25 机械振动与机械波 期末复习专项训练-2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

**基本信息** 聚焦机械振动与机械波核心考点，通过概念辨析、图像分析和综合计算构建知识网络，强化物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |机械振动|1-7题|以弹簧振子、单摆为模型，结合振动图像考查回复力、周期公式及共振条件|从简谐运动定义出发，通过图像分析建立运动与力的关系，延伸至单摆周期公式及共振应用| |机械波|8-16题|波形图与振动图像结合，考查波的传播、干涉、多普勒效应|以波的形成与传播为基础，通过图像关联质点振动与波的传播，渗透叠加原理与波动现象解释| |综合应用|17-18题|结合生活情境（浮置板道床、波速计算）考查振动方程、能量及波的多解问题|整合振动与波动规律，通过实际问题强化模型建构与科学推理能力|

2025-2026学年度高二物理下学期期末复习专项训练 《机械振动与机械波》 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图，M、N间距离为20cm，一弹簧振子在M、N间做简谐运动，O为平衡位置，而P、Q是关于平衡位置O对称的两点。下列说法正确的是（　　） A．振子受重力、支持力、弹簧弹力和回复力的作用 B．振子振动的振幅为A=20cm C．振子由O向N运动过程中，回复力的方向指向平衡位置 D．振子从M向P运动的过程中，振子的位移增大，加速度减小 【答案】C 【详解】A．振子受重力、支持力、弹簧弹力的作用，故A错误； B．弹簧振子在M、N间做简谐运动，则 所以振子振动的振幅为，故B错误； C．振子由O向N运动过程中，回复力的方向指向平衡位置，故C正确； D．振子从M向P运动的过程中，振子的位移减小，加速度减小，故D错误。 故选C。 2．如图甲所示，悬挂在竖直方向上的弹簧振子在CD间做简谐运动，从平衡位置O向下运动时开始计时，振动图像如图乙所示，以D点所在水平面为重力势能等于零时的参考平面，则下列说法正确的是（　　） A．振子在C、D时速度为0，加速度相同 B．t=0.15s，弹簧的弹性势能最大，振子的加速度最大 C．t=0.1s，振子的加速度为正，速度也为正 D．t=0.05s，弹簧的弹性势能最大，振子的重力势能最小 【答案】D 【详解】A．C、D为振子运动过程的最高点和最低点，振子在C、D时速度为0；根据对称性可知，振子在C、D时的加速度大小相等，方向相反，故A错误； B．从平衡位置O向下运动时开始计时，由图乙可知，在t=0.05s，振子运动到最低点，此时弹簧的形变量最大，弹簧的弹性势能最大，振子的加速度最大；在t=0.15s，振子运动到最高点，此时弹簧的形变量不是最大，弹簧的弹性势能不是最大，故B错误； C．由图乙可知，在t=0.1s，振子处于平衡位置，振子的加速度为0；振子向正方向运动，所以速度为正，故C错误； D．由图乙可知，在t=0.05s，振子运动到最低点，此时弹簧的形变量最大，弹簧的弹性势能最大，振子的重力势能最小，故D正确。 故选D。 3．一个质点以O为中心做简谐运动，其位移随时间变化的图像如图所示，a、b、c、d表示质点在不同时刻的相应位置。下列说法正确的是（　　） A．质点通过位置d时速度与加速度均为负值 B．简谐运动的频率是0.25Hz C．质点从位置a到位置c运动的路程比从位置b到位置d短 D．质点从位置b到位置d所受回复力的冲量不为零 【答案】C 【详解】A．由图可知，质点通过位置d时速度沿x轴负方向，即速度为负值，而加速度方向应指向平衡位置，即沿x轴正方向，加速度为正值，故A错误； B．由图可知，振动周期为8s，所以频率为，故B错误； C．质点从位置a到位置c运动的时间与从位置b到位置d的时间相等，由于质点越靠近平衡位置速度越大，所以从位置a到位置c运动的平均速度较小，则路程较短，故C正确； D．质点在位置b和位置d的速度相同，则动量的变化量为零，根据动量定理可知，回复力的冲量为零，故D错误。 故选C。 4．荡秋千是深受小朋友喜欢的游乐活动，如图所示，秋千由坐板和绳构成，人在秋千上小幅度摆动时可以简化为单摆模型，人和坐板可视为摆球，忽略空气阻力，在摆动过程中，下列说法正确的是（　　） A．摆球受重力、摆线的拉力、回复力和向心力的作用 B．经过最低点时摆球处于平衡状态 C．远离最低点运动的过程中，摆球的动能逐渐减小 D．摆球做简谐运动时，摆线越短，其运动周期越大 【答案】C 【详解】A．摆球在摆动过程中，实际受到的力为重力和摆线的拉力。回复力是重力沿切线方向的分力，向心力是重力和拉力的合力沿径向的分力，二者均为效果力，并非独立存在的力。因此，摆球只受重力和拉力两个力的作用，故A错误； B．平衡状态的条件是物体所受合力为零。摆球经过最低点时，速度最大，需要向心力维持圆周运动，此时摆线拉力与重力的合力提供向心力，合力不为零，故摆球不处于平衡状态，故B错误； C．忽略空气阻力时，摆球摆动过程中机械能守恒。远离最低点运动时，摆球高度增加，重力势能增大，根据机械能守恒定律，动能必然减小，故C正确； D．单摆做简谐运动的周期公式为，当摆线越短时，摆长越小，周期越小，故D错误。 故选C。 5．如图甲所示，一根细线拉着一个小摆球在竖直平面内做小角度摆动（），不计空气阻力。某次摆球从左向右通过平衡位置开始计时，其振动图像如图乙所示。取，下列说法正确的是（　　） A．时摆球所受合力为零 B．从至的过程中，摆球所受回复力逐渐增大 C．从至的过程中，摆球在向左做加速运动 D．该单摆的摆长约为 【答案】B 【详解】A．由图乙，振幅，周期，故角频率 因此振动方程为 时，，位移，处于正向最大位移处。单摆在最大位移处受重力和拉力，在切向分力提供回复力，合力不为零，故A错误； B．从至的过程中，摆球从平衡位置向最大位移运动，位移大小增大。回复力大小与位移大小成正比，故逐渐增大，故B正确； C．时，，单摆位于平衡位置处，此时速度大小最大，之后单摆向左运动；时，，摆球从平衡位置向左运动到负向最大位移处，速度为零，回复力向右，与速度方向相反，故摆球做减速运动，故C错误； D．由单摆周期公式变形得 代入数据解得，故D错误。 故选B。 6．如图所示一个光滑圆弧体固定在水平面上，圆弧长度远小于圆的半径，、是圆弧上的两点，是圆弧的圆心，、是圆弧竖直直径上的两点，让甲球从、两点中的任一点由静止释放，同时让乙球从、、三点中某一点由静止释放，甲球到达圆弧最低点时恰好与乙球相碰，甲、乙两球均可以看成质点，空气阻力不计，则甲、乙两球释放的位置可能是（　　） A．甲球第一次到达圆弧最低点时恰好与乙球相碰，甲球在点释放，乙球在点释放 B．甲球第一次到达圆弧最低点时恰好与乙球相碰，甲球在点释放，乙球在点释放 C．现同时释放甲乙两球，要使甲球在第二次通过最低点时恰好与乙球相碰，则乙球的高度应为 D．现同时释放甲乙两球，要使甲球在第二次通过最低点时恰好与乙球相碰，则乙球的高度应为 【答案】D 【详解】AB．设圆弧对应的半径为，由于圆弧长度远小于圆的半径，所以甲球在圆弧体上运动可视为单摆，由单摆周期公式 甲球从A、B两点中的任一点由静止释放，到达圆弧最低点的时间近似为 若乙球由静止释放，根据自由落体运动规律 所以要使甲球第一次到达圆弧最低点时恰好与乙球相碰，乙球下落的高度大于，即乙球应该在Q点释放，故AB错误； CD．甲球在第二次通过最低点时所需时间为 则乙球的高度为，故C错误，D正确。 故选D。 7．把一个筛子用弹簧支撑起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这就做成了一个共振筛，如图甲所示。该共振筛的振动振幅与驱动力频率的关系如图乙所示，已知增大电压，可使偏心轮转速提高，增加筛子质量，可增大筛子的固有周期。现在，在某电压下偏心轮的转速是54 r/min。下列表述正确的是（     ） A．增大电压可以增大筛子的固有频率 B．减小电压可以增大筛子的振动幅度 C．增大筛子质量，驱动力的频率一定减小 D．减小筛子质量，筛子的振动幅度一定减小 【答案】B 【详解】A．筛子的固有频率由筛子本身的结构决定，与驱动电压无关，故增大电压不能改变筛子的固有频率，故A错误； B．根据偏心轮的转速可求得当前的驱动力频率为 由图乙可知筛子的固有频率为 减小电压可使偏心轮转速降低，从而减小驱动力的频率，由于初始状态下驱动力的频率大于固有频率，频率减小会使其更接近固有频率，根据受迫振动的规律可知驱动力频率越接近固有频率则振幅越大，因此减小电压可以增大筛子的振动幅度，故B正确； C．驱动力的频率由偏心轮的转速决定，与筛子的质量无关，因此增大筛子质量时驱动力的频率保持不变，故C错误； D．根据题意可知，减小筛子质量会减小筛子的固有周期，从而增大其固有频率，使其向当前的驱动力频率靠近，因此筛子的振动幅度可能会增大，并非一定减小，故D错误。 故选B。 8．坐标原点的波源在时发出一列连续简谐波，沿轴正向传播。在时，质点B恰好开始振动，图中只画出了此时AB段的波形（其余未画出），则（     ） A．机械波的周期为4 s B．再过3 s时间，质点A移动到此时质点B的位置 C．时，波源由平衡位置向轴正方向运动 D．时，C处质点位于波峰 【答案】A 【详解】A．波源发出波，时波传到处的B点，因此波速 由波形可知 ，周期，故A正确； B ．机械波传播过程中，质点仅在平衡位置附近振动，不会随波迁移，因此质点A不可能移动到质点B位置，故B错误； C ．波源的起振方向与B点的起振方向一致。 用微平移法判断：波沿正方向传播，将波形右移，可知B点起振方向沿轴负方向，因此时波源起振方向为轴负方向，故C错误； D ．C点坐标，波传到C点的时间 ， 时，C振动的时间 C起振方向向下，从平衡位置向下振动后到达波谷，不是波峰，故D错误。 故选 A。 9．甲、乙两列简谐横波分别沿轴正向和负向传播，波速均为，两列波在时刻的最前端部分的波形如图所示。下列说法正确的是（     ） A．两列波相遇后能发生干涉 B．点的起振方向向下 C．时，质点的位移大小为 D．时，质点的位移大小为 【答案】D 【详解】A．由图知， 又 得甲、乙两列波的频率分别为， ，故它们不是相干波，两列波相遇后不能发生稳定的干涉，故A错误； B．甲沿x轴正向传播，在时刻，甲波中x=-4cm质点向y轴正方向振动，乙波沿x轴负向传播，乙波中x=4cm处质点向y轴正方向振动，经时间 两列波同时传到，都引起其向y轴正方向振动，故合运动方向向y轴正方向振动，故B错误； C．甲、乙两列波的周期分别为， ， 因 乙波先经传至原点O，再经，x=0的质点振动到波峰，引起的分位移 甲波先经传至原点O 同时 其引起的分位移 故x=0的质点在时，位移大小为，故C错误； D．甲波先经传至原点O 同时 x=0的质点回到平衡位置，其引起的分位移为零； 乙波先经传至原点O，再经，x=0的质点振动到波谷，引起的分位移 故时，质点的位移大小为，故D正确。 故选D。 10．一列沿轴传播的简谐横波，时的波形图如图1所示，、是介质中的两个质点，图2是质点的振动图像。下列说法正确的是（    ） A．该波沿轴正方向传播 B．该波的速度为 C．时，质点沿轴负方向运动 D．质点在4 s内运动的路程为40cm 【答案】D 【详解】A. 由Q点的振动图像可知，t=0时刻Q点沿y轴负向振动，可知该波沿轴负方向传播，A错误；     B. 该波的速度为，B错误； C. 根据“同侧法”可知，时，质点沿轴正方向运动，C错误； D. 质点在4s=T内运动的路程为s=4A=40 cm，D正确。 故选D。 11．如图所示，一均匀介质中方波甲的一个完整波形向右传播，波峰为A，波谷为-2A，简谐横波乙的一个完整波形向左传播，振幅为A，方波的波峰、波谷宽度与简谐横波的半波长相等。某时刻两波分别传到M、N两点，则之后x轴上M、N间某质点的振动图像可能是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．图中初始时刻位移从-2A减小，则该质点到M、N的距离相等，根据波的叠加原理可知，位移应先减小为-A，再增大至-2A；接着位移应从A减小至0，再增大到A，故A错误； B．图中质点初始时按照正弦曲线振动，则该质点靠近N，质点先振动到0.5A，再与方波相遇叠加，根据波的叠加原理可知B图符合质点的振动，故B正确； C．图中质点初始时按照正弦曲线振动，则该质点进一步靠近N，质点振动时间后，两列波叠加，此后质点的最大位移为-3A，故C错误； D．图中质点初始时按照方波的形式振动，则该质点靠近M，最后质点应以正弦曲线振动，故D错误； 故选B。 12．历史上曾发生过军队齐步通过吊桥时，吊桥剧烈振动甚至断裂的事故。下列选项中原理与该现象相同的是（    ） A．图甲中，快速转动竹竿，听到蜂鸣器音调变化 B．图乙中，水波绕过挡板继续传播 C．图丙中，主动降噪耳机发出降噪声波来实现降噪的效果 D．图丁中，摩擦“鱼洗”的双耳，会发出嗡嗡声 【答案】D 【详解】题干中描述的是共振现象。A选项是多普勒效应现象，B选项是波的衍射现象，C选项是波的叠加现象，D选项是共振现象。 故选D。 二、多选题 13．如图甲所示，底部固定有砂粒的塑料管竖直浮于水面，将塑料管向下压一小段距离后释放，砂粒（视为质点）随塑料管在竖直方向做简谐运动。取竖直向上为正方向，一段时间内砂粒的振动图像如图乙所示，则砂粒（　　） A．振动的振幅为 B．振动的频率为 C．在时距平衡位置 D．在时加速度方向竖直向下 【答案】BD 【详解】A．由图可知砂粒振动的振幅为，故A错误； B．由图可知砂粒振动的周期为0.4s，则频率，故B正确； C．由图可得砂粒的振动方程为 当时，，即在时距平衡位置，故C错误； D．由图可知，在时位移竖直向上且最大，根据牛顿第二定律可得可知此时加速度方向竖直向下，故D正确。 故选BD。 14．惠更斯发现“单摆做简谐运动的周期T与重力加速度的二次方根成反比”。为了通过实验验证这一结论，某同学创设了“重力加速度”可以人为调节的实验环境：如图1所示，在水平地面上固定一倾角θ可调的光滑斜面，把摆线固定于斜面上的O点，使摆线平行于斜面。拉开摆球至A点，静止释放后，摆球在ABC之间做简谐运动，摆角为α。在某次实验中，摆球自然悬垂时，通过力传感器（图中未画出）测得摆线的拉力为F1；摆球摆动过程中，力传感器测出摆线的拉力随时间变化的关系如图2所示，其中F2、F3、T0均已知。当地的重力加速度为g。下列选项正确的是（     ） A．多次改变图1中摆角α的大小，即可获得不同的等效重力加速度 B．在图2的测量过程中，单摆n次全振动的时间为 C．多次改变斜面的倾角，只要得出就可以验证该结论成立 D．在图2的测量过程中，满足关系 【答案】BC 【详解】A．首先分析模型：摆球在光滑斜面上运动，沿斜面方向的等效重力加速度 仅和斜面倾角有关，改变摆角不会改变等效重力加速度，故A错误； B．单摆摆动时，最高点速度为0，拉力最小；最低点速度最大，拉力最大。由图2可知，单摆的周期 因此次全振动的时间为，故B正确； C．原结论为“单摆周期与重力加速度的二次方根成反比”，即 本题中等效重力加速度 即，因此 故C正确； D．静止时； 最高点拉力最小为，得； 最低点拉力最大，由动能定理和向心力公式得， 整理得 故D错误； 故选BC。 15．如图所示表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷。设两列波的振幅均为5cm，且在图示的范围内振幅不变，波速为1m/s，波长为0.5m。C点是BE连线的中点，下列说法中正确的是（     ） A．A、E两点始终位于波峰位置 B．图示时刻A、B两点的竖直高度差为10cm C．图示时刻C点正向上运动 D．从图示时刻起经1s，B点通过的路程为80cm 【答案】CD 【详解】A．根据题意，实线表示波峰，虚线表示波谷，此时A、E两点是波峰与波峰相遇，属于振动加强点，不是始终位于波峰位置，故A错误； B．由于振幅是5cm，A点是波峰与波峰相遇，则A点相对平衡位置高10cm，而B点是波谷与波谷相遇，则B点相对平衡位置低10cm，所以A、B相差20cm，故B错误； C．图示时刻E在波峰，B在波谷，C点位于EB的中点，即C点正处于平衡位置，由图可知，波从E向B传播，可知此时C向上运动，故C正确； D．波速为1m/s，波长为0.5m，根据 解得该波的周期为0.5s，所以各质点的振动周期为0.5s，B点振幅为10cm，故从图示时刻起经1s，B点通过的路程为，故D正确。 故选CD。 16．交通警察向行驶中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度。下列现象的物理原理与之相同的是（　　） A．医学上应用超声波可以测定心脏跳动、血管血流快慢等情况 B．主动降噪耳机发出降噪声波来实现降噪的效果 C．开着门的屋子里面有人在说话，屋外墙后面的人隔着墙能听到该说话声 D．救护车从路人身边经过时，路人听到救护车笛声的频率发生变化 【答案】AD 【详解】交通警察向行进中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度，利用了多普勒效应； A．医生向人体内发射频率已知的超声波，超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收。测出反射波的频率变化，就能知道血流的速度。这种方法俗称“彩超”，可以检查心脏跳动、血管血流快慢的病变，利用了多普勒效应，故A正确； B．主动降噪耳机发出降噪声波来实现降噪的效果，是波的干涉现象，故B错误； C．声音穿过门缝并绕过墙壁传播到墙后，属于声波在障碍物边缘发生衍射的现象，故C错误； D．救护车从路人身边经过时，路人听到救护车笛声的频率发生变化，是多普勒效应，故D正确。 故选AD。 三、解答题 17．我国地铁道床技术革新，采用如图甲所示的“钢弹簧浮置板道床”装置，将浮置板道床置于钢弹簧隔振器上，有效降低了列车经过时的振动和噪音。该装置可以等效为如图乙所示的弹簧振子模型，将列车经过时使道床振动的力等效为对弹簧振子施加一个周期性驱动力，使振子做受迫振动，振子振动图像如图丙所示。若振子总质量，弹簧质量不计，弹簧劲度系数，忽略振动过程所受的阻力，重力加速度g取。 (1)请写出振子做受迫振动的振动方程（不需要写出推导过程）； (2)振子受迫振动时在空气中产生次声波，已知声波在空气中传播速度为340m/s，求此声波的波长； (3)若振子做简谐振动时振幅，求振动过程振子所受的最大回复力和最大动能。（提示：弹性势能可用计算，其中k为弹簧劲度系数，x为弹簧形变量） 【答案】(1) (2)34m (3)1×106N，1×104J 【详解】（1）由图丙可知，振幅为3cm，周期为0.1s，所以振动方程为 （2）空气也属于受迫振动，振动频率与振子的频率相等，即 所以波长为 （3）在最大位移处，回复力最大，即 平衡位置，速度最大，动能最大，加速度为零，即 从最低点运动到平衡位置的过程，根据系统机械能守恒定律可得 代入数据解得 18．一列简谐横波沿轴传播。图甲是简谐横波在时刻的波形图，P是平衡位置在处的质点，Q是平衡位置在处的质点；图乙为质点Q的振动图像。求： (1)判断波的传播方向； (2)求该波的波速； (3)质点P振动到正向最大位移的时刻。 【答案】(1)波沿 轴正方向（向右）传播 (2) (3) 【详解】（1）由图乙（Q的振动图像）可知：时，Q质点在平衡位置，且向轴负方向运动。 结合图甲（的波形图），根据上下坡法（沿波传播方向，上坡质点向下运动，下坡质点向上运动），可判断波沿 轴正方向（向右）传播。 （2）从图甲可得波长，从图乙可得周期 根据波速公式 解得 （3）沿x正方向传播的波动方程为 P点平衡位置，代入得P点振动方程 质点P到达正向最大位移时，满足，即 整理得 【点睛】 试卷第10页，共15页 试卷第9页，共15页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年度高二物理下学期期末复习专项训练 《机械振动与机械波》 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图，M、N间距离为20cm，一弹簧振子在M、N间做简谐运动，O为平衡位置，而P、Q是关于平衡位置O对称的两点。下列说法正确的是（　　） A．振子受重力、支持力、弹簧弹力和回复力的作用 B．振子振动的振幅为A=20cm C．振子由O向N运动过程中，回复力的方向指向平衡位置 D．振子从M向P运动的过程中，振子的位移增大，加速度减小 2．如图甲所示，悬挂在竖直方向上的弹簧振子在CD间做简谐运动，从平衡位置O向下运动时开始计时，振动图像如图乙所示，以D点所在水平面为重力势能等于零时的参考平面，则下列说法正确的是（　　） A．振子在C、D时速度为0，加速度相同 B．t=0.15s，弹簧的弹性势能最大，振子的加速度最大 C．t=0.1s，振子的加速度为正，速度也为正 D．t=0.05s，弹簧的弹性势能最大，振子的重力势能最小 3．一个质点以O为中心做简谐运动，其位移随时间变化的图像如图所示，a、b、c、d表示质点在不同时刻的相应位置。下列说法正确的是（　　） A．质点通过位置d时速度与加速度均为负值 B．简谐运动的频率是0.25Hz C．质点从位置a到位置c运动的路程比从位置b到位置d短 D．质点从位置b到位置d所受回复力的冲量不为零 4．荡秋千是深受小朋友喜欢的游乐活动，如图所示，秋千由坐板和绳构成，人在秋千上小幅度摆动时可以简化为单摆模型，人和坐板可视为摆球，忽略空气阻力，在摆动过程中，下列说法正确的是（　　） A．摆球受重力、摆线的拉力、回复力和向心力的作用 B．经过最低点时摆球处于平衡状态 C．远离最低点运动的过程中，摆球的动能逐渐减小 D．摆球做简谐运动时，摆线越短，其运动周期越大 5．如图甲所示，一根细线拉着一个小摆球在竖直平面内做小角度摆动（），不计空气阻力。某次摆球从左向右通过平衡位置开始计时，其振动图像如图乙所示。取，下列说法正确的是（　　） A．时摆球所受合力为零 B．从至的过程中，摆球所受回复力逐渐增大 C．从至的过程中，摆球在向左做加速运动 D．该单摆的摆长约为 6．如图所示一个光滑圆弧体固定在水平面上，圆弧长度远小于圆的半径，、是圆弧上的两点，是圆弧的圆心，、是圆弧竖直直径上的两点，让甲球从、两点中的任一点由静止释放，同时让乙球从、、三点中某一点由静止释放，甲球到达圆弧最低点时恰好与乙球相碰，甲、乙两球均可以看成质点，空气阻力不计，则甲、乙两球释放的位置可能是（　　） A．甲球第一次到达圆弧最低点时恰好与乙球相碰，甲球在点释放，乙球在点释放 B．甲球第一次到达圆弧最低点时恰好与乙球相碰，甲球在点释放，乙球在点释放 C．现同时释放甲乙两球，要使甲球在第二次通过最低点时恰好与乙球相碰，则乙球的高度应为 D．现同时释放甲乙两球，要使甲球在第二次通过最低点时恰好与乙球相碰，则乙球的高度应为 7．把一个筛子用弹簧支撑起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这就做成了一个共振筛，如图甲所示。该共振筛的振动振幅与驱动力频率的关系如图乙所示，已知增大电压，可使偏心轮转速提高，增加筛子质量，可增大筛子的固有周期。现在，在某电压下偏心轮的转速是54 r/min。下列表述正确的是（     ） A．增大电压可以增大筛子的固有频率 B．减小电压可以增大筛子的振动幅度 C．增大筛子质量，驱动力的频率一定减小 D．减小筛子质量，筛子的振动幅度一定减小 8．坐标原点的波源在时发出一列连续简谐波，沿轴正向传播。在时，质点B恰好开始振动，图中只画出了此时AB段的波形（其余未画出），则（     ） A．机械波的周期为4 s B．再过3 s时间，质点A移动到此时质点B的位置 C．时，波源由平衡位置向轴正方向运动 D．时，C处质点位于波峰 9．甲、乙两列简谐横波分别沿轴正向和负向传播，波速均为，两列波在时刻的最前端部分的波形如图所示。下列说法正确的是（     ） A．两列波相遇后能发生干涉 B．点的起振方向向下 C．时，质点的位移大小为 D．时，质点的位移大小为 10．一列沿轴传播的简谐横波，时的波形图如图1所示，、是介质中的两个质点，图2是质点的振动图像。下列说法正确的是（    ） A．该波沿轴正方向传播 B．该波的速度为 C．时，质点沿轴负方向运动 D．质点在4 s内运动的路程为40cm 11．如图所示，一均匀介质中方波甲的一个完整波形向右传播，波峰为A，波谷为-2A，简谐横波乙的一个完整波形向左传播，振幅为A，方波的波峰、波谷宽度与简谐横波的半波长相等。某时刻两波分别传到M、N两点，则之后x轴上M、N间某质点的振动图像可能是（　　） A． B． C． D． 12．历史上曾发生过军队齐步通过吊桥时，吊桥剧烈振动甚至断裂的事故。下列选项中原理与该现象相同的是（    ） A．图甲中，快速转动竹竿，听到蜂鸣器音调变化 B．图乙中，水波绕过挡板继续传播 C．图丙中，主动降噪耳机发出降噪声波来实现降噪的效果 D．图丁中，摩擦“鱼洗”的双耳，会发出嗡嗡声 二、多选题 13．如图甲所示，底部固定有砂粒的塑料管竖直浮于水面，将塑料管向下压一小段距离后释放，砂粒（视为质点）随塑料管在竖直方向做简谐运动。取竖直向上为正方向，一段时间内砂粒的振动图像如图乙所示，则砂粒（　　） A．振动的振幅为 B．振动的频率为 C．在时距平衡位置 D．在时加速度方向竖直向下 14．惠更斯发现“单摆做简谐运动的周期T与重力加速度的二次方根成反比”。为了通过实验验证这一结论，某同学创设了“重力加速度”可以人为调节的实验环境：如图1所示，在水平地面上固定一倾角θ可调的光滑斜面，把摆线固定于斜面上的O点，使摆线平行于斜面。拉开摆球至A点，静止释放后，摆球在ABC之间做简谐运动，摆角为α。在某次实验中，摆球自然悬垂时，通过力传感器（图中未画出）测得摆线的拉力为F1；摆球摆动过程中，力传感器测出摆线的拉力随时间变化的关系如图2所示，其中F2、F3、T0均已知。当地的重力加速度为g。下列选项正确的是（     ） A．多次改变图1中摆角α的大小，即可获得不同的等效重力加速度 B．在图2的测量过程中，单摆n次全振动的时间为 C．多次改变斜面的倾角，只要得出就可以验证该结论成立 D．在图2的测量过程中，满足关系 15．如图所示表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷。设两列波的振幅均为5cm，且在图示的范围内振幅不变，波速为1m/s，波长为0.5m。C点是BE连线的中点，下列说法中正确的是（     ） A．A、E两点始终位于波峰位置 B．图示时刻A、B两点的竖直高度差为10cm C．图示时刻C点正向上运动 D．从图示时刻起经1s，B点通过的路程为80cm 16．交通警察向行驶中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度。下列现象的物理原理与之相同的是（　　） A．医学上应用超声波可以测定心脏跳动、血管血流快慢等情况 B．主动降噪耳机发出降噪声波来实现降噪的效果 C．开着门的屋子里面有人在说话，屋外墙后面的人隔着墙能听到该说话声 D．救护车从路人身边经过时，路人听到救护车笛声的频率发生变化 三、解答题 17．我国地铁道床技术革新，采用如图甲所示的“钢弹簧浮置板道床”装置，将浮置板道床置于钢弹簧隔振器上，有效降低了列车经过时的振动和噪音。该装置可以等效为如图乙所示的弹簧振子模型，将列车经过时使道床振动的力等效为对弹簧振子施加一个周期性驱动力，使振子做受迫振动，振子振动图像如图丙所示。若振子总质量，弹簧质量不计，弹簧劲度系数，忽略振动过程所受的阻力，重力加速度g取。 (1)请写出振子做受迫振动的振动方程（不需要写出推导过程）； (2)振子受迫振动时在空气中产生次声波，已知声波在空气中传播速度为340m/s，求此声波的波长； (3)若振子做简谐振动时振幅，求振动过程振子所受的最大回复力和最大动能。（提示：弹性势能可用计算，其中k为弹簧劲度系数，x为弹簧形变量） 18．一列简谐横波沿轴传播。图甲是简谐横波在时刻的波形图，P是平衡位置在处的质点，Q是平衡位置在处的质点；图乙为质点Q的振动图像。求： (1)判断波的传播方向； (2)求该波的波速； (3)质点P振动到正向最大位移的时刻。 试卷第4页，共8页 试卷第5页，共8页 学科网（北京）股份有限公司 $