2025届高考物理一轮复习练：机械振动 机械波

一轮复习： 机械振动 机械波 一、单选题 1．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 2．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 3．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力 C．秋千摆动的周期为 D．该地的重力加速度 4．某次水袖舞表演中，演员甩出水袖的波浪可简化为如图所示沿x轴方向传播的简谐横波，其中实线为时刻的波形图，虚线为时刻的波形图，波的周期大于0.7s，则（    ） A．时刻，的质点向下振动 B．演员的手1.6s内全振动4次 C．若手振动变慢，波长变短 D．波传播的速度大小为2.5m/s 5．坐标原点处的波源做简谐运动，它在均匀介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播，波源振动4s后波刚好传到x=12m处，波形图如图所示。下列说法正确的是（　　） A．图中M点正沿y轴负方向振动 B．波在介质中的速度大小为3m/s C．质点M的平衡位置在x=3.0m处 D．波源振动的前4s内质点M通过的路程为54cm 6．随着人们对能源的需求越来越大，开发和利用波浪能对缓解能源危机和减少环境污染是非常重要的。波浪能是一种以海水机械波形式出现的海洋能，通过机械波去传播能量，用于发电、供热等。如图所示为海水机械波t=0时刻的波形图。已知波浪沿x轴正方向传播，其任意振动质点连续两次经过平衡位置的时间间隔为0.2秒，则下列说法正确的是（　　） A．波的振动频率为5Hz B．波的传播速度为10m/s C．x=4m处的质点在t=0.7s时恰好位于波谷 D．x=0m处的质点在t=0.6s时沿x轴移动了12m 7．如图所示为一列简谐横波沿x轴传播在t=0时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置在x1=1m、x2=12m处的质点，从t=0时刻开始，质点Q比质点P早0.1s第一次到达波峰，则下列说法错误的是（　　） A．波沿x轴正向传播 B．波传播的速度大小为10m/s C．3s内质点P运动的路程为1m D．质点Q的振动方程为y=-10sin（t）cm 8．如图所示，实线是一列简谐横波在时刻的波形图，虚线是时刻的波形图，已知质点M的平衡位置距O点距离为5m。下列说法正确的是（　　）    A．若波沿x轴负向传播时，其周期可能为 B．无论波向哪个方向传播，质点M在时刻一定沿y轴正方向运动 C．若该波沿x轴正向传播，其波速可能为 D．若波沿x轴负向传播时，当周期时，质点M在到时间内运动的路程为 二、多选题 9．关于下列情景图片，其中说法正确的是（　　）。 A．图甲中3D眼镜利用光的偏振原理 B．图乙利用单色光检查平面的平整度是利用光的衍射 C．图丙救护车发出的声波产生多普勒效应，而电磁波不会产生多普勒效应 D．图丁直接把墙壁多个条纹的距离当成相邻明条纹距离，计算光的波长结果会偏大 10．如图所示，设想在地球表面的P、Q两地之间开凿一个直通隧道，在隧道里铺设直管道，将地球视为均质球体，忽略一切摩擦阻力，不考虑地球自转，在P点将一物块由静止释放，管道内的物块会在PQ之间做简谐运动，运动周期为T，图中O点为PQ的中点，B点和B′点分别为OP和OQ连线的中点，下列说法正确的是（　　） A．物块由P到O的加速度增大 B．物块经过B点和B′点时速度大小相等 C．物块由P到O的运动时间为 D．物块在P、B两处回复力大小之比为2:1 11．如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动，取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．末和末，振子的速度方向相同 B．振子做简谐运动的表达式为 C．时，振子的位移为 D．在时间内，振子的速度和加速度方向始终相同 12．如图所示是两个理想单摆的振动图象，纵轴表示摆球偏离平衡位置的位移，以向右为正方向。下列说法中正确的是(　　) A．同一摆球在运动过程中前后两次经过轨迹上的同一点，加速度是相同的 B．甲、乙两个摆的频率之比为1：2 C．甲、乙两个摆的摆长之比为1：2 D．从t＝0时起，乙第一次到达右方最大位移处时，甲位于平衡位置，速度方向向左 E．t＝2 s时，甲摆的重力势能最小，乙摆的动能为零 13．摆钟如图是一种较有年代的计时钟表。其基本原理是利用了单摆的周期性，结合巧妙的擒纵器设计，实现计时的功能。如图为其内部的结构简图。设原先摆钟走时准确，则（　　） A．摆动过程中，金属圆盘所受合力为其回复力 B．摆钟在太空实验室内是无法正常使用的 C．该摆钟从北京带到汕头，为使走时准确，需旋转微调螺母使金属圆盘沿摆杆向上移动 D．该摆钟在冬季走时准确，到夏季为了准时，考虑热胀冷缩需旋转微调螺母使金属圆盘沿摆杆向上移动 14．B超是一种超声技术，探头发射超声波扫描人体，通过接收和处理载有人体组织或结构性质特征信息的回波形成图像。某血管探头沿x轴正方向发射简谐超声波，如图所示，时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的周期为，下列说法正确的是（　　） A．超声波在血管中的传播速度大小为 B．时，质点N恰好第二次处于波峰 C．超声波能在真空中传播，能发生干涉、衍射等现象 D．利用B超可以测血流速度，原理是多普勒效应 15．时刻，质点O从坐标原点开始振动，形成沿x轴正方向传播的简谐横波，其振动图像如图（b）所示。图（a）中实线和虚线分别为时刻和时刻的波形图，质点P、Q的平衡位置分别为和。下列说法正确的是（　　）。 A．时刻Q正在向上振动 B．，质点Q通过的路程为 C．时刻Q的速度达到最大 D．质点Q比质点P的振动滞后 16．如图所示，甲图为沿x轴传播的一列简谐横波在t = 0时刻的波动图象，乙图为参与波动的质点P的振动图象，则下列判断正确的是（    ） A．该波的传播速率为4 m/s B．该波的传播方向沿x轴正方向 C．经过0.5 s，质点P沿波的传播方向向前传播2 m D．该波在传播过程中若遇到4 m的障碍物，能发生明显衍射现象 E．经过0.5 s时间，质点P的位移为零，路程为0.4 m 17．—列简谐横波自左向右传播，在时刻的波形如图所示，此时坐标为的质点Q刚刚开始振动。在时刻，坐标为的质点M首次到达波谷位置，质点N的坐标为，则下列关于波的分析正确的是（　　） A．波源的起振方向沿y轴负方向 B．波传播的速度为 C．时间内，质点N运动的路程为 D．在时刻，质点M处于平衡位置 18．一列简谐横波沿x轴传播，在x轴上平衡位置相距2m的两质点A、B的振动图像分别如图甲、乙所示，已知该波波长大于1m，则该波的传播速率可能为（    ） A．1.8 B．2.0 C．4.0 D．6.7 三、填空题 19．在x＝-0.2m处有一简谐横波的波源，形成的简谐波沿x轴传播，如图所示是t＝0时的波形图，t＝0.02s时，位于x＝-0.3m处的质点A第一次到达波峰处，由此可知，该简谐波的传播速度大小为 m/s；质点B的平衡位置位于x＝0.1m处，则质点B的振动方程为 。 20．如图所示，小球与细线构成一个单摆（），其周期为T，振幅为A。现将小球拉至B点静止释放，开始计时。经过时间，小球运动距离 （选填“大于”、“小于”或“等于”）；在时刻，小球的动能 （选填“最大”或“最小”）。 21．图示为一单摆的共振曲线，根据曲线可求得此单摆摆长约为 ；若该单摆的摆长变短，则此共振曲线振幅A最大值对应的横坐标f的值将 （选填“增大”“减小”或“不变”）（取）。 四、解答题 22．如图，海面上有A、B两个导航浮标，两个浮标间距为30m，一列水波（看做简谐横波）沿海面从A浮标向B浮标传播，B浮标比A浮标振动落后30s。两个浮标随波上下振动，每分钟完成20次全振动，振动最高点和最低点间的距离为20cm，A、B浮标均看做质点，求： （1）水波的波长； （2）当A位于波峰时，以此时为计时零点，在0~1.5s内，浮标B通过的路程为多少？ 23．一列简谐横波沿着x的正方向传播，时刻波源从坐标原点处开始振动。如图甲所示是波在时的部分波动图像，如图乙所示是这列波上处的质点的振动图像（开始振动），求： （1）波的振动周期以及波源的振动方程； （2）时间内，处的质点的路程。 24．如图所示为一列简谐横波在t=0时刻的图象。此时质点P的运动方向沿y轴负方向，且当t=0.55s时质点P恰好第3次到达y轴正方向最大位移处。问： （1）该简谐横波的波速v的大小和方向如何？ （2）从t=0至t=1.2s，质点Q运动的路程L是多少？ （3）当t=1.2s时，质点Q相对于平衡位置的位移大小是多少？ 2 2 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．C 2．B 3．C 4．D 5．B 6．C 7．D 8．A 9．AD 10．BD 11．BD 12．ADE 13．BCD 14．BD 15．AB 16．ADE 17．AC 18．CD 19． 15 20． 小于 最大 21． 1m 增大 22．（1）3m；（2） 【详解】（1）浮标随波上下振动，每分钟完成20次全振动，可知周期为 B浮标比A浮标振动落后30s，则波速为 ， 水波的波长为 （2）由于 当A位于波峰时，B也位于波峰，振动最高点和最低点间距20cm，可知振幅为 在0~1.5s内，由于 ， 浮标B在0~1.5s内，通过的路程为 23．（1）0.4s, ；（2）360cm 【详解】（1）处的质点开始振动，可知波速为， 由图甲可得 得 ， 所以波的振动周期为 由图乙可知波源起振方向向下，振幅为30cm，所以波源振动方程为 （2）波传到处质点所需时间 ， 所以振动时间为 所以质点的路程为 24．（1），沿x轴负向传播；（2）120cm；（2）2.5cm 【详解】（1）此时质点P的运动方向沿y轴负方向，则此波沿x轴负向传播。 在到这段时间里，质点P恰好第3次到达y正方向最大位移处，则解得 由图象可得简谐波的波长为，则波速 （2）在t=0至t=1.2s这段时间，质点Q恰经过了6个周期，所以这段时间内质点Q运动的路程为 （3）在t=0至t=1.2s这段时间，质点Q恰经过了6个周期，则t=1.2s时质点Q相对于平衡位置的位移大小等于t=0时质点Q相对于平衡位置的位移大小，为2.5cm。 答案第2页，共2页 2 学科网（北京）股份有限公司 $$