专题02 机械振动与机械波（浙江专用）-【好题汇编】备战2024-2025学年高二物理下学期期末真题分类汇编

专题02 机械振动与机械波（解析版） 【考点分析】 【知识点梳理】 简谐运动的定义和描述；弹簧振子模型；单摆模型（单摆周期公式）；阻尼振动；受迫振动；共振； 波的形成及分类（横波与纵波）；波的描述（波长、周期（频率）、波速及其关系）；波的图像；波形图中某质点的速度方向与传播方向的关系；波的多解问题（周期导致多解、传播方向导致多解）；波的反射和折射；波的衍射；波传播的独立性及叠加原理；波的干涉；多普勒效应；超声波与次声波 【公式梳理】 物理概念、规律 公式 备注 机械振动和机械波 简谐运动的回复力 单摆周期公式 l为单摆的摆长 波长、波速、周期、频率的关系 适用于一切波 机械振动与机械波的概念与描述 1．（23-24高二下·浙江金华·期末）如图所示，振动桩锤是桩基础施工的重要设备之一。桩锤工作时引起桩身周围土体振动，使桩身和土体间的粘合度降低，从而减小沉桩阻力。下列说法正确的是（　　） A．针对不同土体，最有利于沉桩的桩锤振动频率都相同 B．针对同种土体，桩锤的振动频率越大，桩身周围土体的振动幅度越大 C．桩锤稳定工作后，桩身周围无论哪种土体，其振动频率都与桩锤的振动频率相同 D．为保障打桩机机身稳定，桩锤的振动频率应尽量接近机身的固有频率 【答案】C 【详解】A．针对不同土体，由于系统的固有频率可能不同，所以最有利于沉桩的桩锤振动频率可能不同，故A错误； B．根据共振条件可知，当驱动力频率等于固有频率时，做受迫振动的振幅最大，则针对同种土体，桩锤的振动频率越大，桩身周围土体的振动幅度不一定越大，故B错误； C．做受迫振动的频率等于驱动力的频率，可知桩锤稳定工作后，桩身周围无论哪种土体，其振动频率都与桩锤的振动频率相同，故C正确； D．为保障打桩机机身的稳定，桩锤的振动频率应尽量远离机身的固有频率，故D错误。 故选C。 2．（23-24高二下·浙江宁波·期末）下列生活中的物理现象，说法正确的是（　　） A．如图甲，手掌摩擦盆耳使得水花飞溅，是因为摩擦的力比较大 B．如图乙，B超利用的是超声波的反射 C．如图丙，一辆正驶近的救护车的鸣笛声调越来越高，是因为声音的传播速度变快了 D．如图丁，团体操表演“波浪”，表演者必须向左右两侧移动 【答案】B 【详解】A．如图甲，用双手摩擦盆耳，起初频率非常低，逐渐提高摩擦频率，当摩擦频率等于水的固有频率时，会发生共振现象，此时振幅最大使水花溅起，故A错误； B．如图乙，B超利用的是超声波的反射，选项B正确； C．如图丙，一辆正驶近的救护车的鸣笛声调越来越高，这是多普勒现象，接受者收到的声波的频率增加了，选项C错误； D．如图丁，团体操表演“波浪”，表演者都是上下振动，而不是向左右两侧移动，选项D错误。 故选B。 3．（23-24高二下·浙江温州·期末）高达632米的上海中心大厦，在工程师的巧妙设计下，它能抵挡15级大风，位于第126层的“电涡流摆设式调谐质量阻尼器”起到了关键作用。这款阻尼器由我国自主研发，重达1000吨，在大厦受到风力作用摇晃时，阻尼器质量块由于惯性产生反向摆动，在质量块下方圆盘状的永磁体与楼体地板正对，由于电磁感应产生涡流，从而使大厦减振减摆，其简化示意图如图所示。下列关于该阻尼器的说法正确的是（    ） A．质量块下方相对的地板可以是导体也可以是绝缘体，对减振效果没有影响 B．阻尼器的振动频率取决于自身的固有频率 C．大厦受到风力作用摇晃时，阻尼器质量块的振动频率小于大厦的摇晃频率 D．地板随大厦摇晃时，在地板内产生涡流，使大厦摇晃的机械能最终转化为热能 【答案】D 【详解】A．在质量块下方圆盘状的永磁体与楼体地板相对，由于电磁感应产生涡流，从而使大厦减振减摆，可知该阻尼器为电磁阻尼，只有下方地板是导体时，方可会起作用。故A错误； BC．大厦受到风力作用摇晃时，阻尼器做受迫振动，阻尼器质量块的振动频率等于大厦的摇晃频率。故BC错误； D．地板随大厦摆动时，在地板内产生涡流，地板导体内有电阻，使大厦摆动的机械能最终转化为热能逐渐耗散掉，符合电磁阻尼原理。故D正确。 故选D。 4．（23-24高二下·浙江宁波·期末）如图所示，光滑圆弧面上有一小球做简谐运动，B点为运动中的最低位置，A、C点均为运动过程中的最高位置。下列说法正确的是（　　） A．B点是平衡位置，此处小球受到的回复力就是重力 B．小球在B点时，重力势能最小，机械能最小 C．小球在A点、C点时，速度最小，对圆弧面的压力最小，回复力最大 D．若增大小球做简谐运动的幅度，则其运动周期变大 【答案】C 【详解】A． B点是平衡位置，此处小球受到的回复力是重力在切线方向的分力，此时恢复力为零，故A错误； B．小球在B点时，重力势能最小，整个运动过程机械能守恒，故B错误； C．小球在A点、C点时，速度最小，对圆弧面的压力最小，回复力最大，故C正确； D．简谐运动的周期与振幅无关，若增大小球做简谐运动的幅度，则其运动周期不变，故D错误。 故选C。 5．（23-24高二下·浙江台州·期末）抗旱提水保苗赛跑是趣味农运会中最具代表性的赛跑项目，比赛成绩要综合考虑运动员的跑步速度及到达终点时桶中所剩余的水量。则在运动员匀速运动过程中，下列说法正确的是（　　） A．步幅越大，水晃动的幅度越大 B．步频越大，水晃动的频率越大 C．桶里水量越多，水晃动的频率越大 D．跑步速度越大，水晃动的幅度越大 【答案】B 【详解】BC．运动员提水匀速运动过程中，由于运动员行走时，对水桶有力的作用，使水受到驱动力作用发生受迫振动，而受迫振动的频率等于外界驱动力的频率，即水晃动的频率等于运动员的步频，与桶里水量的多少无关，故B正确，C错误； AD．结合上述，水桶里的水做受迫振动，当运动员的步频接近水桶里的水的固有频率时，水晃动的幅度增大，当运动员的步频等于水桶里的水的固有频率时，发生共振，水晃动的幅度达到最大，故AD错误。 故选B。 6．（23-24高二下·浙江宁波·期末）关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．电磁波依靠电和磁的相互“感应”以及介质的振动而传播 B．无线电波较可见光更容易发生明显的衍射现象 C．红外线具有较高的能量，足以破坏细胞核中的物质 D．麦克斯韦预言了光是电磁波，并通过实验证实了电磁场理论 【答案】B 【详解】A．电磁波依靠电和磁的相互“感应”传播，不需要介质。故A错误； B．无线电波较可见光波长更长一些，所以更容易发生明显的衍射现象。故B正确； C．紫外线具有较高的能量，足以破坏细胞核中的物质。故C错误； D．麦克斯韦预言了光是电磁波，赫兹通过实验证实了电磁场理论。故D错误。 故选B。 7．（23-24高二下·浙江杭州·期末）（多选）下列说法正确的是（  ） A．肥皂泡出现彩色条纹是光的干涉现象 B．单摆做简谐运动时，振幅越大周期越大 C．回旋加速器可以将粒子加速到光速 D．要有效地发射电磁波需要用振荡器产生很高频率的电磁振荡 【答案】AD 【详解】A．肥皂泡在阳光下的色彩是薄膜干涉形成的，故A正确； B．单摆周期，与振幅无关，故B错误； C．回旋加速器可以将粒子加速到光速在理论上是可能的，但是要加速到光速在现实中不可能，故C错误； D．振荡电路发射电磁波的条件是：有足够高的振荡频率与开放电路，所以要有效地发射电磁波需要用振荡器产生很高频率的电磁振荡，故D正确。 故选AD。 8．（23-24高二下·浙江湖州·期末）一个单摆在地面上做受迫振动，其振幅与驱动力频率的关系如图所示，下列说法正确的是（　　） A．此单摆的固有周期约为4s B．此单摆的摆长约为2m C．若摆长增大，单摆的固有频率减小 D．若摆长增大，曲线的峰将向右移动 【答案】C 【详解】AB．由图可知，单摆的固有频率约为，则单摆的固有周期约为，由单摆周期公式可得，此单摆的摆长约为，故AB错误； CD．若摆长增大，单摆固有周期变大，单摆的固有频率减小，曲线的峰将向左移动，故C正确，D错误。 故选C。 9．（23-24高二下·浙江杭州·期末）如图甲所示，粗细均匀的一根木筷，下端绕有铁丝，可使其竖直漂浮于装水的杯中。以竖直向上为正方向，把木筷提起一段距离后放手，木筷的振动图像如图乙所示。关于木筷（含铁丝）下列说法正确的是（　　） A．在时刻处于超重状态 B．在时刻向下运动 C．在时刻合力不为零 D．运动过程中，机械能一直减小 【答案】D 【详解】A．在时刻，振动物体处于正的最大位移处，加速度方向竖直向下，物体处于失重状态，故A错误； BC．在时刻，物体处于平衡位置，加速度为零，合力为零，且向上运动，故BC错误； D．由于物体做减幅振动，所以运动过程中，机械能一直减小，故D正确。 故选D。 10．（23-24高二下·浙江金华·期末）“蜻蜓点水”是常见的自然现象，某同学在研究蜻蜓运动的过程中获得了一张蜻蜓点水的俯视照片，照片反映了蜻蜓连续三次点水后某瞬间的水面波纹每次点水的时间忽略不计。则关于蜻蜓的飞行方向及飞行速度与水波传播速度的大小关系正确的是（    ） A．向左， B．向左， C．向右， D．向右， 【答案】C 【详解】由图可见向右圆的半径变小，根据最先形成的水波半径小，然后随时间逐渐变大，所以蜻蜓向右飞行。由图可知相邻两圆的圆心距大于相邻两圆的半径之差，可得蜻蜓飞行的速度大于水波传播的速度。 故选C。 11．（23-24高二下·浙江金华·期末）（多选）如图所示，一轻质弹簧下端系一质量为的书写式激光笔，组成一弹簧振子，并将其悬挂于教室内一体机白板的前方。使弹簧振子沿竖直方向上下自由振动，白板以速率v水平向左匀速运动，激光笔在白板上留下书写印迹，图中相邻竖直虚线的间隔均为（未标出），印迹上两点的纵坐标为和。不计一切阻力，则（    ） A．该弹簧振子的振动周期为 B．在激光笔留下段印迹的过程中，弹簧对它做功为 C．在激光笔留下段印迹的过程中，弹簧对它的冲量为0 D．在激光笔留下段印迹的过程中，振动系统的重力势能和弹性势能之和先减小后增大 【答案】BD 【详解】A．图中相邻竖直虚线的间隔均为，则该弹簧振子的振动周期为，故A错误； B．由于P、Q两位置弹簧振子的速度均为0，从P到Q根据动能定理得，解得，故B正确； C．由于P、Q两位置弹簧振子的速度均为0，则P到Q的过程中，根据动量定理得 解得，故C错误； D．振动系统从P到Q，重力势能、弹性势能和动能之和不变，由于动能先增大后减小，则重力势能和弹性势能之和先减小后增大。故D正确。 故选BD。 波形图与振动图像的综合应用 12．（23-24高二下·浙江温州·期末）如图为某物体做简谐运动的图像，则（    ） A．0.6s时的速度与0.8s时的速度相同 B．0.6s时的回复力与0.8s时的回复力相同 C．0.5s时的势能小于0.6s时的势能 D．0.5s时的加速度小于0.6s时的加速度 【答案】A 【详解】A．由图知物体在0.6s与0.8s时刻图像的斜率相同，则速度相同，故A正确； B．在0.6s到0.8s的时间内，位移方向不同，根据F=−kx，知回复力不相同，故B错误； C．在0.5s时，振子位于最大位移处，势能最大，故C错误； D．在0.5s时，振子位于最大位移处，根据可知，0.5s时的加速度最大，故D错误。 故选A。 13．（23-24高二下·浙江·期末）一列简谐横波沿x轴正向传播，时刻，波刚好传播到坐标原点O点处，且O点处的质点从平衡位置开始向下振动，平衡位置在处的质点a比O点处质点的振动滞后0.5s，时，质点a刚好第一次到达波峰，通过的路程为6cm，质点b的平衡位置在处，则下列说法不正确的是（    ） A．处的质点起振的方向向下 B．坐标原点O处的质点振动振幅为3cm C．波的传播速度为4m/s D．质点b比质点a振动滞后1.5s 【答案】B 【详解】A．所有质点的起振方向相同，由于原点处质点起振方向向下，因此处的质点起振的方向向下，故A正确； C．由于平衡位置在处的质点a比O点处质点的振动滞后0.5s，因此波从O点传播到a点所用时间为0.5s，波传播速度，故C正确； B．由于质点a在1.5s内振动了，因此波动周期，质点a刚好第一次到达波峰，通过的路程为6cm，则质点a振动的振幅为2cm，那么坐标原点O处的质点振动振幅为2cm，故B错误； D．波从a传播到b所用时间，因此质点b比质点a振动滞后1.5s，故D正确。 本题选不正确项，故选B。 14．（23-24高二下·浙江温州·期末）（多选）在均匀介质中，位于坐标原点的波源从时刻开始沿y轴做简谐运动，形成沿x轴传播的简谐横波，时的波形如图所示，此刻平衡位置在处的质点刚开始振动，则下列说法正确的有（    ） A．波源起振方向沿y轴正方向 B．处质点在时位于波谷 C．波源的位移表达式为 D．经过半个周期处的质点向左迁移半个波长 【答案】BC 【详解】A．平衡位置在处的质点刚开始振动，根据波形平移法可知该质点起振方向沿y轴负方向，则波源的起振方向沿y轴负方向，故A错误； B．由图中可知时，波传播的距离为x=2.5m，故波的速度为，由图可知该波的波长为，所以波的周期为，波传播到需要的时间，由图可知该波的起振方向向下，该波振动了0.1s，即，所以位于波谷，故B正确； C．根据图像可知该波的振动方程为，故C正确； D．质点只是上下振动，不随波左右迁移，故D错误。 故选BC。 15．（23-24高二下·浙江衢州·期末）（多选）一列沿x轴传播的简谐横波，如图1所示是时刻的波形图，P和Q是这列简谐横波上的两个质点，如图2所示是质点Q的振动图像。下列说法正确的是（　　） A．该列波沿x轴正方向传播，波速大小为1m/s B．该列波与频率为0.5Hz的简谐横波相遇时一定能发生稳定干涉 C．时，质点P的加速度最大，方向沿y轴正方向 D．从到，质点Q通过的路程为1.2m 【答案】CD 【详解】A．由图2可知时刻质点Q振动方向沿y轴正方向，根据“同侧法”可知波的传播方向沿x轴负方向传播，由图1、2可知波长为2m，周期为2s，波速为，故A错误； B．该列波的频率为，与频率为0.5Hz的简谐横波相位差恒定时相遇才能发生稳定干涉，故B错误； C．时，质点P到达波谷位置，所以加速度最大，方向沿y轴正方向，故C正确； D．从到，质点Q通过的路程为，故D正确。 故选CD。 波的叠加与干涉 16．（23-24高二下·浙江湖州·期末）噪音会影响我们的日常生活，大家习惯用降噪耳机来减小噪音对我们的干扰。主动降噪耳机可以通过主动发出抵消声波来减小噪音。某一噪音信号的振动方程为，声波在空气中传播的速度为340m/s，下列说法正确的是（　　） A．抵消声波的波长为 B．抵消声波的振幅为2A C．主动降噪技术应用的是声波的多普勒效应 D．抵消声波和环境噪音在空气中传播的速度可以不同 【答案】A 【详解】A．根据题意可知，抵消声波的频率为，则抵消声波的波长为，故A正确； B．由振动方程可知，抵消声波的振幅为，故B错误； C．主动降噪技术应用的是声波的叠加原理，故C错误； D．波速由介质决定，抵消声波和环境噪声在空气中传播的速度相等，故D错误。 故选A。 17．（23-24高二下·浙江金华·期末）水面上有两个频率、振幅、振动方向均相同的振源，先后开始振动形成两列水波在空间叠加。先振动，形成的水波如图所示，是连线上的点，点是的中点，此时均处在波峰处，点和点分别是和的中点。当振动一段时间后，观察到处水面始终平静。已知两振源的频率为，波速为，下列说法中正确的是（    ） A．点是振动加强点，点是振动减弱点 B．振动加强区的质点一直处于最大位移处 C．点到两振源之间的距离差为 D．点到两振源之间的距离差为 【答案】C 【详解】A．当振动一段时间后，观察到e处水面始终平静，所以，e点为振动减弱点，即两波源都振动时，振动完全相反。c点到e点的距离为，则c点到两波源的距离差为，所以c点为振动减弱点；b点到e点的距离为，则b点到两波源的距离差为，所以b点为振动减弱点，故A错误； B．振动加强区的质点振幅最大，并不是一直处于最大位移处，故B错误； CD．根据，d点到e点的距离为，则d点到两波源的距离差为，即距离差为，故C正确，D错误。 故选C。 18．（23-24高二下·浙江·期末）在某一均匀介质中有两个机械波源a、b，相距7m，如图所示为两个波源a、b同时开始做简谐运动的振动图像，波源a、b发出的两列波相向传播，波速均为2m/s。下列说法正确的是（　　）： A．两列波频率均为2Hz B．两列波相遇叠加不会发生干涉 C．两列波相遇叠加，在两个波源连线中点振幅为1cm D．两列波相遇叠加，在两个波源连线上有3个点振幅为3cm 【答案】C 【详解】A．由图可知两列波的周期，两列波的频率，故A错误； B．因为两列波的频率相同，所以两列波相遇叠加会产生干涉。故B错误； C．由图可知两列波的振动步调相反，在两个波源连线中点距两列波的距离相等，所以此处为减弱点，所以振幅大小为，故C正确； D．由题意可得两列波的波长，因为两列波的振动步调相反，所以在两个波源连线上距两波源距离差为半波长奇数倍的为加强点，振幅为3cm。分别距其中一个波源、两位置时，距离差为，是加强点；分别距其中一个波源、两位置时，距离差为，是加强点，所以在两个波源连线上有4个点振幅为3cm。故D错误。 故选C。 19．（23-24高二下·浙江台州·期末）如图所示是两个振动情况完全相同的简谐波源、在同一均匀介质中产生的两列波，实线表示波峰，虚线表示波谷，波源的振幅为A，周期为。关于图中所标的、、、四点，下列说法正确的是（　　） A．点振幅为零 B．点振动始终加强，点振动始终减弱 C．从图示时刻经过，点将运动到点 D．从图示时刻经过，点运动路程为 【答案】A 【详解】A．由题图可知，d点时波峰与波谷相遇的点，是振动减弱点，又因为两列波的振动情况完全相同，振幅也相等，所以d点的振幅为零，故A项正确； B．由题图可知，b点时波峰与波峰相遇的点，c点时波谷与波谷相遇的点，所以两点均是振动加强点，故B项错误； C．波上每点都是在各自平衡位置附近做着简谐运动，并不会随波而运动，故C项错误； D．由之前的分析可知，b点时振动加强点，所以其振幅为2A，此时处于波峰位置，经过，其运动路程为2A，故D项错误。 故选A。 20．（23-24高二下·浙江丽水·期末）如图甲，两列沿相反方向传播的横波，形状相当于正弦曲线的一半，上下对称，其振幅和波长都相等，它们在相遇的某一时刻会发生两列波“消失”的现象，如图乙所示，其中 ae 为“消失区”两边缘处，b、c、d 恰好将ae间距进行四等分，则从此刻开始，（　　） A．a 处质点将向上运动 B．b 处质点将向下运动 C．c 处质点将向上运动 D．d 处质点将向下运动 【答案】B 【详解】由图看出，两列波的波峰与波谷叠加，振动减弱，两波的振幅相等，所以如图（乙）所示的时刻两列波“消失”。根据波形平移法判断可知，向右传播的波单独引起a、b的振动方向向下，向左传播的波单独引起a、b的振动方向向下，根据叠加原理可知，此时a、b质点的振动方向是向下；同理d 处质点将向上运动；c 处质点不振动。 故选B。 21．（23-24高二下·浙江杭州·期末）（多选）如图所示，某均匀介质表面有A、B、C三点构成一个边长为4m的正三角形，D为AB边的中点，E为AB边上的点，且，O为三角形的中心。在A、B、C三点各有一个简谐横波源，振动方向垂直纸面且振动方程均为，波在介质中传播的速度为1m/s，下列说法正确的是（    ） A．O点比D点先振动 B．O点为加强点 C．E点为加强点 D．D点的振幅是3A 【答案】BC 【详解】A．设三角形的边长为l，根据几何关系可知，，由于，传播速度相同，则D点比O点先振动，故A错误； B．O点到三个波源的距离都相等，则O点为振动加强点，故B正确； C．由振动方程可知波的周期为s，则波长为m，根据余弦定理有，解得m，根据波的叠加可知A、B两处的波源先在E点振动加强，再过一个周期后C处波源也在E点振动加强，故E点为振动加强点，故C正确； D．根据几何关系可知m，则D点并非振动加强点，振幅不等于3A，故D错误； 故选BC。 22．（23-24高二下·浙江湖州·期末）平静水面上建立轴，俯视图如图所示。分别位于和的两波源、起振方向相反，时刻同时从各自的平衡位置开始以的频率、的振幅上下振动，在水面上形成两列简谐横波。图中虚线为时两列波恰好到达的位置，此时处的质点处于平衡位置且向上振动。下列说法正确的是（　　） A．两列波的传播速度为 B．轴上在之间振动加强点个数共9个 C．时，处的质点向上振动 D．时，处的质点通过的总路程为 【答案】D 【详解】A．根据题意，由图可知，两列波在内传播的距离为，则两列波的传播速度为，故A错误； B．两列波的波长为，由于两列波的起振方向相反，根据波的加可知，振动加强点到两波源的波程差满足，其中处有6个点，处有4个点，所以x轴上在AB之间振动加强点个数共10个，故B错误； CD．由于此时处的质点处于平衡位置且向上振动，则B波的起振方向向上，A波起振方向向下，时，波的传播距离为，则时，两列波均已传到处，由于到两波源的波程差为，可知，此点为振动减弱点，则时，处的质点在平衡位置静止不动；当时，波的传播距离为，可知，两列波均已传到处，同理可知此点为振动减弱点，则此处质点只有在传播到未传播到时振动，其它时间在平衡位置静止不动，则此处质点振动的时间为，通过的总路程为，故D正确。 故选D。 23．（23-24高二下·浙江嘉兴·期末）如图甲所示，在均匀介质的同一平面内有A、B、C、D四点，A、B、C三点位于同一直线上，，，。时刻，A、B、C处三个完全相同的波源同时开始振动，振动方向与平面ABD垂直，振动图像如图乙所示，振动在介质中产生的横波波长。关于D处的质点，下列说法错误的是（　　）    A．时，质点开始振动 B．时，质点的速度为0 C．时，质点位于平衡位置 D．时，质点的位移为4cm 【答案】D 【详解】A．这三列波的周期T=4s，则波速均为由图甲可知，D处距离波源最近的距离为3m，故开始振动后波源C处的横波最先传播到D处，故C处的波传到D点的时间为时，D处的质点开始振动，选项A正确； B．AB两处的波传到D点的时间为，故时，C处的波在D点振动了1s，由振动图像可知，质点此时处于最大位移处，故质点的速度为0，选项B正确； C．时，AB两处的波刚好传到D点，C处的波在D点振动了2s，则D处的质点处于平衡位置，选项C正确； D．时，AB两处的波在D点振动1s，则在D点引起的位移为4cm，C处的波在D点振动了3s，在D点引起的位移为-2cm，则D处的质点的位移是2cm，选项D错误。 本题选择错误的，故选D。 24．（23-24高二下·浙江宁波·期末）（多选）如图所示，与处有两个波源和均可以沿轴方向做简谐运动，两波源产生的机械波均能以波源为圆心在平面内向各个方向传播，振动周期均为，波速均为。时刻波源开始沿轴正方向振动，振幅；时刻波源开始沿轴负方向振动，振幅。下列说法正确的是（    ） A．时刻，处质点的位移为 B．在轴上，和区域都是振动的减弱点 C．在轴上，区间内一共有9个振动的加强点 D．以波源为圆心，分别以半径4.4m和4.8m画圆，则在这两个圆周上，振动的加强点的个数相等 【答案】CD 【详解】A．假设只有波源时，因波速，此波传到处需要时间为 因周期，则处的质点又振动了，可知质点在时刻处在波峰，即位移是3cm，同理可知只有波源时，传到需要时间为，质点又振动了，可知质点在时刻处在波谷，则位移是-5cm，故时刻，处质点的位移为，故A错误； B．该波的波长为，在和区域，各点到两波源的距离之差，即是波长的整数倍，波源的振动步调相反，波源先振动半个周期，因此各点都是振动加强点，故B错误； C．设振动加强的坐标为，在x轴上，振动加强点满足（n＝0，1，2，3…） 且，解得，故区间内一共有9个振动的加强点，故C正确； D．以波源为圆心，分别以半径4.4m和4.8m画圆，如图所示 则在这两个圆周上，Q点到两波源的距离之差最小，则有，P点到两波源的距离之差最大，为，半径为4.4m的圆上振动加强点满足（＝0，1，2，3…），解得可取，点到两波源的距离之差最小，点到两波源的距离之差最大，为，半径为4.8m的圆上振动加强点满足（＝0，1，2，3…），解得可取，则在这两个圆周上，振动的加强点的个数相等，故D正确。 故选CD。 25．（23-24高二下·浙江舟山·期末）（多选）如图甲所示，、为x轴上的两波源，其平衡位置坐标分别为、，时，两波源分别沿x轴正方向和负方向同时激发两列简谐横波，图乙为两波源的振动图像，已知两列波的波速均为10cm/s。下列说法正确的是（    ） A．波源的振动方程为 B．两列波相遇后能形成稳定的干涉图样 C．两列波相遇后，平衡位置坐标为的质点是振动减弱点 D．时，平衡位置坐标为的质点加速度沿y轴正方向 【答案】BCD 【详解】A．波源的振动方程为，故A错误； B．根据图乙可知，两波源振动周期相等，即频率相同，则两列波相遇后能形成稳定的干涉图样，故B正确； C．根据图乙可知，两波源振动步调相反，由于平衡位置坐标为的质点到两波源位置的间距差为，可知，平衡位置坐标为的质点是振动减弱点，故C正确； D．机械波的波长，由于两波源振动步调相反，由于平衡位置坐标为的质点到两波源位置的间距差为，可知，平衡位置坐标为的质点是振动减弱点。S1波源振动形式传播到质点位置经历时间，S2波源振动形式传播到质点位置经历时间，可知，当S2波源振动形式传播到质点位置时，质点已经以S1波源振动形式振动了4s，即两个完整周期，随后振动减弱，由于S2波源振幅大一些，在5s时刻，质点开始沿y轴负方向转动，经历0.5s，即四分之一个周期，质点运动到叠加后的波谷位置，此时位移为负值，则质点加速度沿y轴正方向，故D正确。 故选BCD。 26．（23-24高二下·浙江温州·期末）（多选）如图波源O垂直纸面做简谐运动，振动方程为，0时刻开始振动。所激发的横波在均匀介质中向四周传播，波速为2m/s，在空间中有一开有两小孔C、D的挡板，C、D离波源O的距离分别为3m、4m，C、D间距为4m，在挡板后有矩形ABCD区域，，E、F分别为AB、CD中点。下列说法正确的是（　　） A．EF线段的中点为振动减弱点 B．在0~2s内C点经过的路程为16m C．AC连线之间只有一个加强点 D．改变波源振动频率，AC点连线加强点的位置一定不变 【答案】AC 【详解】A．波的周期为，波长为，设EF线段的中点为M，则，，两种路径到M点波程差为，所以EF线段的中点为振动减弱点。故A正确； B．波到C点的时间为，在0~2s内C点振动时间，经过的路程为2A=4m，故B错误； C．设AC连线之间的加强点到C点距离为x，则两种路径到加强点的波程差，当n=1，x=7.5m>3m（舍去），n=2，，n=3，x=-0.9m（舍去），因此AC连线之间只有一个加强点。故C正确； D．改变波源振动频率，根据公式，可知，之前加强点的波程差不一定等于频率改变后的加强点的波程差。故AC点连线加强点的位置可能改变。故D错误。 故选AC。 27．（23-24高二下·浙江宁波·期末）（多选）如图所示，在均匀介质中，坐标系xoy位于水平面内，O点处的波源从时刻开始沿垂直于xoy水平面的z轴做简谐运动，其位移随时间变化关系，产生的机械波在xoy平面内传播。实线圆、虚线圆分别表示时刻相邻的波峰和波谷，且此时刻平面内只有一圈波谷，则下列说法正确的是（　　） A． B．该机械波的传播速度为2.5m/s C．时，B处质点的速度方向为z轴负方向 D．至时间内，C处质点运动的路程为30m 【答案】AC 【详解】A．由图像可知，OD距离2m为一个完整的波长，时刻，O、D均在波峰，且平面内只有一个完整的波形，则O点此时第二次出现波峰，周期为，可知，故A正确； B．由题意可得，相邻的波峰和波谷距离为1m，故波的波长为，故机械波的传播速度为，故B错误； C．由AB选项中的计算结果可知机械波传播到B点需要，则时，B点已经振动了n个周期，机械波上的所有点都在模仿O点的振动情况，因而如下图所示 的位置在轴的负半轴，且速度方向沿z轴负方向。故C正确； D．根据勾股定理可知，则传播到C点的时间为，则至时间内，C处质点只振动了个周期，则C点处质点运动的路程，故D错误。 故选AC。 1 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02 机械振动与机械波（原卷版） 【考点分析】 【知识点梳理】 简谐运动的定义和描述；弹簧振子模型；单摆模型（单摆周期公式）；阻尼振动；受迫振动；共振； 波的形成及分类（横波与纵波）；波的描述（波长、周期（频率）、波速及其关系）；波的图像；波形图中某质点的速度方向与传播方向的关系；波的多解问题（周期导致多解、传播方向导致多解）；波的反射和折射；波的衍射；波传播的独立性及叠加原理；波的干涉；多普勒效应；超声波与次声波 【公式梳理】 物理概念、规律 公式 备注 机械振动和机械波 简谐运动的回复力 单摆周期公式 l为单摆的摆长 波长、波速、周期、频率的关系 适用于一切波 机械振动与机械波的概念与描述 1．（23-24高二下·浙江金华·期末）如图所示，振动桩锤是桩基础施工的重要设备之一。桩锤工作时引起桩身周围土体振动，使桩身和土体间的粘合度降低，从而减小沉桩阻力。下列说法正确的是（　　） A．针对不同土体，最有利于沉桩的桩锤振动频率都相同 B．针对同种土体，桩锤的振动频率越大，桩身周围土体的振动幅度越大 C．桩锤稳定工作后，桩身周围无论哪种土体，其振动频率都与桩锤的振动频率相同 D．为保障打桩机机身稳定，桩锤的振动频率应尽量接近机身的固有频率 2．（23-24高二下·浙江宁波·期末）下列生活中的物理现象，说法正确的是（　　） A．如图甲，手掌摩擦盆耳使得水花飞溅，是因为摩擦的力比较大 B．如图乙，B超利用的是超声波的反射 C．如图丙，一辆正驶近的救护车的鸣笛声调越来越高，是因为声音的传播速度变快了 D．如图丁，团体操表演“波浪”，表演者必须向左右两侧移动 3．（23-24高二下·浙江温州·期末）高达632米的上海中心大厦，在工程师的巧妙设计下，它能抵挡15级大风，位于第126层的“电涡流摆设式调谐质量阻尼器”起到了关键作用。这款阻尼器由我国自主研发，重达1000吨，在大厦受到风力作用摇晃时，阻尼器质量块由于惯性产生反向摆动，在质量块下方圆盘状的永磁体与楼体地板正对，由于电磁感应产生涡流，从而使大厦减振减摆，其简化示意图如图所示。下列关于该阻尼器的说法正确的是（    ） A．质量块下方相对的地板可以是导体也可以是绝缘体，对减振效果没有影响 B．阻尼器的振动频率取决于自身的固有频率 C．大厦受到风力作用摇晃时，阻尼器质量块的振动频率小于大厦的摇晃频率 D．地板随大厦摇晃时，在地板内产生涡流，使大厦摇晃的机械能最终转化为热能 4．（23-24高二下·浙江宁波·期末）如图所示，光滑圆弧面上有一小球做简谐运动，B点为运动中的最低位置，A、C点均为运动过程中的最高位置。下列说法正确的是（　　） A．B点是平衡位置，此处小球受到的回复力就是重力 B．小球在B点时，重力势能最小，机械能最小 C．小球在A点、C点时，速度最小，对圆弧面的压力最小，回复力最大 D．若增大小球做简谐运动的幅度，则其运动周期变大 5．（23-24高二下·浙江台州·期末）抗旱提水保苗赛跑是趣味农运会中最具代表性的赛跑项目，比赛成绩要综合考虑运动员的跑步速度及到达终点时桶中所剩余的水量。则在运动员匀速运动过程中，下列说法正确的是（　　） A．步幅越大，水晃动的幅度越大 B．步频越大，水晃动的频率越大 C．桶里水量越多，水晃动的频率越大 D．跑步速度越大，水晃动的幅度越大 6．（23-24高二下·浙江宁波·期末）关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．电磁波依靠电和磁的相互“感应”以及介质的振动而传播 B．无线电波较可见光更容易发生明显的衍射现象 C．红外线具有较高的能量，足以破坏细胞核中的物质 D．麦克斯韦预言了光是电磁波，并通过实验证实了电磁场理论 7．（23-24高二下·浙江杭州·期末）（多选）下列说法正确的是（  ） A．肥皂泡出现彩色条纹是光的干涉现象 B．单摆做简谐运动时，振幅越大周期越大 C．回旋加速器可以将粒子加速到光速 D．要有效地发射电磁波需要用振荡器产生很高频率的电磁振荡 8．（23-24高二下·浙江湖州·期末）一个单摆在地面上做受迫振动，其振幅与驱动力频率的关系如图所示，下列说法正确的是（　　） A．此单摆的固有周期约为4s B．此单摆的摆长约为2m C．若摆长增大，单摆的固有频率减小 D．若摆长增大，曲线的峰将向右移动 9．（23-24高二下·浙江杭州·期末）如图甲所示，粗细均匀的一根木筷，下端绕有铁丝，可使其竖直漂浮于装水的杯中。以竖直向上为正方向，把木筷提起一段距离后放手，木筷的振动图像如图乙所示。关于木筷（含铁丝）下列说法正确的是（　　） A．在时刻处于超重状态 B．在时刻向下运动 C．在时刻合力不为零 D．运动过程中，机械能一直减小 10．（23-24高二下·浙江金华·期末）“蜻蜓点水”是常见的自然现象，某同学在研究蜻蜓运动的过程中获得了一张蜻蜓点水的俯视照片，照片反映了蜻蜓连续三次点水后某瞬间的水面波纹每次点水的时间忽略不计。则关于蜻蜓的飞行方向及飞行速度与水波传播速度的大小关系正确的是（    ） A．向左， B．向左， C．向右， D．向右， 11．（23-24高二下·浙江金华·期末）（多选）如图所示，一轻质弹簧下端系一质量为的书写式激光笔，组成一弹簧振子，并将其悬挂于教室内一体机白板的前方。使弹簧振子沿竖直方向上下自由振动，白板以速率v水平向左匀速运动，激光笔在白板上留下书写印迹，图中相邻竖直虚线的间隔均为（未标出），印迹上两点的纵坐标为和。不计一切阻力，则（    ） A．该弹簧振子的振动周期为 B．在激光笔留下段印迹的过程中，弹簧对它做功为 C．在激光笔留下段印迹的过程中，弹簧对它的冲量为0 D．在激光笔留下段印迹的过程中，振动系统的重力势能和弹性势能之和先减小后增大 波形图与振动图像的综合应用 12．（23-24高二下·浙江温州·期末）如图为某物体做简谐运动的图像，则（    ） A．0.6s时的速度与0.8s时的速度相同 B．0.6s时的回复力与0.8s时的回复力相同 C．0.5s时的势能小于0.6s时的势能 D．0.5s时的加速度小于0.6s时的加速度 13．（23-24高二下·浙江·期末）一列简谐横波沿x轴正向传播，时刻，波刚好传播到坐标原点O点处，且O点处的质点从平衡位置开始向下振动，平衡位置在处的质点a比O点处质点的振动滞后0.5s，时，质点a刚好第一次到达波峰，通过的路程为6cm，质点b的平衡位置在处，则下列说法不正确的是（    ） A．处的质点起振的方向向下 B．坐标原点O处的质点振动振幅为3cm C．波的传播速度为4m/s D．质点b比质点a振动滞后1.5s 14．（23-24高二下·浙江温州·期末）（多选）在均匀介质中，位于坐标原点的波源从时刻开始沿y轴做简谐运动，形成沿x轴传播的简谐横波，时的波形如图所示，此刻平衡位置在处的质点刚开始振动，则下列说法正确的有（    ） A．波源起振方向沿y轴正方向 B．处质点在时位于波谷 C．波源的位移表达式为 D．经过半个周期处的质点向左迁移半个波长 15．（23-24高二下·浙江衢州·期末）（多选）一列沿x轴传播的简谐横波，如图1所示是时刻的波形图，P和Q是这列简谐横波上的两个质点，如图2所示是质点Q的振动图像。下列说法正确的是（　　） A．该列波沿x轴正方向传播，波速大小为1m/s B．该列波与频率为0.5Hz的简谐横波相遇时一定能发生稳定干涉 C．时，质点P的加速度最大，方向沿y轴正方向 D．从到，质点Q通过的路程为1.2m 波的叠加与干涉 16．（23-24高二下·浙江湖州·期末）噪音会影响我们的日常生活，大家习惯用降噪耳机来减小噪音对我们的干扰。主动降噪耳机可以通过主动发出抵消声波来减小噪音。某一噪音信号的振动方程为，声波在空气中传播的速度为340m/s，下列说法正确的是（　　） A．抵消声波的波长为 B．抵消声波的振幅为2A C．主动降噪技术应用的是声波的多普勒效应 D．抵消声波和环境噪音在空气中传播的速度可以不同 17．（23-24高二下·浙江金华·期末）水面上有两个频率、振幅、振动方向均相同的振源，先后开始振动形成两列水波在空间叠加。先振动，形成的水波如图所示，是连线上的点，点是的中点，此时均处在波峰处，点和点分别是和的中点。当振动一段时间后，观察到处水面始终平静。已知两振源的频率为，波速为，下列说法中正确的是（    ） A．点是振动加强点，点是振动减弱点 B．振动加强区的质点一直处于最大位移处 C．点到两振源之间的距离差为 D．点到两振源之间的距离差为 18．（23-24高二下·浙江·期末）在某一均匀介质中有两个机械波源a、b，相距7m，如图所示为两个波源a、b同时开始做简谐运动的振动图像，波源a、b发出的两列波相向传播，波速均为2m/s。下列说法正确的是（　　）： A．两列波频率均为2Hz B．两列波相遇叠加不会发生干涉 C．两列波相遇叠加，在两个波源连线中点振幅为1cm D．两列波相遇叠加，在两个波源连线上有3个点振幅为3cm 19．（23-24高二下·浙江台州·期末）如图所示是两个振动情况完全相同的简谐波源、在同一均匀介质中产生的两列波，实线表示波峰，虚线表示波谷，波源的振幅为A，周期为。关于图中所标的、、、四点，下列说法正确的是（　　） A．点振幅为零 B．点振动始终加强，点振动始终减弱 C．从图示时刻经过，点将运动到点 D．从图示时刻经过，点运动路程为 20．（23-24高二下·浙江丽水·期末）如图甲，两列沿相反方向传播的横波，形状相当于正弦曲线的一半，上下对称，其振幅和波长都相等，它们在相遇的某一时刻会发生两列波“消失”的现象，如图乙所示，其中 ae 为“消失区”两边缘处，b、c、d 恰好将ae间距进行四等分，则从此刻开始，（　　） A．a 处质点将向上运动 B．b 处质点将向下运动 C．c 处质点将向上运动 D．d 处质点将向下运动 21．（23-24高二下·浙江杭州·期末）（多选）如图所示，某均匀介质表面有A、B、C三点构成一个边长为4m的正三角形，D为AB边的中点，E为AB边上的点，且，O为三角形的中心。在A、B、C三点各有一个简谐横波源，振动方向垂直纸面且振动方程均为，波在介质中传播的速度为1m/s，下列说法正确的是（    ） A．O点比D点先振动 B．O点为加强点 C．E点为加强点 D．D点的振幅是3A 22．（23-24高二下·浙江湖州·期末）平静水面上建立轴，俯视图如图所示。分别位于和的两波源、起振方向相反，时刻同时从各自的平衡位置开始以的频率、的振幅上下振动，在水面上形成两列简谐横波。图中虚线为时两列波恰好到达的位置，此时处的质点处于平衡位置且向上振动。下列说法正确的是（　　） A．两列波的传播速度为 B．轴上在之间振动加强点个数共9个 C．时，处的质点向上振动 D．时，处的质点通过的总路程为 23．（23-24高二下·浙江嘉兴·期末）如图甲所示，在均匀介质的同一平面内有A、B、C、D四点，A、B、C三点位于同一直线上，，，。时刻，A、B、C处三个完全相同的波源同时开始振动，振动方向与平面ABD垂直，振动图像如图乙所示，振动在介质中产生的横波波长。关于D处的质点，下列说法错误的是（　　）    A．时，质点开始振动 B．时，质点的速度为0 C．时，质点位于平衡位置 D．时，质点的位移为4cm 24．（23-24高二下·浙江宁波·期末）（多选）如图所示，与处有两个波源和均可以沿轴方向做简谐运动，两波源产生的机械波均能以波源为圆心在平面内向各个方向传播，振动周期均为，波速均为。时刻波源开始沿轴正方向振动，振幅；时刻波源开始沿轴负方向振动，振幅。下列说法正确的是（    ） A．时刻，处质点的位移为 B．在轴上，和区域都是振动的减弱点 C．在轴上，区间内一共有9个振动的加强点 D．以波源为圆心，分别以半径4.4m和4.8m画圆，则在这两个圆周上，振动的加强点的个数相等 25．（23-24高二下·浙江舟山·期末）（多选）如图甲所示，、为x轴上的两波源，其平衡位置坐标分别为、，时，两波源分别沿x轴正方向和负方向同时激发两列简谐横波，图乙为两波源的振动图像，已知两列波的波速均为10cm/s。下列说法正确的是（    ） A．波源的振动方程为 B．两列波相遇后能形成稳定的干涉图样 C．两列波相遇后，平衡位置坐标为的质点是振动减弱点 D．时，平衡位置坐标为的质点加速度沿y轴正方向 26．（23-24高二下·浙江温州·期末）（多选）如图波源O垂直纸面做简谐运动，振动方程为，0时刻开始振动。所激发的横波在均匀介质中向四周传播，波速为2m/s，在空间中有一开有两小孔C、D的挡板，C、D离波源O的距离分别为3m、4m，C、D间距为4m，在挡板后有矩形ABCD区域，，E、F分别为AB、CD中点。下列说法正确的是（　　） A．EF线段的中点为振动减弱点 B．在0~2s内C点经过的路程为16m C．AC连线之间只有一个加强点 D．改变波源振动频率，AC点连线加强点的位置一定不变 27．（23-24高二下·浙江宁波·期末）（多选）如图所示，在均匀介质中，坐标系xoy位于水平面内，O点处的波源从时刻开始沿垂直于xoy水平面的z轴做简谐运动，其位移随时间变化关系，产生的机械波在xoy平面内传播。实线圆、虚线圆分别表示时刻相邻的波峰和波谷，且此时刻平面内只有一圈波谷，则下列说法正确的是（　　） A． B．该机械波的传播速度为2.5m/s C．时，B处质点的速度方向为z轴负方向 D．至时间内，C处质点运动的路程为30m 1 / 12 学科网（北京）股份有限公司 $$