专题10 机械振动和机械波-学易金卷：3年（2021-2023）高考1年模拟物理真题分项汇编（广东专用）

专题10 机械振动和机械波 高考对于这部分知识点主要以振动和波动的情景进行命题，体现物理知识在现实生活当中的应用。主要考查的知识点有①振动图像；②波动图像；③振动图像和波动图像综合；④波的反射、折射和衍射；⑤波的干涉；⑥多普勒效应等。常见题型为选择题和填空题。 2023年高考物理卷考试的知识点：多普勒效应的定义和现象； 2022年高考物理卷考试的知识点：机械波中质点振动的特点； 2021年高考物理卷考试的知识点：简谐运动图像对应的表达式。 1．（2023·广东·统考高考真题）渔船常用回声探测器发射的声波探测水下鱼群与障碍物．声波在水中传播速度为，若探测器发出频率为的声波，下列说法正确的是（    ） A．两列声波相遇时一定会发生干涉 B．声波由水中传播到空气中，波长会改变 C．该声波遇到尺寸约为的被探测物时会发生明显衍射 D．探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度无关 【答案】B 【详解】AD．根据多普勒效应可知，探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度有关，而两列声波发生干涉的条件是频率相等，所以两列声波相遇时不一定发生干涉，故AD错误； B．声波由水中传播到空气中时，声波的波速发生变化，所以波长会发生改变，故B正确； C．根据波长的计算公式可得 当遇到尺寸约1m的被探测物时不会发生明显衍射，故C错误； 故选B。 2．（2022·广东·高考真题）如图所示，某同学握住软绳的一端周期性上下抖动，在绳上激发了一列简谐波。从图示时刻开始计时，经过半个周期，绳上M处的质点将运动至 （选填“N”“P”或“Q”）处。加快抖动，波的频率增大，波速 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 P 不变 【详解】[1]经过半个周期，波向右传播半个波长，而M点只在平衡位置附近上下振动，恰好运动到最低点P点。 [2]波速是由介质决定的，与频率无关，波的频率增大，而波速度仍保持不变。 3．（2021·广东·高考真题）如图所示，一个轻质弹簧下端挂一小球，小球静止。现将小球向下拉动距离A后由静止释放，并开始计时，小球在竖直方向做简谐运动，周期为T。经时间，小球从最低点向上运动的距离 （选填“大于”、“小于”或“等于”）；在时刻，小球的动能 （选填“最大”或“最小”）。 【答案】 小于 最大 【详解】[1]根据简谐振动的位移公式 则时有 所以小球从最低点向上运动的距离为 则小球从最低点向上运动的距离小于。 [2]在时，小球回到平衡位置，具有最大的振动速度，所以小球的动能最大。 4．（2023·广东广州·华南师大附中校考三模）清晨，在平静的湖面上，老张和老李分别在甲乙两只小船上静坐钓鱼，两船相距40m。突然湖边的水受到扰动，引起一列水波在水面上从左向右传播。某时刻甲船和乙船的位置如图，甲位于波峰时，乙恰位于波谷，且峰、谷间的高度差为0.4m。若水波的周期为4s，则（　　）    A．水波波速为5m/s B．甲乙振动的振幅等于0.4m C．水波波长为16m D．9s内乙运动的路程为36m 【答案】C 【详解】AC．由图可知，甲、乙的距离为 解得 则水波波速为 故A错误，C正确； B．峰、谷间的高度差为0.4m，则甲乙振动的振幅A=0.2m，故B错误； D．9s内乙运动的路程为 故D错误。 故选C。 5．（2023·广东汕头·金山中学校考模拟预测）图甲中的装置水平放置，将小球从平衡位置O拉到A后释放，小球在O点附近来回振动；图乙中被细绳拴着的小球由静止释放后可绕固定点来回摆动。若将上述装置安装在太空中的我国空间站内进行同样操作，下列说法正确的是（　　） A．甲图中的小球将保持静止 B．甲图中的小球仍将来回振动 C．乙图中的小球仍将来回摆动 D．乙图中的小球将做匀速圆周运动 【答案】B 【详解】AB．空间站中的物体处于完全失重状态，甲图中的小球所受的弹力不受失重的影响，则小球仍将在弹力的作用下来回振动，A错误，B正确； CD．图乙中的小球在地面上由静止释放时，所受的回复力是重力的分量，而在空间站中处于完全失重时，回复力为零，则小球由静止释放时，小球仍静止不动，不会来回摆动；也不会做匀速圆周运动，若给小球一定的初速度，则小球在竖直面内做匀速圆周运动，C、D错误。 故选B。 6．（2023·广东广州·统考三模）将一台智能手机水平粘在秋千的座椅上，使手机边缘与座椅边缘平行（图甲），让秋千以小摆角（小于5°）自由摆动，此时秋千可看作一个理想的单摆，摆长为L。从手机传感器中得到了其垂直手机平面方向的关系图如图乙所示。则以下说法正确的是（　　） A．忽略空气阻力，秋千的回复力由重力和拉力的合力提供 B．当秋千摆至最低点时，秋千对手机的支持力等于手机所受的重