2024年高考物理试题和模拟题训练：机械波（学生卷）

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专题15机械波

2024

高考真题

1.（2024年新课标考题）6.位于坐标原点。的波源在/=0时开始振动，振动图像如图所示，所形成的

简谐横波沿x轴正方向传播。平衡位置在x=3.5m处的质点户开始振动时，波源恰好第2次处于波谷位置,

则（）

A.波的周期是0.1s

B.波的振幅是0.2m

C.波的传播速度是10m/s

D.平衡位置在x=4.5m处的质点。开始振动时，质点户处于波峰位置

2.（2024年江苏卷考题）7.如图所示，水面上有。、/、6三点共线，0A=2AB,，=0时刻在。点的水面

给一个扰动，。时刻A开始振动，则B振动的时刻为（）

OA

3A5A

A.。B.—C.21iD.—

22

3.（2024年安徽卷考题）3.某仪器发射甲、乙两列横波，在同一均匀介质中相向传播，波速/大小相

等。某时刻的波形图如图所示，则这两列横波（）

C.波峰在x=10.5m处相遇D.波峰在x=l1.5m处相遇

4.（2024年广东卷考题）3.一列简谐横波沿x轴正方向传播。波速为lm/s,，=0时的波形如图所示。

f=ls时，x=1.5m处的质点相对平衡位置的位移为（

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A0B.0.1mC.-0.1mD.0.2m

5.（2024年河北卷考题）5.如图，一电动机带动轻杆在竖直框架平面内匀速转动，轻杆一端固定在电动

机的转轴上，另一端悬挂一紫外光笔，转动时紫外光始终竖直投射至水平铺开的感光纸上，沿垂直于框架

的方向匀速拖动感光纸，感光纸上就画出了描述光点振动的X-，图像.已知轻杆在竖直面内长0.1m,电动

机转速为12r/min.该振动的圆频率和光点在12.5s内通过的路程分别为（）

A.0.2rad/s,1.0mD.1.26rad/s,1.25m

6.（2024年江西卷考题）6.如图（a）所示，利用超声波可以检测飞机机翼内部缺陷。在某次检测实

验中，入射波为连续的正弦信号，探头先后探测到机翼表面和缺陷表面的反射信号，分别如图（b）、（c）

所示。已知超声波在机翼材料中的波速为6300m/s。关于这两个反射信号在探头处的叠加效果和缺陷深度

4下列选项正确的是（）

机翼表

缺陷表面反射波

探头］缺陷

入射波

机翼表面反d——

射波

图（a）超声波检测原理示意图图（c）缺陷表面反射信号

A.振动减弱；d=4.725mmB.振动加强；d=4.725mm

C.振动减弱；d=9.45mmD.振动加强；d=9.45mm

7.（2024年湖南卷考题）2.如图，健身者在公园以每分钟60次的频率上下抖动长绳的一端，长绳自

右向左呈现波浪状起伏，可近似为单向传播的简谐横波。长绳上/、6两点平衡位置相距6m,力时刻力点

位于波谷，6点位于波峰，两者之间还有一个波谷。下列说法正确的是（）

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A.波长为3mB.波速为12m/s

C.办+0.25$时亥!],B点速度为0D.%+0.50s时刻，4点速度为0

8.（2024浙江1月卷考题）10.如图1所示,质量相等的小球和点光源，分别用相同的弹簧竖直悬挂于

同一水平杆上，间距为/，竖直悬挂的观测屏与小球水平间距为2/,小球和光源做小振幅运动时，在观测屏

上可观测小球影子的运动。以竖直向上为正方向，小球和光源的振动图像如图2所示，则（）

图1

A.4时刻小球向上运动B.%时刻光源的加速度向上

C.时刻小球与影子相位差为万D.与时刻影子的位移为5Z

9.（2024全国甲卷考题）15.一列简谐横波沿x轴传播，周期为2s,/=0时刻的波形曲线如图所示,

此时介质中质点6向y轴负方向运动，下列说法正确的是（）

A.该波的波速为1.0m/s

B.该波沿£轴正方向传播

C.7=0.25s时质点a和质点c的运动方向相反

D.f=0.5s时介质中质点a向y轴负方向运动

E./=1.5s时介质中质点6的速率达到最大值

10.（2024年山东卷考题）9.甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中沿x轴相向传播，波速均为

2m/s。£0时刻二者在广2m处相遇，波形图如图所示。关于平衡位置在下2nl处的质点P,下列说法正确的

是（）

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A.仁0.5s时，P偏离平衡位置的位移为0

B.仁0.5s时，P偏离平衡位置的位移为-2cm

C.片1.0s时，P向y轴正方向运动

D.仁1.0s时，P向y轴负方向运动

12.（2024浙江1月卷考题）15.在如图所示的直角坐标系中，xOz平面为介质I和H的分界面（z轴垂

直纸面向外）。在介质I中的尸（0,42）处有一点波源，产生波长为X、速度为■的波。波传到介质H中,

其速度为av，图示时刻介质II中仅有一个波峰，与x轴和y轴分别交于A和S点，此时波源也恰好位于

波峰。〃为。、用连线的中点，入射波与反射波在。点相干加强，则（）

A.介质II中波的频率为叵

B.S点的坐标为（0,-V22）

2

C.入射波与反射波在〃点相干减弱D.折射角々的正弦值sina=《J5

13.（2024年北京卷考题）图甲为用手机和轻弹簧制作的一个振动装置。手机加速度传感器记录了手机

在竖直方向的振动情况，以向上为正方向，得到手机振动过程中加速度a随时间大变化的曲线为正弦曲线,

如图乙所示。下列说法正确的是（）

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/////〃〃〃/,a/(m-s2)

甲乙

A.1=0时，弹簧弹力为0

B.，=0.2s时，手机位于平衡位置上方

C.从t=0至f=0.2s,手机的动能增大

D.a随Z■变化的关系式为a=4sin(2.5R)m/s2

14.(2024年广西卷考题)H.单摆可作为研究简谐运动的理想模型。

(1)制作单摆时，在图甲、图乙两种单摆的悬挂方式中，选择图甲方式的目的是要保持摆动中不

变;

(2)用游标卡尺测量摆球直径，测得读数如图丙，则摆球直径为cm.

(3)若将一个周期为7的单摆，从平衡位置拉开5。的角度释放，忽略空气阻力，摆球的振动可看为简谐

运动。当地重力加速度为g,以释放时刻作为计时起点，则摆球偏离平衡位置的位移x与时间t的关系为。

15.(2024年甘肃卷考题)5.如图为某单摆的振动图像，重力加速度g取lOm/s"下列说法正确的是

A.摆长为1.6m,起始时刻速度最大B.摆长为2.5m,起始时刻速度为零

C.摆长为1.6m,/、C点的速度相同D.摆长为2.5m,/、6点的速度相同

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16.（2024・福建・高考真题）某简谐振动的7一图像如图所示，则以下说法正确的是（）

A.振幅2cm

C.0.1s时速度为0D.0.2s时加速度方向竖直向下

2024

高考模拟题

一、单选题

1.（2024•江西上饶•模拟预测）如图所示，一列简谐横波沿x轴正向传播，在=0时刻的波形如图

所示，P、。是波传播路径上的两个质点，此时质点户在平衡位置，质点。的位移为5Gcm,质点9比质点0

C.质点。在0.45s内运动的路程为10cmD.质点户的振动方程为了=10sin[3兀Jem

2.（2024•黑龙江•三模）一列简谐横波在仁0时的波形如图中实线所示，仁1s时的波形如图中虚线

所示，则下列说法正确的是（）

A.这列波的波长为8m

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B.平衡位置分别为/、6的两个质点，振动方向始终相同

C.若波向右传播，则波的最大频率为0.25Hz

D.若波向左传播，则波的传播速度大小为6m/s

3.（2024•河南•二模）如图为一“环腔式”降噪器的原理图，可以对高速气流产生的噪声进行降噪。

波长为2的声波沿水平管道自左侧入口进入后分成上、下两部分，分别通过通道①、②继续向前传播，在右

侧汇聚后噪声减弱，其中通道①的长度为102,下列说法正确的是（）

A.该降噪器是利用波的衍射原理设计的

B.通道②的长度可能为&54

C.通道②的长度可能为82

D.该降噪器对所有频率的声波均能起到降噪作用

4.（2024•北京大兴•三模）一列沿着x轴传播的横波，在f=4s时刻的波形如图1所示，图1中。点的

振动图像如图2所示。下列说法正确的是（）

A.该波的波速为4m/sB.波沿x轴负方向传播

C.质点。振幅为13cmD.质点户经过Is沿x轴正方向移动2m

5.（2024•北京海淀•二模）位于坐标原点的质点从L0时开始沿y轴振动，形成一列沿x轴传播的

简谐波，i=0.5s时的波形如图所示，此时下0处的质点位于波峰位置。图中能正确描述尸2m处质点振动的

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6.（2024•湖北武汉•模拟预测）图（a）是一列沿x轴方向传播的简谐横波在仁4s时的波形图，M、

”是介质中的两个质点，其平衡位置分别位于F2m、F8m处，图（b）是质点N的振动图像。下列说法正确

的是（）

A.波沿x轴负方向传播

B.波的传播速度大小为0.5m/s

C.仁5s时，M、N的速度大小相等，方向相同

D.t=7s时，M、N的加速度大小相等，方向相反

7.（2024•山东荷泽•二模）在同一水平面上有两个波源户和Q,沿垂直水平面方向同时开始振动，振

幅分别为A和2A,经过半个周期，户和0同时停止振动，此时。点处于波峰位置，〃点处于波谷位置。一段

时间后，〃点先后出现了两次振动，PC=QD=L,PM=3L,QM=5L,贝I］（）

PCMDQ

A.两列波的波长均为2/

B.〃点振动的总路程为6A

C.两列波相遇后，波速均发生改变

D.若两波源一直振动，户和。连线上的振动加强点始终处于波峰或波谷位置

8.（2024•辽宁大连•二模）两个振动情况完全相同的波源，在同一介质中形成的两列波相遇后，某

一时刻在它们的重叠区域形成如图所示的干涉图样，实线表示波峰，虚线表示波谷，图中户点恰好处于两

条实线的交点上，0点恰好处于实线和虚线的交点上，〃是R0之间连线上的一点（图中未画出），下列说

法正确的是（）

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A.尸点总是在最大位移处

B.〃点不可能是振动加强点

C.P、。之间的距离一定等于半个波长

D.若将波源S7向民稍微靠近，户点的振幅一定不变

9.（2024•辽宁丹东•二模）一列沿x轴负方向传播的简谐横波，/=0时位于坐标原点的质点从平衡

位置沿y轴正方向运动，其位移随时间的变化关系为V=/sin5R,则在f=1.0s时的波形可能是

10.（2024•河北•三模）一列简谐横波的波形图如图所示，实线为:0时的波形图，虚线为:0.6s时

的波形图，平衡位置位于、=4m的质点在此过程中运动方向改变了一次，下列说法正确的是（）

A.该简谐横波沿x轴负方向传播

B.波源振动的周期为1.5s

C.该简谐横波传播的速度大小为4m/s

D.平衡位置位于尤=1.5m处的质点在7=0时的速度方向为y轴正方向

11.（2024•全国•模拟预测）如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在f=2s时的波形图，此

时平衡位置位于x=8m处的质点刚好要起振，质点只Q、7?对应的纵坐标分别为2cm、2cm、-2cmo已知

该波的周期7=2s,下列说法正确的是（）

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A.波源的起振方向沿y轴正方向

B.质点A的相位比质点P的相位落后兀

C.质点产和质点。可能同时位于平衡位置

D.在，=3.5s时，平衡位置位于x=10m处的质点从平衡位置向y轴负方向运动

12.（2024•广东•三模）现代军舰多利用声呐探测水下目标。图甲是某舰搭载的声呐发出的一列超声

波在1=0时刻的波形图，图乙是质点户的振动图像，贝U（）

A.超声波遇到大尺寸障碍物可以发生明显的衍射现象

B.舰艇行驶速度越快，声呐发出超声波的频率越大

C.超声波沿x轴负方向传播，波速为1500m/s

D.坐标原点处质点在:j|xlO-Ss时相对平衡位置的位移为2.5X10-6nl

13.（2024•黑龙江哈尔滨•模拟预测）如图甲所示，在x轴上有两个波源Si和S2,两波源在纸面内做

垂直于x轴的简谐运动，其振动图像分别如图乙和图丙所示。两波源形成的机械波沿x轴传播的速度均为

0.25m/s,则（）

S：..号,

F~6^4-x/m

图甲

A.两波源形成的波振幅不同，不能产生干涉现象

B.行0m处的点为振动减弱点，振幅为2m

C.七Im处的点为振动加强点，振幅为6m

D.两波源的连线间（不含波源）有12个振动加强点，且位移均恒为6m

14.（2024•辽宁丹东•一模）如图所示，一列沿x轴负方向传播的机械波在r=0.5s时刚好传到x=-lm

处，由于某种原因，中间有一部分无法看清，已知该波的波速v=6m/s,下列说法正确的是（

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A.此波的波长为8m

B.此机械波的波源起振方向沿了轴负方向

C.再经过1.5s,无=8m处的质点传播到x=-hn处

D.0：0.5s时间内，x=4m处的质点通过的路程小于0.2m

二、多选题

15.（2024•海南•高考真题）一歌手在湖边唱歌，歌声通过空气和水传到距其2km的湖对岸，空气中

的声速为340m/s,水中声速为1450m/s,歌声可视为频率为400Hz的声波，则下列说法正确的是（）

A.在水中传播频率会改变

B.由空气和水传到湖对岸的时间差约为4.5s

C.在空气中波长为0.85m

D.在水中的波长为5m

16.（2024•山东聊城•三模）一列简谐横波在某时刻的波形图如图甲所示，a、b两质点的平衡位置分

别为王=2m、Z=18m,从图甲所示时刻开始计时，6质点的振动图像如图乙所示。下列说法中正确的是

（）

A.此横波的传播速度大小为3m/s

B.x=30m处的质点在13.5s时第2次出现波峰

C.质点a在1s时速度最大且速度方向沿y轴正方向

D.质点a在0~4.5s内运动的路程为1+q-cm

17.（2024•湖北武汉•二模）波源百和星垂直于纸面做简谐运动，振动周期相同，但步调正好相反,

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所激发的横波在均匀介质中沿纸面向四周传播。图甲为两简谐波在t=0.2s时的俯视图，实线圆表示波峰,

虚线圆表示波谷。该介质中某点的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（）

A.两简谐波的波速为0.15m/s

B.图甲中的6点为振动减弱点

C.图乙可能是4点的振动图像

D.1=0.10s时刻，C点可能位于波谷

18.（2024•江西赣州•二模）如图所示，左图为亚运会艺术体操比赛中中国队选手赵撷进行带操比赛

的画面，某段过程中彩带的运动可简化为沿x轴方向传播的简谐横波，这列简谐横波在f=0时的波形如右

图所示。介质中x=hn处的质点户沿y轴方向做简谐运动的表达式为＞=10sin（5M（cm）。则下列说法正确

的是（）

A.该波沿x轴负方向传播

B.该波的传播速度为10m/s

4

C.，=0时，x=§m处的质点振动位移为_5VLm

4

D.，=0时，x=处的质点振动位移为-5cm

19.（2024•青海西宁•三模）如图甲所示，为沿x轴传播的一列简谐横波在，=0.5s时刻的波动图像,

乙图为x=2m处质点〃的振动图像，质点〃位于x=lm处。下列判断正确的是（）

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A.此波在向x轴负方向传播

B.该波的传播速率为4m/s

C.经过2s时间，质点P沿波的传播方向移动8m

2

D.质点〃从图示位置开始运动路程为0.5m时，所需的时间为

E.质点候户在y轴的最大位移差为巫m

5

20.（2024•黑龙江吉林•模拟预测）有一列沿水平方向传播的简谐横波，在波的传播方向上有平衡位

置相距4m的46两质点，已知波的传播方向由6指向4图甲、乙分别是46两质点的振动图像。则这

列波的波速可能为（）

21.（2024•河北•三模）如图是一列沿着x轴传播的机械波上一个质点A的振动图像，在x轴上另有

一质点84万两点平衡位置之间的距离为8m,夕点的振动“步调”始终与/点相反，下列说法正确的是

()

C.这列波的波速不大于4m/sD.这列波的波长不小于16m

22.（2024•山东青岛•三模）如图甲,某同学取一根柔软的长细绳，用手握住绳子左端连续上下抖动,

形成一列向右传播的简谐波，以长绳左端点S为原点建立水平向右的x轴，如图乙。7=0时绳的左端S点开

始上下振动，振动图像如图丙所示。f=6s时停止抖动长绳，在这段时间内绳上x=2m处的质点尸运动的路

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程为40cm。关于这列绳波，下列说法正确的是（）

八"cm

10

0

-10

甲乙

A.该列绳波的波长为4m

B.t=7s时，x=6m处质点的动能最大

C./=8s时，x=5m处质点处于波谷位置

D.f=10s时，x=3m处质点运动的总路程为70cm

23.（2024•河南•二模）如图所示，x轴上有两个波源5、S2,位置坐标分别为-6m、6m,两个波源形

成的简谐横波已沿x轴稳定传播，波速均为lm/s,形成了稳定的干涉。从某时刻开始，波源£的振动方程

为必=10$足（|^+:卜111,波源£的振动方程为％=10singf-，cm,x轴上/点的位置坐标为0.5m,则

下列说法正确的是（）

1y/cm

A1