13 机械振动与机械波-【伯乐马】2026年高考物理一轮复习同步考练卷

物理一轮复习同步考练（十三) 机械振动与机械波 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每 小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1.如图，一玻璃瓶的瓶塞中竖直插有一根两端开口的细 长玻璃管，管中一光滑小球将瓶中气体密封，且小球 处于静止状态，装置的密封性、绝热性良好。对小球 施加向下的力使其偏离平衡位置，在t=0时由静止 释放，小球的运动可视为简谐运动，周期为T。规定 竖直向上为正方向，则小球在t=1.5T时刻 A.位移最大，方向为负 B.速度最大，方向为正 C.加速度最大，方向为负 D.受到的回复力大小为零 2.潜艇利用声呐系统探测敌舰的位置。若潜艇声呐系统向潜艇 四周发射频率为f的超声波脉冲信号，一艘驱逐舰加速驶近 潜艇，则水中被驱逐舰反射回来的超声波与声呐系统发出的 超声波相比 A.频率不变，波速不变 B.频率变大，波速不变 C.频率变小，波速变小 D.频率变大，波速变大 3.如图所示，一列水波沿箭头方向在深度不同的水域传播时， 在交界面处将发生折射，水域越深，波长越长。下列说法正 确的是 A.区域I为深水区 B.折射后波长变长 C.折射后频率变大 D.折射后波速不变 4.如图所示，物块M与m叠放在一起，以O为平衡位置，在 αb之间做简谐振动，两者始终保持相对静止，取向右为正方 向，其振动的位移x随时间t的变化图像如图，则下列说法 正确的是 Ax/m M A.在某段时间内，两物块速度增大时，加速度减小 B.两物块运动到最大位移处时，若轻轻取走，则M的振 幅增大 C.在t~2时间内，物块m的速度和所受摩擦力都沿负方 向，且都在增大 D.从1，时刻开始计时，接下来千内，两物块通过的路程为A 5.两个振动情况完全一样的波源S1和S2 相距6m,它们在空间产生的干涉图样如 图所示，图中实线表示振动加强的区域， 虚线表示振动减弱的区域.下列说法正 确的是 A.两波源的振动频率一定相同 B.虚线一定是波谷与波谷相遇处 C.两列波的波长都是3m D.两列波的波长都是1m 6.简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播，波速为v。 若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点a、b 相距为s,a、b之间只存在一个波谷，则从该时刻起，下列 四幅波形图中质点α最早到达波谷的是 .AA 7.下面两图分别是一列机械波在传播方向上相距6m的两个质 点P、Q的振动图像，下列说法正确的是 2 A.该波的周期是5s B.该波的波速是3m/s C.4s时P质点向上振动 D.4s时Q质点向上振动 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每 小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对 的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8.如图所示是一个单摆做受迫振动时的共振曲线，表示振幅A 与驱动力频率f的关系，下列说法正确的是 AA/cm 00.20.40.60.81.0 A.摆长约为10cm B.摆长约为1m C.若增大摆长，共振曲线的“峰”将向右移动 2026年伯乐马一轮复习同步考练（十三）·物理·第1页（共2页） D.若增大摆长，共振曲线的“峰”将向左移动 9.S,和S2是两个振动情况完全相同的波源，振幅均为A,波长 均为入，波速均为，实线和虚线分别表示波峰和波谷，则 下列说法正确的是 A.在A、B、C、D四点中，BD是振动加强点 B.加强点在任意时刻的位移一定等于2A C.从图示时刻开始，D点第一次运动到波谷需要的时间为 D.从图示时刻开始，D点第一次运动到波谷需要的时间为入 10.如图所示，一列沿x轴正方向传播的简谐横波，实线是 t1=0时的部分波形图，虚线是t2=0.6s时的部分波形图， 其他数据图中已标出，下列说法正确的是 1cm m -1cm A.这列波的周期可能是0.8s B.在0.6s时，x=4m处的质点振动方向沿y轴负方向 C.这列波的波速可能是24m/s D.在0~0.6s内，x=4m处的质点走过的路程可能是 11cm 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11.(8分) 如图，轻质弹簧一端固定，另一端连接套在水平光滑杆上 的质量为m的小球A,A以O点为平衡位置振动。小球B在竖 直平面内以O'为圆心做匀速圆周运动(O与O'在同一竖直线 上)，角速度为ω，半径为R。用竖直向下的平行光照射小球 B,可以观察到小球B在水平杆上的“影子”和小球A在任何 瞬间都重合。由此可知：小球A的振动周期为 ，弹簧 的劲度系数为 12.(8分) 某同学使用单摆测量当地的重力加速度，实验装置如图甲 所示。O点为单摆的悬点，将摆球拉到A点，由静止释放摆 球，B点为其运动过程中的最低位置。 AL B 甲 (1)若使用光电计时器精确测量单摆的周期，光电门应放 在 (选填“A”或“B”)处与球心等高的位置，测得 光电计时器相邻两次遮挡时间间隔为t,则单摆的周期为 (2)改变摆长重复操作，记录多组摆长L和周期T的数 据，作出L一T?图像，如图乙所示。求得重力加速度的表达式 为 (用L1、L2、T、T2表示)。 13.(10分) 如图所示，置于均匀介质中x轴上P、Q两点处的两个波 源S1、S2,它们做简谐运动的表达式均为y=Asin5πt,两波源 产生的简谐横波沿x轴相向传播，已知PM=2m,MQ=3m, M点振动的振幅为2A,求：简谐横波在该均匀介质中的传播速 度v。 M 14.(13分) 二列简谐横波在t三s时的波形图如图(a)所示，卫、 是介质中的两个质点。图(b)是质点Q的振动图像。求： (1)波速及波的传播方向； (2)质点Q的平衡位置的x坐标。 Q 0 18cm+ x/cm -A/2 图(a) 图b) 2026年伯乐马一轮复习同步考练（十三）·物理·第2页（共2页 15.(15分) 某同学用波动发生器产生产生两个波源S1、S2,其振动可 视为简谐振动，振幅皆为A,振动方向相同，图像分别为如图 所示，若两种波源在同一种弹性介质、沿着x轴传播足够长的 时间后，观察发现波S2在介质中传播的波长为入，且t1时刻， x=2入处质点的位移为2A,求： (1)两波源振动的周期； (2)t1时刻，位移为2A质点的平衡位置。 0.0000 0.0105 0.00000.004 时间（秒） 时间（秒） 9十三、机械振动与机械波 1.答案：C 对小球施加向下的力使其偏离平衡位置，在=0时由静止释放， 可知此时小球位于最低点，且小球的运动可视为简谐运动，周期 为T。则小球在t=1.5T时刻处于最高点位置，此时位移最大， 方向向上（正方向）：小球受到的回复力最大，方向向下，则小球的 加速度最大，方向向下（负方向）；此时小球的速度为0。 2.答案：B 超声波在同种介质（水）中的传播速度是由介质本身的性质决定 的，只要介质不变，波速就不变。所以被驱逐舰反射回来的超声 波与声呐系统发出的超声波在水中波速相同。当驱逐舰加速驶 近潜艇时，声源（潜艇声呐发出的超声波）与观察者（潜艇接收反 射波)之间的距离在减小。根据多普勒效应，当波源与观察者相 互靠近时，观察者接收到的频率会变大。即潜艇接收到被驱逐舰 反射回来的超声波频率比发出时的频率f大。综上，B符合题 意。 3.答案：A 由图可知水波在区域I传播时波长较长，折射后波长变短，则区 域I为深水区，故A正确，B错误； 波的频率由波源决定，与介质无关，所以折射后频率不变，根据 =入f,可知折射后波速变小，故CD错误。 4.答案：A 速度增大时，物块向平衡位置运动，则物块的位移减小，据简谐振 动的受力特点F=一kx,加速度减小，故A正确： 简谐运动是一种无能量损失的振动，它只是动能和势能间的转 化，总机械能守恒。其能量只有振幅决定，即振幅不变，振动系统 能量不变。当将m在最大位移处轻轻取走，说明m取走时动能 为零，m取走前后M振幅没有改变，振动系统机械能总量不变， 故B错误。 在时间1~2内，由图像的斜率为负且增大可知，物块m的速度 沿负方向在增大，受摩擦力方向沿负方向，据F=一kx可知，位 移x在减小，回复力减小，加速度在减小，所以摩擦力在减小，故 C错误； 由图像知，两物块在平衡位置速度最大，因此两物块从b→O的 平均速率要小于从开始经时间内的平均速率，所以从开 始经通过的路程大于A,故D错误。 5.答案：A 发生干涉的条件是频率相同，故A正确； 虚线是振动减弱的区域，则一定是波峰与波谷相遇处，B错误， 由图可知波源S,和S2,之间的距离为3个波长，所以两列波的波 长都是2m,故CD错误。 6.答案：D 2s 3s 入A=2s,T4= 1 8B=s,TB=tB=元Tas、f 4 4包， 月=，Tc=tc=4Tc 4 2s 入D= 3,T=30D=4TD=6 所以tA>tc>tB>tD。 7.答案：C 由振动图像可看出该波的周期是4s,A错误： 由于Q、P两个质点振动反相，则可知两者间距离等于 (u+2)a =6m,n=0,1,2,… 3 根据v= T-2n十7m/s,n=0,1,2,…,B错误； 由P质点的振动图像可看出，在4s时P质点在平衡位置向上振 动，C正确； 由Q质点的振动图像可看出，在4s时Q质点在平衡位置向下振 动，D错误。 8.答案：BD 由图像可以看出单摆的固有频率为0.5Hz,即单摆的周期为2s, 根据周期公式很容易算出摆长约为1m,A不对B正确； 若增大摆长，单摆周期将变长，固有频率变小，所以共振曲线的 “峰”将向左移动，C不对D正确。 9.答案：AC 波峰与波峰、波谷与波谷相遇处为振动加强点，故BD是振动加 强点，A正确。 加强点在任意时刻的位移不一定等于2A,B错误。 根据v= 可得振动周期为T=。, 则D点第一次运动到波谷需要的时间为t= T入 221 C正确D错误。 10.答案：ABD 一列沿x轴正方向传播的简谐横波，实线是t1=0时的部分波 2026年伯乐马一轮复习同步考练·物理答案·第1页 形图，虚线是t,=0.6s时的部分波形图，即三T十nT=0.6(n= 0,1,2,3,…)得T= 2.4 3+4n (n=0,1,2,3,…),当n=0时， 周期为0.8s,A项正确； 在0.6s时，x=4m处的质点振动方向由“上坡下行”知，方向沿 y轴负方向，B项正确； 波速为=A 4 2.4 15+20m(m=0,1,2,3,…),当波的 3 3+4n 波速是24m/s,不成立，C项错误； 在0~0.6s内，x=4m处的质点走过的路程为x=(3十4n)A= (3十4n)×1=3+4n(n=0,1,2,3,…),当x=4m处的质点 走过的路程为11cm时，n=2成立，D项正确。 11.2 mo? 解析： 小球B在水平杆上的“影子”和小球A在任何瞬间都重合， 则小球B在水平方向上的影子的速度时刻与小球A的速度相 等，小球A振动周期与小球B做匀速圆周运动周期相等即T= 2x ω 小球B做匀速圆周运动线速度为v=R,加速度为a=R =Rw2,在水平方向上B的加速度水平分量与A的加速度相 同，当小球A到达最左端和最右端时的加速度最大，此时B的 加速度水平分量恰好等于其向心加速度，即小球A的最大加速 度与小球B做匀速圆周运动的向心加速度相等为R,则有弹 簧的弹力F弹=ma=mRw2=kR,解得弹簧的劲度系数为k= mw。 12.(1)B 2t (2)4π(1，-L) T名-T 解析： (1)摆球经过B时速度最大，通过光电门的时间最短，测量 误差小，故光电门应放在B处。 摆球一周内经过两次平衡位置，则单摆的周期为T=2 (2)根据单摆周期公式T=2√g 整理得L=gT 4π2 图像的斜率为k=8=L?一L Γ4π2T?-T9 解得重力加速度的表达式为g 4x2(L2-L1) T号-T2 1品波的周朔为：7二号 ω 可知：△x=MQ-MP=k入(k=1,2,3,…) 根据：=会 解得：0 2km/s(k=1,2,3…) 14.(1)由图(a)可以看出，该波的波长为入=36cm ① 由图(b)可以看出，周期为T=2s ② 波逮为= 入 =18cm/s ③ 由图(b)知，当1=3s时，Q点向上运动，结合图(a)可得，波沿 x轴负方向传播。 (2)设质点P、Q平衡位置的x坐标分别为xpxQ 由图(a)知，x=0处y=-A -2 =Asin(-30°)， 30° 因此xp-360A=3cm ④ 由图()知，在1=0时Q点处于平衡位置，经△=了，其振动 状态向x轴负方向传播至P点处，由此及③式有 xa-xp=v△t=6cm ⑤ 由④⑤式得，质点Q的平衡位置的x坐标为x。=9cm ⑥ 15.(1)由图可知 0.0105 T1= =0.002s,T2= 0.004 5.25 4 =0.001s (2)根据波长与波速的关系有 入2=vT2=入 入1=vT1 所以入1=2入 则x=2入士2n入或者x=2n入(n=0、士1、士2…) 2026年伯乐马一轮复习同步考练·物理答案·第2页