专题01 机械振动和机械波（期中真题汇编，安徽专用）高二物理下学期

专题01 机械振动和机械波 2大高频考点概览 考点01 机械振动 考点02 机械波 地 城 考点01 机械振动 1．(24-25高二下·安徽A10联盟·期中)某振子做简谐运动的图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．和时，振子的加速度相同 B．从到的过程中振子的速度先增大后减小 C．振子在四分之一周期内，运动的路程一定为10cm D．振子做简谐振动的方程为 【答案】D 【详解】A．图像易知时振子在向y轴正方向（加速度沿y轴负方向），时振子处于负振幅处（加速度沿y轴正方向），则振子的加速度方向相反，故A错误； B．从到的过程中，振子从平衡位置运动到最大位移处，振子的速度一直减小，故B错误； C．振子做简谐运动的振幅是，四分之一周期内，如果初始位置是平衡位置或者最大位移处，则振子运动的路程是10cm，如果初始位置不是平衡位置或者最大位移处，则振子运动的路程不是10cm，故C错误； D．由振动图像可知振幅是10cm，振子做简谐运动的周期为1s，振子做简谐运动的振动方程为 由振动图像可知时刻，振子向上振动，且满足 可得 则振子的振动方程为 故D正确。 故选D。 2．(24-25高二下·安徽卓越县中联盟＆皖豫名校联盟·期中)一根粗细均匀的木棒下端绕几圈铁丝，木棒就可以竖直浮在杯内水中，如图所示。将木棒轻轻向下压一小段距离后由静止释放，此后木棒的运动可视为简谐运动。从释放开始计时，经过t时间木棒第二次达到最大速度，则下列判断正确的是（　　） A．木棒振动的频率为t B．减小木棒振动的幅度，木棒振动的频率将变大 C．木棒露出水面最长时与露出水面最短时受到的合外力相同 D．从释放开始计时，经过t时间，木棒振动的加速度与速度方向相反 【答案】D 【详解】A．设木棒振动的周期为，从释放开始计时，经过时间木棒第二次达到最大速度，则 解得 振动的频率为 故A错误； B．减小木棒振动的幅度，木棒振动的频率不变，故B错误； D．从撤去压力开始计时，经过时间，木棒在平衡位置上方正在向上运动，此时加速度向下，速度向上，故D正确； C．木棒露出水面最长时与露出水面最短时受到的合外力大小相等，方向相反，故C错误。 故选D。 3．(24-25高二下·安徽合肥普通高中六校联盟·期中)如图为某鱼漂示意图。当鱼漂静止时，水位恰好在O点。用手将鱼漂往下按，使水位到达M点。松手后，鱼漂会上下运动，水位在M、N之间来回移动，且鱼漂的运动是简谐运动。下列说法正确的是（　　） A．水位在O点时，鱼漂的速度最大 B．水位到达N点时，鱼漂的加速度向上且最大 C．鱼漂从图示位置向上运动过程中加速度逐渐减小 D．MN之间的距离即鱼漂的振幅 【答案】A 【详解】A．由题可知O点是平衡位置，根据简谐振动的特点可知，水位在O点时，鱼漂的速度最大，故A正确； B．水位到达N点时，说明鱼漂向上运动，到达N点时，位移方向向上且最大，加速度向下且最大，故B错误； C．鱼漂从图示位置向上运动过程中先靠近平衡位置，回复力减小，加速度减小，当经过平衡位置后继续向上运动时，远离平衡位置，回复力逐渐增大，加速度又逐渐增大，故C错误； D．鱼漂上下做简谐运动，偏离平衡位置的最大位移叫振幅，水位到达M点或N点时，位移最大，振幅是OM的长度或者ON的长度，所以MN之间的距离等于鱼漂振幅的两倍，故D错误。 故选A。 4．(24-25高二下·河南部分名校·)图1是钓鱼时使用的浮标，钓鱼时浮标竖直浮在水面上的上下振动可看作简谐运动。从时刻开始计时，以竖直向上为正方向，其振动的图像如图2所示，下列说法正确的是（　　） A．浮标的振动周期为 B．1分钟内浮标上某点运动所经过的路程为 C．时，浮标振动的加速度最大 D．时，浮标的速度为0 【答案】C 【详解】A．根据题图2可知浮标的振动周期为，故A错误； B．一个周期内浮标上某点经过的路程为4个振幅的大小之和，，所经过的路程为 故B错误； C．时，浮标振动的位移最大，回复力最大，加速度最大，故C正确； D．时浮标在平衡位置，速度最大，故D错误。 故选C。 5．(24-25高二下·安徽芜湖安徽师范大学附属中学·期中)下端附着重物（可视为质点）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，如图甲所示，以木棒所受浮力为纵轴，木棒水平位移为横轴建立直角坐标系，浮力随水平位移的变化如图乙所示。已知河水密度为，木棒横截面积为，重力加速度大小为。下列说法正确的是（　　） A．在位置的时候，木棒的速度为零 B．木棒的运动为沿着轴正方向传播的机械横波 C．木棒在竖直方向做简谐运动的振幅为 D．从到的过程中，木棒回复力方向竖直向下，大小逐渐变大 【答案】CD 【详解】A．在位置的时候，由图乙可知，木棒所受浮力最小，木棒处于最高点，竖直方向振动的速度为0，但木棒水平方向的速度不为0，故A错误； B．木棒上各质点相对静止随木棒一起运动，不能看成沿着x轴正方向传播的机械横波，故B错误； C．木棒处于平衡位置时，浮力大小等于重力，浮力最大时木棒处于最低点，浮力最小时木棒处于最高点；在最低点时，木棒浸入液体中的长度减去平衡位置时木棒浸入液体中长度即为振幅，则有 其中 振幅为 联立解得 故C正确； D．由图乙可知从到的过程中，，浮力逐渐变小，木棒处于平衡位置到最高点向上运动过程，则木棒回复力方向竖直向下，大小逐渐变大，故D正确。 故选CD。 6．(24-25高二下·安徽安庆第一中学·期中)如图所示，一轻质弹簧竖直放置在水平地面上，其下端固定，上端栓接一个质量为，厚度可忽略不计的薄板。薄板静止时，弹簧的压缩量为a，现有一个质量为m的物块从距薄板正上方某高度处自由下落，与薄板碰撞后即粘连在一起，碰撞时间极短。之后，物块与薄板一起在竖直方向上做简谐运动，在这个过程中，弹簧的最大形变量为，若弹簧原长和弹性限度满足题设条件，不计空气阻力。 (1)已知物块从刚与薄板粘连在一起到第一次运动到最高点所用的时间为t，求物块与薄板的简谐运动的周期T； (2)要使物块与薄板做的简谐运动的振幅为，物块要从距离薄板多大的高度处自由下落？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）运动起点即薄板静止时，有 物块与薄板一起做简谐运动处于平衡位置时，弹簧的压缩量 已知弹簧的最大压缩量为，则振幅为 根据对称性可知，最高点弹簧的形变量 作简谐运动的位移时间关系图像如图所示 从位移为的位置运动至最高点至少需要时间 解得简谐运动的周期为 （2）物块下落过程，由机械能守恒可得 物块与薄板碰撞，由动量守恒可得 若振幅为，运动示意图如图所示 最高点的弹簧伸长量为a与起点时弹簧的压缩量相同，即具有等量的弹性势能从开始做简谐运动至运动到最高点的过程，由机械能守恒定律 联立解得 地 城 考点02 机械波 7．(24-25高二下·安徽黄山屯溪第一中学·期中)关于波，以下说法正确的是（　　） A．电磁波是由变化的电场和磁场组成的纵波 B．要有效地发射电磁波，振荡电路必须有足够大的振荡频率 C．频率不相同的两列波也能发生干涉 D．当波源和观察者都发生运动时，才能观察到多普勒效应 【答案】B 【详解】A．电磁波是由变化的磁场和电场组成的横波，故A错误； B．要有效地发射电磁波，必须要有振荡电路并且振荡电路有足够大的振荡频率，故B正确； C．两列波发生干涉的条件是频率相同，振动方向一致，相位差恒定，故C错误； D．波源和观察者发生相对运动，才能观察到多普勒效应，故D错误。 故选B。 8．(24-25高二下·安徽卓越县中联盟＆皖豫名校联盟·期中)一列简谐横波沿x轴传播，t=0.4s时刻的波形如图1所示，P、Q是波传播路径上的两个质点，图2是质点Q的振动图像，则下列判断正确的是（　　） A．波沿x轴负方向传播 B．质点P和质点Q的振动方向有时相同，有时相反 C．波的传播速度为1m/s D．质点P的振动方程为 【答案】D 【详解】A．由图2可知，t=0.4s时刻，质点Q在平衡位置沿了轴负方向运动，根据振动与波动的关系可知，波沿x轴正向传播，A错误； B．由于质点P、Q的平衡位置相距半个波长，因此这两个质点的振动方向总是相反的，B错误； C．根据图1得 根据图2得 波速为 C错误； D．因为 t=0时刻，质点Q在平衡位置沿y轴正方向振动，又因为这两个质点的振动方向总是相反的，所以t=0时刻质点P在平衡位置沿y轴负方向振动，因此其振动方程为 D正确。 故选D。 9．(24-25高二下·安徽A10联盟·期中)下列说法正确的是（　　） A．对于同一障碍物，波长越小的光波越容易绕过去 B．戴上特制眼镜看3D电影有立体感是利用了光的干涉原理 C．救护车迎面驶来，听到的声音越来越尖的现象属于多普勒效应 D．雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的，这是光的折射现象 【答案】C 【详解】A．根据发生明显衍射现象的条件知对于同一障碍物，波长越大的光波越容易绕过去，A错误； B．戴上特制眼镜看3D电影有立体感是利用了光的偏振原理，B错误； C．救护车迎面驶来，频率变大，听到的声音越来越尖的现象属于多普勒效应，C正确； D．雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的，这是光的薄膜干涉现象，D错误。 故选C。 10．(24-25高二下·安徽黄山屯溪第一中学·期中)时刻波动图像如图甲所示，的纵坐标m，质点P的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．波向轴负方向传播 B．波速为 C．末，质点P运动到点 D．末，质点向下运动 【答案】D 【详解】A．由题图乙可知，时刻质点P沿轴正方向起振，则此时质点P应位于波传播方向波形的下坡上，所以波的振动向轴正方向传播，故A错误； B．由题图甲、乙可知波的波长和周期分别为、，所以波速为 故B错误； C．质点P只会在平衡位置附近振动，不会沿波的传播方向移动，故C错误； D．时刻正位于波传播方向的上坡上，所以此时沿轴负方向运动，因为 且时刻位于平衡位置上方，所以末，向下运动，故D正确。 故选D。 11．(24-25高二下·安徽芜湖安徽师范大学附属中学·期中)图甲为一列简谐横波在时刻的波形，、两质点的横坐标分别为和，图乙为质点振动图像。下列说法正确的是（　　） A．质点在时加速度为零 B．质点经振动的路程为 C．该波沿负方向传播，波速为 D．再经过半个周期质点传播到质点的位置 【答案】C 【详解】A．由图甲可知，、两质点距离半个波长，由图乙可知，时质点处于波峰位置，则此时质点处于波谷位置，质点的加速度不为零，故A错误； B．根据图乙可知周期为，则质点经振动的路程为 故B错误； C．由图乙可知时质点沿轴负方向振动，根据波形平移法可知，该波沿负方向传播，，根据图甲可知波长为，则波速为 故C正确； D．质点只是在其平衡位置上下振动，不会随波传播的方向迁移，故D错误。 故选C。 12．(24-25高二下·安徽合肥普通高中六校联盟·期中)一列简谐横波某时刻波形如图甲所示。由该时刻开始计时，质点L的振动情况如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．该横波沿x轴负方向传播 B．质点N该时刻向y轴正方向运动 C．质点L经半个周期将沿x轴正方向移动了半个波长 D．该时刻质点K与M的速度最小、加速度最大 【答案】D 【详解】A．根据题意，由图乙可知，该时刻质点向上振动，结合图甲由同侧法可得，该横波沿x轴正方向传播，故A错误； B．由同侧法可知，质点N该时刻向y轴负方向运动，故B错误； C．质点不能随波移动，只能上下振动，故C错误； D．该时刻质点K与M在端点，速度最小、加速度最大，故D正确。 故选D。 13．(24-25高二下·安徽卓越县中联盟＆皖豫名校联盟·期中)一列简谐横波沿x轴传播，M、N是x轴上的两个质点。某时刻开始计时，在t=s时的波形如图1所示，N的振动图像如图2所示。已知波速v=0.36m/s，求∶ (1)M、N平衡位置间的距离； (2)M点在0~s内的路程。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由图像可知，该机械波的周期为 振幅为 结合图2可知，时的位移为，且向下振动，根据“同侧法”可知，波沿轴负方向传播，由图像可知，振动比落后，即波从传至需。所以两者平衡位置之间的距离为 （2）由（1）分析可知，0时刻位移为，时经平衡位置向上运动，则路程为 14．(24-25高二下·安徽合肥普通高中六校联盟·期中)湖面上停着A、B两条小船，它们相距20m。一列水波正在湖面上沿AB连线的方向传播，每条小船每分钟上下浮动20次。当A船位于波峰时，B船在波谷，若两船之间还有一个波峰。 (1)求水波的波速。 (2)已知A船的振幅为10cm，取A船开始振动时为时刻，求18s内小船A走过的路程为多少？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由题知每条船每分钟上下浮动20次，则每秒振动次，则波的频率为，A船位于波峰时B船恰位于波谷，两船之间还有一个波峰，则两船之间的距离等于1.5个波长，即有 则波速为 （2）A振动的时间 所以船A走过的路程为24个振幅，设振幅，则路程 15．(24-25高二下·安徽天一大联考·期中)一列简谐横波沿x轴传播，M、N是x轴上的两个质点。某时刻开始计时，在时的波形如图1所示，N的振动图像如图2所示。已知波速v=0.36m/s，求： (1)M、N平衡位置间的距离； (2)M点在内的路程。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由图2可知，时质点N向下振动，结合图1根据同侧法可知该波沿x轴负方向传播，波从N传至M需，故两者平衡位置之间距离为 （2）由图像可知，简谐横波的周期T=2s，振幅A=20cm，由同侧法可知，质点M沿y轴负方向振动，则时刻计时后质点M的振动方程为 t=0时刻计时后质点M的振动方程为 可知t=0时，，时，y=0，由于，则M点在内的路程为 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题01 机械振动和机械波 2大高频考点概览 考点01 机械振动 考点02 机械波 地 城 考点01 机械振动 1．(24-25高二下·安徽A10联盟·期中)某振子做简谐运动的图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．和时，振子的加速度相同 B．从到的过程中振子的速度先增大后减小 C．振子在四分之一周期内，运动的路程一定为10cm D．振子做简谐振动的方程为 2．(24-25高二下·安徽卓越县中联盟＆皖豫名校联盟·期中)一根粗细均匀的木棒下端绕几圈铁丝，木棒就可以竖直浮在杯内水中，如图所示。将木棒轻轻向下压一小段距离后由静止释放，此后木棒的运动可视为简谐运动。从释放开始计时，经过t时间木棒第二次达到最大速度，则下列判断正确的是（　　） A．木棒振动的频率为t B．减小木棒振动的幅度，木棒振动的频率将变大 C．木棒露出水面最长时与露出水面最短时受到的合外力相同 D．从释放开始计时，经过t时间，木棒振动的加速度与速度方向相反 3．(24-25高二下·安徽合肥普通高中六校联盟·期中)如图为某鱼漂示意图。当鱼漂静止时，水位恰好在O点。用手将鱼漂往下按，使水位到达M点。松手后，鱼漂会上下运动，水位在M、N之间来回移动，且鱼漂的运动是简谐运动。下列说法正确的是（　　） A．水位在O点时，鱼漂的速度最大 B．水位到达N点时，鱼漂的加速度向上且最大 C．鱼漂从图示位置向上运动过程中加速度逐渐减小 D．MN之间的距离即鱼漂的振幅 4．(24-25高二下·河南部分名校·)图1是钓鱼时使用的浮标，钓鱼时浮标竖直浮在水面上的上下振动可看作简谐运动。从时刻开始计时，以竖直向上为正方向，其振动的图像如图2所示，下列说法正确的是（　　） A．浮标的振动周期为 B．1分钟内浮标上某点运动所经过的路程为 C．时，浮标振动的加速度最大 D．时，浮标的速度为0 5．(24-25高二下·安徽芜湖安徽师范大学附属中学·期中)下端附着重物（可视为质点）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，如图甲所示，以木棒所受浮力为纵轴，木棒水平位移为横轴建立直角坐标系，浮力随水平位移的变化如图乙所示。已知河水密度为，木棒横截面积为，重力加速度大小为。下列说法正确的是（　　） A．在位置的时候，木棒的速度为零 B．木棒的运动为沿着轴正方向传播的机械横波 C．木棒在竖直方向做简谐运动的振幅为 D．从到的过程中，木棒回复力方向竖直向下，大小逐渐变大 6．(24-25高二下·安徽安庆第一中学·期中)如图所示，一轻质弹簧竖直放置在水平地面上，其下端固定，上端栓接一个质量为，厚度可忽略不计的薄板。薄板静止时，弹簧的压缩量为a，现有一个质量为m的物块从距薄板正上方某高度处自由下落，与薄板碰撞后即粘连在一起，碰撞时间极短。之后，物块与薄板一起在竖直方向上做简谐运动，在这个过程中，弹簧的最大形变量为，若弹簧原长和弹性限度满足题设条件，不计空气阻力。 (1)已知物块从刚与薄板粘连在一起到第一次运动到最高点所用的时间为t，求物块与薄板的简谐运动的周期T； (2)要使物块与薄板做的简谐运动的振幅为，物块要从距离薄板多大的高度处自由下落？ 地 城 考点02 机械波 7．(24-25高二下·安徽黄山屯溪第一中学·期中)关于波，以下说法正确的是（　　） A．电磁波是由变化的电场和磁场组成的纵波 B．要有效地发射电磁波，振荡电路必须有足够大的振荡频率 C．频率不相同的两列波也能发生干涉 D．当波源和观察者都发生运动时，才能观察到多普勒效应 8．(24-25高二下·安徽卓越县中联盟＆皖豫名校联盟·期中)一列简谐横波沿x轴传播，t=0.4s时刻的波形如图1所示，P、Q是波传播路径上的两个质点，图2是质点Q的振动图像，则下列判断正确的是（　　） A．波沿x轴负方向传播 B．质点P和质点Q的振动方向有时相同，有时相反 C．波的传播速度为1m/s D．质点P的振动方程为 9．(24-25高二下·安徽A10联盟·期中)下列说法正确的是（　　） A．对于同一障碍物，波长越小的光波越容易绕过去 B．戴上特制眼镜看3D电影有立体感是利用了光的干涉原理 C．救护车迎面驶来，听到的声音越来越尖的现象属于多普勒效应 D．雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的，这是光的折射现象 10．(24-25高二下·安徽黄山屯溪第一中学·期中)时刻波动图像如图甲所示，的纵坐标m，质点P的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．波向轴负方向传播 B．波速为 C．末，质点P运动到点 D．末，质点向下运动 11．(24-25高二下·安徽芜湖安徽师范大学附属中学·期中)图甲为一列简谐横波在时刻的波形，、两质点的横坐标分别为和，图乙为质点振动图像。下列说法正确的是（　　） A．质点在时加速度为零 B．质点经振动的路程为 C．该波沿负方向传播，波速为 D．再经过半个周期质点传播到质点的位置 12．(24-25高二下·安徽合肥普通高中六校联盟·期中)一列简谐横波某时刻波形如图甲所示。由该时刻开始计时，质点L的振动情况如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．该横波沿x轴负方向传播 B．质点N该时刻向y轴正方向运动 C．质点L经半个周期将沿x轴正方向移动了半个波长 D．该时刻质点K与M的速度最小、加速度最大 13．(24-25高二下·安徽卓越县中联盟＆皖豫名校联盟·期中)一列简谐横波沿x轴传播，M、N是x轴上的两个质点。某时刻开始计时，在t=s时的波形如图1所示，N的振动图像如图2所示。已知波速v=0.36m/s，求∶ (1)M、N平衡位置间的距离； (2)M点在0~s内的路程。 14．(24-25高二下·安徽合肥普通高中六校联盟·期中)湖面上停着A、B两条小船，它们相距20m。一列水波正在湖面上沿AB连线的方向传播，每条小船每分钟上下浮动20次。当A船位于波峰时，B船在波谷，若两船之间还有一个波峰。 (1)求水波的波速。 (2)已知A船的振幅为10cm，取A船开始振动时为时刻，求18s内小船A走过的路程为多少？ 15．(24-25高二下·安徽天一大联考·期中)一列简谐横波沿x轴传播，M、N是x轴上的两个质点。某时刻开始计时，在时的波形如图1所示，N的振动图像如图2所示。已知波速v=0.36m/s，求： (1)M、N平衡位置间的距离； (2)M点在内的路程。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $