专题十 机械振动与机械波-【创新大课堂】2026年高考物理五年真题分类汇编168优化重组卷

专题十机械 考向一 机械振动 1.(2025·安徽卷，4 分)如图，某同学演 0000000 示波动实验，将一 标记物 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， T 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 2.(2025·广东卷，4分)关于受迫振动和多普勒 逊 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 3.(多选)(2025·湖北卷，4分)质量均 为m的小球a和b由劲度系数为k的 带 ○u 轻质弹簧连接，小球a由不可伸长的细 线悬挂在O点，系统处于静止状态，如 图所示.将小球b竖直下拉长度后由 静止释放.重力加速度大小为g,忽略空气阻力， 弹簧始终在弹性限度内.释放小球b后( 杯 A.小球a可能会运动 超 B若小球6做简谐运动，则其振幅为号 C.当且仅当≤m坚时，小球b才能始终做简谐 运动 D.当且仅当1<2孤时，小球6才能始终做简 谐运动 4.(2024·河北卷，4分)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 尔 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c1图 母 像.已知轻杆在竖直面内长0.1m,电动机转 速为12r/min.该振动的圆频率和光点在12.5s 内通过的路程分别为 振动与机械波 轻杆 紫外光笔 感光纸 A.0.2rad/s,1.0mB.0.2rad/s,1.25m C.1.26rad/s,1.0mD.1.26rad/s,1.25m 5.(2023·新课标卷，6分)船上的人和水下的潜 水员都能听见轮船的鸣笛声.声波在空气中和 在水中传播时的 ( A.波速和波长均不同 B.频率和波速均不同 C.波长和周期均不同 D.周期和频率均不同 6.(多选)(2023·新课标卷，6分)使甲、乙两条 形磁铁隔开一段距离，静止于水平桌面上，甲 的N极正对着乙的S极，甲的质量大于乙的 质量，两者与桌面之间的动摩擦因数相等.现 同时释放甲和乙，在它们相互接近过程中的任 一时刻 () 甲 wm A.甲的速度大小比乙的大 B.甲的动量大小比乙的小 C.甲的动量大小与乙的相等 D.甲和乙的动量之和不为零 7.(2023·海南卷，3分) 下面上下两图分别是P 一列机械波在传播方 5 t/s 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 Q 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 8.(2022·湖南卷，3分)下端附着重物的粗细均 匀木棒，竖直浮在河面，在重力和浮力作用下， 沿竖直方向做频率为1Hz的简谐运动；与此 同时，木棒在水平方向上随河水做匀速直线运 动，如图(a)所示.以木棒所受浮力F为纵轴， 木棒水平位移x为横轴建立直角坐标系，浮力 F随水平位移x的变化如图(b)所示.已知河 水密度为ρ，木棒横截面积为S,重力加速度大 小为g.下列说法正确的是 F/N 00.10.20.30.40.5 -x/m 图(a) 图b) A.x从0.05m到0.15m的过程中，木棒的动 能先增大后减小 B.x从0.21m到0.25m的过程中，木棒加速 度方向竖直向下，大小逐渐变小 C.x=0.35m和x=0.45m时，木棒的速度大 小相等，方向相反 D.木棒在竖直方向做简谐运动的振幅为 F1-F2 20Sg E.木棒的运动为向x轴正方向传播的机械横 波，波速为0.4m/s 9.(2022·浙江卷，3分)如图所示，一根固定在 墙上的水平光滑杆，两端分别固定着相同的轻 弹簧，两弹簧自由端相距x.套在杆上的小球 从中点以初速度？向右运动，小球将做周期为 T的往复运动，则 000000000 A.小球做简谐运动 B小球动能的变化周期为写 C.两根弹簧的总弹性势能的变化周期为T D.小球的初速度为号时，其运动周期为2T 10.(2021·江苏卷，4 分)半径为R的圆 盘边缘有一钉子B, 在水平光线下，圆盘 的转轴A和钉子B 在右侧墙壁上形成影子O和P.以O为原点 在竖直方向上建立坐标系.=0时从图示位 置沿逆时针方向匀速转动圆盘，角速度为ω. 则P做简谐运动的表达式为 A.x=Rsin(ol-E） B.x=Rsin(oi+2） C.x-2Rsin(wl-z) D.x-2Rsin(@+2) 11.(2021·浙江省1月卷，2分)为了提高松树上松 果的采摘率和工作效率，工程技术人员利用松 果的惯性发明了用打击杆、振动器使松果落下 的两种装置，如图甲、乙所示.则 () 甲 A.针对不同树木，落果效果最好的振动频率可 能不同 B.随着振动器频率的增加，树干振动的幅度一 定增大 C.打击杆对不同粗细树干打击结束后，树干的 振动频率相同 D.稳定后，不同粗细树干的振动频率始终与振 动器的振动频率相同 12.(2021·广东卷，4分)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 向微简谐运动，周期为工经召时间小球从最低 点向上运动的距离 会（选填“大下 “小于”或“等于)：在时刻，小球的动能 (选填“最大”或“最小”). 13.(2021·河北卷，4分)如图，一弹簧振子沿 x轴做简谐运动，振子零时刻向右经过A点， 2s时第一次到达B点，已知振子经过A、B 两点时的速度大小相等，2s内经过的路程为 5.6m,则该简谐运动的周期为 S,振 幅为 m. WWW● B 考向二机械波 14.(2025·云南卷，4分)如图所示，均匀介质中 矩形区域内有一位置未知的波源.t=0时刻， 波源开始振动产生简谐横波，并以相同波速 分别向左、右两侧传播，P、Q分别为矩形区域 左右两边界上振动质点的平衡位置.t=1.5s 和=2.5s时矩形区域外波形分别如图中实 线和虚线所示，则 ( 4m 4 m 2m A.波速为2.5m/s B.波源的平衡位置距离P点1.5m C.t=1.0s时，波源处于平衡位置且向下 运动 D.t=5.5s时，平衡位置在P、Q处的两质点 位移相同 15.(多选)(2025·陕晋宁青卷，6分)一列简谐 横波在介质中沿直线传播，其波长大于1m, a、b为介质中平衡位置相距2m的两质点， 其振动图像如图所示.则t=0时的波形图可 能为 ↑y/cm 10 ( 10 ↑y/cm ↑y/cm 10 10 0 2x/m 2 x/m -10 -10 A B ↑ycm ↑y/cm 10 10 0 2 x/m 0 2 x/m -10 b -10 C D 16.(多选)(2025·河南卷，6分)贾湖骨笛是河 南博物院镇馆之宝之一，被誉为“中华第一 笛”.其中一支骨笛可以发出A、B5、C6、D6、 E6等音.已知A音和D6音所对应的频率分别 为880Hz和1175Hz,则 A.在空气中传播时，A音的波长大于D6音的 B.在空气中传播时，A音的波速小于Ds音的 C.由空气进入水中，A音和D6音的频率都 变大 D.由空气进人水中，A音的波长改变量大于 D6音的 17.（多选)(2025·湖 y/m 南卷，5分)如图， 4 A(0,0)、B(4,0)、 C(0,3)在xy平 面内，两波源分别 A 012345x/m 63 置于A、B两点.t=0时，两波源从平衡位置 起振，起振方向相同且垂直于xy平面，频率 均为2.5Hz.两波源持续产生振幅相同的简 谐横波，波分别沿AC、BC方向传播，波速均 为10m/s.下列说法正确的是 () A.两横波的波长均为4m B.t=0.4s时，C处质点加速度为0 C.t=0.4s时，C处质点速度不为0 D.t=0.6s时，C处质点速度为0 18.(多选)(2025·山东卷，4分)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2cm,波速均为1m/s,M、W 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1cm.下列说法正确 的是 ) 甲 y/cm乙 “2 M 0 6 x/m -2… A.甲波的周期为6s B.乙波的波长为6m C.t=6s时，M向y轴正方向运动 D.t=6s时，N向y轴负方向运动 19.(2025·黑吉辽蒙卷，4分)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 a A 8 20.(多选)(2024·山 y/cm 甲 东卷，4分)甲、乙 两列简谐横波在同 -2 x/m 一均匀介质中沿x 2 轴相向传播，波速 均为2m/s.t=0时刻二者在x=2m处相 遇，波形图如图所示.关于平衡位置在x= 2m处的质点P,下列说法正确的是() A.t=0.5s时，P偏离平衡位置的位移为0 B.t=0.5s时，P偏离平衡位置的位移为一2cm C.t=1.0s时，P向y轴正方向运动 D.t=1.0s时，P向y轴负方向运动 21.(2024·湖南卷，4分)如 图，健身者在公园以每分钟 60次的频率上下抖动长绳的一端，长绳自右向 左呈现波浪状起伏，可近似为单向传播的简谐 横波.长绳上A、B两点平衡位置相距6m,to时 刻A点位于波谷，B点位于波峰，两者之间还有 一个波谷.下列说法正确的是 ( A.波长为3m B.波速为12m/s C.to十0.25s时刻，B点速度为0 D.t0十0.50s时刻，A点速度为0 22.(2024·江西卷，4分)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6300m/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 ( 机翼表面 缺陷表面反射波 探头 几缺陷 入射波 机翼表面反 d 射波 图(a)超声波检测原理示意图 Y 0.2 t/us 1.5 .7t/us 图(b)机翼表面反射信号图(c)缺陷表面反射信号 A.振动减弱；d=4.725mm B.振动加强；d=4.725mm C.振动减弱；d=9.45mm D.振动加强；d=9.45mm 23.(多选)(2024·新 ↑y/m 课标卷，6分)位于 0.2 坐标原点O的波 源在t=0时开始 0. 0.2t/s 振动，振动图像如 -0.2 图所示，所形成的 简谐横波沿x轴正方向传播.平衡位置在x= 3.5m处的质点P开始振动时，波源恰好第2 次处于波谷位置，则 ( A.波的周期是0.1s B.波的振幅是0.2m C.波的传播速度是10m/s D.平衡位置在x=4.5m处的质点Q开始振 动时，质点P处于波峰位置 64 24.(2023·湖南卷，4分)如图(a),在均匀介质 中有A、B、C和D四点，其中A、B、C三点位 于同一直线上，AC=BC=4m,DC=3m,DC 垂直AB.t=0时，位于A、B、C处的三个完 全相同的横波波源同时开始振动，振动图像 均如图(b)所示，振动方向与平面ABD垂直， 已知波长为4m.下列说法正确的是 () ↑y/cm 0 2 3 3m t/s 4m 4m B 图(a) 图(b) A.这三列波的波速均为2m/s B.t=2s时，D处的质点开始振动 C.t=4.5s时，D处的质点向y轴负方向 运动 D.t=6s时，D处的质点与平衡位置的距离 是6cm 25.（多选)(2023·辽宁卷，6分)“球鼻艏”是位 于远洋轮船船头水面下方的装置，当轮船以 设计的标准速度航行时，球鼻艏推起的波与 船首推起的波如图所示，两列波的叠加可以 大幅度减小水对轮船的阻力.下列现象的物 理原理与之相同的是 ) TT 船首 球鼻艏推起的波 船首推起的波 球鼻艏 A.插入水中的筷子，看起来折断了 B.阳光下的肥皂膜，呈现彩色条纹 C.驶近站台的火车，汽笛音调变高 D.振动音叉的周围，声音忽高忽低 26.(2023·浙江6月，3分)如图所示，置于管口 T前的声源发出一列单一频率声波，分成两 列强度不同的声波分别沿A、B两管传播到 出口O.先调节A、B两管等长，O处探测到 声波强度为400个单位，然后将A管拉长 d=15cm,在O处第一次探测到声波强度最 小，其强度为100个单位.已知声波强度与声 波振幅平方成正比，不计声波在管道中传播 的能量损失，则 O 五年真题分类汇编·物理 学校 班级 学号 姓名 密 禁 答题 8 9 P 0.125.Kl浓沐上想出语 y/cm 火线程22.2.4。G升个党账：机图听示，目： (2021.浙汉场上卷：22)欧际监/根 Dc0国25分。厘治L区动幸媒想第2.55m C1-2.23%时。耐条么背圳前小可想制 B1-0.425国·放圳动化稳出上 -0.55 O25 (2022.浙没卷：29)世十7-0.2gm的放端！ 27.(2022.H林卷·少) x/cm 标原RO和吸乐标动图 雨放出观长)-30cm 雨放出观长2-15m 0.225 y/cm 0.75 y/cm y/cm y/cm 出 些 人 x/cm A.简谐波I和Ⅱ的波长均为0.24m B.简谐波I和Ⅱ的周期均为0.48s C.绳上各点均做振幅相同的简谐运动 D.两波源到A点和C点的路程差之差的绝 对值是0.48m 30.(2021·上海卷，3分)坐标原点的波源O产 生的波向两侧传播，当波源振动频率逐渐增 大时，则可能的波形图为 MAA A AAAA AAAA D 31.(2021·山东卷，4 ↑y/cm 分)一列简谐横波沿 x轴传播，如图所 6 x/m 示，实线为t1=2s 时的波形图，虚线为 t2=5s时的波形图.以下关于平衡位置在O 点处质点的振动图像，可能正确的是() y/cm y/cm y/cm v/cm 32.(2021·湖北卷，4分)一 cm 列简谐横波沿x轴传播， 0. 在t=0时刻和t=1s时 刻的波形分别如图中实 36 2 x/m 线和虚线所示，已知x=0 0.5 处的质点在0~1s内运动 - 的路程为4.5cm.下列说法正确的是( A.波沿x轴正方向传播 B.波源振动周期为1.1s C.波的传播速度大小为13m/s D.t=1s时，x=6m处的质点沿y轴负方向 运动 33.（2021·浙江卷，3分)将一端固定在墙上的 轻质绳在中点位置分叉成相同的两股细绳， 它们处于同一水平面上.在离分叉点相同长 度处用左、右手在身体两侧分别握住直细绳 的一端，同时用相同频率和振幅上下持续振 动，产生的横波以相同的速率沿细绳传播.因 开始振动时的情况不同，分别得到了如图甲 和乙所示的波形.下列说法正确的是( 分叉点 A.甲图中两手开始振动时的方向并不相同 B.甲图中绳子的分叉点是振动减弱的位置 C.乙图中绳子分叉点右侧始终见不到明显的 波形 D.乙图只表示细绳上两列波刚传到分叉点 时的波形 34.(2021·北京卷，3分) 一列简谐横波某时刻 的波形图如图所示 此后K质点比L质点 先回到平衡位置.下列判断正确的是( A.该简谐横波沿x轴负方向传播 B.此时K质点沿y轴正方向运动 C.此时K质点的速度比L质点的小 D.此时K质点的加速度比L质点的小 35.(2021·天津卷，5分)一列沿x轴正方向传播的 简谐横波，传播速度v=10m/s,t=0时位于坐 标原点的质点从平衡位置沿y轴正方向运动， 下列图形中哪个是=0.6s时的波形( x/n c/m x/m 6 x/m 36.(2025·福建卷，4分)沙漠中的蝎子能感受 来自地面震动的纵波和横波，某波源同时产 生纵波与横波，己知纵波速度大于横波速度， 则纵波波长 (选填“大于”“小于”或 “等于”)横波波长；若波源振动后，蝎子感知 到来自纵波与横波的振动间隔为△，纵波速 度为1，横波速度为2，则波源与蝎子的距 离为 37.(2025·广西卷，10分)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340m/s. 66 (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=0.375m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 个y/μm 1.0 0 x/m -1.0日 图甲 个y/m 1.0 2.0x/m -1.0 图乙 38.[物理—选修3-4](15分)（节选） (2)(2023·全国甲卷，10分)分别沿x轴正 向和负向传播的两列简谐横波P、Q的振动 方向相同，振幅均为5cm,波长均为8m,波 速均为4m/s.t=0时刻，P波刚好传播到坐 标原点，该处的质点将自平衡位置向下振动： Q波刚好传到x=10m处，该处的质点将自 平衡位置向上振动.经过一段时间后，两列波 相遇 (ⅰ)在给出的坐标图上分别画出P、Q两列 波在t=2.5s时刻的波形图(P波用虚线，Q 波用实线)； ↑y/cm 5-- 0} 24;68;10x/m -5 (ⅱ)求出图示范围内的介质中，因两列波干 涉而振动振幅最大和振幅最小的质点的平衡 位置 39.(2022·全国甲卷，5分) ◆y/cm 一平面简谐横波以速度 v=2m/s沿x轴正方向 1.5 /m 传播，t=0时刻的波形 图如图所示.介质中平衡位置在坐标原点的 质点A在t=0时刻的位移y=√2cm.该波 的波长为 m,频率为 Hz. t=2s时刻，质点A (填“向上运动” “速度为零”或“向下运动”) 40.(2022·全国乙卷，5分)介质中平衡位置在 同一水平面上的两个点波源S1和S2,二者 做简谐运动的振幅相等，周期均为0.8s.当 S1过平衡位置向上运动时，S2也过平衡位置 向上运动.若波速为5m/s,则由S1和S2发 出的简谐横波的波长均为 m.P为 波源平衡位置所在水平面上的一点，与S1、 S2平衡位置的距离均为10m,则两波在P 点引起的振动总是相互 (填“加强” 或“削弱”)的；当S1恰好在平衡位置向上运 动时，平衡位置在P处的质点 (填 “向上”或“向下”)运动. 41.(2022·广东卷，6分)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”). 42.(2021·全国甲卷，10分)均匀介质中质点 A、B的平衡位置位于x轴上，坐标分别为0 和xB=16cm.某简谐横波沿x轴正方向传 播，波速为v=20cm/s,波长大于20cm,振 幅为y=1cm,且传播时无衰减.t=0时刻 A、B偏离平衡位置的位移大小相等、方向相 同，运动方向相反，此后每隔△=0.6s,两者 偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同.已 知在t1时刻(t1>0),质点A位于波峰.求： (ⅰ)从1时刻开始，质点B最少要经过多长 时间位于波峰； (ⅱ)时刻质点B偏离平衡位置的位移. 43.(2021·全国乙卷，5分)图中实线为一列简 谐横波在某一时刻的波形曲线，经过0.3s 后，其波形曲线如图中虚线所示.已知该波的 周期T大于0.3s.若波是沿x轴正方向传播 的，则该波的速度大小为 m/s,周期 为 s,若波是沿x轴负方向传播的， 该波的周期为 y/cm 510 15/202530x/cm 68 44.(2021·海南卷，10分)一列沿x轴正方向传 播的简谐横波，其波源的平衡位置在坐标原 点，波源在0~4s内的振动图像如图(a)所 示，已知波的传播速度为0.5m/s. y/cm Ay/cm x/m 图(a) 图(b) (1)求这列横波的波长； (2)求波源在4s内通过的路程； (3)在图(b)中画出=4s时刻的波形图.专题十机械振动与机械波 1.D机械波的产生与传播 根据弹簧的振动情况可知，质点的运动情况与机 械波的传播方向相同，所以该波为纵波 A错误 机栈泼在月一介质中的传将逸度相同，由。一产 可知推、拉弹簧的周期（波的周期）越小，波长 B错误 越短 标记物振动的速度为该波上质，点的振动速度，与 C错误 波的传橘速度无关 标记物由静止开始振动的现象表明机械波能传 D正确 递能量 2.C受迫振动十共振+多普勒效应 选项分析 选项正误 系统的固有频率是指振动系统不受外力作 用时振动的频率，驱动力频率是指施加在系 A错误 统上的周期性外力的频率，两者无关 当驱动力的频率等于系统的固有颜率时，系 统受迫振动的振幅最大，共振发生，所以共 B错误 振能否发生取决于驱动力的频率是否等于 系统的固有颜率，与驱动力的大小无关 多普勒效应是指波源与观察者相互靠近或 者相互远离时，接收到的波的频率发生变化 C正确 的现象，在生活中可以用来测量车辆的速度 观察者与波源相互远离时，观察者接收到的 波的频率比波源的颜率小；观察者与波源相 D错误 互靠近时，观察者接收到的波的频率比波源 的频率大 3.AD[弹簧振子十受力分析经分析可知，只要小球α不运 动，下拉【长度后由静止释放小球b始终做简谐运动，且振幅为 ,B错误；系统静止时，对小球b由平衡条件可得此时弹簧的伸 长量x1=坚，当小球a恰不运动时，对小球a由平衡条件可 知，此时小球6运动到最高点弹簧的压编量x?=,此时小球 6的振幅为贸，所以当且仅当1≤时，小球b才能始终微 简谐运动，C错误，D正确；综上可知，当>2mg时，小球a会运 k 动，A正确，] 4.C[另类的机械振动十圆频率十路程由于电动机的转速为 12r/min,则光点1min振动12个周期，故光，点振动的周期T= -02-5s所以光点振动的周频年。一票-0,4ad/s 12 12 =1.26rad/s,AB错误；由题意可知光，点的振幅A=0.1m,又 t=12.5s=2.5T,则光，点在12.5s内通过的路程s=2.5×4A =10A=1.0m,C正确，D错误.] 5.A[由于声波从一种介质进入另一种介质时频率不变、波速 改文，又T=子故周期也不支，结合A=T可知波长发生改 变，即声波在空气中和在水中传播时的波速和波长均不同，周 期和频率均相同，A正确，BCD错误.门 6.BD[根搭F-mg=m可得a-六F-g,因m>mc:故 a甲<a元，则任意时刻甲的速度大小比乙的小，A错误：m甲> m元，又4甲=牡元，则f甲>f2,故甲和乙组成的系统合外力的 冲量方向向左，即甲的动量大小比乙的小，BD正确，C错误.] 7,C[由题图可知，该波的周期T=4s,A错；由P、Q两个质点 的振动图像可知，P、Q两个质点振动反相，则P、Q间距离为 (a十号）A-6m(a-0.1,2.…),则波速v-产-2n/s 3 (1=0,1,2,3,…),B错；由质点P的振动图像可知，4s时P质 点向上振动，C对：由质点Q的振动图像可知，4s时Q质点向 下振动，D错.] 8.ABD[由图形剖析可知，x从0.05m到0.15m的过程中，木 棒从平衡位置下方运动到平衡位置上方，木棒的动能先增大后 20 减小，故A正确.x从0.21m到0.25m的过程中，木棒从平衡 位置上方向平衡位置运动，木棒的加速度方向竖直向下、大小 逐渐变小，B正确.x=0.35m和x=0.45m时木棒经同一竖直 位置，竖直速度大小相等、方向相反，但是木棒的速度还包括水 平速度，故合速度一定不是反向的，C错误.木棒在最低，点时有 F1=pSgh1,在最高点时有F2=Sgh2,h1一h2=2A,故振幅 一卫，D正确，木棒的运动只是波源的运动，不能称为机 A= 20Sg 械横波，故E错误. 9.B[物体做简谐运动的条件是在运动过程中所受回复力与位 移成正比，且方向始终指向平衡位置，由题可知小球从杆中点 到接触弹簧过程中，所受合力为零，故小球不是做简谐运动，故 A错误；假设杆中点为)，小球向右压缩弹簧至最大压缩量时 的位置为A,小球向左压缩弹簧至最大压缩量时的位置为B, 小球做周期为T的往复运动，运动过程为)·A)B·),根 据对称性可知小球从)A·O与从)·B·O,这两个过程的 动能变化完全一致，两根弹簧的总弹性势能的变化完全一致， 故小球动能的变化周期为之，两根弹簧的总弹性势能的变化 月期为子，故B正确，C错误小球的初连度为受时，可知小球 在匀速阶段的时间变为原来的2倍，接触弹簧过程中，根据弹 簧振子的月期公式1-2示√贸可知，换触弹膏过程中所月时 间与速度无关，因此总的运动周期小于2T,故D错误，门 10.B[经过时间t,B、A连线绕圆心A转过的角度0=wt,此时 x-Rcos0=Rsin(0+受）厂Rsim(or+受）放选B.] 11.AD[不同树木的固有频率不同，因此针对不同的树木，要使 之发生共振需要的振动颜率不同，选项A正确；根据共振曲 线，小于固有颜率时，逐浙增加驱动力频率，振幅会加大，而在 大于固有频率时增加频率，振动幅度会减小，选项B错误：稳 定后，不同粗细的树干的振动为受迫振动，因此与振动器的振 动频率相同，选项D正确；打击杆打击树千后，树千做阻尼振 动，阻尼振动频率取决于固有频率，粗细不同的树千固有振动 频率不同，选项C错误.] 12.解析小球从最低，点向上运动至平衡位置的过程中，做速度 越来越大的加速运动，总时间为千，总位移为A,则前工的位 8 移小于合：在干时刻，小球到达平衡位置，此时建度最大，动 能最大， 答案小于最大 13.解析振子经过A、B两点时的速度大小相等，A、B两点对 称，振子从A向右振动第1次回到B的时间与振子从B向左 振动第1次回到A的时间相等，且两者时间之和哈好为一个 周期，故周期T=4s,2s内经过的路程恰好为2倍振幅，故振 福A- -m=2.8m. 答案42.8 14.D[机械波的形成与传播十波形图由图可知该简谐横波的 波长为入=4m,波形由实线变为虚线所需的时间为1=1.0s, 该段时间内波向前传播了半个波形，则该波的周期为T一21= 2.0s,由公式u=分可知该波的波速为2m/s,A错误；从1-0 到t=2.5s的时间内波向前传播的距离为x=2m/s×2.5s =5m,则波源的平衡位置距离P,点1m,B错误；由波的图像 可知，波源的起振方向向下，1,0s为半个周期，则t=1.0s时 波源处于平衡位置且向上运动，C错误；由A项分析可知 1.5s时间内波向前传播的距离为x=2m/s×1.5s=3m,而 由B项可知Q,点到波源的平衡位置距离为3m,所以t=1.5s 时波传播至Q点，由波的凋期性可知t=5.5s时PQ间的波 形与t=1.5s时的波形相同，Q处质点在平衡位置向下振动， P处质点在平衡位置向上振动，即1=5.5s时，平衡位置在 P、Q处的两质点位移相同，均为0，D正确.门 15.CD[机械波的传播简谐横波的波长大于1m,A中波长为 1m,A错误；t=0时，b质点的位移为-10cm,B错误，CD可 能正确. 16.AD[声波十波速与波长、频率的关系频率由波源决定，在 不同介质中传播时频率不变，C错误；A,音和D。音的频率不 同，但都是声波，两种频率的声波在空气中传播时的波速相！ 同，B错误；由于A音的频率小于D:音的频率，由=入f可！ 知，在空气中传播时，A音的波长大于D6音的波长，A正确； 由入=子可知△以=二，两种频率的声波由空气逸入水中连度 的改变量相同，由于A;音的颜率小于D:音的频率，所以A: 音的波长改变量大于D6音的，D正确.门] 17,AD[机械波的委加十波速，波长与频率间的关系根据波· 速、波长与频率间的关系u一f得入=于 =4m,A正确：根据 几何关系可知，化=√B十c=5m,则B处波源形成的波！ 传播至C点所需的时间1C=汇=0.5s,A处波源形成的波 传播至C点所需的时间14C=℃=0.3s,故1=0.4s时，只有 A处波源形成的波传播到了C点，且C处质点振动了0.1s=! T 0,1X2.5T=,即此时C处质点振动到了波峰处，加速度最 大，速度为零，BC错误；t=0.6s时，A处波源与B处波源形！ 成的波均传播到了C点，A处波源形成的波使C点振动了！ 0.3s=0.3×2.5T-平，B处波源形成的淡使C点振动7 018-0.1X2.5T-干，又两波源产生的波振幅相学，起振方 向相同，故C处质点静止，即速度为0，D正确，门 18.BD[机械波的描述与传播由题图可知，甲波的波长入甲= 4m,由-子可知，甲波的周期Tp=48,A错误；设1=0时 前乙改的形图表达为y一Am(茫十，结合题因有 m(经×2+专如（经×6+y)合显4mC2< 1 8m,联立解得乙波的波长为入之=6m,B正确；结合题图由同！ 侧法可知，1=0时刻M向y轴正方向运动，则1=6。二号T里} 入 时刻M向y轴负方向运动，C错误：结合B项分析和v一 可知，乙波的周期为T元=6s,由题图可知1=0时刻N向y 轴负方向运动，所以则t=6s=T乙时刻N向y轴负方向运！ 动，D正确.门 19.C[机械波的传播+波的干涉由于P点位于其最大正位 移处，所以P,点位于波峰与波峰的交点，故B、D错误：由题图！ 可知，两列波分别向左、向上传播，沿左上方将减弱点连线，则！ 连线上的，点均为振动减弱，点，A错误，C正确.门 20.BC[波的叠加十波形图由于两波的波速均为2m/s,则t=1 0.5s时，题图所示平衡位置在x=1m处和x=3m处两质点！ 的振动形式传到P点处，则由波的叠加可知，1-05s时， P偏离平衡位置的位移为一2cm,A错误，B正确；与AB项分1 析同理，1=1s时，题图所示平衡位置在x=0处和x=4m处 两质点的振动形式（均向y轴正方向运动）传到P点处，根据· 波的叠加可知，t=1s时，P向y轴正方向运动，C正确，！ D错误.] 21.D[改的形成与传精由题意可知x=子，则孩流的波长 为入=4m,A错误：根据题意可知该波的周期T=1s,结合A! 项分析可得该波的波速为U=产=4m/s,B错误；由于，时 刻A点、B点分别位于波谷、波峰位置，则0时刻A点、B点： 的速度均为0，从o时刻到1o十0,25s时刻，B点动了个 周期，运动至平衡位置，速度最大，C错误；从0时刻到to十 05s时刻，A点报动了之个月期，运动至波峰位置，速度为 0,D正确.门 22.A[波的叠加十推理论证能力根据反射信号图像可知，超 声波的传播周期T=2×107s,又波速=6300m/s,则超声 波在机翼材料中的波长入=uT=1.26×10-3m,结合题图(b)} 和题图(c)可知，两个反射信号传播到探头处的时间差为△1= 1.5×10-6s,故两个反射信号的路程差2d=v△1=9.45×1 208 10m-号，解得d=4725×103m,且两个反射信号在探 头处振动减弱，A正确.] 3.BC[机械波的形成与传播十振动图像根据题图可知，该 波的周期T=0.2s,振幅为0.2m,A错误，B正确：由题意可 知波源第2次处于波谷位置，即波源振动了41-1是T时质 点P开始振动，所以该波的传播速度-二-10m/s,C正 △t 确；结合C项分析可知，t=0.45s时质点Q开始振动，此时质 点P已经运动了0,1s,结合题图可知此时质，点P处于平衡位 置，D错误.] 24.C[波的基本俗息流速-产-1m/,A储： T=4s 各波源A、B处波源：山-乙0-工D=与 =1s=5s 传至D →B错： 点用时C处波源：2= -是s-38 A、B处形成的波未 传至D,点C处形成 的波在D点已振动结合 D处的质点向 1=4.5s时45351.5s图by轴负方向运 动，C对： (-ir 「A、B处形成的波波峰与 在D点已振动，波峰 D处的 1s=T 叠加： 质，点距 t=6s时 4 cm C处形成的波 →离平衡位] 在D,点已振动波谷： 置2cm, D错. 3s=子T -2 cm 5.BD[由图可知，球鼻艏与船首推起的两列波的叠加可以大 幅度减小水对轮船的阻力，是由于两列波叠加后使振动减弱， 属于波的干涉现象，插入水中的筷子，看起来折断了属于光的 折射现象，A错误：阳光下的肥皂膜，呈现彩色条纹属于薄膜 干涉，B正确：驶远站台的火车，汽笛音调变高属于多普勒效 应，C错误：振动音叉的周围，声音忽高忽低属于声波的千涉 现象，D正确.] 6.C[假设沿A管传播的声波振幅为AA,沿B管传播的声波 颜他为A框指短多可仔（价之）》器好将会-。 C对，D错：把A管拉长d,在)处第一次探测到O处声强最 小，故2d=号X,解得A=60cm,AB错.] 27.AC[由O点的振动图像可知，周期为T=2×(11一5)s 12s,振幅A=20cm,设原点处的质，点的振动方程为：y= An(学十y)根据振动图缘可知，10-20mg,解得9一吾在 1=1s时刻，原点处质点的位置：y=20n(管×7十晋)m 一17.3cm,则1=7s时原点处的质点在y轴下方17.3cm处；根 据振动图像可知，在【=7s时刻质点在y轴负向向下振动，根 据“同侧法”可判断若波向右传播，则波形为C所示：若波向左 传播，则波形如A所示，故A、C正确，B、D错误.] 8.BD[A.波从波源发出后，向x轴正负方向传播，向相反方向 传播的波不会相遇，不会发生干涉，故A错误：B.由图可知， 波的波长入=1m,由题意可知0.1s内波传播四分之一波长， 0,1s,解得T=0.48,根据同侧法可知， 方向向上，1=0.42s即T下<1<5时，波源向上振动，位移为正， 故B正确：C波的波速0=宁-2.5m/s,波源的振动形式传精 到a点1-175025=0.6s,又因为波源振动2.0s,a点也 2.5 应该振动2.0s,即质点a在2.25s时还在继续振动，t=2.1s 到1-2.25s经过时间-0.15s脚子<<子，结合图像可 知质点（位移为正且向y轴正方向运动，故C错误：D.波传到 乙点所需的时间13-石=0.3s,在0到2s内，质点6振动 的时问为14-2s-0,3s-1.7s-子T,质点6运动总路程= 17A=17×0.15m=2.55m.故D正确.故选BD.7 29.DLA.简谐波I和Ⅱ的波长均为0.48m,选项A错误：B.从！ 波形1到波形5经历的时间为号T,则号T-4×0.12s,可得 简谐波I和Ⅱ的周期均为T=0.96s,选项B错误；C.绳上各 点中加强，点和减弱点振幅不相同，选项C错误：D.AC两，点均 为振动减弱点，则两波源到两点的距离之差分别为令(2十1) 和含(2m-1),则两改源到A点和C点的路程差之差的绝对 值是含2a+1)立2a-1-以08，选项D正病 故选D.门 30.A[A频率逐渐增大，C频率逐渐减小，B、D波形不对，不是！ 从坐标原点的波源)向两侧传播而是同一列波.] 31.AC[若波活x轴正方向传插，由图像可知，uT+子T-3s 当n=0时，T=4s,且1=2s时原，点处的质点在平衡位置且 正向y轴正方向运动，故B错误，A正确；若波沿x轴负方向 传播，由因像可知mT+干-39，当刀=0时，T=12s,且1一 2s时原点处的质点在平衡位置且正向y轴负方向运动，故D} 错误，C正确.] 32.AC[由题意，x=0处的质点在0~1s的时间内通过的路程 为4,5cm,则结合图可知t=0时刻x=0处的质点沿y轴的负1 方向运动，则由质，点的振动方向和波的传播方向关系可知，该！ 波的传播方向沿x轴的正方向，A正确：由题意可知，0一1s! 12 的时间间隔为T,解得T一3s,B错误：由图可知入=12m, 则v=六=13m/s,C正确：由同侧法可知1=1s时，x=6m 处的质点沿y轴正方向运动，D错误.] 33.C[甲图中两手开始振动时的方向相同，则甲图中分叉点是！ 振动加强的位置，故A、B错误；乙图中两手开始振动时的方} 向哈好相反，乙图中分又点是振动减弱的位置，因两手振动幅 度相同，故在分叉点的右侧始终见不到明显的波形，故C正 确，D错误. 34.D[根据题述，K质，点比L质点先回到平衡位置，该简谐横！ 波沿x轴正方向传播，此时K质点沿y轴负方向运动，K质！ 点的速度比L质点的大，K质，点的加速度比L质点的小，选项 ABC错误D正确.] 35.B[根据波形图可知，波长为4m,传播速度v=10m/s,由 u=入/T可得T=0.4s.根据题述，t=0时位于坐标原点的质！ 点从平衡位置沿y轴正方向运动，t=0,6s时的坐标原点的质！ 点回到平衡位置向下运动，所以1=0.6s时的波形是图B.] 36.解析波速、波长与频率间的关系十匀速运动同一波源产 生的横波和纵波的频率相同，根据=入f可知，在频率一定 时，波速与波长成正比，纵波速度大于横波波速，故纵波波长！ 大于横波波长，根据匀速运动知识有上一上一△，解得 L=242 1一y2 答案大于 2△r U1一2 37.解析机械波的传播十不同频率的波的叠加十波形图 (1)由题图甲可知 4入甲=2.0m 解得A甲=0.5m 由题图乙可知 2λz=2.0m 解得λt=1.0m (2)该时刻，甲波在x=0处偏离平衡位置的位移为1.0m 乙波在x=0处偏离平衡位置的位移也为1.04m 因此这两列波叠加后在x=0处的质点在该时刻偏离平衡位· 置的位移为xo=2m 孩时刻，甲波在r=0.375m-子A甲处偏高平衡位置的位移 为0 20 乙波在x=0.375m= ÷入之处偏离平衡位置的位移为一☐ 2 um 因此这两列波叠加后在x=0.375处的质点在该时刻偏离 平衡位置的位移为xa.375=一乞4m (3)这两列波叠加后的波长入=1.0m 根据波长、波速与周期的关系有入=vT 其中v=340m/s 代入数据解得T=3408 答案1)0.5m1.0m(2)24m-2 um(3)340s 38.解析(2)(1)波传播的距离x=vt=10m 0 0 -5 该上各质点的振功周期T=之=281=258=1十T,故波 形图如图所示，P波为虚线，Q波为实线。 (ⅱ)两波源起振方向相反，故考察点到两波源的距离差为半 波长的奇数倍的为加强点，在x轴上坐标为x1=3m,x2= 7m处，△x=4m=号入，为加强点，振幅最大. 考察点到两波源的距离差为波长的整数倍的为减弱点，在 x轴上坐标为x3=1m,x4=9m处，△x'=8m=入，为减弱点， 在x轴上坐标为x5=5m处，△x”=0,也为减弱点，振幅最小 答案（2)见解析 .解析设波的表达式为y=Asim公x十9 由题知A=2cm,波图像过点(0，√2)和(1.5,0)，代入表达 式有 y=2sim受x+于）(cm) π 即入=4m 由于该波的波速v=2m/s,则 f=入 2k=0.5H 由于该波的波速u=2m/s,则 T-4-2s 由于题图因为1=0时刻的波形图，则1=2s时振动形式和零 时刻相同，根据“上下坡”法可知质点A向下运动」 答案40.5向下运动 10.解析因周期T=0.8s,波速为u=5m/s,则波长为入=vT= 5×0.8m=4m,因两波源到P点的距离之差为零，且两振源 振动方向相同，则P点的振动是加强的；因S1P=10m= 2.5入，则当S1恰好在平衡位置向上运动时，平衡位置在P点 的质，点向下振动 答案4加强向下 1.解析根据题意可知，波的传播方向沿水平方向向右，根据 “同侧法”可知M点的振动方向向下，因此经过半个周期后， 绳上M处的质点将运动至P处：波速由传播的介质决定，与 波的颜率无关. 答案P不变 2.解析(i)因波速u=20cm/s,波长大于20cm,所以周期 T>1s, 又由1=0时刻后每隔0.6sA、B两者偏离平衡位置的位移大 小相等、方向相同，可知该波周期T=1.2$, 该波波长入=uT=24cm, 故A、B的平衡位置相距气入y 从h时刻开拾，质点B最少要经过号T=088位于波华. (ⅱ)在t1时刻(t1>0),质点A位于波峰，A,B平衡位置相距 3入，可知质点B偏离平衡位置的位移 21 yB=cos(2rX3）=-0.5cm 答案(i)0.8s(i)-0.5cm 43.解析若波是沿x轴正方向传播的，波形移动了15cm,由此可 求出波速和周期：-m8-0.5mVs,了-之-8号s 0.4s 若波是沿x轴负方向传播的，波形移动了5cm,由此可求出波 速和周期： 2=0.05 0.3 m/s=6m/s,T-文-0是s=1.2s. 1 1 76 答案0.50.41.2 44.解析(1)由题知图(a)为波源的振动图像，则可知A=4cm, T=4 s 由于波的传播速度为0.5m/s,根据波长与速度关系有入= UT=2 m. (2)由(1)可知波源的振动周期为4s,则4s内波源通过的路 程为s=4A=16cm. (3)由题图可知在1=0时波源的起振 y/cm 方向向上，由于波速为0.5m/s,则在 4s时根据x=vt=2m,可知该波明好 传到位置为2m的质，点，且波源刚好 /m 回到平衡位置，且该波沿正方向传播， 则根据“上坡、下坡”法可绘制出1=4s时刻的波形图如图 所示， 答案(1)2m(2)16cm (3)图见解析 专题十一 光学 1.C[光的全反射十几何关系过M 点和N点分别作出两界面的法线， E 设EM光线的入射角为O,EN光线 M 的入射角为α，如图所示，则在等腰三 角形OEM中，∠EOM+20=180°，又 真空 ,玻璃 ∠EOM<90°，则0>45°，同理，在等 腰三角形OEN中，∠EON+2a= 180°，又∠EON90°，则a>45°，根 据全反射临界角公式sinC=上得 C=45°，由于α和0均大于C,故沿EM、EN的两束光都发生全 反射，C正确.] 2.D[光的折射十几何关系根据几何关系可知，折射角α= 45°，又光线是从光疏介质射入光密介质的，因此入射角大于折 射角，即入射角0>45°，A错误：根据折射定律得”=n。二 √2sin0<√2，B错误：由于n<√2，根据全反射临界角公式可知 smC=日>号，解得C>45,增大入射角，设该单色光在孤BC 上的入射，点为M,如图所示，则在等腰三角形△AOM中， ∠OMA=∠OAM<45°，所以一定不能发生全反射，C错误：同 理，减小入射角，设该单色光在弧AB上的入射点为N,如图所 示，则在等腰三角形△AON中，∠ONA=∠OAN>45°，所以可 能发生全反射，D正确.门 C WN B 3.A[折射定律+几何关系作出光射 出玻璃时界面的法线如图所示，由儿何 关系可知，光射出玻璃时的折射角（在空 入射光 气中的光线与法线的夹角)为a十B,入射 角（在玻璃中的光线与法线的夹角）为α， 文3a邢 由折射定律n=sn可知该折射率为 出射光 sin r n=血Ca十2，A正确.] sin a 4.D[全反射十推理能力激光由一种介质进入另一种介质时， 激光的频率不会发生变化，所以激光在两种液体中的频率相 同，AB错误：由临界角公式si血C-上可知，折射率越大，临界 2 角越小，由于甲的折射率比乙的大，所以用甲时全反射的临界 角小，用乙时全反射的临界角大，C错误，D正确.] 5.BC[ 接敢4=410 C=62=49°→n=sin49 恰好全反射A错B对 02=30° 0>30°B<60,C对. a=60P+ n=sin sin 02 D错 发射 6.A 根据折射率n↑2↓，光线随高度降低A对， sin 越来越靠近法线 BCD错.J sin 01 真空 大气 高度降低 折射率n变大 7.C[发光三角形发出的光线的临界角满足sinC= 1 3 n ,光线为临界光线时，到发光边的距离为 r=htan C= 10 mx3 =0.3m,如图所示，所以由 几何关系可知，发光体顶点处对应的有光射出的水面形状为圆 的一部分，AB错：对发光体向内部射出的光线，发光体的直角 顶点处到对应的水面上的临界光线的水平距离r1=0.3√2m, 发光体斜边中点处到对应的水面上的临界光线的水平距离 r2=0.,3m,由于r1十r2>0.9√2m,所以水面有光射出形状的 外边缘内均有光射出，C对，D错.] 8.C「当光由光密介质射入光疏介质时，如果入射角等于或大于 临界角，就会发生全反射现象，光从水射向空气时，会发生全反 射现象，水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水中射入气 泡时，一部分光在界面上发生了全反射，折射光消失，入射光儿 乎全变为反射光的缘故；故A、B、D错误，C正确.] 9.A[当两种频率的细激光束从A,点垂直于AB面入射时，激光 沿直线传播到O,点，经第一次反射沿半径方向直线传播出去， 光路如图1. 45 图1 保持光的入射方向不变，入射点从A向B移动过程中，如图2 可知，激光沿直线传播到CM面经反射向PM面传播，根据图 像可知，入射点从A向B移动的过程中，光线传播到PM面的 入射角逐渐增大，如图2 当入射点为B点时，根据光的反射定律及几何关系可知，光线 传播到PM面的P点，此时光线在PM面上的入射角最大，设 为a,由儿何关系得a=45 根据全反射临界角公式得 sin Co =1 ,1<② -1.422 sin C= 1 ,1>② 1.402 两种颜率的细激光束的全反射的临界角关系为C。<45°<C 故在入射光从A向B移动过程中，（光能在PM面全反射后 从OM面射出：b光不能在PM面发生全反射，故仅有a光.A 正确，B、C、D错误.] 10.A[作出光路图如图所示，出射光束恰好消失，说明在圆弧面 ABC上刚好发生全反射，其入射角等于全反射临界角C,由几何 关系可知sinC=5,由sinC-上解得折射率n=1.2,A正确] 6 激光束 透明砖 0