2024届高考物理第一轮复习：机械振动与机械波

更新时间：2023-09-03 浏览次数：51 类型：一轮复习

一、选择题

1. (2023高三下·汉寿模拟) 如图甲所示，S是上下振动的波源，它所产生的横波分别沿直线向左、右两边传播，形成两列简谐横波，在波源左、右两侧有Q、P两点，与波源S在同一水平直线上，它们的振动图像分别是图乙和图丙，且 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，则这两列波的波速可能的最大值是（　　）

A . 170m/s B . 120m/s C . 50m/s D . 10m/s

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2. (2023高二下·苍南月考) 做机械振动的弹簧振子，每次通过某一个相同位置时，不一定相同的物理量是（）

A . 位移 B . 加速度 C . 速度 D . 回复力

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3. (2023·浙江模拟) 如图是杭州二中校园内的“赤子之钟”，它激励着一代又一代的二中人，薪火相继、不辍奋进。下列分析正确的是（　　）

A . 钟悬挂静止时，支架对钟的拉力与钟对支架的拉力是一对平衡力 B . 钟被撞击振动时，支架对钟的拉力与钟对支架的拉力大小不相等 C . 某次钟被撞击后，继续发出洪亮的钟鸣，说明此时钟还在做受迫振动 D . 某次钟被撞击后，继续振动的频率与撞钟的频率无关，钟鸣声波属于纵波

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4. (2023高二下·腾冲期末) 图1所示为一列简谐横波在某时刻的波动图象，图2所示为该波中x=1.5m处质点P的振动图象，下列说法正确的是

A . 该波的波速为2m/s B . 该波一定沿x轴负方向传播 C . t= 1.0s时，质点P的加速度最小，速度最大 D . 图1所对应的时刻可能是t=0.5s

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5. (2023高二下·顺义期末) 一列沿x轴正方向传播的简谐波，波速为 $\text{[math]}$ 。某时刻的波形如图4所示，下列说法正确的是（）

A . 这列波的周期为 $\text{[math]}$ B . 这列波的振幅为 $\text{[math]}$ C . 此时 $\text{[math]}$ 处的质点加速度最大 D . 此时 $\text{[math]}$ 处的质点沿y轴正方向运动

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6. (2023·邢台模拟) 机械波在深度不同的A、B两部分水中传播某时刻的波形如图所示，图中明亮区域中间位置为波峰，A部分中波峰间距是B部分中波峰间距的2倍，已知B部分中波速为0.6m/s。则该机械波（　　）

A . 在B部分中更容易发生衍射现象 B . 在A部分中的波速为0.3m/s C . 由A部分进入B部分频率变大 D . 在两部分交界面发生了折射现象

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7. (2023高二下·广西月考) 下列物理现象的描述错误的是（）

A . 天鹅湖湖面上飘着的落叶同时参与几列水波的振动，落叶的振动位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和 B . 天鹅湖的水波可以绕过芦苇在其后面继续传播，说明水波发生了明显衍射 C . 坐在教室里的同学看不见生物园中的波兰鸡，却能够听到它们的叫声，这是声音的干涉现象 D . 有的同学为了更好地欣赏音乐而戴上降噪耳机，这是利用了波的干涉原理

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8. (2021高二下·丰台期中) 关于波的现象，下列说法正确的是（　　）

A . 交通警察利用测速仪向行进中的车辆发射频率已知的超声波，根据反射波的频率变化判断车速，这是利用了波的多普勒效应 B . “闻其声不见其人”是声波的反射现象 C . 医生向人体内发射频率已知的超声波，根据接收到的被血管中的血流反射后的超声波的频率变化，判断血流的速度是利用波的干涉现象 D . 夏日雷声轰鸣不绝，这是声波的衍射现象

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9. 如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振动物体的位移x随时间t的变化如图乙所示，则由图可知（）

A . t=0.2s时，振动物体的加速度方向向左 B . t=0.6s时，振动物体的速度方向向右 C . 在t=0.4s到t=0.8s时间内，振动物体的动能逐渐减小 D . 在t=0到t=2.4s时间内，振动物体通过的路程是80cm

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10. 下表中给出的是做机械振动的物体的位移x或速度v与时刻的对应关系，T是振动周期。则下列选项中正确的是（）

	0	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	T
甲	零	正向最大	零	负向最大	零
乙	零	负向最大	零	正向最大	零
丙	正向最大	零	负向最大	零	正向最大
丁	负向最大	零	正向最大	零	负向最大

A . 若甲表示位移x，则丙表示相应的速度v B . 若乙表示位移x，则甲表示相应的速度v C . 若丙表示位移x，则甲表示相应的速度v D . 若丁表示位移x，则丙表示相应的速度v

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二、多项选择题

11. (2023高一下·武汉期末) 如图甲所示，振子在光滑水平面A、B间做简谐运动，平衡位置为O， $\text{[math]}$ 时刻起振子开始运动，其振动图像如图乙所示，以向右为正方向，不计一切阻力，则下列说法中正确的是（　　）

A . $\text{[math]}$ 时振子的速度方向向左 B . $\text{[math]}$ 时振子的加速度方向向左 C . $\text{[math]}$ 时振子的加速度最大 D . $\text{[math]}$ 至 $\text{[math]}$ 的时间内，振子加速度大小逐渐减小

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12. (2023高二下·丽水期末) 以波源S₁为坐标原点，以两波源S₁、S₂的连线为x轴建立坐标轴，某时刻两波源产生的简谐横波的波形图如图所示，其中P、Q为介质中的两点。下列说法正确的是（）

A . 图示时刻，P、Q两点的振动方向相反 B . 两列波在介质中的传播速度大小相等 C . 两列波相遇时，两波源连线中点处的振动将加强 D . 在两波源S₁、S₂之间的连线上，共有10个振动减弱点

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13. (2023高二下·杭州期末) 下列说法正确的是（）

A . 麦克斯韦通过实验观察到了电磁波的反射、折射、干涉和衍射等现象 B . 当波源与观察者相互接近时，观察者接收到的频率小于波源振动的频率 C . 用导体把灵敏电流表的两个接线柱连在一起可以减小运输时表针摆动的幅度 D . 增大LC振荡电路中电容器的电容可以增大该电路的周期

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14. (2024高三下·崇明模拟) 关于声和光现象及其应用，下列说法正确的是（　　）

A . 光学镜头增透膜利用了光的干涉现象，增透膜的厚度可以为入射光在膜中波长的 $\text{[math]}$ B . 拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以减小玻璃外表面反射光的强度 C . 全息照相主要是利用了光的偏振，光的偏振现象说明光是一种横波 D . 在双缝干涉实验中只将入射光由绿光变为红光，条纹间距会变宽 E . 声波和光在介质中的传播速度均与频率无关，都仅由介质来决定

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15. (2021高二上·唐山期末) 沿x轴传播的简谐横波在t₁时刻的波形如图中实线所示，t₂时刻的波形如图中虚线所示。已知t₂-t₁=0.04s。则下列说法正确的是（）

A . 若波沿x轴正方向传播，波速可能是50m/s B . 若波沿x轴正方向传播，波速可能是100m/s C . 若波沿x轴负方向传播，波速可能是200m/s D . 若波沿x轴负方向传播，波速可能是100m/s

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16. (2022·新乡模拟) 下列说法正确的是（）

A . 做简谐运动的物体，振动的周期越大，振动系统的能量越大 B . 弹簧振子的振动方程为 $\text{[math]}$ ，在 $\text{[math]}$ 时刻，振子的速度为零 C . 根据多普勒效应，比较接收与发射的超声波频率的变化，可测量心脏血液的流速 D . 在磨制各种镜面或其他精密的光学平面时，可利用光的干涉检查平面的平整程度 E . 5G信号和4G信号的频率不同，若把通信用的5G信号和4G信号叠加，可以产生稳定的干涉现象

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17. (2022高三上·浙江月考) 如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形，虚线是这列波在t=0.2s时刻的波形。已知x=7cm处的质点的振动周期T=0.15s，则下列说法正确的是（）

A . 这列波的波速是0.8m/s B . 这列波可能沿x轴正方向传播 C . t=0.2s时刻x=8cm处的质点的振幅为0 D . x=7cm处的质点在t=0.2s时的速度方向沿y轴正方向

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三、非选择题

18. (2023高一下·武汉期末) 为测量武汉地区的重力加速度，小明在家找到一个表面部分磨损且凸凹不平的小钢球做成一个单摆，具体操作如下：
①小明用刻度尺测量两悬点OP间细线的长度L，将小钢球拉开一个大约5°的角度静止释放；
②从小钢球摆至最低处开始计时且记次数为第1次，当小钢球第N次通过最低处时，停止计时，显示时间为t；
③由于不能准确确定钢球的重心位置，小明改变两悬点OP间细线的长度先后完成两次实验，记录细线的长度及单摆对应的周期分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。根据小明的操作步骤，回答以下问题：
1. （1）根据实验操作，在步骤②中，小钢球的摆动周期为T=。
2. （2）根据步骤③记录的数据得出武汉地区的重力加速度为g=（用 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 表示）。
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19. (2023高二下·临夏期末) 图甲为一列简谐横波在 $\text{[math]}$ 时刻的波形图， $\text{[math]}$ 是平衡位置在 $\text{[math]}$ 处的质点， $\text{[math]}$ 是平衡位置在 $\text{[math]}$ 处的质点；图乙为质点 $\text{[math]}$ 的振动图像，求：
1. （1）这列简谐横波的传播方向和波速大小；
2. （2）质点 $\text{[math]}$ 在 $\text{[math]}$ 时刻的位移大小和质点 $\text{[math]}$ 从 $\text{[math]}$ 到 $\text{[math]}$ 通过的路程．
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20. (2023·邵阳模拟) 甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿 $\text{[math]}$ 轴正向和负向传播，波速均为 $\text{[math]}$ ，两列波在 $\text{[math]}$ 时的部分波形曲线如图所示。求：
1. （1） $\text{[math]}$ 时，介质中偏离平衡位置位移为 $\text{[math]}$ 的所有质点的 $\text{[math]}$ 坐标；
2. （2）从 $\text{[math]}$ 开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为 $\text{[math]}$ 的质点的时间。
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21. (2021高二下·南充期末) 如图所示，把一个有孔的小球A装在轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球在沿水平x轴的光滑杆上，能够沿杆自由滑动。把小球沿x轴拉开一段距离，小球将做振幅为R的振动，O为振动的平衡位置。另一小球B在竖直平面内以O’为圆心，在电动机的带动下，沿顺时针方向做半为径R的匀速圆周运动，O与O'在同一竖直线上.用竖直向下的平行光照射小球B，适当调整B的转速，可以观察到，小球B在x方向上的“影子”和小球A在任意时刻都重合。已知弹簧劲度系数为k，小球A的质量为m，弹簧的弹性势能表达式为 $\text{[math]}$ ，其中k是弹簧的劲度系数，x是弹簧的形变量.请结合以上实验，
1. （1）求小球B的线速度大小？
2. （2）推导出小球A的周期表达式 $\text{[math]}$ 。
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22. (2017·镇江模拟) 一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图所示（此时波恰好传播到x=6m处）．质点a平衡位置的坐标x_a=2.5m，该质点在8s内完成了4次全振动，则该列波的波速是m/s；位于x=20m处的质点再经s将第一次经过平衡位置向y轴负方向运动．

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23. (2023高二下·通榆月考) 如图所示是一列横波在某一时刻的波形图，波沿x轴正方向传播，则：
1. （1） A点、C点、D点的振动方向各是怎样的；；。
2. （2）再经过 $\text{[math]}$ T，质点A通过的路程是多少；质点C的位移是多少。
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24. 蜘蛛虽有8只眼睛，但视力很差，完全靠感觉来捕食和生活，它的腿能敏捷地感觉到丝网的振动，当丝网的振动频率为f＝200 Hz左右时，网的振幅最大，对于落在网上的昆虫，当翅膀振动的频率为多少左右时，蜘蛛能立即捕捉到它．如该丝网共振时的最大振幅为0.5 cm，试定性画出其共振曲线．

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25. (2019高三下·安徽开学考) 一列沿x轴方向传播的横波，如图所示的实线和虚线分别为t₁=0s时与t₂=1s时的波形图像。求：

(i)如果该横波的传播速度为v=75m/s时，分析该波的传播方向；

(ii)如果该横波沿x轴的正方向传播，虚线上x=2m的质点到达平衡位置时波传播的最短距离是多少？相对应的时间应为多长？

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26. (2022·潮州模拟) 一列简谐横波沿水平方向由质点a向质点b传播，波速为4m/s，a、b两质点平衡位置间的距离为2m，t=0时刻，a在波峰，b在平衡位置且向下振动。
①求波长；

②求经多长时间，质点b位于波谷位置。

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27. 已知摆钟的机械结构相同，摆钟摆锤的运动可近似看成简谐运动，如果摆长为 $\text{[math]}$ 的摆钟在一段时间里快了nmin，另一摆长为 $\text{[math]}$ 的摆钟在同样的一段时间里慢了nmin，则准确钟的摆长L为多少？

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28. 谐运动的振动图线可用下述方法画出：如图甲所示，在弹簧振子的小球上安装一枝绘图笔P，让一条纸带在与小球振动方向垂直的方向上匀速运动，笔P在纸带上画出的就是小球的振动图象。取振子水平向右的方向为振子离开平衡位置的位移正方向，纸带运动的距离代表时间，得到的振动图线如图乙所示。
1. （1）为什么必须匀速拖动纸带?
2. （2）刚开始计时时，振子处在什么位置?t=17 s时振子相对平衡位置的位移是多少?
3. （3）若纸带运动的速度为2 cm/s，振动图线上1 s处和3 s处对应纸带上两点间的距离是多少?
4. （4）振子在s 末负方向速度最大；在 s末正方向加速度最大；2.5 s时振子正在向
  方向运动。
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29. (2023高二下·阿勒泰期末) 一列简谐横波在t=0时刻的图像如图所示。此时质点P正沿y轴正方向运动，且当t=0.15 s时质点P恰好第1次到达波谷处。求：
1. （1）该波的波速大小v；
2. （2） 0-1 s内，质点Q运动的路程L。
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30. (2023高二下·成都月考) 一列简谐横波沿x轴传播，某时刻其波形如图中实线所示，此时平衡位置位于x=0.3m处的质点向y轴负方向运动。 $\text{[math]}$ 后，其波形如图中虚线所示。
1. （1）判断该波的传播方向；
2. （2）求该波的最小频率；
3. （3）若 $\text{[math]}$ 大于该波周期的2倍、小于该波周期的3倍，求该波的波速。
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