专题01 机械振动与机械波（期末真题汇编，湖南专用）高二物理下学期

**基本信息** 聚焦机械振动与机械波两大高频考点，精选湖南多地高二期末真题，注重真实情境创设与实验探究能力考查。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|10|简谐运动规律、单摆周期、波的传播|结合手机振动、树枝振动等生活情境| |多选题|6|受迫振动、波的干涉衍射、振动图像|通过振动图像分析周期与重力加速度关系| |实验题|2|单摆测重力加速度|设置月球重力加速度测量等创新实验情境| |解答题|2|浮筒简谐运动、绳波传播|联系水上浮桥、长绳抖动等实际问题，考查综合应用能力|

专题01 机械振动与机械波（解析版） 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、 单选题 1． （24-25高二下·湖南湘西·期末）如图所示，弹簧振子以O点为平衡位置在、M两点之间做简谐运动，、M两点相距20cm。某时刻振子处于点，经过0.4s，振子首次到达M点，已知点位于OM正中间，设向右为正方向，下列说法正确的是（　　） A．振子的振幅为20cm B．若给该振子施加一个周期性的驱动力，要使该振子振幅最大，则驱动力的频率应为0.8Hz C．振子从O点运动到M点和从M点运动到O点经过点时的速度、加速度均相同 D．振子在点和M点的加速度之比为 【答案】D 【详解】A．设振子的振幅为，由题意知，所以，故A错误； B．振子从点运动到M点用时0.4s，为周期的一半，可知其固有周期 固有频率 当驱动力频率等于做受迫振动的物体的固有频率时，物体会发生共振，振幅最大，故B错误； C．振子从O点运动到M点和从M点运动到O点经过点时，因回复力相同，故加速度相同，但速度是矢量，两次经过点时速度大小相同，方向相反，故C错误； D．振子在点和M点的弹簧形变量之比为，故振子受到的合外力之比为，根据牛顿第二定律可知振子的加速度之比为，故D正确。 故选D。 2． （24-25高二下·湖南省长沙市雅礼中学·期末）如图甲为用手机和轻弹簧制作的一个振动装置，手机A以O点为平衡位置，在竖直方向上M、N两点之间做简谐运动，手机上加速度传感器记录了手机在竖直方向的振动情况，以向下为正方向，得到手机振动过程中加速度a随时间t变化的曲线如图乙，为余弦曲线。下列说法正确的是（　　） A．t=1s时，弹簧弹力为0 B．t=2s时，手机处于平衡位置上方 C．t=2s至t=3s，手机从N运动到O D．t=1s至t=2s，手机的速度和位移方向相反 【答案】C 【详解】A．由图乙可知，t=1s时，手机的加速度为0，此时手机所受合力为0，弹簧弹力与重力平衡，故A错误； BC．由图乙可知，t=2s时，手机的加速度为，此时加速度方向向上，则手机处于平衡位置下方最低点N处；t=3s时，手机的加速度为0，手机处于平衡位置，则t=2s至t=3s，手机从N运动到O，故B错误，C正确； D．t=1s至t=2s，手机从O运动到N，手机的速度和位移方向相同，均向下，故D错误。 故选C。 3． （24-25高二下·湖南省长沙市第十五中学·期末）如图所示，在一条张紧的绳上挂7个摆，摆球质量均相同，先让A摆振动起来，则其余各摆也随之振动已知三摆的摆长相同，则下列判断正确的是（　　） A．7个摆的固有频率都相同 B．振动稳定后7个摆的振动频率都相同 C．D摆的振幅最大 D．摆离A摆最近，它们的振幅最大 【答案】B 【详解】A．7个摆的摆长不完全相同，固有频率不完全相同，A错误； B．A摆振动起来后，带动其余6个摆做受迫振动，振动稳定后7个摆的振动频率都相同，B正确； CD．B、F摆的摆长与A摆相同，发生共振，振幅最大，CD错误。 故选B。 4． （23-24高二下·湖南省长沙市望城区第二中学·期末）春节的超市里喜气洋洋的播放着歌曲，其中有一句歌词“树上停着一只一只什么鸟”，如图小来同学看到一只鸟落在树枝上的Р处，树枝在10s内上下振动了6次。鸟飞走后，他把50g的砝码挂在P处，发现树枝在10s内上下振动了12次。将50g的砝码换成500g砝码后，他发现树枝在16s内上下振动了6次。你估计鸟的质量最接近（    ） A．50g B．200g C．500g D．550g 【答案】B 【详解】把50g的砝码挂在P处，树枝在10s 内上下振动了12次；把500g的砝码挂在P处，树枝在15s内上下振动了6次，则10s内振动的次数为 可知把500g的砝码挂在P处，树枝在10s内上下振动了4次； 鸟落在树枝上的P处，树枝在10s 内上下振动了6次，所以小鸟的质量介于50g与500g之间，由选项数据可知鸟的质量最接近于200g。 故选B。 2、 多选题 5． （24-25高二下·湖南湘西·期末）如图所示是甲、乙两个单摆的振动图像。根据振动图像可以断定（　　） A．若甲、乙两单摆在同一地点摆动，甲、乙两单摆摆长之比是 B．甲、乙两单摆振动的频率之比是 C．甲、乙两单摆振动的周期之比是 D．若甲、乙两单摆在不同地点摆动，但摆长相同，则甲、乙两单摆所在地点的重力加速度之比为 【答案】BCD 【详解】BC．由题图可知，甲、乙两单摆振动的周期之比为 则甲、乙两单摆振动的频率之比为，故BC正确； A．若甲、乙两单摆在同一地点摆动，根据单摆周期公式，可得 可知甲、乙两单摆摆长之比为，故A错误； D．若甲、乙两单摆在不同地点摆动，但摆长相同，根据，可得 可知甲、乙两单摆所在地点的重力加速度之比为，故D正确。 故选BCD。 6． （24-25高二下·湖南衡阳·期末）如图所示，把能在绝缘光滑水平面上做简谐运动的弹簧振子放在水平向右的匀强电场中，小球在O点时，弹簧处于原长，A、B为关于O对称的两个位置，现在使小球带上负电并让小球从B点静止释放，则下列说法正确的是（　　） A．小球仍然能在A、B间做简谐运动，O点是其平衡位置 B．小球从B运动到A的过程中动能一定先增大后减小 C．小球仍然能做简谐运动，但其平衡位置不在O点 D．小球从B运动到O的时间大于O运动到A的时间 【答案】CD 【详解】AC．小球在匀强电场中受到水平向左的电场力，设电场力大小为，小球合力为零的位置应该在O点左侧，设为O1，假设O1、O之间的距离为，弹簧的劲度系数为k，则有 取水平向右为正方向，当小球从O1向右运动x时，回复力为 所以小球会以O1点为平衡位置做简谐运动，由于小球的振幅增大，将不在A、B间做简谐运动，故A错误，C正确； B．由于电场强度的大小未知，不能确定小球的平衡位置，即不能确定O1在A点的左侧还是右侧，所以小球从B运动到A的过程中动能不一定先增大后减小，也可能是一直增大，故B错误； D．由于小球的平衡位置O1点在O点左侧，且离平衡位置越近，小球的速度越大，所以小球从B运动到O的时间大于O运动到A的时间，故D正确。 故选CD。 7． （24-25高二下·湖南·期末）一摆球在竖直平面内做单摆运动，从最低点开始计时，该单摆的振动图像如图所示，重力加速度g取，取，下列说法正确的是（　　） A．该单摆的摆长为4m B．时，摆球的加速度为0 C．时，摆球的速度最大 D．到时间内，回复力先增大后减小 【答案】AD 【详解】A．根据，，得，故A正确； B．由图像可知，时，摆球在最低点，摆球做圆周运动，加速度不为0，故B错误； C．时，摆球在最大位移处，速度最小，故C错误； D．到的过程中，摆球远离最低点，受到的回复力变大，到过程中，摆球靠近最低点，受到的回复力减小，故D正确。 故选D。 3、 实验题 8． （24-25高二下·湖南永州·期末）(1)某同学在“利用单摆测重力加速度”实验中先测得摆线长为97.44cm，小球直径由游标卡尺测得，示数如图甲。然后用秒表记录了单摆振动次所用的时间如图乙所示，则小球直径为__________，秒表读数为__________。（保留三位有效数字） (2)有两位同学利用假期分别去参观清华大学和浙江大学的物理实验室，各自在那里利用先进的系统较准确地探究了“单摆的周期与摆长的关系”，他们通过校园网交换实验数据，并由计算机绘制了图像，如图丙所示。去清华大学的同学所测实验结果对应的图线是___________选填“”或“”） 【答案】(1) 2.06 75.2 (2)B 【详解】（1）[1]图甲可知游标卡尺精度为0.1mm。小球直径为 [2]秒表内圈分钟，外圈，所以读数为； （2）根据单摆的周期公式 解得 可知图线的斜率 可知越小图线的斜率越大，浙江大学离赤道近，重力加速度小，对应图线的斜率大，故去清华大学的同学所测实验结果对应的图线是B。 9． （24-25高二下·湖南省长沙市望城区第二中学·期末）未来中国载人登月成功后，可利用单摆测量月球表面的重力加速度。航天员从月球上捡一块大小约为2cm的不规则石块作为摆球。航天员还有以下设备：刻度尺（量程30cm）、细线（1m左右）、计时器和足够高的固定支架。如图甲安装好器材，然后用刻度尺测量细线的长度L作为摆长。 (1)以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有______。 A．将石块拉开一个小角度（约5°）并由静止释放，同时开始计时 B．释放石块时，摆线相对平衡位置偏角越大，摆动周期也越大 C．用秒表测量石块完成1次全振动的总时间t，则周期 D．用秒表测量完成50次全振动的总时间t，由求出周期 (2)秒表示数如图乙所示，它的示数为______s； (3)取，由图丙求出重力加速度______（结果保留三位有效数字）； (4)把细线的长度作为摆长，并由图丙求出的值______（选填“大于”“小于”或“等于”）当地的真实值。 【答案】(1)D (2)95.9 (3)1.63 (4)等于 【详解】（1）A．将石块拉开一个小角度（约5°）并由静止释放，经平衡位置开始计时，故A错误； B．释放石块时，摆线相对平衡位置偏角越大，摆动周期与振幅无关，且偏角越大，单摆的运动就不是简谐振动，故B错误； CD．应该用秒表测量完成50次全振动的总时间t，由 求出周期，故C错误，D正确。 故选D。 （2）根据秒表的读数规律，该读数为 （3）设结点A到石块重心的间距为d，由单摆的周期公式则有 解得 则有图丙的斜率 解得 （4）结合上述可知，根据图像的斜率求解重力加速度与结点A到石块重心的间距无关，即把细线的长度作为摆长，并由图丙求出的g值等于当地的真实值。 4、 解答题 10． （24-25高二下·湖南省长沙市地质中学·期末）如图1所示的水上浮桥是由一个个浮筒组成，拆下其中单个浮筒如图2所示。单个浮筒的横截面积一定，在水面上的上下浮动可视为振幅为A的简谐运动，浮筒的质量为m，浮筒做简谐运动时最大排水体积为静止时排水体积的1.2倍。已知重力加速度为g，求： （1）浮筒做简谐运动时回复力的最大值； （2）浮筒做简谐运动时回复力与位移的比例系数k。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）浮筒静止时，排水体积为V，可知 排水体积最大时，回复力为 解得 （2）根据回复力与位移的关系可知 解得 地 城 考点02 机械波 一、单选题 1． （24-25高二下·湖南湘西·期末）以下关于机械波的几种说法中，正确的是（　　） A．有机械振动必定会有机械波 B．机械波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定 C．在波动的过程中，波上的质点是沿着波形曲线运动的 D．在波传播方向上的某个质点的振动速度就是波的传播速度 【答案】B 【详解】A．机械波的产生需要同时满足两个条件：存在机械振动（波源）、有可传播振动的介质，仅有机械振动没有介质时无法产生机械波，故A错误； B．机械波在介质中的传播速度仅由介质本身的性质决定，与波源的振动频率、振幅无关，故B正确； C．机械波传播过程中，介质质点仅在各自平衡位置附近做往复振动，不会随波迁移，也不会沿波形曲线运动，故C错误； D．质点的振动速度是质点往复运动的速度，大小随时间周期性变化；波的传播速度是振动形式在介质中的传播速度，同一均匀介质中波速恒定，二者是完全不同的物理量，没有对应关系，故D错误。 故选B。 2． （24-25高二下·湖南衡阳·期末）一列简谐波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图所示，质点P的平衡位置为x=1.5m，t=0.45s时质点P（t=0时刻后）第一次到达波谷。下列说法正确的是（　　） A．波的周期为1.8s B．波的波长为3.2m C．波的传播速度大小为6m/s D．t=2s时，质点P的位移为0.25m 【答案】C 【详解】AB．简谐波沿x轴正方向传播，根据同侧法可知，0时刻质点P从平衡位置向上振动，根据题意有 则波的周期 根据题图可知，质点P的平衡位置 解得波长，故AB错误； C．波的传播速度大小，故C正确； D．质点P的振动方程为 则2s时，质点P的位移，故D错误。 故选C。 3． （24-25高二下·湖南永州·期末）如图所示，沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为100m/s，下列说法中正确的是（　　） A．从图示时刻开始，质点a的加速度将增大 B．从图示时刻开始，经过0.01s，质点a通过的路程为0.2m C．若此波遇到另一列波能发生稳定的干涉现象，则另一列波频率为50Hz D．若该波传播过程中遇到宽约4m的障碍物，不会发生明显的衍射现象 【答案】B 【详解】A．从图示时刻开始，质点a向平衡位置振动，加速度减小，故A错误； B．由题可知，该波的波长 由题可知，该波的波速 故该波的周期 当时，质点a通过的路程，故B正确； C．由题可知，该波的频率 若与另一列波产生干涉现象，两列波的频率应相等，即另一列波的频率也应为25Hz，故C错误； D．当障碍物尺寸大小小于或等于波的波长时，波会发生明显的衍射现象，由于该波的波长也为4m，障碍物的宽度约为4m，近似等于该波的波长，可以产生明显的衍射现象，故D错误。 故选B。 4． （24-25高二下·湖南长沙·期末）如图所示，实线和虚线分别是沿着x轴正方向传播的一列简谐横波在时刻和的波形图，已知波的周期，则下列关于该列波说法正确的是（　　） A．波长为5cm B．波速为5cm/s C．周期为4s D．时刻，质点M向下振动 【答案】D 【详解】A．题图为波的波形图，由图像可知其波长为10cm，故A项错误； C．由题可知，实线是时刻的波形图，虚线是时刻波形图，所以由到过程有（，1，2，……） 由于波的周期大于1s，即n只能取0，所以解得，故C项错误； B．由波速的公式有 结合上述分析，解得，故B项错误； D．由题可知，该波沿x轴正方向传播，根据同侧法可知，时刻，质点M向下振动，故D项正确。 故选D。 5． （24-25高二下·湖南岳阳·期末）如图甲所示，在平面内有两个沿y轴方向做简谐运动的点波源和分别位于和处，某时刻波源在x轴上产生的波形图如图乙所示，波源的振动图像如图丙所示，由两波源所产生的简谐波波速均为，质点a、b、p的平衡位置分别位于、、处。已知在时，两波源均在平衡位置且振动方向相同，下列说法正确的是（　　） A．波源的振动频率大于波源 B．质点a的振幅为 C．当时，质点P振动到波谷位置 D．在内，质点b运动的总路程是 【答案】D 【详解】A．波源的频率 波源的频率 可知波源的振动频率等于波源，选项A错误； B．质点a到波源S1的距离为8m，质点a到波源S2的距离为4m，质点a到两波源的距离差为Δxa=4m=λ，已知在t=5s时，两波源均在平衡位置且振动方向相同，可知a点为振动加强点，a点的振幅Aa=A1+A2=15cm+20cm=35cm，故B错误； C．质点P到两振源的距离差为零，为振动加强点，，可知当时，质点P振动到平衡位置向上振动，选项C错误； D．质点b到波源S1的距离为3m，质点b到波源S2的距离为9m，质点b到两波源的距离差为 可知b点为振动减弱点，则b点的振幅为Ab=20cm-15cm=5cm=0.05m 在30～54s内，质点经过了24s=2T，则质点b运动的总路程s=8Ab=8×0.05m=0.40m，故D正确。 故选D。 6． （24-25高二下·湖南张家界·期末）如图甲所示，O、A、B是介质中的三个点，，。时刻开始计时，位于O点的波源开始振动，振动图像如图乙所示，当波传到A点时，波源刚好第二次运动到波谷位置。当波传到B点时，质点A的位移为（　　） A．0 B．10cm C． D． 【答案】C 【详解】由图可知波的周期为 质点A开始振动时，波源O第二次到达波谷，可知此时经过的时间为 可得波速为 当波传到B点时，质点A振动的时间为 质点A的位移为，故选C。 二、多选题 7． （24-25高一下·湖南省长沙市第一中学·期末）一列简谐横波在时的波形如图甲所示，处质点的振动图像如图乙所示，则波速可能是（　　） A． B． C．1m/s D． 【答案】AC 【详解】根据图乙，在 时处的质点在平衡位置向上运动； 若波向右传播，根据图甲得，   根据图乙，周期为 ，又因为 解得    若波向左传播，根据图甲得：       解得   故选AC。 8． （24-25高二下·湖南省衡南县第一中学·期末）如图所示，图甲为沿轴传播的一列简谐横波在时刻的波动图像，图乙为参与波动的质点P的振动图像，则下列判断正确的是（    ） A．该波的传播速率为 B．该波的传播方向沿轴负方向 C．从到，质点P运动的路程为 D．该波在传播过程中若遇到大小为的障碍物，能发生明显衍射现象 【答案】CD 【详解】A．由图甲可知，波长为，由图乙可知，周期为，该波的传播速率为 故A错误； B．由图乙可知，时刻，质点P沿轴正方向振动，结合图甲，由同侧法可知，该波的传播方向沿轴正方向，故B错误； C．经过的时间，质点P振动半个周期，运动的路程 故C正确； D．由于波长为，则该波在传播过程中若遇到大小为的障碍物，能发生明显衍射现象，故D正确。 故选CD。 9． （24-25高二下·湖南邵阳·期末）如图甲所示，艺术体操的带操表演中，运动员手持细棒沿竖直方向上下抖动彩带的一端，彩带随之“波浪”翻卷，同时彩带上的“波浪”向前传播，把这样的“波浪”近似视为简谐横波。图乙为该横波在时刻的波形图，图丙为图乙中质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　） A．该波沿x轴负方向传播 B．该波的传播速度为2.0m/s C．时质点P的速度最大 D．10s内质点P运动的路程为12m 【答案】AC 【详解】A．由图丙可知，时刻质点P沿y轴负方向振动，结合图甲并由质点的振动方向和波的传播方向的关系可知，该波沿x轴负方向传播，故A正确； B．由图乙可知，该波的波长 由图丙可知，该波的周期 故该波的传播速度为，故B错误； C．时刻质点P经过平衡位置，速度最大，时，即经过一个周期，质点P应经过平衡位置，速度最大，故C正确； D．因等于5个周期，故10s内质点P运动的路程为，故D错误。 故选AC。 三、解答题 11． （24-25高二下·湖南湘西·期末）一健身爱好者在吉首市科技园社区的老爹广场以每秒2次的频率上下抖动长绳的一端，长绳自左向右呈波浪状起伏，可近似为单向传播的简谐横波，某时刻波形如图所示，其中A点位于波谷，B点位于波峰。已知A、B两点竖直高度差为1.2m，平衡位置相距6m。求： (1)该简谐横波的传播速度大小v； (2)经，绳上B点通过的路程s。 【答案】(1)8m/s (2)24m 【详解】（1）已知波源频率 A在波谷、B在波峰，竖直高度差为 得振幅 由波形可知，A（波谷）和B（波峰）平衡位置间距为 解得波长 根据波速公式 代入得 （2）周期 则 质点在一个周期内通过的路程为，因此总路程 2 / 16 1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题01 机械振动与机械波（原卷版） 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、 单选题 1． （24-25高二下·湖南湘西·期末）如图所示，弹簧振子以O点为平衡位置在、M两点之间做简谐运动，、M两点相距20cm。某时刻振子处于点，经过0.4s，振子首次到达M点，已知点位于OM正中间，设向右为正方向，下列说法正确的是（　　） A．振子的振幅为20cm B．若给该振子施加一个周期性的驱动力，要使该振子振幅最大，则驱动力的频率应为0.8Hz C．振子从O点运动到M点和从M点运动到O点经过点时的速度、加速度均相同 D．振子在点和M点的加速度之比为 2． （24-25高二下·湖南省长沙市雅礼中学·期末）如图甲为用手机和轻弹簧制作的一个振动装置，手机A以O点为平衡位置，在竖直方向上M、N两点之间做简谐运动，手机上加速度传感器记录了手机在竖直方向的振动情况，以向下为正方向，得到手机振动过程中加速度a随时间t变化的曲线如图乙，为余弦曲线。下列说法正确的是（　　） A．t=1s时，弹簧弹力为0 B．t=2s时，手机处于平衡位置上方 C．t=2s至t=3s，手机从N运动到O D．t=1s至t=2s，手机的速度和位移方向相反 3． （24-25高二下·湖南省长沙市第十五中学·期末）如图所示，在一条张紧的绳上挂7个摆，摆球质量均相同，先让A摆振动起来，则其余各摆也随之振动已知三摆的摆长相同，则下列判断正确的是（　　） A．7个摆的固有频率都相同 B．振动稳定后7个摆的振动频率都相同 C．D摆的振幅最大 D．摆离A摆最近，它们的振幅最大 4． （23-24高二下·湖南省长沙市望城区第二中学·期末）春节的超市里喜气洋洋的播放着歌曲，其中有一句歌词“树上停着一只一只什么鸟”，如图小来同学看到一只鸟落在树枝上的Р处，树枝在10s内上下振动了6次。鸟飞走后，他把50g的砝码挂在P处，发现树枝在10s内上下振动了12次。将50g的砝码换成500g砝码后，他发现树枝在16s内上下振动了6次。你估计鸟的质量最接近（    ） A．50g B．200g C．500g D．550g 2、 多选题 5． （24-25高二下·湖南湘西·期末）如图所示是甲、乙两个单摆的振动图像。根据振动图像可以断定（　　） A．若甲、乙两单摆在同一地点摆动，甲、乙两单摆摆长之比是 B．甲、乙两单摆振动的频率之比是 C．甲、乙两单摆振动的周期之比是 D．若甲、乙两单摆在不同地点摆动，但摆长相同，则甲、乙两单摆所在地点的重力加速度之比为 6． （24-25高二下·湖南衡阳·期末）如图所示，把能在绝缘光滑水平面上做简谐运动的弹簧振子放在水平向右的匀强电场中，小球在O点时，弹簧处于原长，A、B为关于O对称的两个位置，现在使小球带上负电并让小球从B点静止释放，则下列说法正确的是（　　） A．小球仍然能在A、B间做简谐运动，O点是其平衡位置 B．小球从B运动到A的过程中动能一定先增大后减小 C．小球仍然能做简谐运动，但其平衡位置不在O点 D．小球从B运动到O的时间大于O运动到A的时间 7． （24-25高二下·湖南·期末）一摆球在竖直平面内做单摆运动，从最低点开始计时，该单摆的振动图像如图所示，重力加速度g取，取，下列说法正确的是（　　） A．该单摆的摆长为4m B．时，摆球的加速度为0 C．时，摆球的速度最大 D．到时间内，回复力先增大后减小 3、 实验题 8． （24-25高二下·湖南永州·期末）(1)某同学在“利用单摆测重力加速度”实验中先测得摆线长为97.44cm，小球直径由游标卡尺测得，示数如图甲。然后用秒表记录了单摆振动次所用的时间如图乙所示，则小球直径为__________，秒表读数为__________。（保留三位有效数字） (2)有两位同学利用假期分别去参观清华大学和浙江大学的物理实验室，各自在那里利用先进的系统较准确地探究了“单摆的周期与摆长的关系”，他们通过校园网交换实验数据，并由计算机绘制了图像，如图丙所示。去清华大学的同学所测实验结果对应的图线是___________选填“”或“”） 9． （24-25高二下·湖南省长沙市望城区第二中学·期末）未来中国载人登月成功后，可利用单摆测量月球表面的重力加速度。航天员从月球上捡一块大小约为2cm的不规则石块作为摆球。航天员还有以下设备：刻度尺（量程30cm）、细线（1m左右）、计时器和足够高的固定支架。如图甲安装好器材，然后用刻度尺测量细线的长度L作为摆长。 (1)以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有______。 A．将石块拉开一个小角度（约5°）并由静止释放，同时开始计时 B．释放石块时，摆线相对平衡位置偏角越大，摆动周期也越大 C．用秒表测量石块完成1次全振动的总时间t，则周期 D．用秒表测量完成50次全振动的总时间t，由求出周期 (2)秒表示数如图乙所示，它的示数为______s； (3)取，由图丙求出重力加速度______（结果保留三位有效数字）； (4)把细线的长度作为摆长，并由图丙求出的值______（选填“大于”“小于”或“等于”）当地的真实值。 4、 解答题 10． （24-25高二下·湖南省长沙市地质中学·期末）如图1所示的水上浮桥是由一个个浮筒组成，拆下其中单个浮筒如图2所示。单个浮筒的横截面积一定，在水面上的上下浮动可视为振幅为A的简谐运动，浮筒的质量为m，浮筒做简谐运动时最大排水体积为静止时排水体积的1.2倍。已知重力加速度为g，求： （1）浮筒做简谐运动时回复力的最大值； （2）浮筒做简谐运动时回复力与位移的比例系数k。 地 城 考点02 机械波 一、单选题 1． （24-25高二下·湖南湘西·期末）以下关于机械波的几种说法中，正确的是（　　） A．有机械振动必定会有机械波 B．机械波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定 C．在波动的过程中，波上的质点是沿着波形曲线运动的 D．在波传播方向上的某个质点的振动速度就是波的传播速度 2． （24-25高二下·湖南衡阳·期末）一列简谐波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图所示，质点P的平衡位置为x=1.5m，t=0.45s时质点P（t=0时刻后）第一次到达波谷。下列说法正确的是（　　） A．波的周期为1.8s B．波的波长为3.2m C．波的传播速度大小为6m/s D．t=2s时，质点P的位移为0.25m 3． （24-25高二下·湖南永州·期末）如图所示，沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为100m/s，下列说法中正确的是（　　） A．从图示时刻开始，质点a的加速度将增大 B．从图示时刻开始，经过0.01s，质点a通过的路程为0.2m C．若此波遇到另一列波能发生稳定的干涉现象，则另一列波频率为50Hz D．若该波传播过程中遇到宽约4m的障碍物，不会发生明显的衍射现象 4． （24-25高二下·湖南长沙·期末）如图所示，实线和虚线分别是沿着x轴正方向传播的一列简谐横波在时刻和的波形图，已知波的周期，则下列关于该列波说法正确的是（　　） A．波长为5cm B．波速为5cm/s C．周期为4s D．时刻，质点M向下振动 5． （24-25高二下·湖南岳阳·期末）如图甲所示，在平面内有两个沿y轴方向做简谐运动的点波源和分别位于和处，某时刻波源在x轴上产生的波形图如图乙所示，波源的振动图像如图丙所示，由两波源所产生的简谐波波速均为，质点a、b、p的平衡位置分别位于、、处。已知在时，两波源均在平衡位置且振动方向相同，下列说法正确的是（　　） A．波源的振动频率大于波源 B．质点a的振幅为 C．当时，质点P振动到波谷位置 D．在内，质点b运动的总路程是 6． （24-25高二下·湖南张家界·期末）如图甲所示，O、A、B是介质中的三个点，，。时刻开始计时，位于O点的波源开始振动，振动图像如图乙所示，当波传到A点时，波源刚好第二次运动到波谷位置。当波传到B点时，质点A的位移为（　　） A．0 B．10cm C． D． 二、多选题 7． （24-25高一下·湖南省长沙市第一中学·期末）一列简谐横波在时的波形如图甲所示，处质点的振动图像如图乙所示，则波速可能是（　　） A． B． C．1m/s D． 8． （24-25高二下·湖南省衡南县第一中学·期末）如图所示，图甲为沿轴传播的一列简谐横波在时刻的波动图像，图乙为参与波动的质点P的振动图像，则下列判断正确的是（    ） A．该波的传播速率为 B．该波的传播方向沿轴负方向 C．从到，质点P运动的路程为 D．该波在传播过程中若遇到大小为的障碍物，能发生明显衍射现象 9． （24-25高二下·湖南邵阳·期末）如图甲所示，艺术体操的带操表演中，运动员手持细棒沿竖直方向上下抖动彩带的一端，彩带随之“波浪”翻卷，同时彩带上的“波浪”向前传播，把这样的“波浪”近似视为简谐横波。图乙为该横波在时刻的波形图，图丙为图乙中质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　） A．该波沿x轴负方向传播 B．该波的传播速度为2.0m/s C．时质点P的速度最大 D．10s内质点P运动的路程为12m 三、解答题 11． （24-25高二下·湖南湘西·期末）一健身爱好者在吉首市科技园社区的老爹广场以每秒2次的频率上下抖动长绳的一端，长绳自左向右呈波浪状起伏，可近似为单向传播的简谐横波，某时刻波形如图所示，其中A点位于波谷，B点位于波峰。已知A、B两点竖直高度差为1.2m，平衡位置相距6m。求： (1)该简谐横波的传播速度大小v； (2)经，绳上B点通过的路程s。 2 / 9 1 / 9 学科网（北京）股份有限公司 $学科网 www.zxxk.com 专题01机械振动与机械波 ☆2大高频考点概览 考点01机械振动 考点02机械波 目目 考点01 机械振动 一、单选题 1.【答案】D 2.【答案】C 3.【答案】B 4.【答案】B 二、多选题 5.【答案】BCD 6.【答案】CD 7.【答案】AD 三、实验题 8.【答案】(1) 2.06 75.2 (2)B 9.【答案】(1)D (2)95.9 (3)1.63 (4)等于 四、解答题 10.【答案】(1)Fm=0.2mg;(2)k=0.2mg y 【知识点】简谐运动的定义及特征 【详解】(1)浮筒静止时，排水体积为V,可知 1/3 让教与学更高效 (解析版) 可学科网 排水体积最大时，回复力为 解得 (2)根据回复力与位移的关系可知 解得 目目 考点02 机械波 一、 单选题 1.【答案】B 2.【答案】C 3.【答案】B 4.【答案】D 5.【答案】D 6.【答案】C 二、多选题 7.【答案】AC 8.【答案】CD 9.【答案】AC 三、解答题 10.【答案】(1)8ms (2)24m 【知识点】波长、频率和波速的关系 www zxxk com mg pgV F =1.2pgv-mg Fm =0.2mg Fn=kA k =0.2mg A 2/3 让教与学更高效 学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 【详解】(1)已知波源频率f=2Hz A在波谷、B在波峰，竖直高度差为2A=1.2m 得振幅A=0.6m 由波形可知，A(波谷)和B(波峰)平衡位置间距为1.52=6m 解得波长2=4m 根据波速公式v=2f 代入得v=4m×2s1=8m/s 2)周期7-03s 则t=5s=10T 质点在一个周期内通过的路程为4A,因此总路程s=10×4A=10×4×0.6m=24m 3/3