高考物理三年（2022-2024 年）真题精编卷 C. S1和 S2，在平面内不能产生干涉现象
专题六 机械振动与机械波 D.两列波的振幅分别为 3cm和 1cm
5．【2024年河北高考真题】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
一、单项选择题：在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
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
1．【2024年湖南高考真题】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
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 t图像。已知轻
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 A、B两点平衡位置相距 6 m，
杆在竖直面内长 0.1 m，电动机转速为12 r / min。该振动的圆频率和光点在 12.5 s内通过的路程分
t0 时刻 A点位于波谷，B点位于波峰，两者之间还有一个波谷。下列说法正确的是( )
别为( )
A.波长为 3 m B.波速为 12 m/s
C. t0 0.25 s时刻，B点速度为 0 D. t0 0.50 s时刻，A点速度为 0
2．【2024年广东高考真题】一列简谐横波沿 x轴正方向传播。波速为1m / s， t 0时的波形如图
所示。 t 1s时， x 1.5m处的质点相对平衡位置的位移为( )
A.0.2 rad / s,1.0 m B.0.2 rad / s,1.25 m C.1.26 rad / s,1.0 m D.1.26 rad / s,1.25 m
6．【2024年江西高考真题】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
A.0 B.0.1m C. 0.1m D.0.2m 图（b）、（c）所示。已知超声波在机翼材料中的波速为 6300 m/s。关于这两个反射信号在探头
3．【2024年江苏高考真题】如图所示，水面上有O、A、B三点共线，OA 2AB， t 0时刻在 O 处的叠加效果和缺陷深度 d，下列选项正确的是( )
点的水面给一个扰动， t1时刻 A开始振动，则 B振动的时刻为( )
A. t B. 3t11 C.2t1 D.
5t1
2 2
4．【2024年浙江高考真题】频率相同的简谐波源 S1、S2，和接收点 M位于同一平面内，S1、S2到
M的距离之差为 6m。t 0时 S1，S2，同时垂直平面开始振动，M点的振动图像如图所示，则( )
A.振动减弱； d 4.725 mm B.振动加强； d 4.725 mm
C.振动减弱； d 9.45 mm D.振动加强； d 9.45 mm
A.两列波的波长为 2m B.两列波的起振方向均沿 x正方向
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7．【2023年上海高考真题】如图所示，有一周期为 T、沿 x轴正方向传播的简谐横波，当 t 0时 的是( )
波恰好传到 B点，则 t 8T时，CD段的波形图为( ) 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
11．【2024年浙江高考真题】在如图所示的直角坐标系中， xOz平面为介质Ⅰ和Ⅱ的分界面（z轴
A. B. 垂直纸面向外）。在介质Ⅰ中的 P（0，4 ）处有一点波源，产生波长为λ、速度为 v的波。波传到
介质Ⅱ中，其速度为 2v，图示时刻介质Ⅱ中仅有一个波峰，与 x轴和 y轴分别交于 R和 S点，此
时波源也恰好位于波峰。M为O、R连线的中点，入射波与反射波在 O点相干加强，则( )
C. D.
8．【2022年辽宁高考真题】一列简谐横波沿 x轴正方向传播，某时刻的波形如图所示。关于质
点 P的说法正确的是( )
2v
A.该时刻速度沿 y轴正方向 B.该时刻加速度沿 y轴正方向 A.介质Ⅱ中波的频率为 B.S点的坐标为（0， 2 ）
1 1 3
C.此后 周期内通过的路程为 A D.此后 周期内沿 x轴正方向迁移为 C.入射波与反射波在 M点相干减弱 D.折射角α的正弦值 sin 2
4 2 2 5
9．【2022年天津高考真题】在同一均匀介质中，分别位于坐标原点和 x 7 m处的两个波源 O
12．【2023年天津高考真题】位于坐标原点的波源从 t 0时刻开始振动， t 0.5 s时形成的机械
和
波波形图如图所示，则下列说法正确的是( )
P，沿 y轴振动，形成了两列相向传播的简谐横波 a和 b，某时刻 a和 b分别传播到 x 3m和 x 5m
处，波形如图所示。下列说法正确的是( )
A.a与 b的频率之比为 2:1 B.O与 P开始振动的时刻相同
C.a与 b相遇后会出现干涉现象 D.O开始振动时沿 y轴正方向运动
A.机械波的波速 v 4 m/s
二、多选题
10．【2024年海南高考真题】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 B. x 1m处的质点在 t 0.3 s时位于波谷
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 C.波源的振动方程为 y 0.02sin(5πt π) m
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D. x 1m处的质点半个周期内向左移动半个波长
13．【2023年重庆高考真题】一列简谐横波在介质中沿 x轴传播，波速为 2 m/s， t 0时的波形
图如图所示，P为该介质中的一质点。则( )
A.该波的波长为 14 m
B.该波的周期为 8 s
C. t 0时质点 P的加速度方向一定沿 y轴负方向
D.0~2 s内质点 P运动的路程有可能小于 0.1 m
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专题六 参考答案
1．答案：D
3
解析：由题意可知 xAB ，则该波的波长为 4 m，A错误；根据题意可知2
该波的周期T 1s，结合 A 项分析可得该波的波速为 v 4 m / s，B错误；由
T
于 t0 时刻 A点、B点分别位于波谷、波峰位置，则 t0 时刻 A点、B点的速度均为
0 1，从 t0 时刻到 t0 0.25 s时刻，B点振动了 个周期，运动至平衡位置，速度最4
大，C错误；从 t 10 时刻到 t0 0.5 s时刻，A点振动了 个周期，运动至波峰位置，2
速度为 0，D正确。
2．答案：B
解析：由图可知简谐波的波长为 2m，所以周期为T 2m 2s
v 1m/s
当 t 1s时， x 1.5m处的质点运动半个周期到达波峰处，故相对平衡位置的位
移为 0.1m。
故选 B。
3．答案：B
解析：机械波的波速 v不变，设OA 2AB 2L 2L，故可得 t1 v
L 1
可得 tAB tv 2 1
3
故可得 B振动的时刻为 t t1 tAB t2 1
故选 B。
4．答案：B
解析：根据图像可知 t 4s时 M点开始向上振动，故此时一列波传播到 M点，
起振方向向上，t 7s时波形开始改变，说明另一列波传播到 M点，此时两列波
平衡位置都传到 M点，第一列波使 M点向下振动，之后振幅减小，则此时 M点
振动减弱，可知第二列波使 M点向上振动。
A. S1、S2到 M的距离之差为 6m，由图可知两列波传到 M点的时间差为3s，根据
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v x 6 可得波速为 v m/s 2m/s
t 3
故波长为 vT 4m
故 A错误；
B.根据前面分析可知两列波刚传到M点时均使 M点向上振动，故两列波的起振
方向均沿 x正方向，故 B正确；
C.两列波频率相等，在平面内能产生干涉现象，故 C错误；
D.由 t 4.5s和 t 7.5s时的位移知第一列的振幅为 3cm，第二列波的振幅为
A2 3cm 1cm 2cm
故 D错误。故选 B。
5．答案：C
解析：由于电动机的转速为 12 r/min，则光点 1 min振动 12个周期，故光点振动
T 1min 60 s的 周 期 5 s ， 所 以 光 点 振 动 的 圆 频 率
12 12
2π 0.4π rad / s 1.26 rad / s，AB错误；由题意可知光点的振幅 A 0.1m，
T
又 t 12.5 s 2.5T ，则光点在 12.5 s 内通过的路程 s 2.5 4A 10A 1.0 m，C
正确，D错误。
6．答案：A
解析：根据反射信号图像可知，超声波的传播周期 T 2 10 7 s ，又波速
v 6300 m / s，则超声波在机翼材料中的波长 vT 1.26 10 3 m，结合题图（b）
和题图（c）可知，两个反射信号传播到探头处的时间差为Δt 1.5 10 6 s，故两
15
个反射信号的路程差 2d vΔt 9.45 10 3 m ，解得 d 4.725 10 3 m，且
2
两个反射信号在探头处振动减弱，A正确。
7．答案：C
解析：由题图可知，t 0时，B点的振动方向竖直向上，故振源的起振方向竖直
向上；又由题图可知该波的波长为 0.5 m，由于一个周期内波传播的距离为
一个波长，则在8T 时间内波传播的距离为 s 8 8 0.5 m 4 m，则 t 8T时，
波恰好传到 D点，则 D的振动方向竖直向上，又C、D两点之间的距离为 0.25 m，
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即为半个波长，故 C正确，ABD错误。
8．答案：A
解析：波沿 x轴正方向传播，由“上下坡”法可知，该时刻质点 P的振动方向沿 y
轴正方向，A正确；该时刻质点 P的位移为正，则回复力沿 y轴负方向，质点 P
的加速度沿 y轴负方向，B错误；由于该时刻质点 P不在特殊位置（波峰、波谷、
1
平衡位置），则此后的 周期内质点 P通过的路程不等于振幅 A，C错误；波在
4
传播过程中，质点在平衡位置附近做往复运动，并不随波迁移，D错误。
9．答案：A
解析：由图可知， a 2 m、 b ４m，又同一介质中波速相等，结合 vT可
得Ta :Tb 1: 2
1
，又 f ，则 fa : fb 2 :1，所以两列波相遇时不会发生干涉，AT
正确，C错误；波源的起振方向与波最前端的起振方向一致，由同侧法可知，a
波最前端的起振方向向下，故 O开始振动时沿 y轴负方向运动，D错误；由于
xa 3 m、xb 2 m，又波速相等，所以 O先开始振动，P后开始振动，B错误。
10．答案：BC
解析：A.频率只与波源有关，故在水中传播频率不会改变，故 A错误；
B. t s 2000由空气传到湖对岸的时间为 空 s 5.88sv空 340
s 2000
由水传到湖对岸的时间为 t水 s 1.38sv水 1450
故由空气和水传到湖对岸的时间差约为 t t空 t水 4.5s
故 B正确；
v
C. 340在空气中的波长为 空空 m 0.85mf 400
故 C正确；
v
D. 1450在水中的波长为 水水 m 3.625mf 400
故 D错误。
故选 BC。
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11．答案：BD
解析：波从一种介质到另一种介质，频率不变，则介质Ⅱ中波的频率与介质Ⅰ中的
v
相等，为 ，A错误；介质Ⅱ中波的波长 2v 2 ，由于图示时刻波源也
f
恰好位于波峰，PO 4 ，则 O点此时也位于波峰，又此时介质Ⅱ中仅有一个波
峰，与 x轴和 y轴分别交于 R和 S点，所以线段 OS长为介质Ⅱ中的一个波长，
故 S点的坐标为 (0, 2 )，B正确；由于入射波与反射波在 O点相干加强，所
以该波在分界面发生反射前后瞬间的振动步调相同，所以入射波与反射波在 M
2v
点相干加强，C错误；介质Ⅰ相对介质Ⅱ的折射率 n 2，根据题意可知，相 v
图示时刻 P、R间比 P、O间多一个波峰，且 P、O、R均处于波峰，故PR 5 ，
OR 3 3
入射角的正弦值 sin ，则折射角的正弦值 sin n sin 2 ，D正
PR 5 相 5
确。
12．答案：BC
解析：波源位于坐标原点，则由题图可知，该波源形成两列波，且在 t 0.5 s的
时 间 内 波 传 播 的 距 离 为 x 2.5 m ， 则 机 械 波 的 波 速 为
v x 2.5 m / s 5 m / s，A 错误；由题图可知波的波长为 2 m，则波的周
t 0.5
2
期为T s 0.4 s x 1，波刚传到 x 1m处需要的时间 t 11 s 0.2 s，由于v 5 v 5
t 0.5 s时波恰好向右传播到 x 2.5 m处，结合同侧法可知波源的起振方向沿 y
轴的负方向，所以 t 0.2 s时 x 1m处的质点沿 y轴的负方向振动，再经过 0.1 s
1
的时间，即 T 的时间后， x 1m处的质点刚好位于波谷处，B正确；设波源的
4
2π
振动方程为 y Asin( t )，由以上可知 5π rad / s，由题图可知波的振
T
幅为 A 2 cm，又波源的起振方向沿 y轴的负方向且 t 0时刻位于坐标原点，则
波源的振动方程为 y 0.02sin(5πt) m 0.02sin(5πt π) m，C正确；质点起振后
只在平衡位置附近上下振动，不会随波左右迁移，D错误。
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13．答案：BD
解析：
若波沿 x轴负方向传播，P点此时的位移方向沿 y轴负方向，则加速度方向沿 y
轴正方向，若波沿 x轴正方向传播，P点此时的位移方向沿 y轴正方向，则加速
1
度方向沿 y轴负方向，C错；若波沿 x轴负方向传播，则 2s T 内 P点运动的
4
3
路程小于 0.1 m，D对； 12m
16
16m，A错；T s 8s，B对。
4 v 2
故选 BD。
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