周末作业：机械振动、机械波 -2026届高考物理一轮复习

周末作业：机械振动、机械波 一、单选题：本大题共5小题，共20分。 1.如图甲所示，太空舱中弹簧振子沿轴线自由振动，一垂直于的弹性长绳与振子相连，以振子的平衡位置为坐标原点，沿绳方向为轴，沿弹簧轴线方向为轴振子振动一段时间后，某时刻绳子的波形如图乙中实线所示，经过后的波形如图乙中虚线所示，为处的质点，为处的质点，则(    ) A. 绳子上质点、的起振方向相反 B. 弹簧振子振动频率的最大值为 C. 绳子上产生的波的传播速度可能为 D. 时，质点的位置在处 2.如图甲所示，“战绳训练”是常见的健身方式，健身爱好者甩动战绳，令其在竖直平面内形成简谐波。如图乙所示是某次训练中时战绳的波形图，绳上质点的振动图像如图丙所示。下列说法正确的是(    ) A. 该波沿轴负方向传播 B. 该波的波速为 C. 若仅增大抖动的幅度，波速会增大 D. 质点再经将运动到图中的位置 3.某横波沿轴正方向传播，在时刻恰好传播到处的点当．时，质点从时刻起恰好第三次位于平衡位置。质点位于处，下列说法错误的是    (    ) A. 该波的波速为 B. ．时，质点已经过的路程是． C. 与该波发生干涉的另一简谐波的频率是． D. 质点第二次到达波峰的时刻是 4.某健身者挥舞健身绳锻炼臂力，图甲为挥舞后绳中一列沿轴传播的简谐横波在时刻的波形。图乙为绳上质点的振动图像。下列说法正确的是(    ) A. 波沿轴正方向传播 B. 波速大小为 C. 若点平衡位置坐标为，质点的振动方程为 D. 从时计时，再经过，点经过的路程为 5.图是一列沿轴方向传播的简谐横波在时的波形图，、是介质中的两个质点，其平衡位置分别位于、处，图是质点的振动图像。下列说法正确的是(    ) A. 波沿轴负方向传播 B. 波的传播速度大小为 C. 时，、的速度大小相等，方向相同 D. 时，、的加速度大小相等，方向相反 二、多选题：本大题共4小题，共16分。 6.如图所示为儿童乐园里一项游乐活动的示意图，金属导轨倾斜固定，倾角为，导轨上开有一狭槽，内置一小球，小球可沿槽无摩擦滑动，绳子一端与球相连，另一端连接一抱枕，小孩可抱住抱枕与之一起下滑，绳子与竖直方向的夹角为，且保持不变假设抱枕的质量为，小孩的质量为，绳子的质量及空气阻力忽略不计，下列说法正确的是(    ) A. 小孩与抱枕一起做匀速直线运动 B. 分析可知 C. 小孩对抱枕的作用力垂直导轨方向向下 D. 绳子拉力与抱枕对小孩的作用力大小之比为 7.如图所示，一列横波沿轴传播，在时刻的波形如图中实线所示，时刻的波形如图中虚线所示，下列说法中正确的是(    ) A. 由该波形曲线读出这列波的振幅为 B. 该波形曲线上平衡位置位于处的质点振动的周期可能是 C. 若周期大于，则该波的波速可能是 D. 若周期大于，则该波的波速可能是 8.位于处的波源完成两次频率不同的全振动，如图所示为时刻波形，该波沿方向传播，此时波刚好传到处的质点，后质点第一次出现在波谷位置，则(    ) A. 波源的起振方向沿方向 B. 波速 C. 质点沿方向振动过程中，处的质点也沿方向振动 D. 从时刻开始到质点振动的路程为时，质点振动的路程是 E. 从时刻开始，再经过质点运动到坐标原点 9.某横波在介质中沿轴传播，图甲为时的波形图，图乙为点处的质点的振动图象，那么下列说法正确的是(    ) A. 该波向右传播，速度为 B. 质点与质点的运动方向总相反 C. 时，质点处于平衡位置，并正在往正方向运动 D. 时，质点向右运动了 三、计算题：本大题共1小题，共10分。 10.质量为的钢板与直立轻弹簧的上端连接，弹簧下端固定在地上。平衡时，弹簧的压缩量为，如图所示。一质量为的物块从钢板正上方距离为处自由落下，打在钢板上。 若两物体发生的是弹性碰撞，则碰撞后、两物体的速度、为多少？ 若两物体发生的是完全非弹性碰撞，碰撞后一起向下运动，但不粘连。它们到达最低点后又向上运动。且物块与钢板回到点时，还具有向上的速度。求物块向上运动到达的最高点与点的距离。已知弹性势能与形变的关系式为 答案和解析 1.【答案】  【解析A.绳子上各质点的起振方向都与波源弹簧振子的起振方向相同，故A错误； B.波源在坐标原点，绳子上产生的波只能向右传播，由到波传播的距离、、、，，、、、，则波速、、，、、、，当时，该波振动周期最大值为，则质点的振动频率最小值为，故B错误； C.绳子各质点都是在波源振子的驱动下做受迫振动，受迫振动的频率与驱动力频率相同，据以上分析可知，该波的波速不可能为，故C错误； D.根据波的图像和以上分析可知，在时刻，质点位移、、、，故D正确。 2.【答案】  【解析】、时刻，质点由平衡位置沿轴负方向运动，结合同侧法知，这列波沿轴正方向传播，故A错误； B、由图乙知，波长，由图丙知，波的周期，则这列波的波速为： ，故B正确； C、机械波的传播速度只由介质决定，若增大抖动的幅度，波速保持不变，故C错误； D、质点只能在平衡位置附近做往复振动，不能随波迁移，故D错误。 故选B。 3.【答案】  【解析】解：、根据时质点恰好第三次位于平衡位置知，，得，由图可知，该波的波长为，则该波的波速为，故A正确； B、波从图示时刻传到点的时间为，起振方向向下，当时，质点已振动了时间，而，所以时质点的路程是，故B正确。 C、该波的频率为，两列波发生干涉的条件是频率相同，所以与该波发生干涉的另一简谐波的频率是，故C错误； D、质点第二次到达波峰的时间是，故D正确。 本题选错误的，故选C。 4.【答案】  【解析】A.质点后开始向轴负方向运动，根据同侧法可知简谐波在向轴负方向传播，故A错误； B.根据图甲可知道简谐横波的波长为，同时根据图乙可知周期，波速，故B错误； C.若质点平衡位置坐标为，根据简谐横波在时刻的波形图，可知此时的轴位置为其初始振动位置，可得振动方程为，故C正确； D.时，质点在最大位移处，再经过即，点经过的路程大于，故D错误。 故选C。 5.【答案】  A.由图乙可得：时刻，质点在平衡位置向下振动，故由图甲可得：波向轴正方向传播，故A错误， B.根据两图可知波长，周期，则波速，故B错误； C.根据图甲可知，在时，在波峰，在平衡位置，时，，由平移法可知：、的位移大小相等，质点在轴正方向，向下振动，质点在轴负方向，向下振动，、的速度大小相等，方向相同，故C正确； D.时，；由平移法可知：、的位移相等，都为负，质点向上振动，质点向下振动，、的加速度大小相等，方向相同，故D错误。 6.【答案】  【解析】、由于球沿斜槽无摩擦滑动，系统具有相同的加速度，则有，解得，做匀加速直线运动，隔离对小孩和抱枕分析，有，解得加速度，则，故A错误，B正确； C、对抱枕分析，受重力、拉力、小孩对抱枕的作用力，因为沿绳子方向合力为零，平行导轨方向的合力为，可知小孩对抱枕的作用力与绳子在同一条直线上，即垂直于导轨向下，故C正确； D、对人和抱枕整体分析，根据平行四边形定则知，绳子的拉力，抱枕对小孩的作用力方向沿绳子方向向上，大小为，则绳子拉力与抱枕对小孩的作用力之比为：，故D错误。 7.【答案】  【解析】A.根据图像可得这列波的振幅为，波长为，故A正确； B.根据波的周期性可得或，解得或，，所以无论是哪种情况，不可能为，故B错误； 根据前面分析若周期大于，当时，代入解得 此时，根据公式可得波速为 代入数值可得此时波速为或； 同理当时，有 此时，根据公式可得波速为 代入数值可得此时波速为或；所以最小波速为，最大波速为，故CD正确。 8.【答案】  【解析】A、由波沿方向传播，可知质点向上振动，故可得到波源的起振方向沿方向，故A正确； B、波速由介质决定，与波的振幅、频率无关，所以波速相同，故B正确； C、由于波的频率不同，故波的周期不同，所以，、质点振动并不同步，故C错误； D、两波的振幅相同，都为，那么，质点振动的路程时，即质点振动半个周期；由图可知，点处的波长为点处的一半，故点处的周期为点处的一半，所以，质点完成一个完整的周期，那么振动的路程为，故D正确。 E.横波传播途中，介质中质点只在与波传播方向垂直的方向上振动，不会沿波的传播方向迁移，选项E错误。 故选ABD。 9.【答案】  【解析】解：、从振动图象可知，在时，点振动方向向上，所以波向右传播，且波速为，故A正确； B、由波动图象可知，质点与质点平衡位置相距半个波长，振动情况总是相反，因此运动方向总是相反，故B正确． C.由乙图可知周期是；右图为时的波形图，到时经过了的时间是：时，即时，质点处于平衡位置，并正在向轴正方向运动．故C正确． D、在时间内，质点在平衡位置来回振动，并不随着波迁移．故D错误． 故选：． 10.【答案】  ，  ；   【解析】物块与钢板碰撞时的速度为 两物体发生弹性碰撞，则有 解得 根据胡克定律可得 弹性势能为 设物块与钢板碰撞后的共同速度为  ，则有 设回到弹簧原长位置时两物体的速度为  ，取平衡位置处的重力势能为，则有： 当物块与钢板一起回到点时，弹簧的弹力为零，物块与钢板只受到重力作用，加速度为；过点后，钢板受到弹簧向下的拉力作用，加速度大于。由于物块与钢板不粘连，物块不可能受到钢板的拉力，其加速度仍为。故在点物块与钢板分离，分离后，物块以速度  竖直上升，则有 联立解得 第4页，共4页 学科网（北京）股份有限公司 $