第12讲 机械振动和机械波(强化练)-【优化探究】2026年高考物理二轮专题复习配套课件（广东专版）

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 [基础保分练](1-7题,每题4分) 1.(多选)(2025·广东佛山二模)某型号降噪耳机工作原理如图所示,降噪过程包括如下几个环节:首先,由微型麦克风采集环境中的中、低频噪声;接下来,将噪声信号传至降噪电路;在降噪电路处理完成后,通过扬声器向外发出声波来抵消噪声;最后,我们耳朵就会感觉到噪声减弱甚至消失。对该降噪耳机的相关说法正确的是(　　) A.耳机降噪利用了声波的多普勒效应 B.抵消声波的频率与噪声的频率应该相等 C.抵消声波与噪声的相位差为零 D.抵消声波和环境噪声在空气中传播的速度相等 BD 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析:耳机降噪利用了声波的干涉原理,故A错误;频率相同的波才能发生干涉,即声波的叠加,相位相反时则可以相互抵消,故B正确,C错误;声波是靠介质传播的,同一介质中传播速度相等,故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2.(2025·广东佛山一模)如图为钓鱼时鱼漂静浮于水面的示意图。某次鱼咬钩时将鱼漂往下拉一小段距离后松口,鱼漂做上下振动,一定时间内鱼漂在竖直方向近似做简谐运动,取竖直向上为正方向,鱼松口时为计时起点,用t、x、a分别表示鱼漂运动的时间、位移和加速度。关于鱼漂此振动过程中的相关图像可能正确的是 (　　) B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析:鱼漂静止在水面上的位置是平衡位置,取竖直向上为 正方向,鱼将鱼漂往下拉了一小段距离后松口,则开始振动 的位移为负,之后位移减小一直到0,即回到平衡位置,之后 位移为正,可得位移随时间变化的关系为x=-Acos ωt,根据 F回=-kx=ma可得a=-x=Acos ωt,由此可知a与x成正比关 系,a与t成余弦函数关系,B正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 3.(2025·广东佛山二模)将重物静止悬挂在轻质弹簧下端,往左右方向轻微扰动重物,将会形成一个单摆;往上下方向轻微扰动重物,将会形成一个弹簧振子。当此单摆及弹簧振子的周期满足2∶1时,无论给予哪种扰动,该装置都会周期性地在单摆和弹簧振子状态间切换,这种现象称为“内共振”。已知弹簧振子的周期T=2π (m为重物质量,k为弹簧劲度系数),单摆摆长为L,重力加速度大小为g,若要产生“内共振”现象,则该弹簧的劲度系数应该满足(　　) A.k=　　　　　　　　 B.k= C.k= D.k= B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析:单摆振动的周期为T'=2π,弹簧振子的周期为T=2π,又“内共振”满足=,联立可得k=,故选B。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 4.(2025·广东广州二模)如图甲,单摆由细线和装有墨水的容器组成,容器底端墨水均匀流出。当单摆在竖直面内摆动时,长木板以速度v垂直于摆动平面匀速移动距离L,形成了如图乙的墨痕图案。已知重力加速度为g,则该单摆的摆长为 (　　) A. B. C. D. A 解析:单摆的周期T=2π ,由题图乙可知2T=,联立可得l=,A正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 5.如图甲所示,轻质弹簧竖直放置,下端固定在水平地面上,上端连接一质量为m的物块,物块在竖直向下的压力F的作用下保持静止。t=0时,撤去压力F,物块在竖直方向做简谐振动,取竖直向上为正方向,弹簧振子的振动图像如图乙所示。弹簧的劲度系数为k,重力加速度为g,F=2mg。以下说法正确的是 (　　) A.弹簧振子的振幅为 B.弹簧振子的频率为2.5 Hz C.t=0.2 s时,物块的加速度最大 D.t=0.4 s到t=0.6 s的时间内,物块加速度的方向和速度方向相同 D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析:物块在振动过程中回复力为零的位置为平衡位置,由题知,在平衡位置弹簧弹力等于物块重力mg,则回复力为F=2mg,则弹簧振子的振幅为A==,A错误;由弹簧振子的振动图像知周期为T=0.8 s,弹簧振子的频率为f==1.25 Hz,B错误;t=0.2 s=T时,物块处于平衡位置,回复力最小,加速度最小,C错误;t=0.4 s到t=0.6 s的时间内,物块由最高点到平衡位置,速度由0变化到最大,速度方向指向平衡位置, 回复力指向平衡位置,故物块加速度的方向和 速度方向相同,D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 6.(2025·广东江门模拟)如图所示,一根长为l、粗细均匀且横截面积为S的木筷下端绕几圈铁丝,竖直浮在较大的装有水的容器中。现把木筷往上提起一小段距离后放手,木筷就在水中上下做简谐振动。已知铁丝与木筷总质量为m0,木筷与铁丝整体的等效密度为ρ1,水的密度为ρ2,简谐运动的周期公式T=2π ,其中k是回复力与位移的比例系数,m为系统的质量,当地重力加速度为g,忽略铁丝的体积,则该系统振动的周期为 (　　) A.T=2π B.T=2π C.T=2π D.T=2π C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析:木筷平衡时,有m0g=F浮=ρ2gSh,取向下为正方向,向 下移动位移为x时,浮力增大了ΔF浮=ρ2gSx,木筷就在水中 上下做简谐振动,所以F回=-ΔF浮=-ρ2gSx=-kx,可得k=ρ2gS, 该系统振动的周期为T=2π =2π ,故C正确,D错 误;由题知m0=ρ1Sl,代入可得T=2π ,故A、B错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 7.如图(a)所示,在xOy平面内有两个沿z轴方向做简谐运 动的点波源S1(0,4 m)和S2(0,-2 m),两波源的振动图像分 别如图(b)和图(c)所示。已知图(a)中A、B、C三个点的 位置坐标分别为(8 m,-2 m)、(4 m,1 m)和(0,0.5 m),两列 波的波速均为1 m/s。下列说法正确的是(　　) A.两列波的波长均为3 m B.两波源起振方向相同 C.两列波引起点A处振动加强 D.两列波引起点B处振动减弱,而点C处振动加强 D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析:由题图(b)(c)可知两列波的周期均为T=2 s,则波长均 为λ=vT=2 m,A错误;由振动图像可知两波源起振方向相反, B错误;由几何关系可知两波源到点A的路程差为ΔxA=S1A- S2A=10 m-8 m=2 m=λ,为半波长的偶数倍,故点A处振动减 弱,C错误;两波源到点B的路程差为ΔxB=S1B-S2B=5 m-5 m= 0,为半波长的偶数倍,故点B处振动减弱,两波源到 点C的路程差为ΔxC=S1C-S2C=3.5 m-2.5 m=1 m=, 为半波长的奇数倍,故点C处振动加强,D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 [提能争分练](8-12题,每题6分) 8.(2025·广东深圳模拟)如图甲为一列沿x轴传播的横波在某时刻的波形图,图乙为x=1 cm处质点的振动图像,则下列说法正确的是 (　　) A.若这列波向右传播,图甲可能是t=1 s 时刻的波形图 B.若这列波向左传播,从图甲所示时刻 起再过2 s,x=1 cm处的质点回到平衡位置 C.从图甲所示时刻起再过1.5 s,x=5 cm处的质点移动的距离为3 cm D.从图甲所示时刻起再过9 s,x=8 cm处的质点运动的路程为20 cm B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析:若这列波向右传播,根据题图甲结合“同侧法”可知x=1 cm处的质点向y轴负方向振动,根据题图乙可知t=1 s时,x=1 cm处的质点振动方向沿y轴正方向,A错误;根据题图可得波速为v== cm/s=2 cm/s,所以若这列波向左传播,从题图甲所示时刻起再过2 s,波向左传播的距离为x=2×2 cm=4 cm,根据“平移法”可知,x=5 cm处质点的状态平移到x=1 cm处,所以此时x=1 cm处的质点回到平衡位置,B正确;从题图甲所示时刻起再过1.5 s即经过T,x=5 cm处的质点移动的距离为5 cm,同理,从题图甲所示时刻起再过9 s即经过T,x=8 cm处 的质点运动的路程为s=6×5 cm=30 cm,C、D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 9.(多选)(2025·广东惠州一模)如图所示,甲图是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=2 s时的波形,乙图是该波传播方向上介质中x1=6 m处的质点从t=0时刻起的振动图像,a、b是介质中平衡位置为x2=3 m和x3=5 m的两个质点。下列说法正确的是 (　　) A.该波的波速是2 m/s B.从t=2 s开始,质点a比质点b先 回到平衡位置 C.x=200 m处的观察者沿x轴负方向运动时,接收到该波的频率一定为0.25 Hz D.若该波在传播过程中遇到尺寸为16 m的障碍物,会发生明显的衍射现象 AB 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析:由题图可知,该波波长λ=8 m,周期为T=4 s,则v==2 m/s,故A正确;因为该波沿x轴正方向传播,所以t=2 s时a向上振动,b向下振动,因此质点a先回到平衡位置,故B正确;根据周期可知该波频率为0.25 Hz,但观察者沿x轴负方向运动时,靠近波源,因此接收到该波的频率一定大于0.25 Hz ,故C错误;因为该波波长为8 m,小于障碍物尺寸,因此不会发生明显的衍射现象,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 10.(多选)(2025·广东韶关二模)波源S1和S2垂直于纸面做简谐运动,振动周期相同,但步调正好相反,所激发的横波在均匀介质中沿纸面向四周传播。图甲为两简谐波在t=0.2 s时的俯视图,实线圆表示波峰,虚线圆表示波谷。该介质中某点的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是(　　) A.两简谐波的波速为0.15 m/s B.图甲中的B点为振动减弱点 C.图乙可能是A点的振动图像 D.t=0.1 s时刻,C点可能位于波谷 BC 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析:由题图甲可知,两简谐波的波长为λ=2×6 cm=12 cm,由题图乙可知周期为T=0.4 s,两简谐波的波速为v==×10-2 m/s=0.3 m/s,故A错误;波源S1和S2振动步调相反,B点到两波源的距离相等,为振动减弱点,故B正确;由题图甲可知,t=0.2 s时,A点位于波谷,故题图乙可能是A点的振动图像,故C正确;由题图甲可知,t=0.2 s时刻,C点大致位于平衡位置,根据平移法可知,t=0.1 s时刻,即t=0.2 s时刻前,C点 位于波峰,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 11.(多选)一列沿x轴传播的简谐横波,从某时刻开始,介质中位置在x=0处的质点a和在x=3 m处的质点b的振动图像分别如图甲、乙所示。下列说法正确的是(　　) A.若波沿x轴负方向传播,这列波的 最大传播速度为0.6 m/s B.若波沿x轴正方向传播,这列波的最大传播速度为1 m/s C.质点a处在平衡位置时,质点b一定在波谷且向y轴正方向振动 D.质点a的振动方程为y=2cos(t+π)cm BD 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析:质点a、b间距为3 m,t=0时刻,质点a处于波谷,质点b处于平衡位置向上振动,若波沿x轴负方向传播,则有nλ+=3 m(n=0,1,2,3,…),解得λ= m(n=0,1,2,3,…),根据图像可知,周期为T=4 s,则波速为v== m/s(n=0,1,2,3,…),当n取0时,波速最大为v1= 3 m/s,故A错误;若波沿x轴正方向传播,则有nλ+=3 m(n=0,1,2,3,…),解得λ= m (n=0,1,2,3,…),根据图像可知,周期为T=4 s,则波速为v== m/s(n=0,1,2,3,…),当n取0时,波速最大为v2=1 m/s,故B正确;根据图像可知,t=1 s时,质点a处于平衡位置,而质点b处于波峰位置,且随后向y轴负方向振动,故C错误; 根据图像可知,质点a的振动方程为y=-2cos(t)cm= -2cos(t)cm=2cos(t+π)cm,故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 12.(多选)(2025·广东湛江二模)在同一均匀介质中,位于x=-6 m和x=12 m处的两个波源M和N均沿y轴方向做简谐运动,形成横波a和b。如图所示,t=0时波a、b分别传播到x=-2 m和x=8 m处,t=5 s时波a、b恰好相遇,则下列说法正确的是 (　　) A.波a、b相叠加后,会出现稳定的干涉现象 B.x=3 m处质点的位移最大值为2 cm C.t=2 s时,质点P沿y轴正方向运动 D.t=11 s时,x=2 m处质点的位移为10 cm AB 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析:横波a和b的波长相同,同种介质中波的传播速度相同,故两列波的频率相同,满足产生稳定干涉现象的条件,A正确;两列波同时到达x=3 m处,两列波振动步调相反,故在此处处于减弱状态,所以此处质点的位移最大值为2 cm,B正确;由题意可知, t=5 s时两列波恰好相遇,且两列波的波速相同,故横波a的波速为v==1 m/s,周期为T==4 s,t=0时质点P沿y轴正方向运动,故经过2 s=T质点P沿y轴负方向运动,C错误;t=11 s时,x=2 m处的质点同时 参与了a波和b波的运动,都在波谷位置,所以此时刻x= 2 m处质点的位移为y=(-4)cm+(-6)cm=-10 cm,D错误。 $