，D错误。
故选BC。
10. （2023·辽宁大连一模）一列简谐横波在时的波形如图甲所示，P是介质中的质点，图乙是质点P的振动图像。已知波在介质中的波长为12m，则下列说法正确的是（ ）
A. 波的周期为0.6s B. 波的波速为20m/s
C. 波沿x轴负方向传播 D. 质点P的平衡位置坐标为
【答案】D
【解析】A．由图乙可知，波的周期为1.2s，A错误；
B．波速B错误；
C．质点P在时，向y轴正方向运动，根据“上下坡法”，波沿x轴正方向传播，C错误；
D．振动方程为
x=0处的质点从平衡位置到y=5cm处的时间为
质点P的平衡位置坐标为D正确。
故选D。
11. （2023·辽宁丹东一模）（多选）一列简谐横波在时刻的波形图如图所示，B与C两质点相距2m，此时A质点速度方向沿y轴正向，经过质点A第一次到达波谷，下列说法正确的是（ ）
A. 该波沿x轴负方向传播
B. 该波的周期
C. 该波的传播速度
D. 时，A、B两质点相距m
【答案】AD
【解析】A．A质点速度方向沿y轴正向，根据同侧法可知，该波沿x轴负方向传播，A正确；
B．由于A质点速度方向沿y轴正向，且经过质点A第一次到达波谷，则有
解得B错误；
C．根据图像可知波长为
波传播的速度C错误；
D．由于
可知，时，A、B两质点分别位于波谷与波峰，则A、B两质点相距
，D正确。
故选AD
12. （2023·辽宁省教研联盟一模）一根柔软轻绳水平静止，A、B、C、D、E为绳上标记的5个点，彼此间隔1米排成一条直线，如图甲所示。现使标记点A在竖直方向上做简谐运动，运动图像如图乙所示，2s时AE间第一次形成如图丙所示的波形，由此可判断（ ）
A. 此时B点的振动方向向下 B. A点振动频率为1Hz
C. 此后B、D两点运动状态始终相同 D. 绳上波的传播速度为2m/s
【答案】C
【解析】A．由同侧法分析，波的传播方向向右，在B点的振动方向应与传播方向都在波形的同侧，即竖直向上，故A错误；
B．由题意2s时AE间第一次形成如图丙所示的波形，A点开始时向上运动，则可知，传播到E点出现图丙所示波形时传播了，即则
故，故B错误；
C．由于B、D两点的间隔为1个周期，由周期性可知两点运动状态始终相同，故C正确；
D．由公式可得故D错误。
故选C。
13. （2023·辽宁沈阳一模）简谐横波在均匀介质中从a传向b。t＝0时刻开始计时，a、b两点的振动图像如图所示，a与b间的距离为6m。该简谐横波的波速可能为（ ）
A. 5m/s B. 4m/s C. 3m/s D. 2m/s
【答案】D
【解析】振动由a向b传播，由图线可知T=4s，故振动从a传到b的时间可能为
=nT+ =（4n+3）s，（n=0、1、2、3、……）
根据v=6m
可得故波速可能为2m/s， m/s， m/s，……
故选D。
14. （2023·重庆第七次联考）（多选）某一沿轴负方向传播的简谐横波在时刻的波形图如图所示，此时刻质点A到平衡位置距离为1cm，质点B恰运动到波峰处，若质点B从此时刻开始计时的振动方程为（t的单位为s，y的单位为cm），则（ ）
A. 该波的传播速度为2m/s
B. 该波的传播速度为4m/s
C. 从时刻开始，质点A在内通过的路程为7cm
D. 从时刻开始，质点A在内通过的路程为7cm
【答案】AC
【解析】AB．由质点B的振动方程，可得该波的周期为
由图像知该列波的波长为，则该波的传播速度为
故A正确，B错误；
C．依题意，波沿轴负方向传播,通过质点B的振动方程可知从时刻开始，质点A的振动方程为
该列波的振幅为，则在
时，质点A位于
处，则可得从t=0时刻开始，质点A在内通过的路程为
故C正确；
D．从时刻开始，根据质点A的振动方程为
可得在时，质点A位于处，可得质点A在内通过的路程为
故D错误。
故选AC。
15. （2023·福建福州一模）如图甲所示，绑有小铅块的浮漂竖直漂浮在静水中，把浮漂竖直向下缓慢按压后放手，忽略水对浮漂的阻力，浮漂在竖直方向做简谐运动。浮漂上升过程经过平衡位置时加速度大小为_____。测得浮漂运动的周期为0.8s，以竖直向上为正方向，某时刻开始计时，其位移-时间图像如图乙所示，则其运动位移的表达式为_____。
【答案】 ①. 0 ②.
【解析】[1]经过平衡位置时，受到重力和水的浮力，这两个力的合力为0，故加速度大小为0；
[2]由于振动周期为0.8s，故
由图乙可知运动位移的表达式为
专题15 机械波
1. （2023新课标卷）船上的人和水下的潜水员都能听见轮船的鸣笛声。声波在空气中和在水中传播时的（ ）
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
【答案】A
【解析】声波的周期和频率由振源决定，故声波在空气中和在水中传播的周期和频率均相同，但声波在空气和水中传播的波速不同，根据波速与波长关系可知，波长也不同。故A正确，BCD错误。
故选A。
2. （2023辽宁卷）“球鼻艏”是位于远洋轮船船头水面下方的装置，当轮船以设计的标准速度航行时，球鼻艏推起的波与船首推起的波如图所示，两列波的叠加可以大幅度减小水对轮船的阻力。下列现象的物理原理与之相同的是（ ）
A. 插入水中的筷子、看起来折断了
B. 阳光下的肥皂膜，呈现彩色条纹
C. 驶近站台的火车，汽笛音调变高
D. 振动音叉的周围，声音忽高忽低
【答案】BD
【解析】该现象属于波的叠加原理；插入水中的筷子看起来折断了是光的折射造成的，与该问题的物理原理不相符；阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，是由于光从薄膜上下表面的反射光叠加造成的干涉现象，与该问题的物理原理相符；驶近站台的火车汽笛音调变高是多普勒现象造成的，与该问题的物理原理不相符；振动音叉的周围声音忽高忽低，是声音的叠加造成的干涉现象，与该问题的物理原理相符。
故选BD。
3. （2023海南卷）下面上下两图分别是一列机械波在传播方向上相距6m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5s B. 该波的波速是3m/s
C. 4s时P质点向上振动 D. 4s时Q质点向上振动
【答案】C
【解析】由振动图像可看出该波的周期是4s，A错误；
由于Q、P两个质点振动反相，则可知两者间距离等于 ，n = 0，1，2，…
根据 ，n = 0，1，2，…，可知B错误；
由P质点的振动图像可看出，在4s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4s时Q质点在平衡位置向下振动，D错误。
4. （2023湖北卷）一列简谐横波沿x轴正向传播，波长为，振幅为。介质中有a和b两个质点，其平衡位置分别位于和处。某时刻b质点的位移为，且向y轴正方向运动。从该时刻开始计时，a质点的振动图像为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】ab之间的距离为
此时b点的位移4cm且向y轴正方向运动，令此时b点的相位为，则有
解得或（舍去，向下振动）
由ab之间的距离关系可知
则，可知a点此时的位移为
且向下振动，即此时的波形图为
图像A正确。
5．（2023浙江1月卷）主动降噪耳机能收集周围环境中的噪声信号，并产生相应的抵消声波．，某一噪声信号传到耳膜的振动图像如图所示，取得最好降噪效果的抵消声波（声音在空气中的传播速度为）（ ）
A．振幅为2A B．频率为
C．波长应为的奇数倍 D．在耳膜中产生的振动与图中所示的振动同相
【答案】B
【解析】主动降噪耳机是根据波的干涉条件，抵消声波与噪声的振幅。根据波动干涉条件可知，频率相同，相位相反，叠加后才能相互抵消来实现降噪的。抵消声波与噪声的振幅相同，其振幅也为A，A错误；抵消声波与噪声的频率相同，由，B正确；抵消声波与噪声的波速、频率相同，则波长也相同，为，，C错误；抵消声波在耳膜中产生的振动与图中所示的振动反相，D错误。
6. （2023浙江6月卷）如图所示，置于管口T前的声源发出一列单一频率声波，分成两列强度不同的声波分别沿A、B两管传播到出口O。先调节A、B两管等长，O处探测到声波强度为400个单位，然后将A管拉长，在O处第一次探测到声波强度最小，其强度为100个单位。已知声波强度与声波振幅平方成正比，不计声波在管道中传播的能量损失，则（ ）
A. 声波的波长 B. 声波的波长
C. 两声波的振幅之比为 D. 两声波的振幅之比为
【答案】C
【解析】CD．分析可知A、B两管等长时，声波的振动加强，将A管拉长后，两声波在点减弱，根据题意设声波加强时振幅为20，声波减弱时振幅为10，则
可得两声波的振幅之比故C正确，D错误；
AB．根据振动减弱的条件可得
解得故AB错误。故选C。
7. （2023湖南卷）如图（a），在均匀介质中有和四点，其中三点位于同一直线上，垂直．时，位于处的三个完全相同的横波波源同时开始振动，振动图像均如图（b）所示，振动方向与平面垂直，已知波长为．下列说法正确的是（ ）
A. 这三列波的波速均为
B. 时，处的质点开始振动
C. 时，处的质点向轴负方向运动
D. 时，处的质点与平衡位置的距离是
【答案】C
【解析】A．由图（b）的振动图像可知，振动的周期为4s，故三列波的波速为
A错误；
B．由图（a）可知，D处距离波源最近的距离为3m，故开始振动后波源C处的横波传播到D处所需的时间为，故时，D处的质点还未开始振动，B错误；
C．由几何关系可知，波源A、B产生的横波传播到D处所需的时间为
故时，仅波源C处的横波传播到D处，此时D处的质点振动时间为
由振动图像可知此时D处的质点向y轴负方向运动，C正确；
D．时，波源C处的横波传播到D处后振动时间为
由振动图像可知此时D处为波源C处传播横波的波谷；时，波源A、B处的横波传播到D处后振动时间为
由振动图像可知此时D处为波源A、B处传播横波的波峰。根据波的叠加原理可知此时D处质点的位移为
故时，D处的质点与平衡位置的距离是2cm。D错误。
故选C。
8. （2023山东卷）如图所示，沿水平方向做简谐振动的质点，依次通过相距L的A、B两点。已知质点在A点的位移大小为振幅的一半，B点位移大小是A点的倍，质点经过A点时开始计时，t时刻第二次经过B点，该振动的振幅和周期可能是（ ）
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】AB．当AB两点在平衡位置的同侧时有
可得；或者
因此可知第二次经过B点时，
解得
此时位移关系
解得故A错误，B正确；
CD．当AB两点在平衡位置两侧时有
解得或者（由图中运动方向舍去），或者
当第二次经过B点时，则解得
此时位移关系为
解得C正确D错误；
故选BC。
9. （2023全国乙卷）一列简谐横波沿x轴传播，图（a）是时刻的波形图；P是介质中位于处的质点，其振动图像如图（b）所示。下列说法正确的是（ ）
A. 波速为
B. 波向左传播
C. 波的振幅是
D. 处的质点在时位于平衡位置
E. 质点P在0~7s时间内运动的路程为
【答案】ABE
【解析】A．由图a可知波长为4m，由图b可知波的周期为2s，则波速为
故A正确；
B．由图乙可知t=0时，P点向下运动，根据“上下坡”法可知波向左传播，故B正确；
C．由图a可知波的振幅为5cm，故C错误；
DE．根据图a可知t=0时x=3m处的质点位于波谷处，由于
可知在t=7s时质点位于波峰处；质点P运动的路程为
故D错误，E正确；
故选ABE。
10. （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5cm，波长均为8m，波速均为4m/s。时刻，P波刚好传播到坐标原该处的质点将自平衡位置向下振动；Q波刚好传到处，该处的质点将自平衡置向上振动。经过一段时间后，两列波相遇。
（1）在答题卡给出的坐标图上分别画出P、Q两列波在时刻的波形图（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平衡位置。
【答案】（1） ；（2）见解析
【解析】（1）根据得
可知时P波刚好传播到处，Q波刚好传播到处，根据上坡下坡法可得波形图如图所示
（2）根据题意可知，P、Q两波振动频率相同，振动方向相反，两波叠加时，振动加强点的条件为到两波源的距离差
解得振幅最大的平衡位置有
、
振动减弱的条件为
解得振幅最小的平衡位置有
、、
11. （2023新课标卷）一学生小组做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。
（1）用实验室提供的螺旋测微器测量摆球直径。首先，调节螺旋测微器，拧动微调旋钮使测微螺杆和测砧相触时，发现固定刻度的横线与可动刻度上的零刻度线未对齐，如图（a）所示，该示数为___________mm；螺旋测微器在夹有摆球时示数如图（b）所示，该示数为___________mm，则摆球的直径为___________mm。
（2）单摆实验的装置示意图如图（c）所示，其中角度盘需要固定在杆上的确定点O处，摆线在角度盘上所指的示数为摆角的大小。若将角度盘固定在O点上方，则摆线在角度盘上所指的示数为5°时，实际摆角___________5°（填“大于”或“小于”）。
（3）某次实验所用单摆的摆线长度为81.50cm，则摆长为___________cm。实验中观测到从摆球第1次经过最低点到第61次经过最低点的时间间隔为54.60s，则此单摆周期为___________s，该小组测得的重力加速度大小为___________m/s2.（结果均保留3位有效数字，π2取9.870）
【答案】 ①. 0.006##0.007##0.008 ②. 20.034##20.033##20.035##20.032 ③. 20.027##20.028##20.029 ④. 大于 ⑤. 82.5 ⑥. 1.82 ⑦. 9.83
【解析】 （1）[1]测量前测微螺杆与和测砧相触时，图（a）的示数为
[2]螺旋测微器读数是固定刻度读数(0.5mm的整数倍)加可动刻度（0.5mm以下的小数）读数，图中读数为
[3]则摆球的直径为
（2）[4]角度盘的大小一定，即在规定的位置安装角度盘，测量的摆角准确，但将角度盘固定在规定位置上方，即角度盘到悬挂点的距离变短，同样的角度，摆线在刻度盘上扫过的弧长变短，故摆线在角度盘上所指的示数为5°时，实际摆角大于5°；
（3）[5]单摆的摆线长度为81.50 cm，则摆长为
结果保留三位有效数字，得摆长为82.5cm；
[6]一次全振动单摆经过最低点两次，故此单摆的周期为
[7]由单摆的周期表达式得，重力加速度
1. （2023·广东惠州三模）一列简谐横波在某时刻的波形图如图所示，已知图中质点 b 的起振时刻比质点 a 延迟了0.5s，b和c之间的距离是5m，下列说法正确的是（ ）
A. 此列波的波长为2.5m
B. 此列波波速为5m/s
C. 此列波的频率为2 Hz
D. 此时质点N正沿x轴正方向运动
【答案】B
【解析】A．相邻两个波峰或者波谷之间的距离就是一个波长，所以b和c之间的距离就是一个波长，即A错误；
BCD．质点 b 的起振时刻比质点 a 延迟了0.5s，说明波是向轴正方向传播的，质点N正沿轴负方向运动，b和a之间的距离是半个波长，故
此列波的频率为
此列波的波速为B正确，CD错误。
故选B。
2. （2023·广东惠州一模）（多选）图甲为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0s时刻的波形图，图乙为参与波动的某一质点的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A. 该简谐横波的波长为4m
B. 图乙可能是图甲中质点M的振动图像
C. 从此刻起，质点Q比P先回到平衡位置
D. t=0~1s，质点P运动路程为0.8cm
【答案】AD
【解析】A．从图甲中可以知道，该简谐横波的波长为4m，故A正确；
B．图乙中0时刻质点正从平衡位置向负方向振动，根据同侧法，波向x轴正方向传播，图甲中0时刻质点M正从平衡位置向正方向振动，图乙不可能是图甲中质点M的振动图像，故B错误；
C．根据同侧法，0时刻质点Q正向正方向振动，到最大位移处再回到平衡位置，而P已经在最大位移处了，故P质点先回到平衡位置，故C错误；
D．从图乙中可以知道，该波的周期为1s，t=0~1s，质点P运动的路程为0.8cm，故D正确。
故选AD。
3. （2023·福建福州2月检测）（多选）某介质中两持续振动的振源P、Q分别位于x轴上x1＝-3cm和x2＝9cm处，t＝0时刻两振源同时开始振动，t＝3s时刻在x轴上第一次形成如图所示的波形。则下列说法正确的是（ ）
A. 振源Q的这列波波长为3cm
B. 振源P起振方向沿y轴正方向
C. 振源为Q的振动方程为y＝-2sin（πt）cm
D. 两列波在x＝3 cm处相遇后，该质点的振动始终加强
【答案】BC
【解析】A．由图可知振源Q的这列波波长为2cm，选项A错误；
B．因振源P产生的波在t＝3s时刻传到x=0的位置，则振源P起振方向沿y轴正方向，选项B正确；
C．波速 周期
由图可知，振源Q起振方向沿y轴负方向，则振源为Q的振动方程为y＝-2sin（πt）cm
选项C正确；
D．两列波在同一介质中传播，则波速相等，在x＝3 cm处相遇后，该质点的振动始终减弱，选项D错误。
故选BC。
4. （2023·广东茂名一模）主动降噪功能的耳机可以拾取噪声信号，经智能降噪处理器对不同的噪声精准运算，通过Hi-Fi扬声器播放与噪声频率相同、相位相反、振幅相同的降噪声波，从而起到抵消噪声的作用。如图为噪声在某时刻的简谐波图像，则（ ）
A. 降噪声波的振幅为10cm
B. 降噪声波和噪声叠加后，波的振幅变为20cm
C. 质点P此时刻一定正从平衡位置向上振动
D. 质点P再经过一个周期水平移动一个波长
【答案】A
【解析】A．根据题意降噪声波与噪声声波振幅相同，即为10cm，A正确；
B．降噪声波与噪声声波频率相同、相位相反、振幅相同，相互叠加后波的振幅变为零，B错误；
C．因为不知道图中波传播方向，所以无法判断此时质点P的振动方向，C错误；
D．质点P在平衡位置附近振动，不随波迁移，D错误。
故选A。
5. （2023·福建厦门二模）（多选）如图甲所示，在同种均匀介质中有两个质点P和Q，其振动图像分别如图乙中实线、虚线所示，它们形成的波沿两者之间的连线相向传播，则（ ）
A. P、Q 形成的两列波的波速之比为
B. P、Q 形成的两列波的波长之比为
C. 时，P和Q振动的加速度方向相反
D. 两列简谐波相遇时会发生干涉现象
【答案】BC
【解析】A．两列波在同种均匀介质中，波速相等，故A错误；
B．根据图乙知，P、Q 形成的两列波的周期分别为
根据知，P、Q 形成的两列波的波长之比为，故B正确；
C．时，P在平衡位置下方，加速度向上指向平衡位置，Q在平衡位置上方，加速度向下指向平衡位置，故P和Q振动的加速度方向相反，故C正确；
D．根据知，两列波的频率不同，不能发生干涉现象，故D错误。
故选BC。
6. （2023·广东湛江二模）如图所示，小鸭A（视为质点）在平静的河道内靠近岸边戏水，在水面上引起一列稳定的水波，B为岸边的一点，已知P点为小鸭A和B点连线的中点，则下列说法正确的是（ ）
A. P处质点比B处质点的振动频率大
B. P处质点将随水波运动到B点
C. P点与B点的振动方向一定相反
D. 小鸭A与质点P（已经振动）的振动周期相等
【答案】D
【解析】AD．介质中的质点都在模仿波源，所以质点的振动周期和频率都相同，所以P处质点与B处质点的振动频率一样，小鸭A与质点P（已经振动）的振动周期相等，A错误，D正确；
B．根据波的形成与传播，可知介质中的质点只在各自的平衡位置附近振动，不会随波逐流，B错误；
C．由于不确定P点与B点的距离与波长的关系，所以不能确定这两点的振动方向是相同还是相反，C错误。 故选D
7. （2023·河北石家庄一模）O、P、Q为软绳上的三点，t=0时刻手持O点由平衡位置开始在竖直方向做简谐运动，至时刻恰好完成两次全振动，此时绳上OQ间形成的波形如图所示，下列四幅位移-时间图像中能反映P点在时间内运动情况的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由题可知，简谐振动的周期
由于图示波形是恰好完成两次全振动时的波形，且O、P两点正好在平衡位置，OP之间有一个完整的波形，说明OP之间的距离等于一倍波长，O、P两点的振动是同步的；此时P点正在向下振动，说明O点开始时是向下振动的。所以在的时间内，波从O点传播到了P点；在时刻，P点开始向下振动；在时间内，P点完成了一个全振动；在时刻，P点回到了平衡位置，并且正在向下振动。
故选D。
8. （2023·湖南彬州三模）有一列简谐横波的波源在O处，某时刻沿x轴正方向传播的振动形式传到20cm处，此时x轴上10cm处的质点已振动0.2s，质点P离O处80cm，如图所示，取该时刻为，下列说法正确的是（ ）
A. 质点P开始振动时的速度方向沿y轴正方向
B. 波的传播速度为1m/s
C. 经过1.5s，质点P第一次到达波峰
D. 在时间内，处的质点振动的速度逐渐增大
【答案】C
【解析】A．波沿x轴正方向传播，根据波形平移法可知，质点A起振方向沿y轴负方向，各个质点的起振方向均相同，故质点P的起振时的速度方向沿y轴负方向，故A错误；
B．根据题图可知波长为，此时x轴上10cm处的质点已振动0.2s，则周期为，可知波的传播速度为
故B错误；
C．根据波形图可知，质点P第一次到达波峰经过的时间
故C正确；
D．在时间内，处的质点从平衡位置向波峰位置运动，速度逐渐减小，故D错误。
故选C。
9. （2023·湖南第五次大联考）（多选）均匀介质中质点A、B的平衡位置位于x轴上，坐标分别为和。某简谐横波沿x轴正方向传播，波速，波长大于20cm，振幅，且传播时无衰减。时刻A、B偏离平衡位置的位移相同、运动方向相反，时刻两者再次偏离平衡位置的位移相同、运动方向相反。则下列说法正确的是（ ）
A. 这列波的周期为0.6s
B. 这列波的周期为1.2s
C. 已知在时刻（），质点A位于波峰，该时刻B的位移一定为
D. 已知在时刻（），质点A位于波峰，该时刻B的位移一定为
【答案】BC
【解析】AB．因为波长大于20cm，所以波的周期满足
由题意可知，波的周期为故A错误，B正确；
CD．波的波长为
在时刻（），质点A位于波峰，由于，则此时波动方程为
时刻质点B偏离平衡位置的位移为
故C正确，D错误。
故选BC。
10. （2023·辽宁大连一模）一列简谐横波在时的波形如图甲所示，P是介质中的质点，图乙是质点P的振动图像。已知波在介质中的波长为12m，则下列说法正确的是（ ）
A. 波的周期为0.6s B. 波的波速为20m/s
C. 波沿x轴负方向传播 D. 质点P的平衡位置坐标为
【答案】D
【解析】A．由图乙可知，波的周期为1.2s，A错误；
B．波速B错误；
C．质点P在时，向y轴正方向运动，根据“上下坡法”，波沿x轴正方向传播，C错误；
D．振动方程为
x=0处的质点从平衡位置到y=5cm处的时间为
质点P的平衡位置坐标为D正确。
故选D。
11. （2023·辽宁丹东一模）（多选）一列简谐横波在时刻的波形图如图所示，B与C两质点相距2m，此时A质点速度方向沿y轴正向，经过质点A第一次到达波谷，下列说法正确的是（ ）
A. 该波沿x轴负方向传播
B. 该波的周期
C. 该波的传播速度
D. 时，A、B两质点相距m
【答案】AD
【解析】A．A质点速度方向沿y轴正向，根据同侧法可知，该波沿x轴负方向传播，A正确；
B．由于A质点速度方向沿y轴正向，且经过质点A第一次到达波谷，则有
解得B错误；
C．根据图像可知波长为
波传播的速度C错误；
D．由于
可知，时，A、B两质点分别位于波谷与波峰，则A、B两质点相距
，D正确。
故选AD
12. （2023·辽宁省教研联盟一模）一根柔软轻绳水平静止，A、B、C、D、E为绳上标记的5个点，彼此间隔1米排成一条直线，如图甲所示。现使标记点A在竖直方向上做简谐运动，运动图像如图乙所示，2s时AE间第一次形成如图丙所示的波形，由此可判断（ ）
A. 此时B点的振动方向向下 B. A点振动频率为1Hz
C. 此后B、D两点运动状态始终相同 D. 绳上波的传播速度为2m/s
【答案】C
【解析】A．由同侧法分析，波的传播方向向右，在B点的振动方向应与传播方向都在波形的同侧，即竖直向上，故A错误；
B．由题意2s时AE间第一次形成如图丙所示的波形，A点开始时向上运动，则可知，传播到E点出现图丙所示波形时传播了，即则
故，故B错误；
C．由于B、D两点的间隔为1个周期，由周期性可知两点运动状态始终相同，故C正确；
D．由公式可得故D错误。
故选C。
13. （2023·辽宁沈阳一模）简谐横波在均匀介质中从a传向b。t＝0时刻开始计时，a、b两点的振动图像如图所示，a与b间的距离为6m。该简谐横波的波速可能为（ ）
A. 5m/s B. 4m/s C. 3m/s D. 2m/s
【答案】D
【解析】振动由a向b传播，由图线可知T=4s，故振动从a传到b的时间可能为
=nT+ =（4n+3）s，（n=0、1、2、3、……）
根据v=6m
可得故波速可能为2m/s， m/s， m/s，……
故选D。
14. （2023·重庆第七次联考）（多选）某一沿轴负方向传播的简谐横波在时刻的波形图如图所示，此时刻质点A到平衡位置距离为1cm，质点B恰运动到波峰处，若质点B从此时刻开始计时的振动方程为（t的单位为s，y的单位为cm），则（ ）
A. 该波的传播速度为2m/s
B. 该波的传播速度为4m/s
C. 从时刻开始，质点A在内通过的路程为7cm
D. 从时刻开始，质点A在内通过的路程为7cm
【答案】AC
【解析】AB．由质点B的振动方程，可得该波的周期为
由图像知该列波的波长为，则该波的传播速度为
故A正确，B错误；
C．依题意，波沿轴负方向传播,通过质点B的振动方程可知从时刻开始，质点A的振动方程为
该列波的振幅为，则在
时，质点A位于
处，则可得从t=0时刻开始，质点A在内通过的路程为
故C正确；
D．从时刻开始，根据质点A的振动方程为
可得在时，质点A位于处，可得质点A在内通过的路程为
故D错误。
故选AC。
15. （2023·福建福州一模）如图甲所示，绑有小铅块的浮漂竖直漂浮在静水中，把浮漂竖直向下缓慢按压后放手，忽略水对浮漂的阻力，浮漂在竖直方向做简谐运动。浮漂上升过程经过平衡位置时加速度大小为_____。测得浮漂运动的周期为0.8s，以竖直向上为正方向，某时刻开始计时，其位移-时间图像如图乙所示，则其运动位移的表达式为_____。
【答案】 ①. 0 ②.
【解析】[1]经过平衡位置时，受到重力和水的浮力，这两个力的合力为0，故加速度大小为0；
[2]由于振动周期为0.8s，故
由图乙可知运动位移的表达式为
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