专题8 机械振动与机械波-【满分思维】2026年高考物理真题分类

x1,滑杆向右运动的位移大小为x2,则根据人船模型有 mx=Mr2 又x相=x1十x2=1.8L M=km 9 9kL 联立可得x,一十5,1一k十5 则机器人松开轻绳时，滑杆距B点的距离为 xx-L-z:- k一4L k+5 设机器人松开轻绳时机器人相对滑杆的速度为？相，滑杆的速 度为M,作出此时两速度的示意图如图乙所示 37相 37 乙 则机器人松开轻绳时水平分速度大小为v.=v相sin37°一vM 机器人松开轻绳时竖直分速度大小为v,=v相c0s37° 由于机器人和滑杆组成的系统水平方向动量守恒，则有 mv,=MUy 机器人从B点运动到松开轻绳的位置，系统机械能守恒，有 1 vMvu+mgl.sin 机器人松开轻绳后做斜抛运动到A点，设该过程的运动时问为 t',则由运动学公式有 2:十Lcos37°=u,t 1 1.2L-Lsin37°=vt' 2813 /14 9glk 联立可得u=5gL+10+≥1) 则当k=1时，u取最小值，有=3 2 19.板块模型、动量、能量观点综合应用、多过程问题 解：(1)给第1个滑块·个水平向右的初速度1，滑块相对木板 向右运动，滑块与木板间的摩擦力为滑动摩擦力，大小为上：= 2g,由于最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则木板与地面问的 最大静摩擦力为Fm=μ(n十3)g=4rg,又n是大丁 1的正整数.所以Fm>F,第1个滑块与第2个滑块碰撞前， 专题八机械 1.B机械波由题图知，波的传播方向与质点振动方向垂直，故 该波为横波，A错误；质点S的振动方向与P质点的起振方向相 ·物理 木板处于静止状态，对第1个滑块从开始运动至与第2个滑块 碰撞前瞬间的过程，由动能定理有 24ngL=2m%,?、. 2m,2 代入数据解得v,'=√(3-4)gL (2)对第j个滑块从开始运动至与第j十1个滑块碰撞前瞬间 的过程，由动能定理有 -2pimgl.jm,im 1 对前j个滑块整体与第j十1个滑块碰撞的过程，由动量守恒 定律有 jm℃，'=(G+1)mv+ 联立解得+1=十—g 1 (3)设第i个滑块开始运动时木板恰开始滑动，则对木板由平 衡条件有 2uimg=4unmg 解得i=2n 所以第21十1个滑块开始运动时，木板开始滑动，设第2n十1个 滑块开始运动时的速度大小为2+1，则对前2m十1个滑块由 牛顿第二定律有 2μ(2+1)mg=(21+1)ma 对木板与其余滑块整体，由牛顿第二定律有 2μ(2n+1)mg-4·4mg=(2n-1)ma2 滑块恰好不再相碰，则由运动学公式有 U2m-1一u1t=421 联立解得2 81 21-7g1 南2洞分析可细a=()》。'- 所以’(2）'(o-g 依次类推至2-（分）(02-4wg) 逐级代人可得a2= (2n+)》2-4w[(220）' )++(门 联立可得2”wL-(十）a一织a}eL 解得3= 4(4111)(21|1)8m(2111)2 3 21-1 振动与机械波 同，由同侧法知质点P开始振动时向上运动，则质点S开始振动 时向上运动，B正确：山题知，S、P两质点平衡位置之间的距离 13· ☑两质点振动步调完全相反，C错误；波在传播 介质中的质点不随波迁移，D错误。 2.C波的干涉P点位于其最大正位移处，所以是波峰与波峰的 叠加点，也就是实线与实线的交点处，BD错误；A选项，曲线αb的 中点，经个周期之后，两列波的波谷在此相遇，是振动加强点， A错误。故选C。 3.D波的衍射条件发生明显衍射时，障碍物或狭缝的尺寸与波 的波长相差不多或比波的波长更小，且波的波长越长、障碍物或 狭缝的尺寸越小，衍射现象越明显，故选D。 4.C受迫振动、多普勒效应系统的固有频率由系统本身决定， 与驱动力频率无关，当驱动力频率与系统固有频率相等时发生 共振现象，AB错误；根据多普勒效应可知，当观察者与波源相互 远离时，接收到的频率小于波源的频率，D错误；由多普勒效应 可知，在已知波源与观察者的运动状态的情况下，根据接收到的 频率与波源频率的差即可测量车辆的速度，C正确。 5.D机械波的产生与传播横波是质点振动方向与波传播方向 垂直的波，此弹簧波中质点振动方向（沿弹簧轴线）与波传播方 向（沿弹簧轴线）平行，是纵波，A错误；波速由介质（弹簧）决定， 根据0=入了=子可知，周期越小，频率越大，波长越短，B错 误；标记物振动速度是波上质点振动的速度，机械波的传播速 度是振动形式和能量传播的速度，二者不同，C错误；标记物由 静止开始振动，是因为获得了能量，表明机械波能传递能量， D正确。 6.D声波及其应用、波长和频率与波速的关系从M点到 N点，声波的传播方向向下偏折，相当工介质折射率变太：则 波传播速度变小【点拔：将声波的传播类比为光在介质中传播】· 由二f可知【点拨：同一声源f不变】，波长变短，A错误；从 S点到V点声波传播速度变小，则空气温度降低，故S点气温 高于地而，B错误；忽略传播过程中空气对声波的吸收，但声波 传播时能量会向周围扩散，所以从M点到V点声音减弱，C错 误；由光路的可逆性可知，声波的传播同样具有可逆性，将同一声 源移至V点，发的声波传播到S点一定沿题图中的声线 VMS,D正确。 7.D机械振动、机械波由题图可知，当t=2.5s时，波向两个力 向传播的总距☒为2x三4m大4m十2m三10m【点拨：在同种介 质中波的传播速度相等，波从波源向两侧传播的距离相等】，所 以波速0=千=2m/,A错误：波源应该在传播距离的中点.所 以波源平衡位置到P点的距离d=x一4m=1m,B错误：由题 图可知机械波的波长入=4m·所以机械波的周期T=入=2s, 由t=1.5s时的波形可知，波源开始振动的方向是向下，所以 1=1s时波源振动了半个周期，所以此时波源处于平衡位置，正 ·物理 在向上运动，C错误；P点到波源的距离为1m,Q点到波源的距 离为3m,所以波传到P、Q两点所用时间分别为0.5s、1.5s, 所以t=5.5s时，P点振动了5s,此时位于平衡位置向上运动， Q点振动了4s,此时位于平衡位置向下运动，所以P、Q的位移 相同，D正确。 8.AD机械波声波在空气中传播时，传播速度相同，频率越低， 波长越长，A正确；在同一均匀介质中，机械波的波速相同，所以 A、D音在空气中的波速相同，在水中的波速也相同，机械波由 空气进入水中时，频率不变，则A、D。音由空气进入水中波长的 改变量△以=空二本，可知频率小的A音波长改变量大，D正 f 确，BC错误。 9.CD振动图像与波形图的综合问题已知波长A>1m,A选项 图中波长入小于1，不满足条件，A错误；由振动图像知， t=0时，a质点在平衡位置，向y轴正方向运动，b质点在负向 最大位移处，B选项图中t=0时b质点位移不为一10cm,与振 动图像矛盾，B错误；C选项图中，若波沿x轴负方向传播，t= 0时，α质点在平衡位置且向y轴正方向运动，b质点在负向最 大位移处，符合振动图像，C正确；D选项图中，若波沿x轴正方 向传播，a、b质点的振动情况与振动图像相符合，D正确。 10.AD简谐运动若a不动，则b可看成弹簧振子在做简谐运 动，振幅为A=L,B错误；根据简谐运动对称性可知，小球b能 够到达最高点时弹簧的形变量为△7=婴-A=货-【点 找：此时弹簧处于拉仲状态】成△：A一发=一发【点拔： 此时弹簧处于压缩状态】，b位于最高点，弹簧处丁压缩状态时 若a仍不动，则b一定做简谐运动，此时弹簧弹力F=k△x2= l一mg,娄让a不动，则需满足F≤mg,即1≤2s,则当1≤ 2坚时，a不动，b做简谐运动：>25时，a动，b不做简谐运 动，AD正确，C错误 技巧点拨 竖直弹簧振子模型的回复力是由重力和弹力的合力提 供，平衡位置并不是弹簧原长位置。所以我们采取位移结合 形变量的分析方式，简谐运动具有对称性（位移、速度大小） 形变量主要用来分析任意位置的弹力。 1,AD机械振动，机械波由=A∫可知入=号=4m:A正确： A点波源产生的简谐波传播到C处所需的时间1，=AC 0,3,B点波源产生的简谐波传播到C处所需的时间14=X- 0.5s>0.1s,所以1-0.1s时，B点波源产生的波还没有传播 到C处A点波源产牛的波已经到达C处，又T=0.1 14· 故C处质点已经振动一T,即此时C处质点在位移最大处，所 以此时C处质点速度为0，但加速度不为0，BC错误；由前面 分析可知t=0.6s时，A点波源产生的简谐波已经传播到C处， 且使C处质点振动了3T,B点波源产生的简谐波也已经传 4 播到C处，且使C处质点振动了子T,又因两波源振幅和起振 方向相同，所以t=0.6s时C处质点位移为0，速度也为0， D正确 I易错警示 两个波源产生的简谐波传播到C处所用的时间不同，所 以C处质点由两个波源带动振动的时间也不同，需要分别讨 论然后再叠加起来，另外注意两个波源的起振方向相同。 12.BD波的图像、机械波的描述 由同侧法知，仁0时刻M向y轴 由同侧法知，=O时刻N向 正方向运动，6s=T+T, 轴负方向运动，1兰= 则=6s时M向y轴负方向运 6s,仁6s=T2,则=6s时 动，C错误 N向y轴负方向运动， D正确 甲 ylcm乙 1=2 sin 2 x一→x=2 0 A 三【拓限中衡位其与广 间波形对应的x轴方向的 多2m2,-4m.7-合45 距离为72】.则2立，+ 1 A错误 2=4m2,=6m,B正确 专题九 1.(1)丙 (2)0.4 【解析】险证机械能守恒定律实验(1)实验验证滑块下滑过程 中减少的重力势能是否等于其增加的动能，所以必须测量滑块 经过两光电门的高度左，米确定滑块重力势能的减少量，测量 滑块通过两个光电门的速度来确定滑块动能的增加量，故甲、 乙两同学的方案均可行，气垫导轨倾斜角未知，所以丙同学的 d 方案不可行：(2)滑块经过兆电门Λ的速度大小为 10×108 25X10m/s=0.4m/s. 2.(1)13.15(13.14~13.16) (4)49 (5)0.028 实验攻略(4)(5)问根据平衡条件写出x关于V的方程，再结 合xV图像斜率和截距进行分析： 【解析】探究弹簧弹力和形变量关系的实验(1)由题图甲知弹 ·物理 13.机械波的传播、不同频率的波的叠加、波形图 解：(1)由题图甲可知 4以甲=2.0m 解得入甲=0.5m 由题图乙可知 2λ乙=2.0m 解得入z=1.0m (2)该时刻，甲波在x=0处的质点偏离平衡位置的位移为 1.0m 乙波在x=0处的质点偏离平衡位置的位移也为1.0m 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 该时刻，甲波在x=0,375m=4p处的质点偏离平衡位登的 位移为0 乙波在x=0,375m-音12处的质点偏离平衡位登的位移为 、② 2 um 因此这两列波叠加后在x=0.375m处的质点在该时刻偏离平 衡位置的位移为一，， (3)由题图甲、乙知，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λ=vT 其巾v-340m/s 代入数据解得T=30“ 1 学实验 簧的原长为13.15cm。(4)对小桶和水由平衡条件得kx= P十g别x=V+紧故题图丙的斜率为“- 200m,解得=19NVm.(6)盟丙的截F爱-0.056m,解 得m=0.028kg 3.器 (2)①50②12 【解析】验证机械能守恒定律实验(1)木实验中重力势能与动 能相五转化，同mg动=号m-0,又。=品代入得动= (货)广故该直线图以为横华标时，有（分）广-子6，即应达 用()为纵坐标：若所得图像过原点，且斜率为g,即可证明 d 小球在运动过程中机械能守恒。(2)①实验中测得直径为d 20.48mm,结合10分度游标卡尺精确度为0.1mm,20分度游 标卡尺精确度为0.05mm,50分度游标卡尺精确度为0.02mm. 答15·专题八机械振动与机械波 一、单项选择题 1.(2025·北京卷)质点S沿竖直方向做简谐运动，在绳上形成的波传到质点P时 的波形如图所示，则 A.该波为纵波 B.质点S开始振动时向上运动 C.S、P两质点振动步调完全一致 D.经过一个周期，质点S向右运动一个波长距离 2.(2025·辽吉黑内蒙古卷)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b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 B D 3.(2025·四川卷)某多晶薄膜晶格结构可以等效成缝宽约为3.5×10-10m的狭缝。下列粒子束穿过该多 品溥膜时，衍射现象最明显的是 () A.德布罗意波长约为7.9×10-13m的中子 B.德布罗意波长约为8.7×10-12m的质子 C.德布罗意波长约为2.6×10m的氮分子 D.德布罗意波长约为1.5×101om的电子 4.(2025·广东卷)关于受迫振动和多普勒效应，下列说法正确的是 个.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 .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 5.(2025·安徽卷)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 ( 0000600 标记物 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.标记物巾静止开始振动的现象表明机械波能传递能量 ·28· 6.(2025·北京卷)“姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船。”除了夜深人静的原因，从波传播的角度分析，特定 的空气温度分布也可能使声波传播清明致远。声波传播规律与光波在介质中传播规律类似。类比光 线，用“声线”来描述声波的传播路径。地面上方一定高度S处有一个声源，发出的声波在空气中向周围 传播，声线示意如图（不考虑地面的反射）。已知气温越高的地方，声波传播速度越大。下列说法正确 的是 A.从M点到N点声波波长变长 B.S点气温低于地面 C.忽略传播过程中空气对声波的吸收，则从M点到N点声音不减弱 7777777777 D.若将同一声源移至N点，发出的声波传播到S点一定沿图中声线NMS 7.(2025·云南卷)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t=2.5s时矩形区域外波形分别如图中实线和虚线所示，则 4m 4m 2 m 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 二、多项选择题 8.(2025·河南卷)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、B、C6、D6、Es等音。已知A音和D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D音的 B.在空气巾传播时，A音的波速小于D。音的 C.由空气进入水中，A,音和D。音的频率都变大 D.由空气进入水中，A音的波长改变量大于D音的 9.(2025·陕晋青宁卷)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 ty/cm 10 质巾平衡位置相距2的两质点，其振动图像如图所示。则t=0时的波形图可能为 0 () -10 [y/cm y/cm fy/cm y/cm 10 10- 10 10 0 0 2 x/m 0 :2 x/m 2 x/m 2 x/m 10 -10 -10 -10F B D 10.(2025·湖北卷)质量均为m的小球a和b由劲度系数为k的轻质弹簧连接，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 ·29· 为g,忽略空气阻力，弹簧始终在弹性限度内。释放小球b后 A.小球a可能会运动 Oa B若小球b做简谐运动，则其振幅为号 C当且仅当1≤时，小球b才能始终做简谐运动 D.当且仅当1<2时，小球b才能始终做简谐运动 11.(2025·湖南卷)如图，A(0,0)、B(4,0)、C(0,3)在xOy平面内，两波源分别 y/m 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 2 xOy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 A B 沿AC、BC方向传播，波速均为10m/s。下列说法正确的是 ( 012345xm 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 12.(2025·山东卷)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、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1cm。下列说法正确 的是 ( A.甲波的周期为6s 甲 个y/cm 乙 B.乙波的波长为6m C.t=6s时，M向y轴正方向运动 6 x/m D.t=6s时，N向y轴负方向运动 三、非选择题 13.(2025·广西卷)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轴正方向传播的波形图，图巾的坐标原点位于同 一质点处，声速为340m/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=0.375m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。 +y/um 1.0 0.20.40.6 0.8 1.0 26x/m -1.0 ↑/um 1.0 0.2八0.40.60.81.01.21.41.61.820xm -1.0 ·30·