课下巩固检测练(4) 机械振动和机械波（Word练习）-【正禾一本通】2026年高考物理二轮专题复习高效讲义

[课下巩固检测练(四)]　机械振动和机械波 【基础练】 1．(2025·广东高考)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 解析：选C。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；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；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。 2．如图甲所示，“笑脸弹簧小人”由头部、轻弹簧及底座组成，将弹簧小人静置于桌面上，其简化模型如图乙所示，头部在O点时刚好静止。现将头部压到B点由静止释放，头部在AB之间上下振动，底座始终未离开地面，不计空气阻力，且弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是(　　 ) A．头部在上下振动的过程中受到重力、弹力和回复力 B．头部从O点向A点运动过程中，速度逐渐减小 C．头部从O点向A点运动过程中，加速度逐渐减小 D．头部在上下振动过程中，头部的机械能守恒 解析：选B。头部在上下振动时，做简谐运动，重力和弹力的合力提供回复力，故A错误；头部从O点向A点运动过程中，是从平衡位置向最大位移位置运动，速度减小，加速度增大，故B正确，C错误；在整个运动过程中，头部和弹簧组成的系统机械能守恒，故D错误。 3． (2025·安徽高考)如图，某同学演示波动实验，将一根长而软的弹簧静置在光滑水平面上，弹簧上系有一个标记物，在左端沿弹簧轴线方向周期性地推、拉弹簧，形成疏密相间的机械波。下列表述正确的是(　　 ) A．弹簧上形成的波是横波 B．推、拉弹簧的周期越小，波长越长 C．标记物振动的速度就是机械波传播的速度 D．标记物由静止开始振动的现象表明机械波能传递能量 解析：选D。弹簧上形成的波的振动方向与传播方向平行，是纵波，故A错误；同一介质中，波的传播速度相同，则波的传播速度不变，推、拉弹簧的周期越小，波的周期越小，由公式λ＝vT可知，波长越短，故B错误；标记物振动的速度反映的是标记物在平衡位置附近往复运动的快慢，机械波的传播速度是波在介质中的传播速度，二者不是同一个速度，故C错误；标记物由静止开始振动，说明它获得了能量，这是因为机械波使得能量传递给标记物，则标记物由静止开始振动的现象表明机械波能传递能量，故D正确。 4．(2025·黑吉辽蒙卷)平衡位置在同一水平面上的两个振动完全相同的点波源，在均匀介质中产生两列波。若波峰用实线表示，波谷用虚线表示，P点位于其最大正位移处，曲线ab上的所有点均为振动减弱点，则下列图中可能满足以上描述的是(　　 ) 解析：选C。 根据题意P点位于其最大正位移处，故可知此时P点位于两列波的波峰与波峰相交处，故B、D错误；由题图可知，两列波分别向左、向上传播，根据干涉规律，作出振动加强点和振动减弱点的连线分别如图中实线和虚线所示，易知A错误，C正确。 5．(2024·河北高考)如图，一电动机带动轻杆在竖直框架平面内匀速转动，轻杆一端固定在电动机的转轴上，另一端悬挂一紫外光笔，转动时紫外光始终竖直投射至水平铺开的感光纸上，沿垂直于框架的方向匀速拖动感光纸，感光纸上就画出了描述光点振动的x ­t图像。已知轻杆在竖直面内长0.1 m，电动机转速为12 r/min。该振动的圆频率和光点在12.5 s内通过的路程分别为(　　) A．0.2 rad/s，1.0 m B．0.2 rad/s，1.25 m C．1.26 rad/s，1.0 m D．1.26 rad/s，1.25 m 解析：选C。由于电动机的转速为12 r/min，则光点1 min振动12个周期，故光点振动的周期T＝=5s，所以光点振动的圆频率ω＝＝0.4π rad/s≈1.26 rad/s，A、B错误；由题意可知光点的振幅A＝0.1 m，又t＝12.5 s＝2.5T，则光点在12.5 s内通过的路程s＝2.5×4A＝10A＝1.0 m，C正确，D错误。 6．(2025·黑龙江哈尔滨模拟)一列沿x轴传播的简谐横波，t＝0时刻的波形图如图甲所示，P、Q是介质中的两个质点，图乙是质点Q的振动图像。下列说法正确的是(　　 ) A．该波沿x轴正方向传播 B．该波在传播过程中遇到20 m的障碍物，能发生明显衍射现象 C．质点Q在4 s内沿x轴传播的距离为4 m D．质点P在2 s内运动的路程为20 cm 解析：选D。由题图乙知，质点Q在t＝0时刻向y轴负方向振动，根据同侧法知，该波沿x轴负方向传播，故A错误；由题图甲可知，该波波长λ＝4 m<20 m，不能发生明显衍射现象，故B错误；质点Q在平衡位置上下振动，不会随波迁移，故C错误；t＝2 s＝T，则质点P在2 s内运动的路程s＝2A＝20 cm，故D正确。 7．(多选)(2025·山东高考)均匀介质中分别沿x轴负向和正向传播的甲、乙两列简谐横波，振幅均为2 cm，波速均为1 m/s，M、N为介质中的质点。t＝0时刻的波形图如图所示，M、N的位移均为1 cm。下列说法正确的是(　　) A．甲波的周期为6 s B．乙波的波长为6 m C．t＝6 s时，M向y轴正方向运动 D．t＝6 s时，N向y轴负方向运动 解析：选BD。根据题图可知甲波的波长λ甲＝4 m，根据λ甲＝vT甲，可得T甲＝4 s，A错误；设N左边在平衡位置的质点与N质点平衡位置的距离为x，根据题图结合1 cm＝2sin (cm)，又6 m－2 m－2x＝，可得x＝0.5 m，λ乙＝6 m，B正确；t＝6 s时即经过T甲＋，结合同侧法可知M向y轴负方向运动，C错误；同理根据λ乙＝vT乙，可得T乙＝6 s，根据同侧法可知t＝0时N向y轴负方向运动，t＝6 s时即经过时间T乙，N仍向y轴负方向运动，D正确。 【能力练】 8． (多选)(2025·重庆高考)一浮筒(视为质点)在池塘水面以频率f上下振动，水面泛起圆形的涟漪(视为简谐波)。用实线表示波峰位置，某时刻第1圈实线的半径为r，第3圈实线的半径为9r，如图所示，则(　　 ) A．该波的波长为4r B．该波的波速为2fr C．此时浮筒在最低点 D．再经过，浮筒将在最低点 解析：选AD。根据题意某时刻第1圈实线的半径为r，第3圈实线的半径为9r，故可得2λ＝9r－r，即λ＝4r，故A正确；该波的波速为v＝λf＝4rf，故B错误；由λ＝4r，根据某时刻第1圈实线的半径为r＝可得此时浮筒处于平衡位置，由于波向外传播，根据同侧法可知此时浮筒处于平衡位置向下振动，故再经过T，浮筒将在最低点，故C错误，D正确。 9．一列简谐横波在均匀介质中沿x轴正向传播，已知x1＝0处质点的振动图像如图所示。将t0时刻作为计时起点，x2＝处质点的振动图像为(　　 ) 解析：选D。 由图像可知x1＝0处质点在t0时刻位移为－2 cm，令此时x1＝0处质点的相位为φ，则有－2＝4sin φ，解得φ＝π或φ＝π(舍去)，由两质点之间的关系可知·2π＝π，则，可知x2＝处质点此时的位移为y＝4sin cm＝4 cm，即t0时刻的波形图如图所示，所以x2＝处质点从正向最大位移处开始振动，故D正确。 10．(2024·江西高考)如图(a)所示，利用超声波可以检测飞机机翼内部缺陷。在某次检测实验中，入射波为连续的正弦信号，探头先后探测到机翼表面和缺陷表面的反射信号，分别如图(b)、(c)所示。已知超声波在机翼材料中的波速为6 300 m/s。关于这两个反射信号在探头处的叠加效果和缺陷深度d，下列选项正确的是(　　 ) A．振动减弱；d＝4.725 mm B．振动加强；d＝4.725 mm C．振动减弱；d＝9.45 mm D．振动加强；d＝9.45 mm 解析：选A。根据反射信号图像可知，超声波的传播周期为T＝2×10-7 s，又波速v＝6 300 m/s，则超声波在机翼材料中的波长λ＝vT＝1.26×10-3 m，结合题图可知，两个反射信号传播到探头处的时间差为Δt＝1.5×10-6 s，故两个反射信号的路程差2d＝vΔt＝9.45×10-3 m＝ λ，解得d＝4.725 mm，两个反射信号在探头处振动减弱，A正确。 11． (2025·四川泸州模拟)一简谐横波从质点a向质点b传播，a、b的平衡位置相距3.5 m，其振动图像如图所示，已知波长大于3.5 m。下列判断正确的是(　　 ) A．机械波的振幅为4 cm B．机械波的周期为6 s C．机械波的波长为5 m D．机械波的速度为1.4 m/s 解析：选B。由题图可知，机械波的振幅为A＝2 cm，故A错误；由a的振动图像，可知＝2 s－0.5 s＝1.5 s，解得T＝6 s，故B正确；根据a的振动图像可知，从t＝0开始，质点a到达波谷需要的时间为0.5 s＝T，根据b的振动图像可知，质点b在2.5 s处于平衡位置，而从前一个波峰到该平衡位置所需要的时间为＝1.5 s，所以质点b在t＝1 s时处于波峰，故从t＝0开始，质点b到达波峰需要的时间为1 s＝T，波从质点a向质点b传播，则有λ＋nλ＝3.5 m，化简得λ＝3.5 m，由题知波长大于3.5 m，即n＝0，则有λ＝3.5 m，解得机械波的波长为λ＝6 m，故C错误；机械波的速度为v＝ m/s＝1 m/s，故D错误。 【创新练】 12．(2025·广西高考)某乐器发出频率为两倍关系的两个纯音(简谐声波)，其波形叠加后呈现一种周期性变化。图甲和图乙分别为同一时刻两列简谐声波单独沿x正方向传播的波形图，图中的坐标原点位于同一质点处，声速为340 m/s。 (1)从图中读出这两列波的波长； (2)该时刻这两列波叠加，分别求x＝0和x＝0.375 m处的质点在该时刻偏离平衡位置的位移； (3)求这两列波叠加后的周期。 解析：(1)根据波长的定义及两列波的波形图可知 λ1＝0.5 m，λ2＝1 m。 (2)由波形图可知在x＝0处两列波均处于波峰处，x＝0处质点偏离平衡位置的位移 x1＝A＋A＝2 μm 在x＝0.375 m处，对于第一列波有 x＝0.375 m＝λ1 对于第二列波有x＝0.375 m＝λ2 在x＝0.375 m处质点偏离平衡位置的位移 x2＝0＋A cos μm。 (3)对于第一列波有 T1＝ s＝ s 对于第二列波有T2＝ s＝2T1 这两列波叠加后的周期为 s。 答案：(1)0.5 m　1 m　(2)2 μm　－ μm (3) 学科网（北京）股份有限公司 $