专题11 机械振动和机械波（广东专用）-【好题汇编】5年（2021-2025）高考1年模拟物理真题分类汇编

专题11 机械振动和机械波 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 考点1 磁场的性质与应用 2024年广东 2023年广东 2022年广东 2021年广东 考点2 带电粒子在磁场的运动 2024年广东 2023年广东 2022年广东 2021年广东 考点01 机械振动 1．（2025·广东·高考真题）关于受迫振动和多普勒效应，下列说法正确的是（    ） A．系统的固有频率与驱动力频率有关 B．只要驱动力足够大，共振就能发生 C．应用多普勒效应可以测量车辆的速度 D．观察者与波源相互远离时，接收到的波的频率比波源的频率大 2．（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”）。 考试02 机械波 3．（2023·广东·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 4．（2024·广东·高考真题）一列简谐横波沿x轴正方向传播。波速为，时的波形如图所示。时，处的质点相对平衡位置的位移为（　　） A．0 B． C． D． 5．（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”）。 一、单选题 1．（2025·广东广州·三模）如图所示为声波干涉演示仪的原理图，两个U形管A和B套在一起，A管两侧各有一小孔。声波从左侧小孔传入管内，被分成两列波。当声波分别通过A、B传播到右侧小孔时，下列说法正确的是（　　） A．声波从左侧小孔传入管内，被分成两列频率不同的波 B．声波从左侧小孔传入管内，被分成两列波速不同的波 C．若两列波传播的路程相差半个波长，则此处声波的振幅减小 D．若传播的路程相差一个波长，则此处声波的振幅减小 2．（2025·广东广州·三模）下列说法正确的是（　　） A．驱动力的频率越高，做受迫振动物体的振幅越大 B．医院对病人进行“超声波彩超”检查，利用了波的多普勒效应 C．任意两列波相遇都将产生稳定的干涉现象 D．同一声源发出的声波在空气和水中传播的波长相同 3．（2025·广东广州·三模）某同学在玩“打水漂”时，向平静的湖面抛出石子，恰好向下砸中一个安全警戒浮漂，浮漂之后的运动可简化为竖直方向的简谐振动，在水面形成一列简谐波，距离浮漂S处的水蕊上有一片小树叶，则（　　） A．小树叶将远离浮漂运动 B．小树叶将先向下运动 C．浮漂的振幅越大，波传到S处时间越短 D．浮漂的振幅越大，小树叶振动频率越大 4．（2025·广东珠海·模拟预测）水波在小范围内可以近似看成简谐横波。如图所示为t=0时某一水波的波形图，图中a、b、c、d四点表示浮在水面上的四片树叶，水波沿x轴正方向传播，周期为T。则时，（　　） A．a的速度为零 B．b的速度方向沿y轴正方向 C．c沿x轴正方向移动了3cm D．d位于波谷 5．（2025·广东·模拟预测）某介质中有沿轴负方向传播的机械波，如图为时刻的波形图，为波源（平衡位置位于处），已知时，平衡位置位于处的质点第一次到达位移最大处，下列说法正确的是（　　） A．该机械波为纵波 B．该机械波的周期为 C．该机械波的波速为 D．从到，质点运动的路程为 6．（2025·广东·模拟预测）如图甲所示为一个均匀带正电的圆环，以圆环的圆心为坐标原点，过点垂直于圆环平面的线为轴，在其轴线上距离圆心处产生的电场强度如图乙所示，将一个带负电微粒（不计重力）从处静止释放，则粒子（　　） A．沿着轴负向运动到无穷远处 B．在点两侧做简谐运动 C．在A的电势能比在B的电势能低 D．到达点的速度最大 7．（2025·广东·模拟预测）马老师和王老师在操场上给同学们演示绳波的形成和传播，一位老师手持绳子一端以周期上下振动，可以认为是简谐振动，图示时刻绳子上质点正向下运动，绳子上1、3两质点在最低点，绳子上质点2在最高点，、两质点在平衡位置，相距，则（　　） A．绳波是纵波 B．是王老师手持绳子上下振动 C．绳波的传播速度 D．老师减小振动周期则绳波的速度将增大 8．（2025·重庆·三模）一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形如图中实线所示，在 时的波形如图中虚线所示。 则下列说法正确的是（　　） A．在时，平衡位置在 x =1m处的 M 质点向上振动 B．这列波的波长为 2m C．这列波的周期可能为 0.8s D．这列波的传播速度可能为 2.5m/s 9．（2025·广东揭阳·二模）如图甲，将一块冰洲石放在书上，它下面的线条会变成双影，这就是双折射现象，其光路原理如图乙，由于冰洲石晶体的各向异性，单色光束从某一角度入射到冰洲石ab面时，会分解为偏振方向不同的o光和e光，两束光折射率不同，则在冰洲石内（    ） A．o光的折射率比e光的大 B．o光的传播速度比e光的大 C．o光的波长比e光的大 D．o光的频率比e光的大 10．（24-25高三下·河北石家庄）一列简谐横波沿x轴传播，波速为2m/s，振幅为10cm。图甲为某时刻波形图，从此时开始计时，P点的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．波沿x轴正向传播 B．四分之一周期后，P点恰好回到图甲中的位置 C．从图甲时刻开始，波向前传播1m的时间内，P点通过路程为10cm D．从图甲时刻开始至P点第2次经过平衡位置，波传播的距离为 11．（2025·广东广州·二模）如图，一玩具旋转木马的运动可简化为：在水平面内绕着中心轴做匀速圆周运动，周期为 T0，半径为R；在竖直方向做简谐运动，t=0时刻开始计时，简谐运动位移-时间关系为。下列说法正确的是（    ） A．t=0时刻，旋转木马所受合外力为零 B．t=0时刻，旋转木马速度大小为 C．时刻，旋转木马速度大小为 D．若T=T0，则旋转木马T时间内的位移为零 12．（2025·广东湛江·模拟预测）水袖是对我国古代服饰衣袖的夸张展现，是戏装的重要组成部分。戏曲演员通过技法和身体的表现力，体现出“行云流水”般的美感。如果某段时间里水袖波形可视为简谐波，如图甲所示为演员水袖表演过程中t＝0时刻的波形图，P是平衡位置x＝4m处的质点，图乙为质点P的振动图像，则（　　） A．该简谐波的传播速度为0.5m/s B．该简谐波沿x轴正方向传播 C．x＝3m处的质点在t＝7s时位于平衡位置 D．质点P在0~7s时间内运动的路程为140cm 二、多选题 13．（2025·广东·模拟预测）如图（a）所示，轻质弹簧上端固定，下端连接质量为m的小球，构成竖直方向的弹簧振子。取小球平衡位置为x轴原点，竖直向下为x轴正方向，设法让小球在竖直方向振动起来后，小球在一个周期内的振动曲线如图（b）所示，若时刻弹簧弹力为0，重力加速度为g，则有（　　） A．0时刻弹簧弹力大小为 B．弹簧劲度系数为 C．时间段，回复力冲量为0 D．时间段，小球动能与重力势能之和不变 14．（2025·广东广州·三模）两列简谐横波在同一均匀介质中相向传播.波源产生的波沿x轴正方向传播，波源产生的波沿x轴负方向传播，波速均为5m/s，s时刻的波形如图所示，则（    ） A．两列波能发生稳定的干涉现象 B．波源起振0.4s后波源才起振 C．波源和波源的起振方向相反 D．波源的周期为1.6s 15．（2025·广东·模拟预测）如图为我国最高建筑一上海中心大厦配备的“上海慧眼”阻尼器简化图，它使用我国独创的电涡流阻尼技术。该阻尼器由铁制配重块、吊索、电磁阻尼系统（包括固定在大厦的铜板及镶嵌在铜板上的强磁铁）、艺术雕塑、主体结构保护系统组成。当大厦由于剧烈台风发生振动时，配重块发生相应摆动，减弱大厦振动的幅度，增强大厦的舒适度。下列说法正确的是（　　） A．要达到最好的减震效果，配重块的摆动频率需与大厦振动频率相等，且步调相同 B．要达到最好的减震效果，配重块的摆动频率需与大厦振动频率相等，且步调相反 C．该阻尼器将机械能转化为内能 D．将铁制配重块换成水泥块，不会影响阻尼器的阻尼效果 16．（2025·广东揭阳·二模）图甲是t=0时，某横波沿x轴传播的波动图像，M、P是这列波上的两个质点，图乙是质点P的振动图像，则（    ） A．t=0.25s时，质点P的加速度为0 B．t=0.75s时，质点P的速度为0 C．t=0.75s时，质点M在平衡位置 D．t=1.25s时，质点M在波谷位置 17．（2025·广东湛江·二模）如图甲所示，平静水面上两个频率相同的简谐波源、与点M处于直角三角形的三个点上，，。时，、同时垂直水面开始振动，至9s时点M的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．两列波的传播速度均为1m/s B．两列波的周期均为2s C．两列波的波长均为3m D．两列波的振幅分别为5cm和2cm 18．（2025·广东·模拟预测）如图所示，为波源，时刻开始向上振动，产生的简谐横波向右传播。在时刻波传播到点，时刻处质点第一次到达最低点，运动的路程为间的距离为，波速为，下列说法正确的是（　　） A．处质点振动频率为 B．该简谐波的波长为 C．波源处质点振幅为 D．处质点与波源处质点振动总是相反 19．（2025·广东·模拟预测）一列简谐横波在某均匀介质中的传播速度为，介质中两质点P、Q的振动图像如图所示，时刻P、Q间仅有一个波峰。下列说法正确的是（　　） A．该波的波长为16m B．内Q的位移为 C．P位于平衡位置时，Q一定位于波峰 D．P、Q的平衡位置间距可能为12m 20．（2025·广东佛山·二模）如图（a）所示，时，一列简谐横波从质点O（坐标原点）沿x轴正方向传播，实线和虚线分别为时刻和时刻的波形图，其中，P，Q分别是平衡位置为和的两质点。图（b）为质点O的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．从到时间内，质点Q通过的路程是1.6m B．时刻Q的速度达到最小 C．质点Q的振动比质点P滞后0.075s D．到内，P、Q运动的路程相等 三、解答题 21．（2025·广东湛江·模拟预测）发生地震时，我国地震局能记录地震过程中的振动图像和波动图像，图（a）为传播方向上距离震源2km的质点P的振动图像，图（b）为地震发生后，质点P振动t=1.0s时的地震简谐横波图像，假设地震简谐横波传播的速度大小不变，求： (1)该地震简谐横波的传播方向和t=1.0s时质点P的振动方向； (2)该地震简谐横波传播的速度大小；以及质点P振动t1=30s后，该横波能到达的最远位置与P之间的距离。 (3)x=10km处的质点第一次到达波峰的时刻t2。 22．（2025·广东惠州·模拟预测）渔船常用回声探测器发射的超声波探测水下鱼群与障碍物。某探测器发出的超声波的频率为，时刻该超声波的波形图如图所示，此时原点处质点速度方向沿轴正方向。求： (1)该超声波在水中的角频率，并写出平衡位置在原点的质点的振动方程，即关系式（计算结果可以用表示）； (2)超声波发出之后，经过后探测器就收到鱼群反射的回声，则鱼群到渔船的距离（忽略鱼群和船的运动）。 23．（2024·广东·一模）青蛙在平静的水面上鸣叫时引起水面振动，形成如图甲所示的水波（把水波当成横波处理）。假设原点O处为青蛙所在位置，O处的波源垂直xOy平面振动后，产生的简谐横波在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，此时波恰好传到图甲中的实线圆处，图乙为图甲中质点B的振动图像，z轴垂直于xOy水平面且z轴的正方向为竖直向上。 (1)写出质点B的振动方程； (2)求波在水中的传播速度； (3)求C点第10次到达波峰的时刻。 24．（2024·广东江门·三模）海洋生态自动监测浮标，可用于监测水质和气象等参数。一列水波（视为横波）沿海面传播，在波的传播方向上相距4.5m的两处分别有两浮标A和B，两浮标随波上下运动，其中浮标A的振动图像如图所示。当t=t0时刻，浮标A运动到波峰时，浮标B恰好运动到波谷，求： （1）t0时刻，浮标A、B竖直方向的高度差Δh为多少； （2）若浮标A、B之间（不含A、B）只有一个波峰，这列水波的波长λ是多少； （3）这列水波的传播速度v的大小是多少。 25．（2024·广东东莞·三模）“波”字最早用于描述水纹起伏之状，唐代诗人有“微风动柳生水波”的描述，水波可看成简谐横波。一列沿x轴负方向传播的水波在时刻的波形如图所示，此时波刚好传播到平衡位置为的P点，Q点是波上平衡位置为的质点，在时刻，Q点（在时刻后）首次位于波峰位置。求： （1）该列波的传播速度v； （2）质点P和Q的振动方程。 26．（2024·广东湛江·二模）水袖是中国古典舞中用于情感表达和抒发的常用技巧，舞者的手有规律地振动传导至袖子上，给人营造出一种“行云流水”般的美感，这一过程其实就是机械波的传播。现有一列沿x轴方向传播的简谐横波，t=0时刻的波动图像如图甲所示，其中参与波动的质点P的振动图像如图乙所示，求： （1）该波的传播方向和速度大小； （2）质点P在t=0开始计时后10s内经过的路程。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题11 机械振动和机械波 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 考点1 磁场的性质与应用 2024年广东 2023年广东 2022年广东 2021年广东 考点2 带电粒子在磁场的运动 2024年广东 2023年广东 2022年广东 2021年广东 考点01 机械振动 1．（2025·广东·高考真题）关于受迫振动和多普勒效应，下列说法正确的是（    ） A．系统的固有频率与驱动力频率有关 B．只要驱动力足够大，共振就能发生 C．应用多普勒效应可以测量车辆的速度 D．观察者与波源相互远离时，接收到的波的频率比波源的频率大 【答案】C 【详解】A．系统的固有频率只与系统本身有关，与驱动力频率无关，A错误； B．只有驱动力频率与系统固有频率相同时，共振才能发生，B错误； CD．根据多普勒效应可知观察者与波源相互远离时，接收到的波的频率比波源的频率小，观察者与波源相互靠近时，接收到的波的频率比波源的频率大，所以应用多普勒效应可以测量车辆的速度，C正确，D错误。 故选C。 2．（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。 考试02 机械波 3．（2023·广东·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。 4．（2024·广东·高考真题）一列简谐横波沿x轴正方向传播。波速为，时的波形如图所示。时，处的质点相对平衡位置的位移为（　　） A．0 B． C． D． 【答案】B 【详解】由图可知简谐波的波长为，所以周期为 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。 5．（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。 一、单选题 1．（2025·广东广州·三模）如图所示为声波干涉演示仪的原理图，两个U形管A和B套在一起，A管两侧各有一小孔。声波从左侧小孔传入管内，被分成两列波。当声波分别通过A、B传播到右侧小孔时，下列说法正确的是（　　） A．声波从左侧小孔传入管内，被分成两列频率不同的波 B．声波从左侧小孔传入管内，被分成两列波速不同的波 C．若两列波传播的路程相差半个波长，则此处声波的振幅减小 D．若传播的路程相差一个波长，则此处声波的振幅减小 【答案】C 【详解】AB．声波从左侧小孔传入管内，被分成两列频率相同的波且相位差固定，故AB错误； CD．若波程相差为半波长的偶数倍，则干涉相长；若波程相差为半波长的奇数倍，则干涉相消。所以两列波传播的路程相差半个波长（奇数倍），则此处声波的振幅减小；若传播的路程相差一个波长（半波长的偶数倍），则此处声波的振幅增大，故C正确，D错误。 故选C。 2．（2025·广东广州·三模）下列说法正确的是（　　） A．驱动力的频率越高，做受迫振动物体的振幅越大 B．医院对病人进行“超声波彩超”检查，利用了波的多普勒效应 C．任意两列波相遇都将产生稳定的干涉现象 D．同一声源发出的声波在空气和水中传播的波长相同 【答案】B 【详解】A．物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，当系统的固有频率等于驱动力的频率时，振幅达最大，这种现象称为共振，故A错误； B．医生利用超声波探测出反射波的频率变化来确定血流的速度，显然是运用了多普勒效应原理，故B正确； C．两列频率相同、相位差恒定的波相遇才能产生稳定的干涉现象，故C错误； D．同一声源发出的声波在空气和水中传播时，频率不变，波速不同，根据可知，波长改变，故D错误。 故选B。 3．（2025·广东广州·三模）某同学在玩“打水漂”时，向平静的湖面抛出石子，恰好向下砸中一个安全警戒浮漂，浮漂之后的运动可简化为竖直方向的简谐振动，在水面形成一列简谐波，距离浮漂S处的水蕊上有一片小树叶，则（　　） A．小树叶将远离浮漂运动 B．小树叶将先向下运动 C．浮漂的振幅越大，波传到S处时间越短 D．浮漂的振幅越大，小树叶振动频率越大 【答案】B 【详解】A．小树叶只在平衡位置上下振动，不会远离浮漂运动，选项A错误； B．因浮漂先向下振动，可知小树叶起振时也将先向下运动，选项B正确； C．波的传播速度只与介质有关，与振幅无关，则即使浮漂的振幅越大，波传到S处时间也不变，选项C错误； D．小树叶振动的频率只由振源浮漂决定，与浮漂的振幅无关，选项D错误。 故选B。 4．（2025·广东珠海·模拟预测）水波在小范围内可以近似看成简谐横波。如图所示为t=0时某一水波的波形图，图中a、b、c、d四点表示浮在水面上的四片树叶，水波沿x轴正方向传播，周期为T。则时，（　　） A．a的速度为零 B．b的速度方向沿y轴正方向 C．c沿x轴正方向移动了3cm D．d位于波谷 【答案】D 【详解】A．在t = 0时刻，a点在平衡位置，速度最大。经过，波传播了半个周期，a点又回到平衡位置，此时速度依然最大，不为零，故A错误； B．根据“同侧法”，在t = 0时刻，b点速度为零，经过，即半个周期，b点振动到正向最大位移处，速度为零，故B错误； C．在波的传播过程中，介质中的质点只在平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移，所以c点不会沿x轴正方向移动，故C错误； D．根据“同侧法”，在t = 0时刻，d点位于波峰，经过，即半个周期，d点位于波谷，故D正确。 故选D。 5．（2025·广东·模拟预测）某介质中有沿轴负方向传播的机械波，如图为时刻的波形图，为波源（平衡位置位于处），已知时，平衡位置位于处的质点第一次到达位移最大处，下列说法正确的是（　　） A．该机械波为纵波 B．该机械波的周期为 C．该机械波的波速为 D．从到，质点运动的路程为 【答案】B 【详解】A．该波的振动方向与传播方向垂直，该机械波为横波，A项错误； B．由题描述可知处的波峰经过传到点，此时波形传播了一个波长，即即为周期，B项正确； C．根据，C项错误； D．实际上点从开始振动，即振动了，相当于4.25个周期，即运动路程，D项错误。 故选B。 6．（2025·广东·模拟预测）如图甲所示为一个均匀带正电的圆环，以圆环的圆心为坐标原点，过点垂直于圆环平面的线为轴，在其轴线上距离圆心处产生的电场强度如图乙所示，将一个带负电微粒（不计重力）从处静止释放，则粒子（　　） A．沿着轴负向运动到无穷远处 B．在点两侧做简谐运动 C．在A的电势能比在B的电势能低 D．到达点的速度最大 【答案】C 【详解】AB．由乙图知，O点左侧场强方向从O点出发指向无穷远处，右侧场强方向也从O点指向无穷远处，故将一个带负电微粒（不计重力）从B处静止释放，粒子先受到向左的电场力，向左加速，过了O点，受到的电场力向右，做减速，直到速度为零，然后再反向加速，过O点后，再减速，到速度为零，如此往返运动，由乙图可知，微粒所受电场力与其位移是非线性关系，所以不做简谐运动，故AB错误； C．根据E -x图像与x轴围成的面积表示电势差，可知 根据 可知粒子从B到O电场力对其做的正功大于粒子从O到A电场力对其做的负功，即粒子从B到O减少的电势能大于粒子从O到A增加的电势能，故粒子在A处的电势能比在B处的电势能低，故C正确； D．由乙图可知，当加速度为零，即电场强度为零时，粒子有最大速度，故D错误。 故选C。 7．（2025·广东·模拟预测）马老师和王老师在操场上给同学们演示绳波的形成和传播，一位老师手持绳子一端以周期上下振动，可以认为是简谐振动，图示时刻绳子上质点正向下运动，绳子上1、3两质点在最低点，绳子上质点2在最高点，、两质点在平衡位置，相距，则（　　） A．绳波是纵波 B．是王老师手持绳子上下振动 C．绳波的传播速度 D．老师减小振动周期则绳波的速度将增大 【答案】C 【详解】A．绳波的传播方向与质点振动方向垂直，绳波是横波，故A错误； B．图示时刻绳子上质点正向下运动，根据同侧法可知波向右传播，则是马老师手持绳子上下振动，故B错误； C．、两质点在平衡位置，则有 波传播速度 解得 故C正确； D．波的传播速度与介质有关，与其周期无关，故D错误。 故选C。 8．（2025·重庆·三模）一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形如图中实线所示，在 时的波形如图中虚线所示。 则下列说法正确的是（　　） A．在时，平衡位置在 x =1m处的 M 质点向上振动 B．这列波的波长为 2m C．这列波的周期可能为 0.8s D．这列波的传播速度可能为 2.5m/s 【答案】D 【详解】A．根据波形图结合“同侧法”可知，在时，平衡位置在 x =1m处的 M 质点向下振动，选项A错误； B．由图可知，这列波的波长为4m，选项B错误； C．由图可知 解得 可知这列波的周期不可能为 0.8s，选项C错误； D．若n=0，则T=1.6s，则此时这列波的传播速度为 选项D正确。 故选D。 9．（2025·广东揭阳·二模）如图甲，将一块冰洲石放在书上，它下面的线条会变成双影，这就是双折射现象，其光路原理如图乙，由于冰洲石晶体的各向异性，单色光束从某一角度入射到冰洲石ab面时，会分解为偏振方向不同的o光和e光，两束光折射率不同，则在冰洲石内（    ） A．o光的折射率比e光的大 B．o光的传播速度比e光的大 C．o光的波长比e光的大 D．o光的频率比e光的大 【答案】A 【详解】A．图乙可知，o光偏折程度比e光大，故o光折射率比e光折射率大，故A正确； B．根据，可知折射率大的传播速度小，则o光的传播速度比e光的小，故B错误； CD．o光和e光都是由同一单色光分解而来偏振方向不同的光，它们的频率f是相同的，根据，可知由于o光的传播速度比e光的小，故o光的波长比e光的小，故CD错误。 故选A。 10．（24-25高三下·河北石家庄）一列简谐横波沿x轴传播，波速为2m/s，振幅为10cm。图甲为某时刻波形图，从此时开始计时，P点的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．波沿x轴正向传播 B．四分之一周期后，P点恰好回到图甲中的位置 C．从图甲时刻开始，波向前传播1m的时间内，P点通过路程为10cm D．从图甲时刻开始至P点第2次经过平衡位置，波传播的距离为 【答案】D 【详解】A．由振动图像，0时刻P点向上运动，所以波沿x轴负向传播，A错误； B．若四分之一周期重新回到P点，则P点通过的路程应为一个振幅，但P点振动过程中会通过最大位移处，四分之一周期通过路程小于一个振幅，回不到P点，B错误； C．1m为，用时四分之一周期，同理P点通过路程不是一个振幅，C错误； D．从乙图可知P点初始位移为半个振幅，对应横坐标为，第二次经过平衡位置时传播距离为 D正确。 故选D。 11．（2025·广东广州·二模）如图，一玩具旋转木马的运动可简化为：在水平面内绕着中心轴做匀速圆周运动，周期为 T0，半径为R；在竖直方向做简谐运动，t=0时刻开始计时，简谐运动位移-时间关系为。下列说法正确的是（    ） A．t=0时刻，旋转木马所受合外力为零 B．t=0时刻，旋转木马速度大小为 C．时刻，旋转木马速度大小为 D．若T=T0，则旋转木马T时间内的位移为零 【答案】D 【详解】A．根据简谐运动公式可以知道，t=0时刻，旋转木马处于平衡位置，故其在竖直方向的合力为0，而旋转木马同时还做匀速圆周运动，其受到指向圆心的合力，两力合成，旋转木马受到指向圆心的合力。故A错误； B．t=0时刻，旋转木马做圆周运动的速度大小为 此时其在竖直方向上有一个竖直向上的速度，故两速度叠加后的速度大于，故B错误； C．根据简谐运动规律，旋转木马在竖直方向做简谐运动的周期为 时刻，旋转木马竖直方向回到平衡位置有竖直向下的速度，而其做圆周运动的速度为，故两速度叠加后的速度大于，故C错误； D．若T=T0，则旋转木马T时刻竖直方向刚好回到平衡位置，水平方向刚好做了一个完整的圆周回到出位置，故旋转木马T时间内的位移为零，故D正确； 故选D。 12．（2025·广东湛江·模拟预测）水袖是对我国古代服饰衣袖的夸张展现，是戏装的重要组成部分。戏曲演员通过技法和身体的表现力，体现出“行云流水”般的美感。如果某段时间里水袖波形可视为简谐波，如图甲所示为演员水袖表演过程中t＝0时刻的波形图，P是平衡位置x＝4m处的质点，图乙为质点P的振动图像，则（　　） A．该简谐波的传播速度为0.5m/s B．该简谐波沿x轴正方向传播 C．x＝3m处的质点在t＝7s时位于平衡位置 D．质点P在0~7s时间内运动的路程为140cm 【答案】B 【详解】A．由甲图可知，该波的波长 由乙图可知，该波的周期为 故该波的波速 A错误； B．由乙图可知，t＝0时刻P点向下振动，根据“上、下坡”法可知，该波沿x正方向传播，B正确； C．时，结合甲图可知，时，处的质点位于波谷，经过半个周期，其应位于波峰，故x＝3m处的质点在t＝7s时位于波峰，C错误； D．由乙图可知，质点的振幅为 质点P经过通过的路程应为 D错误。 故选B。 二、多选题 13．（2025·广东·模拟预测）如图（a）所示，轻质弹簧上端固定，下端连接质量为m的小球，构成竖直方向的弹簧振子。取小球平衡位置为x轴原点，竖直向下为x轴正方向，设法让小球在竖直方向振动起来后，小球在一个周期内的振动曲线如图（b）所示，若时刻弹簧弹力为0，重力加速度为g，则有（　　） A．0时刻弹簧弹力大小为 B．弹簧劲度系数为 C．时间段，回复力冲量为0 D．时间段，小球动能与重力势能之和不变 【答案】AC 【详解】B．小球平衡位置为x轴原点，竖直向下为x轴正方向，时刻弹簧弹力为0，位移大小为A，有 可得劲度系数为 故B错误； A．0时刻在正的最大位移处，弹簧的伸长量为2A，则弹力大小为 故A正确； C．时间段，小球从从最高点振动到达最低点，回复力在前时间沿正方向，在后时间沿负方向，两段时间的回复力平均值大小相等，则由 可知回复力冲量为0，故C正确； D．时间段，小球从最高点振动到达最低点，根据能量守恒定律可知弹簧的弹性势能和小球的机械能相互转化，因弹簧的弹性势能一直增大，则小球动能与重力势能之和减小，故D错误。 故选AC。 14．（2025·广东广州·三模）两列简谐横波在同一均匀介质中相向传播.波源产生的波沿x轴正方向传播，波源产生的波沿x轴负方向传播，波速均为5m/s，s时刻的波形如图所示，则（    ） A．两列波能发生稳定的干涉现象 B．波源起振0.4s后波源才起振 C．波源和波源的起振方向相反 D．波源的周期为1.6s 【答案】BD 【详解】A．两波能稳定发生干涉的条件是频率相同、振动方向一致、相位差恒定，题中两波的频率不同，故不会发生稳定的干涉现象，故A错误； B．由题，波源M的运动时间为 波源N的运动时间为 故波源起振0.4s后波源才起振，故B正确； C．所有质点的起振方向与波源相同，如图所示的时刻波源M产生的波传递到4m处，其振动方向向上，波源N产生的波传递到7m处，其振动方向也向上，故两波的起振方向相同。故C错误； D．波源的周期为 故D正确 故选BD。 15．（2025·广东·模拟预测）如图为我国最高建筑一上海中心大厦配备的“上海慧眼”阻尼器简化图，它使用我国独创的电涡流阻尼技术。该阻尼器由铁制配重块、吊索、电磁阻尼系统（包括固定在大厦的铜板及镶嵌在铜板上的强磁铁）、艺术雕塑、主体结构保护系统组成。当大厦由于剧烈台风发生振动时，配重块发生相应摆动，减弱大厦振动的幅度，增强大厦的舒适度。下列说法正确的是（　　） A．要达到最好的减震效果，配重块的摆动频率需与大厦振动频率相等，且步调相同 B．要达到最好的减震效果，配重块的摆动频率需与大厦振动频率相等，且步调相反 C．该阻尼器将机械能转化为内能 D．将铁制配重块换成水泥块，不会影响阻尼器的阻尼效果 【答案】BC 【详解】AB．大厦受到的力应与振动总是方向相反，才能利于减弱其振动幅度，故配重块的摆动频率需与大楼的固有频率相等，且步调相反，故A错误，B正确； C．该阻尼器将机械能转化为内能，最后将能量分散掉，故C正确； D．水泥配重块不能被强磁铁磁化，不能使铜板产生涡流，故D错误。 故选BC。 16．（2025·广东揭阳·二模）图甲是t=0时，某横波沿x轴传播的波动图像，M、P是这列波上的两个质点，图乙是质点P的振动图像，则（    ） A．t=0.25s时，质点P的加速度为0 B．t=0.75s时，质点P的速度为0 C．t=0.75s时，质点M在平衡位置 D．t=1.25s时，质点M在波谷位置 【答案】BC 【详解】A．由图乙可知t=0.25s时，质点P处于波谷位置，则此时质点P的加速度最大，故A错误； B．由图乙可知t=0.75s时，质点P处于波峰位置，则此时质点P的速度为0，故B正确； C．由图甲可知质点M与质点P的平衡位置相差四分之一波长，由图乙可知t=0.75s时，质点P处于波峰位置，则此时质点M在平衡位置，故C正确； D．由图乙可知周期为，则t=1.25s时，相当于t=0.25s时，此时质点P处于波谷位置，则此时质点M在平衡位置，故D错误。 故选BC。 17．（2025·广东湛江·二模）如图甲所示，平静水面上两个频率相同的简谐波源、与点M处于直角三角形的三个点上，，。时，、同时垂直水面开始振动，至9s时点M的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．两列波的传播速度均为1m/s B．两列波的周期均为2s C．两列波的波长均为3m D．两列波的振幅分别为5cm和2cm 【答案】AB 【详解】A．机械波的传播速度只与介质有关，因而两列波的波速相等，根据几何关系、到M的距离之差为 由题图乙可知，前3s两列波都未传到M点，3s时的水波先传到，单独在M点激起振动，6s时的水波也传到，两列波叠加形成干涉振动。故、产生的水波传到M点的时间差为 水波的传播速度大小，故A正确； B．由题图乙知波的周期为T=2s，故B正确； C．波长，故C错误； D．M点为振动减弱点，由题图乙知波源、产生的波的振幅分别为5cm、3cm（叠加合成的振幅为2cm），故D错误。 故选AB。 18．（2025·广东·模拟预测）如图所示，为波源，时刻开始向上振动，产生的简谐横波向右传播。在时刻波传播到点，时刻处质点第一次到达最低点，运动的路程为间的距离为，波速为，下列说法正确的是（　　） A．处质点振动频率为 B．该简谐波的波长为 C．波源处质点振幅为 D．处质点与波源处质点振动总是相反 【答案】AB 【详解】AB．波从点传播到点所用时间为 时刻，质点已振动了，即 解得周期 则质点振动频率 波的波长为 故AB正确； C．波源处质点振幅为 故C错误； D．波从点传播到点经过，恰好为6个周期，因此、处质点的振动总是相同，故D错误。 故选AB。 19．（2025·广东·模拟预测）一列简谐横波在某均匀介质中的传播速度为，介质中两质点P、Q的振动图像如图所示，时刻P、Q间仅有一个波峰。下列说法正确的是（　　） A．该波的波长为16m B．内Q的位移为 C．P位于平衡位置时，Q一定位于波峰 D．P、Q的平衡位置间距可能为12m 【答案】ABD 【详解】A．周期，该简谐横波的波长为，故A正确； B．由Q的振动图可知内Q的位移为，故B正确； C．由P、Q振动图像可知，P位于平衡位置时，Q可能位于波谷也可能位于波峰，故C错误； D．由图可知P、Q的平衡位置间距可能为，故D正确。 故选ABD。 20．（2025·广东佛山·二模）如图（a）所示，时，一列简谐横波从质点O（坐标原点）沿x轴正方向传播，实线和虚线分别为时刻和时刻的波形图，其中，P，Q分别是平衡位置为和的两质点。图（b）为质点O的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．从到时间内，质点Q通过的路程是1.6m B．时刻Q的速度达到最小 C．质点Q的振动比质点P滞后0.075s D．到内，P、Q运动的路程相等 【答案】ABC 【详解】A．根据波动图像可知波长为，根据振动图可知周期 则波速为 波从原点传播到Q点用时 所以Q点振动的时间 质点Q通过的路程为 故A正确； B．结合图（a）虚线可知时刻Q处在波峰，其速度为零，最小，故B正确； C．质点Q比质点P的振动滞后 故C正确。 D．由题图可知 时刻质点Q在平衡位置沿y轴正方向振动，到时间内，Q运动的路程可能是 时刻P振动方向沿y轴负方向，速度越来越大，在时间内的平均速度比Q大，路程大于振幅A，故P的路程为 故P、Q路程不相等。故D错误。 故选ABC。 三、解答题 21．（2025·广东湛江·模拟预测）发生地震时，我国地震局能记录地震过程中的振动图像和波动图像，图（a）为传播方向上距离震源2km的质点P的振动图像，图（b）为地震发生后，质点P振动t=1.0s时的地震简谐横波图像，假设地震简谐横波传播的速度大小不变，求： (1)该地震简谐横波的传播方向和t=1.0s时质点P的振动方向； (2)该地震简谐横波传播的速度大小；以及质点P振动t1=30s后，该横波能到达的最远位置与P之间的距离。 (3)x=10km处的质点第一次到达波峰的时刻t2。 【答案】(1)沿轴正方向或水平向右，沿轴正方向 (2)；x=120km (3) 【详解】（1）由振动图像和波动图像得，t=1.0s时，质点沿轴正方向振动，根据同侧法可知该地震简谐横波的传播方向沿轴正方向或水平向右。 （2）由图可知，周期 由得   质点振动后，波沿轴正方向传播的距离为x=vt1 得x=120km （3）1.0s时波峰在5km处，该波峰要传到10km处，需要的时间为 所以10km处的质点第一次到达波峰的时刻为 22．（2025·广东惠州·模拟预测）渔船常用回声探测器发射的超声波探测水下鱼群与障碍物。某探测器发出的超声波的频率为，时刻该超声波的波形图如图所示，此时原点处质点速度方向沿轴正方向。求： (1)该超声波在水中的角频率，并写出平衡位置在原点的质点的振动方程，即关系式（计算结果可以用表示）； (2)超声波发出之后，经过后探测器就收到鱼群反射的回声，则鱼群到渔船的距离（忽略鱼群和船的运动）。 【答案】(1)； (2) 【详解】（1）质点振动的角频率 解得 平衡位置在原点的质点的振动方程 又 可得 （2）根据图像信息可知，超声波的波长为 超声波在水中的速度 鱼群到渔船的距离 代入数据得 23．（2024·广东·一模）青蛙在平静的水面上鸣叫时引起水面振动，形成如图甲所示的水波（把水波当成横波处理）。假设原点O处为青蛙所在位置，O处的波源垂直xOy平面振动后，产生的简谐横波在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，此时波恰好传到图甲中的实线圆处，图乙为图甲中质点B的振动图像，z轴垂直于xOy水平面且z轴的正方向为竖直向上。 (1)写出质点B的振动方程； (2)求波在水中的传播速度； (3)求C点第10次到达波峰的时刻。 【答案】(1) (2)0.5m/s (3)0.1s 【详解】（1）由图乙可知周期 所以，图中B点振动方程为 （2）实线圆、虚线圆分别表示时刻相邻的波峰和波谷，由图甲可知 则波在水中的传播速度 （3）根据题意可知O处此时处于波峰位置，且 实线圆传递到C点的时间 所以C点第10次到达波峰的时刻 24．（2024·广东江门·三模）海洋生态自动监测浮标，可用于监测水质和气象等参数。一列水波（视为横波）沿海面传播，在波的传播方向上相距4.5m的两处分别有两浮标A和B，两浮标随波上下运动，其中浮标A的振动图像如图所示。当t=t0时刻，浮标A运动到波峰时，浮标B恰好运动到波谷，求： （1）t0时刻，浮标A、B竖直方向的高度差Δh为多少； （2）若浮标A、B之间（不含A、B）只有一个波峰，这列水波的波长λ是多少； （3）这列水波的传播速度v的大小是多少。 【答案】（1）200cm；（2）3m；（3）3m/s 【详解】（1）根据乙图，此列波的振幅A=100cm，当A运动到波峰时，浮标B恰好运动到波谷，故此时刻，A、B竖直方向的高度差为Δh=200cm。 （2）若此时A、B之间只有一个波峰，有 Δx= 解得 （3）根据乙图，波的周期T=1s，这列水波的传播速度 25．（2024·广东东莞·三模）“波”字最早用于描述水纹起伏之状，唐代诗人有“微风动柳生水波”的描述，水波可看成简谐横波。一列沿x轴负方向传播的水波在时刻的波形如图所示，此时波刚好传播到平衡位置为的P点，Q点是波上平衡位置为的质点，在时刻，Q点（在时刻后）首次位于波峰位置。求： （1）该列波的传播速度v； （2）质点P和Q的振动方程。 【答案】（1）；（2）， 【详解】（1）时刻，质点Q右端最近的波峰的平衡位置，时间内，处的振动形式传播至Q点则 解得 （2）质点Q的振幅，设简谐横波的周期为T，则 质点Q的圆频率 则质点P的振动方程为 设质点Q的振动方程为 将时，带入，由于此时质点Q是向下振动，所以质点Q的振动方程为 26．（2024·广东湛江·二模）水袖是中国古典舞中用于情感表达和抒发的常用技巧，舞者的手有规律地振动传导至袖子上，给人营造出一种“行云流水”般的美感，这一过程其实就是机械波的传播。现有一列沿x轴方向传播的简谐横波，t=0时刻的波动图像如图甲所示，其中参与波动的质点P的振动图像如图乙所示，求： （1）该波的传播方向和速度大小； （2）质点P在t=0开始计时后10s内经过的路程。 【答案】（1）波沿x轴负方向传播；；（2） 【详解】（1）由题中波形图和振动图可知t=0时质点P在平衡位置沿y轴正方向振动，根据“同侧法”可知波沿x轴负方向传播。由题图甲可知，该波的波长λ=8m；由题图乙可知，该波的周期T=4s 可得波速大小 （2）因时间t=10s=2.5T，质点P在t=0开始从平衡位置经过一个周期的振动的路程为4个振幅，故总路程为 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$