2025年高考物理 机械振动与机械波 小练（含解析）

2025年高考物理机械振动与机械波小练

一、单选题（本大题共5小题）

A.甲：霍尔元件是将电压转换为磁感应强度的一种磁传感器

B.乙：鸣笛的救护车迎面而来，我们听到笛声音调变高，属于多普勒效应

C.丙：在LC振荡电路中，若某个时刻电容器极板上的电荷量正在增加，则

电路中的电场能正在向磁场能转化

D.T：在A、B、C三个摆中，其中A、C摆长相等先让A摆摆动起来，B、C

摆随后也跟着摆动起来，摆动稳定后发现C摆振幅小于B摆振幅

2.一列简谐横波沿x轴传播，在1=0和t=0.2s时的波形分别如图中实线和虚

线所示。已知该波的周期r>o.2Oso下列说法正确的是（）

“y/cm

z

0\Z8\Z16xlcm

-io

A.该波一定沿无轴正方向传播

B.波长为8cm

C.x=0.04m的质点在t=0.70s时速度最大

D.%=0.08m的质点在t=0.05s时距离平衡位置5cm

3.中医是我国传统文化的瑰宝，"悬丝诊脉”更是一门绝技。悬丝诊脉，悬的是

"丝"，"诊”的是脉搏通过悬丝传过来的振动，即通过机械波判断出病灶的位置与

轻重缓急。如图，假设"丝"上有间距相等的点1、2、3、4、5、6...,且相邻两点

间距离为/。待诊病人在搭上丝线后，图中质点1在仁0时开始向上振动，产生

的机械波沿丝线向医生传播，UI.25s时质点1第二次到达最高点，此时质点6

刚好开始振动，则下列说法正确的是（）

123456

•---•----•----•----•----•--------------------------►x

A.该波的波长为2/B."1.25s时质点6振动的方向向下

C.f=2s时质点3恰好位于平衡位置D./=0.75s时质点1和质点3的加速度

相同

4.手机上一般会有两个麦克风，顶部的麦克风为降噪麦克风。降噪麦克风产生

与外界噪音相位相反的声波，与噪音叠加从而实现降噪效果。理想情况下的降噪

过程如图所示，下列说法正确的是（）

上麦克风

下麦克风降噪声波

A.降噪过程应用的是声波的干涉原理，P点振动减弱

B.降噪声波的频率与环境噪声的频率不相同

C.降噪声波与环境噪声声波的波长大小不相等

D.再经过四分之一周期P点振动加强

5.如图所示，波长和振幅分别为6m和0.3m的简谐横波沿一条直线传播，曲两

点的平衡位置相距1m。某一时刻在a点出现波峰，从此时刻起再经过0.2秒在b

点第一次出现波峰，则（）

ab

------------•-----•-------------

A.若波由。向b传播，波的传播速度为25m/s

B.若波由b向a传播，波的传播速度为5ni/s

C.从b点出现波峰开始计时，2.4s内质点b经过的路程可能为2.4m

D.从b点出现波峰开始计时，2.4s末质点b可能处在波谷的位置

二、多选题（本大题共3小题）

6.一列简谐横波在f=0时刻的波形图如图甲所示，质点"的振动图像如图乙所

A.波沿x轴负方向传播B.波的传播速度大小为1.5m/s

C.0〜3s内质点M运动的路程为4.5mD.图甲中质点M平衡位置的横坐标为

x=lm

7.在平静水面上建立x轴，俯视图如图所示。分别位于芯=-0.2m和％=0.3m的

两波源A、B起振方向相反，f=0时刻同时从各自的平衡位置开始以10Hz的频

率、4cm的振幅上下振动，在水面上形成两列简谐横波。图中虚线为f=Q3s两列

波到达的位置，此时x=0.5m处的质点处于平衡位置且向上振动。下列说法正确

的是（）

A.两列波的传播速度为lm/s

B.波源B起振方向向下

C.原点x=0处的质点起振方向向下

D.AB的中点到两波源距离相等，为振动加强点

8.抖动绳子的一端，可形成一列沿+X方向传播的简谐横波。r=0时位于坐标原

点的波源开始振动，振幅为5cm,在片4s时x=20cm处的质点刚开始振动，此时

c.x=5s时X=25cm处的质点开始沿+y方向振动D.至I]f=8s时x=20cm处的质

点通过路程为40cm

三、实验题（本大题共2小题）

9.如图甲所示，在光滑的斜面上有一滑块，一劲度系数为k的轻弹簧上端与滑

块相连，下端与斜面上的固定挡板连接，在弹簧与挡板间有一力传感器（压力显

示为正值，拉力显示为负值），能将各时刻弹簧中的弹力数据实时传送到计算

机，经计算机处理后在屏幕上显示出图像。现用力将滑块沿斜面压下一段距

离，放手后滑块将在光滑斜而上做简谐运动，此时计算机屏幕上显示出如图乙所

示图像。

（1）试证明滑块的振动是简谐运动（请运用力学规律证明，要有必要的关系式和文

字说明）O

⑵由如图乙所示的尸一图像可知，滑块做简谐运动的周期为So

⑶结合尸T图像的数据和题目中已知条件可知，滑块做简谐运动的振幅为

（请用字母表示）。

10.在"利用单摆测重力加速度”的实验中。

⑴某同学尝试用DIS测量周期。如图，用一个磁性小球代替原先的摆球，在单摆

下方放置一个磁传感器，其轴线恰好位于单摆悬挂点正下方。使单摆做小角度摆

动，当磁感应强度测量值最大时，磁性小球位于（选填"最高点"或"最低点"）。

若测得连续50个（开始计时记为第1个）磁感应强度最大值之间的时间间隔为

t,则单摆周期的测量值为（不考虑地磁场影响）。

//////

⑵多次改变摆长使单摆做小角度摆动，测量摆长L及相应的周期兀此后，甲同

学得到的叱-力图线斜率为k,则当地重力加速度g为；乙同学分别取L和7的对

数，所得到的IgTTgL图线为（选填"直线"、"对数曲线"或"指数曲线"）。

四、解答题（本大题共2小题）

11.图（a）是一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，A、B为介质中

两质点。已知该波的波速为6m/s,图（b）是质点4的振动图像。求：

（1）该波的传播方向及波长；

（2）r=7.5s时刻，质点A的位移；

12.某同学在研究简谐运动规律过程中，发现弹簧连接一个物体时较容易成功，

而两个物体摞在一起做简谐运动却比较困难。如图所示，A、B两木块质量分别

是7〃A=0-2kg,mB=0.3kg,弹簧的劲度系数上=0.50N/cm,A和B间的动摩擦因数

4=。3,B与水平面的摩擦力不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取

10m/s2o

（1）求两木块一起做简谐运动的位移是2cm时，两木块的加速度大小；

（2）求两木块一起做简谐运动的位移是2cm时，A、B两木块间的摩擦力大小；

（3）两木块一起做简谐运动的过程中，求它们的最大振幅及木块A的最大动

能。

参考答案

1.【答案】B

【详解】A.霍尔元件是将磁感应强度转换为电压的一种磁传感器，A错误；

B.鸣笛的救护车迎面而来，我们听到笛声音调变高，属于多普勒效应，B正

确；

C.LC振荡电路中，若某个时刻电容器极板上的电荷量正在增加，则电场能正在

增大，电路中的磁场能正在向电场能转化，C错误；

D.在A、B、C三个摆中，其中A、C摆长相等先让A摆摆动起来，B、C摆随后

也跟着摆动起来，由于C摆发生共振，所以摆动稳定后发现C摆振幅大于B摆振

幅，D错误。选Bo

2.【答案】C

【详解】A.无法判定波的传播方向，故A错误；

B.由y-x图像可知波长

A=16cm

故B错误；

C.根据

停+m=o.2s

T=

5+10n

因为

T>0.20s

故波的周期

T=-=0.4s

V

根据振动与波动的关系知t=0时，x=0.04m的质点在波峰

3

t=0.70s=1-T

4

故此时该质点位于平衡位置，振动速度最大，故c正确；

D.因为

1

0.05s=-T

8

从平衡位置向位移最大处运动时，速度越来越小，则久=0.08租的质点在力=

0.05s时距离平衡位置大于5cm,故D错误。

3.【答案】C

【详解】A.根据题意有

5/=-+2

4

所以

A=4/

故A错误;

B.介质中质点的起振方向与波源的起振方向相同，所以t=l.25s时质点6振动的

方向向上，故B错误；

C.根据题意有

解得

T=ls

波从质点1传播到质点3需要半个周期，即0.5s,所以在2s时质点3实际振动

的时间为1.5s,所以在仁2s时质点3恰好位于平衡位置且向下振动，故C正确；

D.质点1和质点3间的距离等于半个波长，所以两质点振动步调相反，所以

r=0.75s时质点1和质点3的加速度相反，故D错误。

故选C„

4.【答案】A

【详解】ABC.由题图可知，降噪声波与环境声波波长相等，在同一种介质中传

播速度相等，则频率相同，叠加时产生干涉，由于两列声波振幅相同、相位相

反，所以振动减弱，起到降噪作用，P点振动减弱，A正确，BC错误；

D.再经过四分之一周期P点仍为减弱点，D错误。选A。

5.【答案】C

【详解】A.而两点的平衡位置相距1m,某一时刻在。点出现波峰，从此时刻起

再经过0.2秒在b点第一次出现波峰，若波由。向b传播，有

X\

v=—=——m/s=5m/s,选项A错误；

t0.2

无，6-1

B.若波由b向。传播，有M=—="^m/s=25m/s,选项B错误；

t0.2

C.若波由。向b传播，有T=4=gs=1.2s,从b点出现波峰开始计时，2.4s内质

v5

点b经过的路程s=2x4A=2.4m,若波由b向。传播，有T'=[=三s=0.24s,从b

点出现波峰开始计时，2.4s内质点b经过的路程s=10x4A=12m,选项C正确；

D.由C项分析可知从b点出现波峰开始计时，2.4s恰好为周期的整数倍，因

此.2.4秒末质点b仍处在波峰的位置，选项D错误。，选C。

6.【答案】AB

【详解】A.从质点M的振动图像可知，在/=()时刻质点M的振动方向沿》轴负

方向，结合波形图像，根据同侧法可判断出波的传播方向为沿九轴负方向，A正

确；

B.从波动图中可看出4=6m,从振动图像可以看出T=4s,波速为

v=—=1.5m/s

T

B正确。

C.0〜3s内质点M运动的时间为

路程为

s=3A=0.12m

C错误；

D.设平衡位置在坐标原点。处的质点振动方程为

y=Asin（由+0）

2471

其中A=0.04m,@=于=5rad/s,y=0.02m,可得，初相位

质点M的初相位为。'=%平衡位置在坐标原点。处的质点与质点M的相位差为

A71

距离为

n

Ax=-^-A=0.5m

2%

所以质点/平衡位置的横坐标为

x=0.5m

D错误。

故选AB»

7.【答案】AC

【详解】A.虚线为y0.3s两列波到达的位置，两列波均传播0.3m,则波速为

Ax0.3..

v=——=——m/s=l1m/s

M0.3

故A正确；

B.x=0.5m处的质点在f=0.3s处于平衡位置且向上振动，只有波源B传播到此处

的距离为0.2s,则时间满足

“0.5-0.3丁

t=0.3s=-----------1-T

v

可知x=0.5m处的质点起振后经过一个周期的振动向上，则起振方向向上，故波

源B起振方向向上，故B错误；

C.波源A、B起振方向相反，则波源A的起振方向向下，原点X=0处的质点离

波源的距离为0.2m,离波源B的距离较远，则波源A形成的波先传到此处，故

原点x=0处的质点起振方向与A的起振方向相同向下，故C正确；

D.AB的中点到两波源距离相等，路程差为0,满足半波长的零倍，而波源A、B

起振方向相反，则中点为振动减弱点，故D错误。

故选AC„

8.【答案】AB

【详解】A.该波的波速大小为y=〉%m/s=5cm/s,A正确;

夕］01

B.该波的周期为T「=MS=2S'则该波的频率为上〒二°.5HZ'B正确;

C.根据波形平移法可知，X=5s时x=25cm处的质点开始沿一〉方向振动，C错误；

D.至lR=8s时x=20cm处的质点振动的时间为4=4s=2T,由波形图可知，波源

只振动了1.5T,则x=20cm处的质点通过路程为s=1.5x4A=6A=30cm,D错误。

选ABo

9.【答案】（1）见解析，（2）0.4,（3）”舁

2k

【详解】（1）设斜面的倾角为，，对滑块受力分析由平衡条件〃?gsin0=5,假

设在运动过程中任意时刻滑块相对平衡位置的位移为X,则滑块受到的回复力为

Fs=k{x0+x）-mgsine=kx,并且回复力的方向与位移x方向相反，滑块的振动是

简谐运动。

（2）由图可以看出周期为T=0.4s

（3）根据胡克定律£=左心，F2=kAx',振幅为4=空空=£?

10.【答案】⑴最低点；与，⑵叱；直线

49k

【详解】（1）⑴单摆做小角度摆动，当磁感应强度测量值最大时，磁性小球位

于最低点。

⑵若测得连续50个磁感应强度最大值之间的时间间隔为t,则单摆的周期为

丁=t

一50-1.49

2

（2）[1]根据丁=2兀肚，解得丁2=但"结合图线斜率为匕可得

Kg

14.1

⑵由上面分析可得叱上,乎，即