2026届广东高考物理三轮复习讲义：考前冲刺4 机械振动与机械波

2026届广东高考物理三轮复习讲义：考前冲刺4机械振动与机械波 考点一　机械振动 1.简谐运动的规律 规律 x=Asin(ωt+φ) 图像 反映同一质点在各个时刻的位移 受力特征 回复力F=-kx，F(或a)的大小与x的大小成正比，方向相反 运动 特征 靠近平衡位置时，a、F、x都减小，v增大；远离平衡位置时，a、F、x都增大，v减小 能量 特征 振幅越大，能量越大。在运动过程中，动能和势能相互转化，系统的机械能守恒 周期 性特征 质点的位移、回复力、加速度和速度均随时间做周期性变化，变化周期就是简谐运动的周期T；动能和势能也随时间做周期性变化，其变化周期为 对称 性特征 关于平衡位置O对称的两点，相对平衡位置的位移大小、加速度的大小、速度的大小相等；动能、势能相等 2.弹簧振子 (1)弹簧振子的周期与振幅、振动方向与水平方向的夹角无关，仅与弹簧的劲度系数k和振子的质量m有关。 (2)公式：T=2π。 3.单摆 示例图 周期 T=2π 超、失重的重力加速度 超重时g0=g+a 失重时g0=g-a 受力 特征 回复力：F=mgsin θ=-x=-kx 最高点：Fn=m=0，FT=mgcos θ 最低点：Fn=m最大， FT=mg+m 考点二　机械波 形成条件 (1)波源；(2)传播介质，如空气、水等 传播特点 (1)机械波传播的只是振动的形式和能量，质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移 (2)介质中各质点振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同 (3)一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为4A (4)一个周期内，波向前传播一个波长 波的图像 (1)坐标轴：横轴表示各质点的平衡位置，纵轴表示该时刻各质点的位移 (2)意义：表示在波的传播过程中，某时刻各质点离开平衡位置的位移 波长、波速和频率(周期)的关系 (1)v=λf；(2)v= 波的叠加 (1)两个振动情况相同的波源形成的波，在空间某点振动加强的条件为Δx=nλ(n=0，1，2，…)，振动减弱的条件为Δx=(2n+1)(n=0，1，2，…) (2)振动加强点的位移随时间而改变，振幅为两波振幅的和A1+A2 波的多解问题 由于波的周期性、波传播方向的双向性，波的传播易出现多解问题 波的特性 波的干涉 波的衍射 多普勒效应 考点三　振动图像与波的图像综合应用 巧解振动图像与波的图像综合问题的基本方法 例题1．（2025·广东·高考真题）关于受迫振动和多普勒效应，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 例题2．（2023·广东·高考真题）渔船常用回声探测器发射的声波探测水下鱼群与障碍物．声波在水中传播速度为，若探测器发出频率为的声波，下列说法正确的是（    ） A．两列声波相遇时一定会发生干涉 B．声波由水中传播到空气中，波长会改变 C．该声波遇到尺寸约为的被探测物时会发生明显衍射 D．探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度无关 例题3．（2022·广东·高考真题）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”）。 例题4．（2024·广东·高考真题）一列简谐横波沿x轴正方向传播。波速为，时的波形如图所示。时，处的质点相对平衡位置的位移为（　　） A．0 B． C． D． 例题5．（2007·广东·高考真题）如图所示是一列简谐横波在某时刻的波形图，已知图中b位置的质点起振比a位置的质点晚0.5s，b和c之间的距离是5m，则此列波的波长和频率应分别为（ ） A．5m，1Hz B．10m， 2Hz C．5m，2Hz D．10m，1Hz 例题6．（2009·广东·高考真题）如图所示为声波干涉演示仪的原理图，两个U形管A和B套在一起，A管两侧各有一小孔．声波从左侧小孔传入管内，被分成两列频率________的波．当声波分别通过A、B传播到右侧小孔时，若两列波传播的路程相差半个波长，则此处声波的振幅________；若传播的路程相差一个波长，则此处声波的振幅________． 例题7．（2021·广东·高考真题）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，小球在竖直方向做简谐运动，周期为T。经时间，小球从最低点向上运动的距离_____（选填“大于”、“小于”或“等于”）；在时刻，小球的动能______（选填“最大”或“最小”）。 专题强化练 1．（2026·广东江门·二模）（多选）简谐横波a、b在同一介质中分别沿x轴负方向、x轴正方向相向传播，t=0时刻的波形图如图所示，实线波形为横波a的波形，波源位于P点，虚线波形为横波b的波形，波源位于Q点。已知横波a的周期为0.4 s，下列说法正确的有（　　） A．横波a的传播速度为2 m/s B．横波b的传播速度为1 m/s C．0时刻平衡位置在x=0.2 m处的质点的加速度沿y轴正方向 D．坐标原点处质点的振幅为0 2．（2026·广东佛山·二模）（多选）如图甲所示，机器人手持彩带一端上下抖动模拟艺术体操运动员的动作，形成的绳波可简化为简谐波。以手的平衡位置为坐标原点，已知乙图为处波源的振动图像，图丙为原点右侧处质点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A．内，处波源走过的路程为3m B．0时刻，处质点的振动方向向右 C．若波长大于1m，此列波的传播速率可能是 D．若波长大于2m，此列波的传播速率一定是 3．（2026·广东江门·一模）（多选）单摆在小角度范围内摆动，摆球0时刻从最高点由静止释放，摆动过程中动能和重力势能随时间变化的图像如图所示，下列说法正确的有（　　） A．实线表示的是重力势能的变化 B．虚线表示的是重力势能的变化 C．单摆的周期为 D．在至时间内，小球受到的回复力增大 4．（2026·广东·一模）（多选）一维晶体中，原子在平衡位置附近每秒完成次全振动，产生的简谐横波在时刻的波形如图，其中P原子位于平衡位置，Q原子位于波峰，则（　　） A．该波的波长为 B．该波的波速为 C．Q原子在内通过路程 D．P原子经到达处 5．（2026·广东广州·一模）图（a）是一列横波在t=0时刻的波形图，图（b）是质点P或Q的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．这列波的传播速度是10m/s B．t=0时，P和Q的速度相同 C．t=0.1s时，P和Q相距4cm D．若波沿x轴负方向传播，则图（b）为Q的振动图像 6．（2026·广东梅州·一模）如图甲所示为一列简谐横波在时的波形图。是平衡位置在处的质点，是平衡位置在处的质点。图乙是质点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A．该波的波速为 B．在时，质点受到的回复力的方向沿轴负方向 C．在时，质点运动到处 D．在时，质点向轴负方向运动 7．（2026·广东惠州·二模）骨传导耳机能将接收到的声音信号转化为机械振动，通过颅骨传到内耳，如图（a）所示。某同学使用骨传导耳机听一段随身携带的手机中的音乐，若接收到的声波引起耳蜗膜上某质点振动图像如图（b）所示，振幅为，声音在空气中传播的速度为。下列说法正确的是（　　） A．声波通过颅骨传播和空气传播的波长相同 B．耳蜗膜上该质点任意半个周期的路程均为 C．若该段音乐在空气中传播，其声波波长为 D．该同学跑动时能感受到因多普勒效应引起的声音音调变化 8．（2025·广东广州·模拟预测）关于机械振动和机械波，下列说法正确的是（　　） A．横波的传播需要介质，纵波的传播不需要介质 B．机械波在传播过程中，介质中各质点不会沿波的传播方向宏观移动 C．汽车由远及近时，观测者接收到鸣笛声的音调变化是声波的衍射现象 D．拨动吉他上的一根琴弦，其他琴弦也跟着振动，这是声波的干涉现象 9．（2025·广东湛江·二模）（多选）如图甲所示，平静水面上两个频率相同的简谐波源、与点M处于直角三角形的三个点上，，。时，、同时垂直水面开始振动，至9s时点M的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．两列波的传播速度均为1m/s B．两列波的周期均为2s C．两列波的波长均为3m D．两列波的振幅分别为5cm和2cm 10．（2025·广东深圳·一模）如图所示，、、为一条弹性轻绳上的三点，且。时刻，波源开始起振，方向垂直于向上，振动规律为。此后，测得点开始振动的时刻为。下列说法正确的是（　 　） A．波长为 B．波传播速度为 C．点开始振时方向向下 D．时刻质点处在平衡位置 11．（2025·广东广州·一模）下列说法正确的是（　　） A．“回声”是声波衍射现象 B．“未见其人，先闻其声”是声波干涉的结果 C．当观察者靠近波源运动时，观察者观测到的频率变小 D．集体列队经过桥梁时要便步走，以防止桥梁发生共振垮塌 12．（2025·广东珠海·一模）某同学手握住绳子的一端，手做简谐运动使绳子振动起来。以手的平衡位置为坐标原点，在抖动绳子过程中某时刻的波形如图所示，若手抖动的频率是，下列说法正确的是（　　） A．该绳波传播速度为 B．此时绳子上点正沿轴正方向运动 C．此时绳子上点正沿轴负方向运动 D．再经过，点到达轴上方对称位置 13．（2025·广东·二模）沿轴传播的一列简谐横波，在时刻的波形图像如图甲所示，在轴上距离原点处的质点P的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．该波沿轴正方向传播 B．每经过时间，质点运动的路程为 C．该波以的速度传播 D．该波遇到尺寸为的障碍物会发生明显衍射现象 14．（2025·广东揭阳·二模）（多选）图甲是t=0时，某横波沿x轴传播的波动图像，M、P是这列波上的两个质点，图乙是质点P的振动图像，则（    ） A．t=0.25s时，质点P的加速度为0 B．t=0.75s时，质点P的速度为0 C．t=0.75s时，质点M在平衡位置 D．t=1.25s时，质点M在波谷位置 15．（2025·广东茂名·模拟预测）如图所示，平静湖面上漂浮的浮子受到轻微扰动后，在竖直方向上做简谐运动，周期为，振幅为。已知时刻，浮子正经过平衡位置竖直向下运动，下列说法正确的是（　　） A．在时，浮子的加速度最大，方向竖直向下 B．在时，浮子的位移最大，速度方向竖直向下 C．在时，浮子的加速度和位移均为零，速度方向竖直向上 D．浮子的振幅越大，其振动周期就越大 16．（2025·广东广州·一模）某次地震时，震源同时产生P波（纵波）和S波（横波），传播速率分别约为8km/s和4km/s，某监测点记录到P波比S波早到达120s。假设震源的振动周期为1.25s，地震波沿直线传播，则（　　） A．P波的频率为S波的一半 B．P波的波长为S波的一半 C．P波的波长约为5.0km D．震源距监测点约960km 17．（2025·广东·一模）伐木时，被切割的木材会产生高频和低频声波，则（　　） A．低频声波的波长更短 B．高频声波的传播速度更快 C．低频声波更容易发生明显的衍射现象 D．高频和低频声波叠加时会产生干涉现象 18．（2026·广东深圳·二模）一列简谐横波沿轴传播，时刻的波形如图甲所示。介质中质点的平衡位置，振动图像如图乙所示。质点的平衡位置。下列说法中正确的是（     ） A．该波的传播速度为 B．质点在一个周期内的路程为 C．内，质点的动能一直在减小 D．时，质点一定位于波峰位置 19．（2026·广东中山·三模）（多选）如图甲波浪机以固定的振动周期在游泳池中制造横波，某同学用频闪相机观测，发现照片中的波形始终没有变化，图乙为某时刻的部分波形图，A为水面上的质点。已知频闪相机的曝光时间为1s，波浪机振动周期等于频闪相机的曝光时间。下列说法正确的有（　　） A．质点A的振幅为20cm B．波浪的波长为4m C．波浪机的振动频率为1Hz D．波浪的传播速度为2m/s 20．（2026·广东湛江·一模）现在多数智能手机都配备了“双MIC降噪技术”，简单说就是在通话时，辅助麦克风收集背景音，与主麦克风音频信号相减来降低背景噪音，如图甲所示。通过这种技术，在嘈杂的环境中，通话质量也有极高的保证。图乙是原理简化图，图丙是理想状态下的降噪过程，实线表示环境噪声，虚线表示降噪系统产生的降噪声波，两列波振幅相同，则（　　） A．降噪过程应用的是声波的干涉原理，Q点处的质点振动加强 B．Q点处的质点经过一个周期振动所产生的路程为零 C．P点处的质点经过一个周期随波迁移的距离为一个波长 D．理想状态下降噪声波与环境噪声声波的传播速度大小不相等 21．（2026·广东揭阳·二模）下列关于声波的描述正确的是（　　） A．人能辨别不同乐器同时发出的声音，说明声波不会发生干涉 B．把耳朵贴在铁轨上可以听到远处的火车声，这属于声波的衍射现象 C．绕正在发音的音叉走一圈，听到忽强忽弱的声音，这是声音的共振现象 D．从火车的汽笛声判断火车的运行方向和快慢，这是利用声波的多普勒效应 22．（2026·广东·二模）如图甲，工地打桩机的锤击产生沿地面传播的简谐横波，使地面发生上下振动。该波波速，且传播过程中频率不变，但振幅与传播距离成反比。监测器测得距离打桩机10m处地面上点的振动图像如图乙。已知人体可感知到的明显地面振动的最小振幅为。 (1)求该波的频率和波长； (2)写出点的振动方程； (3)通过计算判断打桩机周边800 m处的居民，能否感知到明显地面振动。 23．（2026·广东湛江·二模）海浪向沙滩移动的情境图如图所示，同一列水波从位置M到位置N大致的波形变化示意图显示：波长由2L变为L已知水波的波速由介质水和水深共同决定，则从M到N，水波的（　　） A．频率变为原来的2倍 B．周期变为原来的2倍 C．波速变为原来的 D．振幅一定不变 24．（2026·广东东莞·一模）苏轼的诗句“水枕能令山俯仰，风船解与月裴回”描绘了小船随水波振动的意境。在同一列水波上，有间隔3m的小船与浮萍，它们做简谐运动的相位始终相同，小船振动图像如图所示，下列说法正确的是（    ） A．水波的波长一定为3m B．水波振动的频率为5Hz C．水波的波速可能为0.75m/s D．2s内小船顺流漂移了40cm 25．（2026·广东深圳·一模）一列简谐横波沿x轴传播，波速v＝6m/s，已知质点P的平衡位置为，质点Q的平衡位置为。质点P的动能随时间变化关系如图所示，则（　　） A．该波的周期为2s B．该波的波长为12m C．t＝2s时，质点P位于平衡位置 D．质点Q到达波峰时，质点P的动能最小 26．（2026·广东深圳·一模）如下图，光滑斜面体固定在水平地面上，物块通过轻质弹簧与斜面体底端相连。弹簧原长时，由静止释放物块，并开始计时。规定物块释放位置为坐标原点，沿斜面向下为正方向，水平地面为零势能面，不计空气阻力。则下滑过程中，物块的合外力F、位移x、动能、重力势能分别与t或x的变化关系，正确的是（　　） A．B．C．D． 27．（2026·广东汕头·一模）光敏变色布被紫外线照射到的地方会变色留痕。如图所示，竖直放置的光敏变色布前面竖直悬挂一根弹簧，弹簧下端所系物块装有向光敏变色布垂直发射紫外线的激光笔。使物块上下振动的同时，以速率v水平向左匀速拉动光敏变色布，在所绘痕迹上建立坐标系，已知物块在内完成10次全振动。下列说法正确的是（　　） A．物块振动频率为 B．振动过程中，物块机械能不守恒 C．时，物块的速度和加速度都为零 D．若，则拉动光敏变色布的速度 28．（2025·广东珠海·模拟预测）艺术体操选手带操比赛时彩带的运动可简化为一列沿轴方向传播的简谐横波，图甲是时的波形图，图乙是处质点的振动图像，、质点在轴上的平衡位置分别为、，下列说法正确的是（　　） A．选手抖动频率加大，波长变大 B．波沿轴负方向传播，波的传播速度为 C．时，、两质点的速度和加速度方向均相反 D．从到，质点的路程为 29．（2025·广东深圳·模拟预测）两列简谐波a、b沿x轴相向而行，波速均为，两波源分别位于A、B处，时的波形如图所示。P为A、B间的一点，下列说法正确的是（　　） A．简谐波a的频率为2Hz B．简谐波b的周期为2s C．P点的起振方向向下 D．s时，质点P的位移为0 30．（2025·广东清远·一模）（多选）如图甲所示，游乐场有一种水上蹦床设施，游客在蹦床上有规律的跳动，水面激起一圈圈水波。波源位于O点，水波在xOy水平面内传播（不考虑能量损失），波面呈现为圆形。t=1s时刻，部分波面的分布情况如图乙所示，其中虚线、实线表示两相邻的波谷、波峰。A处质点的振动图像如图丙所示，z轴正方向表示竖直向上。下列说法中正确的是（　　） A．水波的波长为4m B．水波的波速为2m/s C．t=3s时，A处质点所受回复力最大 D．t=3s时，B处质点处在波谷位置 31．（2025·广东湛江·一模）（多选）一简谐横波在均匀介质中传播，波速为2m/s，一个波峰和波谷之间的横向距离为2m，纵向距离为5m，则下列关于该波的说法正确的有（　　） A．周期可能为4s B．频率可能为0.5Hz C．可能与同一介质上振动方程为 的质点产生的波发生干涉 D．该波通过半径为4m的孔隙时，一定不能发生衍射现象 39．（2025·广东·模拟预测）（多选）如图（a）所示，轻质弹簧上端固定，下端连接质量为m的小球，构成竖直方向的弹簧振子。取小球平衡位置为x轴原点，竖直向下为x轴正方向，设法让小球在竖直方向振动起来后，小球在一个周期内的振动曲线如图（b）所示，若时刻弹簧弹力为0，重力加速度为g，则有（　　） A．0时刻弹簧弹力大小为 B．弹簧劲度系数为 C．时间段，回复力冲量为0 D．时间段，小球动能与重力势能之和不变 32．（2025·广东·三模）医生用超声波检测仪向人体内发射超声波（简谐横波），如图甲所示，探头处质点的振动图像如图乙所示。超声波在人体组织中的传播速度大小。 (1)求超声波的频率和波长； (2)若超声波到达某器官后反射回探头，总用时，求该器官到探头的距离。 33．（2025·广东汕头·二模）如图（1）波浪机以恒定的振动周期在泳池较深的一端制造横波，小铭用频闪相机观察深水区的波形，发现照片中的波形始终没有变化。已知频闪相机每隔2s闪光一次，波浪机振动周期不小于频闪相机的闪光间隔。求： (1)波浪机的振动频率； (2)深水区的波长和波速大小； (3)小铭继续观察浅水区的波形，发现波长与水深有关，如图（2），波长发生了什么变化？这个变化可能是水深改变了波的什么物理量造成的？ 34．（2025·广东广州·二模）如图，一玩具旋转木马的运动可简化为：在水平面内绕着中心轴做匀速圆周运动，周期为 T0，半径为R；在竖直方向做简谐运动，t=0时刻开始计时，简谐运动位移-时间关系为。下列说法正确的是（    ） A．t=0时刻，旋转木马所受合外力为零 B．t=0时刻，旋转木马速度大小为 C．时刻，旋转木马速度大小为 D．若T=T0，则旋转木马T时间内的位移为零 35．（2025·广东佛山·二模）均匀介质中有向x轴负方向传播的机械波，如图所示为t=0时的波形图，P为波源位置，已知t=0.4s时，位于x轴上0.2m处的质点Q第一次振动到达波谷。 (1)求该机械波的波速大小； (2)写出P点的振动方程； (3)求0~1.0s原点O处质点的振动路程。 参考答案 例题1．【答案】C 【详解】A．系统的固有频率只与系统本身有关，与驱动力频率无关，A错误； B．只有驱动力频率与系统固有频率相同时，共振才能发生，B错误； CD．根据多普勒效应可知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小，观察者与波源相互靠近时，接收到的波的频率比波源的频率大，所以应用多普勒效应可以测量车辆的速度，C正确，D错误。 故选C。 例题2．【答案】B 【详解】AD．根据多普勒效应可知，探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度有关，而两列声波发生干涉的条件是频率相等，所以两列声波相遇时不一定发生干涉，故AD错误； B．声波由水中传播到空气中时，声波的波速发生变化，所以波长会发生改变，故B正确； C．根据波长的计算公式可得 当遇到尺寸约1m的被探测物时不会发生明显衍射，故C错误；故选B。 例题3．【答案】 P 不变 【详解】[1]经过半个周期，波向右传播半个波长，而M点只在平衡位置附近上下振动，恰好运动到最低点P点。 [2]波速是由介质决定的，与频率无关，波的频率增大，而波速度仍保持不变。 例题4．【答案】B 【详解】由图可知简谐波的波长为，所以周期为 当t=1s时，x=1.5m处的质点运动半个周期到达波峰处，故相对平衡位置的位移为0.1m。 故选B。 例题5．【答案】A 【详解】b和c之间为一个波长，因此波长为5m，a和b之间是半个波长，a比b先振动半个周期，因此周期为1s，则频率为1Hz。故选A。 例题6．【答案】 相等 等于零 等于原振幅的二倍 【详解】声波从左侧小孔传入管内，被分成两列频率相同的波且相位差固定．若波程相差为半波长的偶数倍，则干涉相长；若波程相差为半波长的奇数倍，则干涉相消．所以两列波传播的路程相差半个波长（奇数倍），则此处声波的振幅减小；若传播的路程相差一个波长（半波长的偶数倍），则此处声波的振幅增大． 【点睛】此题是关于机械波的干涉问题；关键是掌握两列波相遇产生干涉的条件：波程相差为半波长的偶数倍，则干涉相长；若波程相差为半波长的奇数倍，则干涉相消． 例题7．【答案】 小于 最大 【详解】[1]根据简谐振动的位移公式 则时有 所以小球从最低点向上运动的距离为 则小球从最低点向上运动的距离小于。 [2]在时，小球回到平衡位置，具有最大的振动速度，所以小球的动能最大。 专题强化练 1．【答案】AC 【详解】A．题图可知a波、b波波长均为0.8m，则波速，故A正确； B．波速由介质决定，两列波在同一介质中，波速相同，因此a波、b波速度相同，均为2m/s，故B错误； C．两列波在处叠加后，合位移不为零且合位移沿y轴负方向，而加速度由合位移决定且与位移方向相反，即合加速度向上，即沿y轴正方向，故C正确； D．因为两波波长相同、波速相同，因此两波周期相同、频率相同，满足干涉条件；对a波，同侧法可知处的质点起振方向沿y轴正方向，可知P处波源起振方向沿y轴正方向；对b波，同侧法可知处的质点起振方向沿y轴正方向，可知Q处波源起振方向沿y轴正方向，故两波源振动步调相同，又因为两波源到坐标原点O的距离波程差为0，满足振动加强的条件： 因此坐标原点O处的质点为振动加强点，其振幅为两波振幅之和，即振幅，故D错误。故选AC。 2．【答案】AD 【详解】A．由图可知，波源的振动周期，内，处波源共振动了，路程，A正确； B．由图丙可知，0时刻，处质点的振动方向向下，B错误； CD．由图甲可知波向右传播，则波源和处质点之间的波形可能为个波加上个完整波形，如图所示，有 若波长大于1m，得，则，，由，得， 若波长大于2m，得，则，由，得，C错误，D正确。故选AD。 3．【答案】BD 【详解】AB．单摆小角度摆动时，重力势能和动能相互转化，机械能守恒。0时刻摆球从最高点由静止释放，此时重力势能最大，动能为0。摆球向最低点运动时，重力势能减小，动能增大；到达最低点时动能最大，重力势能最小。所以图像中实线表示的是动能的变化，虚线表示的是重力势能的变化，故A错误，B正确； C．由题图可以看出，时间内摆球从最低点运动到了最高点，所用时间应该是单摆周期的，即 所以单摆的周期为，故C错误； D．由C选项可知，时间内摆球从最低点运动到了最高点，其位移增大，则由回复力与位移的关系可知，此过程小球受到的回复力增大，故D正确。故选BD。 4．【答案】BC 【详解】A．由图可知该波的波长为，故A错误； B．根据题意可知波的频率为 周期为 该波的波速为，故B正确； C．根据以上可知 Q原子在内通过路程为，故C正确； D．质点只能在平衡位置附近振动，不能随波迁移，故D错误。故选BC。 5．【答案】D 【详解】A．根据图示可知，波长、周期分别为， 则波传播速度，故A错误； B．根据图示可知，质点P、Q平衡位置的间距等于半个波长，两个质点振动步调相反，即t=0时，P和Q的速度大小相等，方向相反，故B错误； C．波在传播过程中，质点只在其平衡位置附近振动，并不随波迁移，由于0.1s是四分之一周期，可知，t=0.1s时，P和Q两个质点一个在波峰，另一个在波谷，此时P和Q相距，故C错误； D．根据图（b）可知，0s时刻，质点沿y轴正方向运动，若波沿x轴负方向传播，根据同侧法可知，质点P沿y轴负方向运动，质点Q沿y轴正方向运动，即若波沿x轴负方向传播，则图（b）为Q的振动图像，故D正确。 故选D。 6．【答案】D 【详解】A．由图甲可得，该波的波长为，由图乙可知，该波的周期为，则该波的波速为，故A错误； B．由图甲可得，在时，质点位移沿轴负方向，则回复力沿轴正方向，故B错误； C．质点不随波迁移，所以在时，质点仍在处，故C错误； D．由于周期为，所以在时，质点的运动情况与时的运动情况相同，由图乙可知，质点向轴负方向运动，故D正确。故选D。 7．【答案】B 【详解】A．声波频率由振源决定，颅骨（固体）与空气（气体）中声速不同，由知波长不同，A错误； B．简谐运动中，任意半个周期内质点路程均为（无论起点位置），B正确； C．由图（b）知周期，波长，C错误； D．同学与声源（手机）相对静止，不会产生多普勒效应，D错误。故选B。 8．【答案】B 【详解】A．横波和纵波均属于机械波，机械波的传播均需要介质，故A错误； B．机械波传播时，介质质点仅在平衡位置附近振动，波传播的是振动形式和能量，质点本身不会发生宏观迁移，故B正确； C．汽车由远及近时，观测者接收到的鸣笛声音调变高，是由于声源与观测者相对运动引起的多普勒效应，故C错误； D．拨动一根琴弦导致其他琴弦的受迫振动，是因琴弦固有频率匹配引发的共振现象，故D错误。故选B。 9．【答案】AB 【详解】A．机械波的传播速度只与介质有关，因而两列波的波速相等，根据几何关系、到M的距离之差为 由题图乙可知，前3s两列波都未传到M点，3s时的水波先传到，单独在M点激起振动，6s时的水波也传到，两列波叠加形成干涉振动。故、产生的水波传到M点的时间差为 水波的传播速度大小，故A正确； B．由题图乙知波的周期为T=2s，故B正确； C．波长，故C错误； D．M点为振动减弱点，由题图乙知波源、产生的波的振幅分别为5cm、3cm（叠加合成的振幅为2cm），故D错误。故选AB。 10．【答案】A 【详解】AB．由于P点到N点的距离为2m，从P点传到N点的时间为2s，故该波的波速 根据振动方程可得其周期为，故波长为，A正确，B错误； C．点开始振动时方向与波源相同，故点开始振时方向向上，C错误； D．M点开始振动的时间 时刻质点振动的时间 结合振动方程可知，此时M点在最大位移处，而不是平衡位置，D错误。故选A。 11．【答案】D 【详解】A．“回声”是声波遇到障碍物反射回来的现象，属于反射而非衍射，故A错误； B．“未见其人，先闻其声”是声波绕过障碍物传播的衍射现象，与干涉无关，故B错误； C．根据多普勒效应，当观察者靠近波源时，接收到的频率会增大，故C错误； D．集体便步走可避免步伐频率与桥梁固有频率一致，防止共振导致垮塌，故D正确。故选D。 12．【答案】A 【详解】A．该绳波波长为4m，则传播速度为 选项A正确； BC．波沿方向传播，根据同侧法可知点沿方向振动和Q点沿方向振动，选项BC错误； D．再经过，点回到图中位置，选项D错误。故选A。 13．【答案】C 【详解】A．由图乙可知时质点P在平衡位置向y轴负方向振动，结合图甲可知该波沿x轴负方向传播，故A错误； B．由图乙可知周期，则 每经过时间，质点运动的路程为，故B错误； C．由图甲可知波长，该波传播速度，故C正确； D．发生明显衍射的条件是光的波长大于或等于障碍物的大小，故D错误。故选C。 14．【答案】BC 【详解】A．由图乙可知t=0.25s时，质点P处于波谷位置，则此时质点P的加速度最大，故A错误； B．由图乙可知t=0.75s时，质点P处于波峰位置，则此时质点P的速度为0，故B正确； C．由图甲可知质点M与质点P的平衡位置相差四分之一波长，由图乙可知t=0.75s时，质点P处于波峰位置，则此时质点M在平衡位置，故C正确； D．由图乙可知周期为，则t=1.25s时，相当于t=0.25s时，此时质点P处于波谷位置，则此时质点M在平衡位置，故D错误。故选BC。 15．【答案】C 【详解】A．已知时刻，浮子正经过平衡位置竖直向下运动，可知在时，浮子处于下方最大位移处，则浮子的加速度最大，方向竖直向上，故A错误； BC．在或时，浮子处于平衡位置向上运动，浮子的加速度和位移均为零，速度方向竖直向上，故B错误，C正确； D．简谐运动的周期与振幅无关，故D错误。故选C。 16．【答案】D 【详解】A．由于震源的振动周期为1.25s，同一震源产生的P波和S波的周期相同，均为 则P波和S波频率均为故A错误； BC．结合题意及前面分析，由可知，P波的波长为 S波的波长为由此可知，S波的波长为P波的一半，故BC错误； D．由题知，P波和S波的传播速度分别为8km/s和4km/s，且P波比S波早到达 设震源到监测点的距离为，则解得故D正确。故选D。 17．【答案】C 【详解】A．由，可知低频声波的波长更长，故A错误； B．声波传播的速度由介质决定，与波的频率无关，故B错误； C．低频声波的波长更长，更容易发生明显的衍射现象，故C正确； D．高频和低频声波因频率不同，叠加时不会产生干涉现象，故D错误。故选C。 18．【答案】A 【详解】A．根据图甲和图乙，可得波长，周期，则波速，故A正确。 B．根据图像，可得振幅，则质点在一个周期内的路程为4个振幅，即为8cm，故B错误。 C．根据图乙，0~1s内质点从波峰运动到平衡位置，这一过程速度不断增大，动能一直增大，故C错误。 D．根据图甲，时位于平衡位置，但不确定向上或向下振动(由于波速方向不确定)。所以时可能位于波谷，故D错误。故选A。 19．【答案】BC 【详解】A．由图乙可知，质点A的振幅为10cm，故A错误； B．由图乙可知，波浪的波长为4m，故B正确； C．已知频闪相机的曝光时间为1s，波浪机振动周期等于频闪相机的曝光时间，则波浪机的振动频率为，故C正确；D．波浪的传播速度为，故D错误。故选BC。 20．【答案】B 【详解】A．降噪过程应用的是声波的干涉原理，两列波传到Q点振动步调相反，所以Q点振动减弱，故A错误； B．由图丙可知，Q点处的质点为振动减弱点，振幅为零，经过一个周期振动所产生的路程为零，故B正确； C．P点处的质点不会随波的传播而传播出去，故C错误； D．波速取决于介质，理想状态下降噪声波与环境噪声声波的传播速度大小相等，故D错误。故选B。 21．【答案】D 【详解】A．不同乐器发出的声波频率大多不同，不满足相干波条件，不会发生稳定干涉，但干涉是波的固有属性，满足条件时声波可以发生干涉；人能辨别不同乐器的声音是因为音色不同，故A错误； B．耳朵贴在铁轨上听到远处火车声，是因为声波在固体中传播速度比空气中快、能量损耗小，与衍射现象（波绕过障碍物传播）无关，故B错误； C．音叉的两个叉股是相干波源，发出的声波在空间发生干涉，形成振动加强区和减弱区，绕音叉走一圈听到忽强忽弱的声音是干涉现象，不是共振（共振是驱动力频率等于物体固有频率时振幅大幅增大的现象），故C错误； D．波源与观察者存在相对运动时，观察者接收到的波的频率会发生变化，该现象为多普勒效应；火车靠近时接收到的汽笛频率更高、音调更高，远离时频率更低、音调更低，可据此判断火车的运行方向和快慢，是多普勒效应的应用，故D正确。故选D。 22．【答案】(1)，；(2)；(3)不能感知到明显地面振动 【详解】（1）从振动图像可知，周期 频率，波长，代入数据解得， （2）点的振幅，初相位，圆频率     故振动方程为 （3）振幅与传播距离成反比，即 在处，振幅 在处，振幅解得 所以800m处的居民不能感知到明显地面振动。 23．【答案】C 【详解】AB．波的频率由波源决定，同一列波从M到N传播过程中频率不变，周期也不变，故A、B错误 C．根据波速公式 ，频率不变，波长从变为（变为原来的），因此波速也变为原来的，故C正确； D．水波向沙滩传播过程中，能量不断损耗，且水深逐渐变浅，振幅会发生变化，故D错误。故选C。 24．【答案】C 【详解】A．小船与浮萍做简谐运动的相位始终相同，则（） 解得水波的波长为（）故水波的波长的最大值为3m，故A错误； B．由图可知，水波的周期为则水波振动的频率为，故B错误； C．水波的波速为（）当时，水波的波速为，故C正确； D．波动中各质点在自身平衡位置附近振动，不随波迁移，可见小船不会顺水漂流，故D错误。故选C。 25．【答案】C 【详解】A．质点在平衡位置时动能最大，位移最大处动能为零，可知波的周期为，故A错误； B．根据可得该波的波长为24m，故B错误； C．质点P的动能随时间变化关系如题图所示，可知t＝2s时，质点P的动能最大，位于平衡位置，故C正确； D．质点Q的平衡位置为，二者相距，即，可知二者相位差为，即质点P超前，质点Q到达波峰时，可知质点P在平衡位置，质点P的动能最大，故D错误。故选C。 26．【答案】D 【详解】A．沿斜面方向，合外力满足：，合外力与是线性关系，但物块做简谐运动，随做非线性的正弦变化，因此与不是线性关系，图像不是直线，A错误。 B．图像的斜率表示速度，物块下滑过程中速度先增大后减小，因此图像的斜率先增大后减小，不可能是折线（折线表示速度大小恒定），B错误。 C．根据动能定理，动能，与是二次函数关系，图像为开口向下的抛物线，不是直线，C错误。 D．规定水平地面为零势能面，设物块初始位置距离地面高度为，下滑位移后，物块高度为，因此重力势能，与是线性关系，增大时线性减小，与D图一致，D正确。故选D。 27．【答案】B 【详解】A．物块在内完成10次全振动，则周期为 物块振动频率为，故A错误； B．振动过程，由于物块与弹簧组成的系统满足机械能守恒；由于存在弹簧弹力对物块做功，所以物体的机械能不守恒，故B正确； C．时，由题图可知，物块处于最高点，则物块的速度为零，但加速度最大，不为零，故C错误； D．若，由题图可知，拉动光敏变色布的速度，故D错误。故选B。 28．【答案】C 【详解】A．波的传播速度由介质决定，保持不变。根据波速、频率和波长 的关系式 当选手抖动频率加大时，波长会减小，故A错误； B．由振动图像可知，在时，处的质点经过平衡位置，且振动方向沿 轴正方向。在波形图中，根据“上下坡”法或“平移”法，可以判断出波是沿轴正方向传播的。由图甲可知波长，由图乙可知周期，所以波速 因此，波沿轴正方向传播，波速为，故B错误； C．质点的平衡位置为，质点b的平衡位置为。它们之间的距离为 因为波长，所以。相距半个波长的两个质点是反相点，它们的振动情况总是相反的，即位移、速度、加速度的方向在任何时刻都相反，故C正确； D．从到，时间间隔为 由波形图可知，在时，质点的位移为 由于质点不是从平衡位置或最大位移处开始运动，所以经过的时间，其路程不等于一个振幅，质点从到的路程为，从到的路程也为，总路程为 ，故D错误。故选C。 29．【答案】D 【详解】AB．由图可知，简谐波a波长，简谐波b波长，根据波长公式 可知波a的频率，波b的周期，故AB错误； C．根据波形图随时间平移，可知简谐波先到P点，根据同侧法，此时P点起振方向向上，故C错误； D．根据波形图平移时，波a在P点时，恰好是平衡位置，简谐波b在P点时，也是平衡位置，故质点P的位移为0，故D正确。故选D。 30．【答案】AC 【详解】A．由图乙，相邻波峰和波谷之间的距离为2m，则水波的波长λ=4m，故A正确； B．由图丙，A处质点的周期为T=4s，则水波的波速为，故B错误； C．t=3s时，A处质点处于波谷位置，离开平衡位置距离最大，根据F=−kx可知回复力最大，故C正确； D．波源位于O点，A处质点和B处质点相距半个波长，可知两质点振动相位完全相反，t=3s时，A处质点处于波谷位置，可知B处质点处在波峰位置，故D错误。 故选AC。 31．【答案】BC 【详解】A．由题意知一个波峰和波谷之间的横向距离为2m，则有（n=0，1，2，3...） 则正确（n=0，1，2，3...），可知周期为4s时n<0，不符合题意，故A错误； B．频率（n=0，1，2，3...），可知n为0时频率为0.5Hz，故B正确； C．根据A选项可知当n=2时周期为T=0.4s；根据振动方程，可知质点振动周期 故该波可能与同一介质上振动方程为 的质点产生的波发生干涉，故C正确； D．衍射现象是波的特有现象，一切波都能发生衍射现象，故该波通过半径为4m的孔隙时，一定能发生衍射现象，故D错误。故选 BC。 39．【答案】AC 【详解】B．小球平衡位置为x轴原点，竖直向下为x轴正方向，时刻弹簧弹力为0，位移大小为A，有可得劲度系数为，故B错误； A．0时刻在正的最大位移处，弹簧的伸长量为2A，则弹力大小为 故A正确； C．时间段，小球从从最高点振动到达最低点，回复力在前时间沿正方向，在后时间沿负方向，两段时间的回复力平均值大小相等，则由 可知回复力冲量为0，故C正确； D．时间段，小球从最高点振动到达最低点，根据能量守恒定律可知弹簧的弹性势能和小球的机械能相互转化，因弹簧的弹性势能一直增大，则小球动能与重力势能之和减小，故D错误。故选AC。 32．【答案】(1)，；(2) 【详解】（1）由图乙可知周期为 则超声波的频率为，根据，代入数据解得波长为 （2）超声波往返的总路程为，又 联立解得该器官到探头的距离为 33．【答案】(1)；(2)；(3)波长变化是由波速变化引起的，见解析 【详解】（1）由题可知，波浪机的振动周期，由，得波浪机的振动频率 （2）由图可知，得波长，由可得波速大小为 （3）波浪机振动周期恒定，波的频率不变，说明波长变化是由波速变化引起的，可能原因：水逐渐变浅，导致波速逐渐变小，从而造成波长逐渐变小。 34．【答案】D 【详解】A．根据简谐运动公式可以知道，t=0时刻，旋转木马处于平衡位置，故其在竖直方向的合力为0，而旋转木马同时还做匀速圆周运动，其受到指向圆心的合力，两力合成，旋转木马受到指向圆心的合力。故A错误； B．t=0时刻，旋转木马做圆周运动的速度大小为 此时其在竖直方向上有一个竖直向上的速度，故两速度叠加后的速度大于，故B错误； C．根据简谐运动规律，旋转木马在竖直方向做简谐运动的周期为 时刻，旋转木马竖直方向回到平衡位置有竖直向下的速度，而其做圆周运动的速度为，故两速度叠加后的速度大于，故C错误； D．若T=T0，则旋转木马T时刻竖直方向刚好回到平衡位置，水平方向刚好做了一个完整的圆周回到出位置，故旋转木马T时间内的位移为零，故D正确；故选D。 35．【答案】(1)2m/s；(2)；(3)60cm 【详解】（1）由图可知，当质点Q第一次振动到达波谷，此时波向左传播0.8m，所以 （2）由图可知，振幅为10cm，波长为0.8m，所以 所以P点的振动方程为 根据题意，t=0时，y=0，且质点向y轴负方向振动，则 所以 （3）该波传播到O点的时间为 所以O处质点振动时间为0.6s，振动路程为 1 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $