考点十 关于（机械振动与机械波）专项训练 -2026届高考物理二轮复习

考点十 关于（机械振动与机械波）训练 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．在弹簧振子做简谐运动的过程中，当振子从最大位移处向平衡位置运动时，下列说法中正确的是（　　） A．加速度逐渐减小，速度也逐渐减小 B．是匀加速运动 C．加速度与速度的方向都与位移的方向相反 D．回复力逐渐增加，速度也逐渐增加 2．电磁波广泛应用在现代医疗中，下列不属于电磁波应用的医用器械有（　　） A．检查血流情况的超声波“彩超”机 B．杀菌用的紫外灯 C．拍胸片的X光机 D．测量体温的红外线测温枪 3．某一束光由玻璃射入空气时，下列对该光的说法正确的是（　　） A．速度变大，波长变长 B．速度不变，波长变长 C．周期变小，波长变长 D．周期不变，波长变短 4．关于机械波的特性，下列说法正确的是（　　） A．只有波长比障碍物的尺寸小或相差不多的时候才会发生明显的衍射现象 B．只要是性质相同的波，都可以发生干涉 C．向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血液反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血液的速度，这种方法应用的是多普勒效应 D．当观察者背离波源运动，接收到的波的频率大于波源的频率 5．粗细均匀的一根木筷，下端绕几圈铁丝，竖直浮在较大的装有水的杯中（如图甲）。把木筷往上提起一段距离后放手，忽略水对木筷和铁丝的黏滞阻力，木筷和铁丝就在水中上下简谐振动。以竖直向上为正方向，从某时刻开始计时，筷子振动图像如图乙所示则（　　） A．筷子和铁丝在时刻加速度为零 B．筷子和铁丝在时刻加速度最大 C．筷子和铁丝在时刻速度最大 D．筷子和铁丝作简谐振动的回复力为浮力 6．如图（a）所示，在平面内有两个沿z轴方向（z轴垂直于平面）做简谐振动的波源（0，4）和（0，）。两波源的振动图像分别如图（b）和图（c）所示，已知两列波的波长均为2m。则下列选项正确的是（　　） A．两列波的传播速度均为4m/s B．质点A的振幅为6cm C．两列波引起A、B两质点的振动减弱 D．当C（0，0.5）处质点开始振动后1s内通过的路程为8cm 7．如图所示，质量为M的物块A放置在光滑水平桌面上，右侧连接一固定于墙面的水平轻绳，左侧通过一倾斜轻绳跨过光滑定滑轮与一竖直轻弹簧相连。现将质量为m的钩码B挂于弹簧下端，当弹簧处于原长时，将B由静止释放，当B下降到最低点时（未着地），A对水平桌面的压力刚好为零。轻绳不可伸长，弹簧始终在弹性限度内，物块A始终处于静止状态。若已知，以下判断正确的是（  ） A．当B下降到最低点时，A左边轻绳与水平方向夹角为60° B．当B下降到最低点时，A左边轻绳与水平方向夹角为45° C．在B从释放位置运动到最低点的过程中，所受合力对B先做负功后做正功 D．在B从释放位置运动到速度最大的过程中，B克服弹簧弹力做的功等于B动能的增加量 8．一根长的软绳拉直后放置在光滑水平地板上，以绳中点为坐标原点，以绳上各质点的平衡位置为x轴建立图示坐标系。两人在绳端P、Q沿y轴方向不断有节奏地抖动，形成两列振幅分别为、的相向传播的机械波。已知P的波速为。时刻的波形如图所示。下列判断正确的有（　　） A．时，在之间（不含两点）绳上一共有5个质点的位移为 B．两列波叠加稳定时之间（不含两点）绳上有10个质点的振幅为 C．两波源的起振方向相同 D．两列波的叠加区域没有稳定干涉图样 二、多选题 9．如图所示，一竖直放置的轻弹簧下端固定在水平地面上，质量为m的小球从弹簧正上方高为h处自由下落到弹簧上端A点，然后压缩弹簧到最低点C，若小球放在弹簧上可静止在B点，小球运动过程中空气阻力忽略不计，则下列说法正确的是（　　） A．B点位于AC连线中点的上方 B．B点位于AC连线中点的下方 C．小球在A点的回复力等于mg D．小球在C点的回复力大于mg 10．一单摆做受迫振动，其共振曲线如图所示，则（　　）    A．此单摆的固有周期为0.5s B．此单摆的摆长约为1m C．若摆长减小，则单摆的固有频率减小 D．若摆长减小，则共振曲线的峰将向右移动 三、实验题 11．某同学为探究单摆周期的决定因素，进行了如下实验： (1)为探究单摆周期与摆长的关系，某同学采用如图1所示的装置。 ①关于器材选择及测量时的一些实验操作，下列说法正确的是________。 A．摆线尽量选择细些、伸缩性小些且适当长一些的 B．摆球尽量选择质量大一些、体积小一些的 C．为了使摆的周期大一些以便测量，应使摆角大一些 D．在某次实验中，摆球n次经过最低点的时间为t，则单摆的周期为 ②用游标卡尺测量摆球直径，测得读数如图2所示，则摆球直径为__________cm； ③实验时改变摆长，测出几组摆长L和对应的周期T的数据，作出L-T 2图像，如图3所示.该同学得到的结论应该是________。 (2)为探究周期与重力加速度的关系，某同学设计了如图4所示的装置，铁架台上装一根重垂线，在铁架台的立柱跟重垂线平行的情况下，将小球、摆线、摆杆组成的“杆线摆”装在立柱上，调节摆线的长度，使摆杆与立柱垂直，摆杆可绕着立柱自由转动，且不计其间的摩擦.如图5所示，把铁架台底座的一侧垫高，立柱倾斜，静止时摆杆与重垂线的夹角为β，小球实际上相当于是在一倾斜平面上运动，“冲淡”了重力的影响。 ①“杆线摆”摆动时的等效重力加速度a为_____ A．g sinβ     B．g cosβ       C．g tanβ ②为了能直观地探究T与a的关系应选_____为横坐标。 A． a   B．      C．     D． 12．（1）在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中，两位同学用游标卡尺测量小球的直径如图甲、乙所示。测量方法正确的是___________（选填“甲”或“乙”）。 （2）实验时，若摆球在垂直纸面的平面内摆动，为了将人工记录摆动次数改为自动记录摆动次数，在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻，如图所示。光敏电阻与某一自动记录相连，该仪器显示的光敏电阻值随时间变化图线如图所示，则该单摆的振动周期为___________。若保持悬点到小球顶点的绳长不变，改用直径是原小球直径2倍的另一小球进行实验，则该单摆的周期将___________（填“变大”、“不变”或“变小”）。图乙中的将___________（填“变大”、“不变”或“变小”）。 （3）某同学在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用的电压表（视为理想电压表）的量程较小，设计了如图所示的实物电路。 ①实验时，应先将电阻箱的电阻调到___________。（选填“最大值”、“最小值”或“任意值”） ②改变电阻箱的阻值，分别测出阻值的定值电阻两端的电压，下列两组的取值方案中，比较合理的方案是___________。（选填1或2） 方案编号 电阻箱的阻值 1 400.0 350.0 300.0 250.0 200.0 2 80.0 70.0 60.0 50.0 40.0 ③根据实验数据描点，绘出的图像是一条直线。若直线的斜率为，在坐标轴上的截距为，则该电源的电动势___________，内阻___________。（用、和表示） 四、解答题 13．一简谐横波在某时刻（）的波形图如图中的实线所示，图中的虚线是时刻该波的波形，P是平衡位置在处的质点。 （ⅰ）若该波沿x轴正方向传播，求该波在内传播的距离s； （ⅱ）若该波的波速大小，求质点P在时刻相对平衡位置的位移及其在内通过的路程L。 14．如图所示是在竖直方向上振动并沿水平方向传播的简谐波，实线是t＝0时刻的波形图，虚线是t＝0.2s时刻的波形图。则： ①若波沿x轴负方向传播，求它传播的速度． ②若波沿x轴正方向传播，求它的最大周期． ③若波速是25m/s，求0.2s内P点经过的路程． 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 考点十 关于（机械振动与机械波）训练 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C A A C C C B A ACD BD 1．C 【详解】做简谐运动的物体，在由最大位移处向平衡位置运动过程中，位移减小，回复力 也减小（负号表示方向与位移方向相反），故加速度 也减小（负号表示方向与位移方向相反），速度增大．振子做加速度减小的加速运动，ABD错误，C正确。 故选C。 2．A 【详解】A．检查血流情况的超声波“彩超”机，是利用超声波的多普勒效应工作的，A不属于电磁波应用，符合题意； BCD．紫外线、X射线、红外线都属于电磁波，都是电磁波在医学上的应用，BCD属于电磁波应用，但不符合题意； 故选A。 3．A 【详解】根据题意，当一束单色光由玻璃射入空气时，即光由光密介质进入光疏介质时，其速度将增大，而频率不变，周期不变，根据，其波长将变长，故选A。 4．C 【详解】A．只有波长比障碍物的尺寸大或相差不多的时候才会发生明显的衍射现象，选项A错误； B．产生干涉的两个条件是：两列波的频率必须相同，两个波源的相位差必须保持不变，故B错误。 C．向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血液反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血液的速度，这种方法应用的是多普勒效应，选项C正确； D．当观察者背离波源运动，接收到的波的频率小于波源的频率，选项D错误。 故选C。 5．C 【详解】D．筷子和铁丝作简谐运动的回复力为浮力和重力的合力，故D错误； BC．筷子和铁丝在t2时刻速度最大，回复力为零，加速度最小，故B错误，C正确； A．t1时刻速度为0，加速度最大，故A错误。 故选C。 6．C 【详解】A．由图（b）和图（c）可知，两列波的周期均为，则两列波的传播速度均为 故A错误； BC．质点A到两波源的波程差为 质点B到两波源的波程差为 由于两波源的起振方向相反，则两列波引起A、B两质点的振动减弱，质点A的振幅为，故B错误，C正确； D．波源的振动传播到C处的时间为 波源的振动传播到C处的时间为 可知波源的振动比波源的振动先传播到C处，即C处质点开始振动后，波源的振动才传到C处，故当C处质点开始振动后1s内通过的路程为 故D错误。 故选C。 7．B 【详解】AB．由题意可知，B物体可以在开始位置到最低点之间做简谐振动，根据简谐运动的对称性，在最低点的加速度为竖直向上的g，由牛顿第二定律得 解得在最低点时，弹簧弹力为 F=2mg 对A分析，设绳子与桌面间夹角为θ，根据A对水平桌面的压力刚好为零 且 联立解得 θ＝45° 故A错误，B正确； C．由题意可知，B从释放位置到最低点过程中，开始弹簧弹力小于重力，物体加速，合力做正功；后来弹簧弹力大于重力，物体减速，合力做负功，故C错误； D．对于B，在从释放到速度最大过程中，只有重力做功和弹簧弹力做功，根据动能定理，B动能的增加量等于重力做的功和弹力做的功之和，故D错误。 故选B。 8．A 【详解】A．t=6s时，两列波都向前传播了12m，波形如图所示 当两列波叠加时，合振动等于两个振动的矢量和，由图象可知，在x=-7m，x=-1m，x=3m处位移都是-10cm，且在6~8m间还有两个点位移是-10cm，因此有5个点位移为-10cm，A正确； B．振动稳定后，某时刻振动图象图所示 从图中可知，在叠加稳定时两波源间（不含波源）有9个质点的振幅为30cm，B错误； C．P起振方向沿y轴负方向，而Q起振方向沿y轴正方向，因此起振方向相反，C错误； D．由于波长 波速由介质决定的，因此两列波的速度相等，根据 可知 ， 因此两列波的频率均为0.5Hz，叠加区域有稳定干涉图样，D错误。 故选A。 9．ACD 【详解】AB．小球放在弹簧上，可以静止于B点，知B点为平衡位置，若小球从A点由静止释放，平衡位置在A点和最低点的中点，而小球从弹簧的正上方自由下落，最低点需下移，但是平衡位置不变，可知B点位于AC连线中点的上方，故A正确，B错误； C．小球在A点所受弹力为零，则小球在A点所受的合力为mg，即回复力为mg，故C正确； D．若从A点静止释放，到达最低点时，加速度与A点对称，大小为g，但是C点所处的位置在A点关于平衡位置对称点的下方，则小球在C点的回复力大于mg，故D正确。 故选ACD。 10．BD 【详解】A．由共振曲线知，此单摆的固有频率为0.5Hz，固有周期为2s，故A错误； B．由单摆周期公式 可得此单摆的摆长约为1m，故B正确； CD．若摆长减小，则单摆的固有周期减小，固有频率增大，共振曲线的峰将向右移动，故C错误，D正确。 故选BD。 11．(1) AB 1.06 单摆周期T与摆长二次方根成正比 (2) B D 【详解】（1）①[1]A．摆线尽量选择细些、伸缩性小些且适当长一些的，选项A正确； B．摆球尽量选择质量大一些、体积小一些的，以减小阻力的影响，选项B正确； C．摆角不超过5°，否则就不是简谐振动，选项C错误； D．在某次实验中，摆球n次经过最低点的时间为t，则单摆的周期为，选项D错误。 故选AB。 ②[2]用游标卡尺测量摆球直径为1cm+0.1mm×6=1.06cm； ③[3]该同学得到的结论应该是单摆周期T与摆长二次方根成正比。 （2）①[1]将重力分解为沿杆和垂直杆，可知，等效重力F=mgcosβ 等效重力加速度的大小 故选B。 ②[2]根据单摆周期公式有 绘制图像是一条过坐标原点的倾斜直线，则为了能直观地探究T与a的关系应选为横坐标。 故选D。 12． 乙 2t0 变大 变大 最大值 2 【详解】（1）[1]使用游标卡尺测量小球的直径时，应将小球夹在外爪的两个刃之间，故测量方法正确的是乙。 （2）[2]根据单摆振动的规律可知，光敏电阻的阻值第1次发生改变到第3次发生改变的时间间隔即为该单摆的振动周期，即 T=2t0 [3]若保持悬点到小球顶点的绳长不变，改用直径是原小球直径2倍的另一小球进行实验，则摆长变长，根据单摆的周期公式 可知则该单摆的周期将变大。 [4]由于摆球的直径变大，且周期变大（即振动变慢），则挡光时间将变长，所以变大。 （3）[5]实验时，为了保护各元件，应先将电阻箱的电阻调到最大值，从而使闭合开关后电路中电流最小，电压表示数也最小。 [6]由于电源电压为9V，而电压表量程为3V，为了使电压表指针能够偏转适度而不是偏转过小，从而使读数更加精确，电阻箱分压最多8V即可，根据串联电路分压规律可知电阻箱的阻值最大应设置在80Ω，故比较合理的方案是2。 [7][8]根据闭合电路欧姆定律有 整理得 由题意可得 解得 13．（ⅰ）；（ⅱ），L=14cm 【详解】（ⅰ）由题图可知，该波的波长，若该波沿x轴正方向传播，则该波在时间内传播的最小距离 由周期性可知，该波在内传播的距离 （ⅱ）若波速大小，则该波的周期 因为 所以波沿x轴负方向传播，在时刻，质点P处于平衡位置并沿y轴正方向运动。 在时刻，质点P到达负方向的最大位移处，可知 在内，质点P通过的路程 14．(1) ；(2)； (3)沿y轴负方向运动 【详解】（1）波沿x轴负方向传播时，传播的可能距离为 △x=（n+）λ=4n+3（m）（n=0，1，2，3，…） 传播的速度为 （n=0，1，2，3，…） （2）波沿x轴正方向传播，传播的时间与周期关系为 △t=（n+）T（n=0，1，2，3，…） 得 （n=0．1，2，3，…） 当n=0时周期最大，即最大为0.8 s （3）波在0.2 s内传播的距离 △x=v△t=5 m 传播的波长数，可见 波形图平移了λ的距离．由题图知波沿x轴正方向传播。 所以P点在t=0s时刻沿y轴负方向运动。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $