高考物理机械振动与机械波练习

专题八机械振动与机械波

五年高考

考点过关练

考点一机械振动

1.★（2022浙江1月选考,6,3分）图甲中的装置水平放置，将小球从平衡位置0拉到A后释放，小球在。点附

近来回振动;图乙中被细绳拴着的小球由静止释放后可绕固定点来回摆动。若将上述装置安装在太空中的我

国空间站内进行同样操作，下列说法正确的是（）

A.甲图中的小球将保持静止

B.甲图中的小球仍将来回振动

C.乙图中的小球仍将来回摆动

D.乙图中的小球将做匀速圆周运动

答案B

2.★（2022浙江6月选考,11,3分）如图所示，一根固定在墙上的水平光滑杆，两端分别固定着相同的轻弹簧，两

弹簧自由端相距右套在杆上的小球从中点以初速度v向右运动，小球将做周期为T的往复运动，则（）

1.............1—

A.小球做简谐运动

B.小球动能的变化周期为T

c.两根弹簧的总弹性势能的变化周期为r

D.小球的初速度为;时,其运动周期为2r

答案B

3.财［2019课标〃,34（1）,5分］如图，长为/的细绳下方悬挂一小球°,绳的另一端固定在天花板上0点处，在0

点正下方?的。'处有一固定细铁钉。将小球向右拉开，使细绳与竖直方向成一小角度（约为2。）后由静止释放,

并从释放时开始计时。当小球a摆至最低位置时，细绳会受到铁钉的阻挡。设小球相对于其平衡位置的水平

位移为x,向右为正。下列图像中，能描述小球在开始一个周期内的x-f关系的是（）

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'〃/〃〃/〃〃//〃〃〃〃/

答案A

4.★[2022重庆,16(1),4分]某同学为了研究水波的传播特点，在水面上放置波源和浮标，两者的间距为L。U0

时刻，波源开始从平衡位置沿y轴在竖直方向做简谐运动,产生的水波沿水平方向传播(视为简谐波)Ji时刻传

到浮标处使浮标开始振动,此时波源刚好位于正向最大位移处，波源和浮标的振动图像分别如图中的实线和

虚线所示，则()

A.浮标的振动周期为4/1

B.水波的传播速度大小为白

C.|fi时刻浮标沿y轴负方向运动

D.水波的波长为2L

答案A

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5•出（2023山东,10,4分X多选）如图所示，沿水平方向做简谐运动的质点,依次通过相距上的45两点。已

知质点在A点的位移大小为振幅的一半,5点位移大小是A点的8倍，质点经过A点时开始计时」时刻第二

次经过B点，该振动的振幅和周期可能是（）

4B

AR，3'B.诉,4’

?D.母，/「

V3+15V3+17

答案BC

6.址［2022湖南,16（1）,5分］（多选）下端附着重物的粗细均匀木棒，竖直浮在河面,在重力和浮力作用下，沿竖

直方向做频率为1Hz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（a）所示。以木棒

所受浮力户为纵轴，木棒水平位移％为横轴建立直角坐标系，浮力月随水平位移x的变化如图（b）所示。已知

河水密度为2,木棒横截面积为S,重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）

A.x从0.05m到0.15m的过程中，木棒的动能先增大后减小

B.x从0.21m到0.25m的过程中，木棒加速度方向竖直向下，大小逐渐变小

C.x=0.35m和广0.45m时,木棒的速度大小相等，方向相反

D.木棒在竖直方向做简谐运动的振幅为名?■

2pSg

E.木棒的运动为向x轴正方向传播的机械横波,波速为0.4m/s

答案ABD

考点二机械波

7.★（2023新课标,14,6分）船上的人和水下的潜水员都能听见轮船的鸣笛声。声波在空气中和在水中传播时

的（）

A.波速和波长均不同B.频率和波速均不同

C.波长和周期均不同D.周期和频率均不同

答案A

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8.**（2023北京,4,3分）位于坐标原点处的波源发出一列沿x轴正方向传播的简谐横波。U0时波源开始振

动,其位移y随时间r变化的关系式为＞=45111停t）,则/=r时的波形图为（）

答案D

9.依（2023湖北,7,4分）一列简谐横波沿x轴正向传播,波长为100cm,振幅为8cm。介质中有。和b两个质

点,其平衡位置分别位于日cm和x=120cm处。某时刻b质点的位移为y=4cm,且向y轴正方向运动。从

该时刻开始计时,。质点的振动图像为（）

答案A

10.★（2022北京,6,3分）在如图所示的xOy坐标系中,一条弹性绳沿x轴放置，图中小黑点代表绳上的质点，

相邻质点的间距为a。U0时,x=0处的质点尸。开始沿y轴做周期为T、振幅为A的简谐运动。Z=|r时的波形

如图所示。下列说法正确的是)

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A.uO时，质点Po沿y轴负方向运动

B.ujr时，质点R的速度最大

C.t^-T时，质点尸3和P5相位相同

4

D.该列绳波的波速为半

答案D

11.姑（2023湖南,3,4分）如图（a）,在均匀介质中有A、B、C和。四点，其中A、B、C三点位于同一直线

上,AC=BC=4m,DC=3m,DC垂直A8。/=0时，位于A、B、C处的三个完全相同的横波波源同时开始振动，振

动图像均如图（b）所示，振动方向与平面垂直，已知波长为4m。下列说法正确的是（）

图（a）图（匕）

A.这三列波的波速均为2m/s

B.t=2s时,D处的质点开始振动

C.t=4.5s时,D处的质点向y轴负方向运动

D.t=6s时,D处的质点与平衡位置的距离是6cm

答案C

12.皿（2020浙江1月选考,16,2分X多选）如图所示，波源。垂直于纸面做简谐运动，所激发的横波在均匀介

质中向四周传播，图中虚线表示两个波面。Z=0时，离。点5m的4点开始振动;?=1s时，离0点10m的B点

也开始振动，此时A点第五次回到平衡位置，则（）

A.波的周期为0.4s

B.波的波长为2m

C.波速为5V3m/s

D./=ls时AB连线上有4个点处于最大位移

答案AB

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13•址（2022天津,5,5分）在同一均匀介质中,分别位于坐标原点和x=7m处的两个波源O和P,沿y轴振动,

形成了两列相向传播的简谐横波a和5,某时刻。和6分别传播到x=3m和x=5m处，波形如图所示。下列说

法正确的是（）

4567xlm

A.a与b的频率之比为2：1

B.O与P开始振动的时刻相同

C.a与b相遇后会出现干涉现象

D.O开始振动时沿y轴正方向运动

答案A

14.址（2021湖北,10,4分）侈选）一列简谐横波沿x轴传播，在1=0时刻和r=ls时刻的波形分别如图中实线

和虚线所示。已知x=0处的质点在0~ls内运动的路程为4.5cm。下列说法正确的是（）

A.波沿x轴正方向传播

B.波源振动周期为1.1s

C.波的传播速度大小为13m/s

D.Z=1s时,m处的质点沿y轴负方向运动

答案AC

15.皿（2022浙江6月选考,16,2分X多选）位于%=0.25m的波源p从U0时刻开始振动，形成的简谐横波沿

x轴正负方向传播，在/=2.0s时波源停止振动产2.1s时的部分波形如图所示，其中质点a的平衡位置x“=L75

m,质点6的平衡位置超=-0.5m。下列说法正确的是（）

0.25\0.751.25

A.沿x轴正负方向传播的波发生干涉

B.U0.42s时，波源的位移为正

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C.U2.25s时，质点。沿y轴负方向振动

D.在0到2s内,质点匕运动总路程是2.55m

答案BD

三年模拟

考点强化练

考点一机械振动

1.*（2024届江苏扬州模拟,3）轿车的“车身-悬挂系统”是由车身与轮胎间的弹簧及避震器组成的支持系统。

某型号轿车的“车身-悬挂系统”的固有周期是0.5s,这辆汽车匀速通过某路口的条状减速带，如图所示，已知

相邻两条减速带间的距离为1.0m,该车经过该减速带过程中，下列说法正确的是)

A.当轿车以30km/h的速度通过减速带时，车身上下振动的频率为2Hz

B.轿车通过减速带的速度大小不同，车身上下振动的幅度也必然不同

C.轿车通过减速带的速度越大，车身上下颠簸得越剧烈

D.当轿车以7.2km/h的速度通过减速带时，车身上下颠簸得最剧烈

答案D

2.*（2023届北京房山二模,3）如图甲所示，弹簧振子的平衡位置为O点，在A、B两点之间做简谐运动，取向

右为正方向，以振子从A点开始运动的时刻作为计时起点，振子的位移x随时间f的变化如图乙所示，下列说法

正确的是（）

A.t=0.4s时,振子的速度方向向左

B.t=0.8s时，振子的加速度方向向右

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C.t=0.8s到仁1.2s时间内，振子的回复力逐渐增大

D.t=1.2s到t=1.6s时间内，振子的动能逐渐减小

答案D

3.姑（2023届江苏高三大联考,6）如图所示,轻质弹簧的上端固定，下端连接一质量为m的金属小球，托住小球

使弹簧处于原长，在仁0时刻由静止释放，一段时间内小球在竖直方向做周期为T的简谐运动。已知弹簧的劲

度系数为上重力加速度为4则（）

A.小球做简谐运动的表达式为》=矍sin偿t）

B.小球做简谐运动的表达式为产婴sin俘t-ir）

c.小球相邻两次加速度大小等于羡的时间为:

D.小球相邻两次加速度大小等于g的时间为T

答案D

4.皿（2023届安徽五校二联,7）（多选）科技文化节中，某社团做了一个沙摆实验。如图甲所示,薄木板被沿箭

头方向水平拉出的过程中,漏斗漏出的沙在板上形成的一段曲线如图乙所示，当沙摆摆动经过最低点时开始

计时（记为第1次）,当它第20次经过最低点时测得所需的时间为19s（忽略摆长的变化），当地重力加速度g=10

m/sZ,下列说法中正确的是（）

7.90；11.00；14.10

乙

A.随着沙子不断漏出，沙摆摆动的频率将会增加

B.该沙摆的摆长约为1m

C.由图乙可知薄木板做的是匀加速运动，且加速度大小约为7.5x10-3m/s2

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D.当图乙中的C点通过沙摆正下方时，薄木板的速率约为0.126m/s

答案BD

5.若（2023届湖北襄阳适应考』1）（多选）如图所示，在倾角为e的固定光滑斜面上，有两个用轻质弹簧固定连

接的物体A和B,它们的质量均为“弹簧的劲度系数为左重力加速度为g。C为一固定的挡板。现让一质量

为m的物体。从距A为Z,的位置由静止释放Q和A相碰后立即粘为一体，在之后的运动过程中，物体B对C

的最小弹力为紧gsin则（）

A.D和A在斜面上做简谐运动

B.D的最大加速度大小为sin9

C.D和A做简谐运动的振幅为号丝

D.B对C的最大弹力为‘等竺

答案AD

考点二机械波

6.#（2023届北京十四中月考,7）（多选）如图所示，有一列沿x轴正向传播的简谐横波，在t=0时刻振源S在0

点开始振动。当U0.2s时，波刚好传到m4m处的质点。下列对该简谐横波的分析中正确的是（）

A.该简谐横波的周期是0.2s,波速是20m/s

B.频率为5Hz的简谐横波与该波相遇时一定能够发生干涉现象

C.该简谐横波遇到尺寸小于4m的障碍物时能够发生明显的衍射现象

D.当Z=0.4s时，该简谐横波上的M点向右移动了2m

E.若站在振源右侧的接收者以速度v匀速向振源靠近,那么接收者接收到的频率一定大于5Hz

答案ACE

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7.如（2023届安徽淮南二模,6）（多选）某介质中由一波源产生的一列横波在Z=0时刻的波形如图所示，其中波

源位于坐标原点尸0.3s时刻介质中质点。才开始振动。则下列说法正确的是（）

A.此波的周期T=0.2s

B.f=0.3s时，质点。的速度沿x轴正方向,大小为1m/s

C./=0.3s时，质点P的速度与质点Q的速度大小相等，方向相反

D.当质点Q的运动路程达到9cm时，质点P的运动路程达到25cm

答案AD

8.皿（2023届山东泰安二模,10）（多选）如图，在均匀介质中建立0-xyz三维坐标系，位于x轴上的两个沿z轴

方向做简谐运动的波源Si和S2的位置坐标分别为（1m,0,0）＞（4m,0,0）,两波源Si、Si的振动方程分别为zi=2

sin（nt+欧cm、Z2=3sin（Ttt-小cm。已知波源&和S2形成的简谐横波在介质中的传播速度均为1m/s,

关于质点A（2.5m,3m,0）和质点B（4m,4m,0）,下列说法正确的是（）

A.质点B离开平衡位置的位移总是大于质点A离开平衡位置的位移

B.质点A开始做简谐运动的振幅为1cm

C.两波源&、S?振动5s后，质点B的振动能量大于质点A的振动能量

D.两波源&、Sz振动5s后，质点A的振动总是加强，质点B的振动总是减弱

答案BC

9.8（2023届江苏盐城、南京期末,8）如图甲所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线和虚线分别为n=0时刻和

尬时刻的波形图，尸、。分别是平衡位置为》=L0m和％2=4.0m的两质点。图乙为质点。的振动图像，则

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y/cm

10

乙

A.波沿x轴负方向传播

B.波的传播速度为20m/s

Ct2时刻可能为0.45s

D.质点P的振动方程为y=10sin（107rt+：）cm

答案C

10.若（2023届山东济南三模,9）（多选）一列简谐横波沿九轴传播，图甲和图乙分别是平衡位置位于xi=lm及

X2=4m处两质点的振动图像。下列说法正确的是（）

A.波长可能为3mB.波长可能为蓑m

C.波速可能为5m/sD.波速可能为gm/s

答案BC

微专题专练

微专题12振动图像与波的图像的综合应用

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1.皿（2021辽宁,7,4分）一列沿x轴负方向传播的简谐横波,/=2s时的波形如图（a）所示,x=2m处质点的振动