2026届高三物理二轮复习跟踪训练 第12课时 机械振动和机械波

第12课时　机械振动和机械波 跟踪训练 基础保分练 1． 选择题： 1.主动降噪耳机能自动感知周围的环境声，主动发出声音与噪声相互抵消，降低噪声，其主要原理是(　　) A.波的反射 B.波的衍射 C.波的干涉 D.多普勒效应 2.如图所示，张紧的水平绳上吊着甲、乙、丙三个小球。乙球靠近甲球，但两者的悬线长度不同；丙球远离甲球，但两者的悬线长度相同。让甲球在垂直于水平绳的方向摆动，经足够长的时间，系统振动稳定后，关于乙、丙两球振动的周期T乙、T丙及振幅A乙、A丙的关系正确的是(　　) A.T乙＝T丙　A乙>A丙 B.T乙＝T丙　A乙<A丙 C.T乙<T丙　A乙＝A丙 D.T乙>T丙　A乙＝A丙 3.如图为弹簧振子的频闪照片。频闪仪闪光的瞬间振子被照亮，从而得到闪光时小球的位置，拍摄时底片从下向上匀速运动，因此在底片上留下了小球和弹簧的一系列像。图中A为小球运动过程中的一个位置，此时小球(　　) A.向左运动 B.回复力在增大 C.加速度方向向右 D.动能在增大 4.一位游客在太湖边欲乘游船，当日风浪较大，游船上下浮动，当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐。把游艇浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20 cm，周期为 3.0 s。若游客能舒服地登船，地面与甲板的高度差不能超过10 cm，则在一个周期内，游客能舒服地登船时间是(　　) A.0.5 s B.0.75 s C.1.0 s D.1.5 s 5.王老师在课堂上演示绳波的传播过程，他握住绳上的A点上下振动，某时刻绳上波形如图3所示，则绳上A点的振动图像正确的是(　　) 6.一列横波沿x轴的正方向传播，波速为0.5 m/s，某时刻的波形如图所示，则(　　) A.经过1 s质点K运动到波谷 B.经过2 s质点K运动到L处 C.经过2 s质点K回到平衡位置 D.经过3 s质点K运动到波峰 7.固定在振动片上的金属丝周期性触动水面可以形成水波，当振动片在水面上移动时拍得一幅如图5所示的照片，显示出此时波的图样。设单位时间内水波槽左边接收完全波数为n1，右边接收的完全波数为n2。由照片可知(　　) A.振动片向左移动，n1>n2 B.振动片向右移动，n1<n2 C.振动片向左移动，n1<n2 D.振动片向右移动，n1>n2 8.如图所示，位于坐标原点O的波源发出的波在介质Ⅰ、Ⅱ中沿x轴传播，某时刻形成的完整波形如图，P、Q分别为介质Ⅰ、Ⅱ中的质点。下列说法正确的是(　　) A.此时P沿y轴负方向运动 B.波源的起振方向沿y轴正方向 C.P、Q的振动频率相同 D.两种介质中的波速大小相等 9.(2025·安徽卷,2)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 10.(2025·四川卷,5)如图所示,甲、乙、丙、丁四个小球用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上,从左至右摆长依次增加,小球静止在纸面所示竖直平面内。将四个小球垂直纸面向外拉起一小角度,由静止同时释放。释放后小球都做简谐运动。当小球甲完成2个周期的振动时,小球丙恰好到达与小球甲同侧最高点,同时小球乙、丁恰好到达另一侧最高点。则(　　) A.小球甲第一次回到释放位置时,小球丙加速度为零 B.小球丁第一次回到平衡位置时,小球乙动能为零 C.小球甲、乙的振动周期之比为3∶4 D.小球丙、丁的摆长之比为1∶2 综合创新练 1． 计算题： 11.如图，一质量为0.05 kg的小球(可视为质点)通过细线悬在O点，将小球拉至A点后由静止释放并在竖直平面内做简谐运动。已知摆长L＝2.5 m，摆角θ＝4°，cos 4°≈0.997 6，重力加速度g取10 m/s2。求： (1)小球从A点第一次运动到最低点B的时间(π取3.14)； (2)小球在最低点B处绳中拉力大小(结果保留1位有效数字)。 12.某同学用手握住绳子的一端，上下抖动绳子使绳子振动起来，手抖动的频率为2 Hz。以手的平衡位置为坐标原点，抖动绳子过程中某时刻的波形图如图所示，求： (1)该波的波速大小v； (2)从图示时刻起，x＝5 m处的质点再经0.625 s时间内的路程s。 13.t＝0时刻，波源O从平衡位置开始持续振动，t1＝0.2 s时第一次回到平衡位置，形成的简谐横波在介质中恰好传播到A点，如图所示。求： (1)波在该介质中的波速大小v； (2)x＝15 m处的质点第一次到达波谷的时刻t2。 参考答案： 1.答案　C解析　主动降噪功能是发出与噪声振幅、频率相同，相位相反的声波与原来的噪声发生干涉，从而实现降噪，所以主动降噪功能主要是利用了波的干涉，故C正确。 2.答案　B解析　让甲球在垂直于水平绳的方向摆动，乙、丙两球在甲球的驱动下做受迫振动，稳定时，乙、丙两球振动的频率都与甲球振动的频率相同，即乙、丙两球振动的周期都与甲球振动的周期相同；根据T＝2π 可知甲球的振动周期等于丙球的固有周期，则甲球的振动频率等于丙球的固有频率，丙球发生共振，丙球振幅比乙球振幅大，故B正确。 3.答案　B解析　拍摄时底片从下向上匀速运动，可知此时小球向右运动，回复力在增大，加速度方向向左，速度在减小，动能在减小，故B正确。 4.答案　C解析　由振动周期T＝3.0 s、ω＝、A＝20 cm知，游船做简谐运动的振动方程为x＝Asin ωt＝20sin cm。在一个周期内，当x＝10 cm时，解得t1＝0.25 s，t2＝1.25 s。游客能舒服登船的时间Δt＝t2－t1＝1.0 s，C正确。 5.答案　B解析　根据波的传播方向向右，根据“上下坡”法可知，t＝0时刻，A点处于平衡状态且振动方向向下，故B正确。 6.答案　C解析　波沿x轴的正方向传播，根据平移法可知，此时质点K向y轴正方向振动，根据图像可知，波长为2.0 m，所以周期T＝＝4 s，所以经过1 s即T，质点K运动到波峰，故A错误；经过2 s即半个周期，质点K运动到平衡位置，并不随波迁移，故B错误，C正确；经过3 s即T，质点K运动到波谷，故D错误。 7.答案　B解析　根据水波的波纹可知，右边形成的波纹比较密，左边的稀疏，所以振动片是向右侧移动，单位时间内水波槽左边接收完全波数小于右边接收的完全波数，即n1<n2，故A、C、D错误，B正确。 8.答案　C解析　此时P沿y轴正方向运动，故A错误；波源的起振方向沿y轴负方向，故B错误；两列波由同一波源引起的，所以波上所有质点的振动频率都相同，故C正确；由图可知两列波的波长不同，根据v＝λf 可知，两种介质中的波速大小不相等，故D错误。 9.答案　D解析　根据弹簧的振动情况可知,质点的振动方向与机械波的传播方向在同一直线上,所以该波为纵波,A错误;机械波在同一介质中的传播速度相同,由λ=vT可知,推、拉弹簧的周期(波的周期)越小,波长越短,B错误;标记物振动的速度为该波上质点的振动速度,与波的传播速度无关,C错误;标记物由静止开始振动的现象表明机械波能传递能量,D正确。 10.答案　C解析　根据单摆周期公式T=2π知,T丁>T丙>T乙>T甲,由题意知,2T甲==T丙=,可得T甲∶T乙=3∶4,T丙∶T丁=1∶2,根据单摆周期公式T=2π可得l=,则小球丙、丁的摆长之比l丙∶l丁=1∶4,故C正确,D错误;小球甲第一次回到释放位置时,经过时间t=T甲=,即小球丙到达另一侧最高点,此时速度为零,加速度最大,故A错误;小球丁第一次回到平衡位置时,运动的时间为,即,可知此时小球乙第二次到达平衡位置,速度最大,动能最大,故B错误。 11.答案　(1)0.8 s　(2)0.5 N 解析　(1)单摆运动周期T＝2π 小球从A点第一次运动到B点的时间t＝＝＝ s≈0.8 s。 (2)小球从A点运动到B点的过程中，根据动能定理有mgL(1－cos θ)＝mv2 在最低点B，根据牛顿第二定律有F－mg＝m 解得F＝3mg－2mgcos θ≈0.5 N。 12.答案　(1)24 m/s　(2)1.5 m 解析　(1)由题图可知，波长为λ＝2×(11－5) m＝12 m 又频率是2 Hz，故波的波速v＝λf＝24 m/s。 (2)波的周期为T＝＝0.5 s 从图示时刻起，x＝5 m处的质点振动时间为Δt＝0.625 s＝T 故该质点通过的路程为s＝5A＝5×30 cm＝1.5 m。 13.答案　(1)5 m/s　(2)3.1 s 解析　(1)波在该介质中的波速大小v＝＝ m/s＝5 m/s。 (2)方法一　x＝15 m处的质点第一次到达波谷时， 波在t1＝0.2 s时的基础上向前传播x′＝15 m－0.5 m＝14.5 m 所用时间为t′＝＝ s＝2.9 s 则x＝15 m处的质点第一次到达波谷的时刻 t＝t1＋t′＝0.2 s＋2.9 s＝3.1 s。 方法二　由题意知T＝2t1＝0.4 s 波源的振动传播到x＝15 m处的质点所用时间为t2＝＝ s＝3 s；由题图可判知波源的起振方向向下，则x＝15 m处的质点第一次到达波谷所用时间为t3＝T＝0.1 s，故x＝15 m处的质点第一次到达波谷的时刻t＝t2＋t3＝3.1 s。 学科网（北京）股份有限公司 $