专题14 机械振动和机械波（分层练）--【高频考点解密】2024年高考物理二轮复习高频考点追踪与预测（江苏专用）

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内容概览
A·TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc11575" 常考题不丢分 PAGEREF _Tc11575 \h 1
\l "_Tc11882" 【命题点01 机械振动】 PAGEREF _Tc11882 \h 1
\l "_Tc7899" 【命题点02 机械波的传播规律及图像分析】 PAGEREF _Tc7899 \h 3
\l "_Tc9878" 【命题点03 机械波的干涉、衍射和多普勒效应】 PAGEREF _Tc9878 \h 4
\l "_Tc9389" B·拓展培优拿高分 PAGEREF _Tc9389 \h 6
\l "_Tc18752" C·挑战真题争满分 PAGEREF _Tc18752 \h 11
【命题点01 机械振动】
1．（2023·河北·校联考模拟预测）游客在海边欲乘坐游船，当日风浪很大，游船上下浮动，游船浮动可简化为竖直方向的简谐运动，振幅为，周期为，当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐。地面与甲板的高度差不超过时，游客能舒服地登船。假设风浪较小时，游船振幅为，游船上升到最高点时依然刚好与码头地面平齐，舒服登船的高度不变，振动周期不变，则在一个周期内，风浪较小时舒服地登船时间比风浪大时增加（ ）
A．B．C．D．
2．（多选）（2023·云南昆明·云南师大附中校考模拟预测）如图，水平轻质弹簧右端固定，左端与物体连接，物体静止在光滑水平面上，弹簧处于原长状态。物体以水平初速度滑上物体，最终两者相对静止。用图像表示两者的运动情况，可能发生的是（ ）

A． B． C． D．
3．（2023·吉林长春·东北师大附中校考一模）如图甲，细线下悬挂一个没有柱塞的注射器，注射器内装有墨水。当注射器在竖直面内做小角度摆动时，沿着垂直于摆动方向匀速拖动下方硬纸板，注射器流出的墨水在硬纸板上形成了图乙所示的曲线。下列说法中正确的是（ ）

A．匀速拖动硬纸板移动距离L的时间等于注射器运动的周期
B．可以用x轴作为时间轴，用y轴表示注射器运动的位移
C．拖动硬纸板的速度越大，注射器运动的周期越短
D．拖动硬纸板的速度越大，注射器运动的周期越长
4．（2024·重庆·统考一模）如图，光滑圆槽的半径L远大于小球运动的弧长。甲、乙、丙三小球（均可视为质点）同时由静止释放，开始时乙球的位置B低于甲球位置A，甲球与圆偿圆心连线和竖直方向夹角为θ，丙球释放位置C为圆槽的圆心，Q为圆槽最低点；重力加速度为g。若甲、乙、丙三球不相碰，求：
（1）求甲球运动到O点速度大小；
（2）通过计算分析，甲乙丙三球谁先第一次到达O点；
（3）若单独释放甲球从降放到第15次经过O点所经历的时间。
5．（2024·全国·模拟预测）平静的九龙湖水面上某一点受到扰动后开始上下做简谐运动，形成的水波的波长为，湖中有两片树叶，其振动图像如图甲、乙所示。结合图像信息，下列说法正确的是（ ）
A．两树叶的速度始终相同B．两树叶的加速度始终相同
C．该波的波速大小为D．两片树叶之间的距离一定为
【命题点02 机械波的传播规律及图像分析】
6．（2022·吉林长春·东北师大附中校考三模）如图甲为一列简谐横波在时刻的波形图，图乙为介质中处的质点P的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A．这列波沿轴负方向传播
B．这列波的传播速度是
C．经过的质点的运动方向沿轴负方向
D．经过的质点距平衡位置的距离大于质点距平衡位置的距离
7．（多选）（2024·河南郑州·统考一模）一列沿x轴负方向传播的简谐横波，时的波形如图甲所示，处质点的振动图像如图乙所示，则该波波速可能是（ ）
A．B．C．D．
8．（2024·江西·统考一模）如图（a）所示，一列简谐横波以速度u沿x轴正方向传播，在波的传播方向上有P、Q两点，且小于波长。P、Q两处质点的振动图像分别如图（b）中实线和虚线所示。波速u和Q处质点在内的位移大小d是（ ）

A．B．
C．D．
9．（2024·辽宁沈阳·统考一模）如图所示为血管探头发射的沿x轴正方向传播的简谐横波图像，时刻波恰好传到质点M。已知该简谐波的频率为，则下列说法正确的是（ ）

A．简谐波在血管中的传播速度为8000m/s
B．时，质点M运动到横坐标上的N点
C．时，质点N沿y轴正方向开始振动
D．时，质点N处于波谷
10．（多选）（2023·广西北海·统考一模）如图甲所示，“战绳”是在健身房中常见的一种强力减脂运动，人用手握住绳子左端，将绳拉平后沿竖直方向上下抖动，则可在绳中形成一列机械波．若将此波视为简谐横波，开始抖动为0时刻，时刻绳中各质点的位置和波形如图乙所示，质点1和5分别位于下方和上方最大位移处，相邻编号质点平衡位置间距离为l．则下列说法正确的是（ ）

A．质点1和5加速度相同B．质点3和7速度相同
C．0时刻人竖直向上抖动绳子左端D．该波的传播速度为
【命题点03 机械波的干涉、衍射和多普勒效应】
11．（2022·重庆江津·重庆市江津区第八中学校考模拟预测）关于图所示的物理现象，下列说法正确的是（ ）
A．甲图，水波由深水区传播至浅水区，波速方向改变，属于波的反射现象
B．乙图，水波穿过障碍物的小孔后，能传播至两侧区域，属于波的干涉现象
C．丙图，两列同频率的水波在空间叠加，部分区域振动加强，属于波的衍射现象
D．丁图，竹竿举起蜂鸣器快速转动，听到蜂鸣器频率发生变化，属于波的多普勒效应
12．（2024·浙江·一模）如图所示，某种光盘利用“凹槽”、“平面”记录信息，激光照射到“凹槽”会产生极小反射光强，下列说法正确的是（ ）
A．“凹槽”产生极小光强是由于衍射现象形成 B．“凹槽”入射光与“平面”反射光传播速度不同
C．激光在介质中的波长可能为“凹槽”深度的3倍 D．“凹槽”反射光与“平面”反射光的频率相同
13．（2024·江苏南通·统考一模）两个完全相同的相干波源在水面上形成的干涉图样如图所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷。则（ ）
A．质点振动加强B．质点振动加强
C．质点始终在波谷D．质点的位移始终最大
14．（2024·四川绵阳·统考二模）同一均匀介质中有两个振源M、N，分别位于x轴上的（7m，0）和（10m，0）处，从不同时刻开始振动，产生的机械波相向传播，取振源M开始振动时为零时刻，t=1s时刻波形如图所示。求：
（i）机械波在该介质中的波速；
（ii）稳定后振源M、N之间振动加强点个数。

15．（2024·吉林·校联考模拟预测）甲、乙两列简谐波在同一种均匀介质中沿x轴相向传播，甲波源位于x = 0处，乙波源位于x = 8m处，两波源均沿y轴方向振动。在t = 0时刻甲形成的波形如图（a）所示，此时乙波源开始振动，其振动图像如图（b）所示，已知甲波的传播速度v甲 = 2.0m/s，质点P的平衡位置处于x = 5m处，若两波源一直振动，下列说法正确的是（ ）
A．乙波的波长为1m
B．甲、乙两波在P点叠加后，P点的振动总是减弱
C．在t = 1.6s时，质点P正朝y轴正方向振动
D．从t = 0时刻起内，质点P的运动路程为37.5cm
一、单选题
1．（2023·河北保定·河北省唐县第一中学校考二模）如图甲所示，质量为的物体放在水平面上，通过轻弹簧与质量为的物体连接，现在竖直方向给物体一初速度，当物体运动到最高点时，物体与水平面间的作用力刚好为零。从某时刻开始计时，物体的位移随时间的变化规律如图乙所示，已知重力加速度为，则下列说法正确的是（ ）

A．时间内，物体的速度与加速度方向相反
B．物体在任意一个内通过的路程均为
C．物体的振动方程为
D．物体对水平面的最大压力为
2．（2024·浙江·校联考一模）如图所示波源和间距为，起振方向相同，频率均为，两波源产生的简谐横波在均匀介质中朝四周各个方向传播且同时到达点，已知且，波速为，判断以下选项正确的是（ ）
A．波源比先振动
B．产生的波到达时，处质点正在靠近平衡位置
C．两列波完全叠加后线段上振幅最小的点有3个
D．两列波完全叠加后线段上振幅最大的点有3个
3．（2024·浙江·校联考模拟预测）在匀质轻绳上有两个相距10m的波源S1、S2，两波源上下振动产生两列绳波，可将其看作简谐波。两波源的连线上有两质点A、B，A距S1波源3m，B距S2波源5m，如图甲所示。t=0时波源S1开始向上振动，其振动方程为cm，而波源S2的振动图像如图乙所示。t=0.2s时质点A开始振动，则下列说法不正确的是（ ）

A．1s后S1、S2两波源之间有7个振动加强点B．波源S1产生的波的波长为3m
C．波源S1产生的波的波速为15m/sD．0～s内质点B通过的路程为40cm
4．（2023·江苏扬州·统考三模）如图所示，“杆线摆”可以绕着固定轴来回摆动。摆球的运动轨迹被约束在一个倾斜的平面内，这相当于单摆在光滑斜面上来回摆动。轻杆水平，杆和线长均为L，重力加速度为g，摆角很小时，“杆线摆”的周期为（ ）

A． B．C．D．
二、多选题
5．（2022·吉林长春·东北师大附中校考三模）一般简谐运动周期为。其中为振子质量，为振动系统的回复力系数。如图，现有一弹簧振子，当把它水平放置时，它可以作简谐振动。若把它竖直放置或放在固定的光滑斜面上做振幅相同的自由振动，且周期分别为，试判断下面哪种说法是正确的（ ）
A．水平运动的弹簧振子在半个周期内弹力做功一定为零
B．水平运动的弹簧振子在半个周期内弹力做功不一定为零
C．竖直放置和放在光滑斜面上的两种情况下振子均做简谐振动，且
D．竖直放置和放在光滑斜面上的两种情况下振子均做简谐振动，且
6．（2023·湖南·校联考模拟预测）如图甲所示，在平面内有两个沿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、、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．两波源所产生的简谐波在叠加的区域内会发生稳定干涉
B．时，质点向轴正方向振动
C．在内，质点运动的总路程是
D．稳定后质点振动的表达式为
7．（2022·浙江·舟山中学校联考模拟预测）如图甲所示，在某介质中波源、相距，点位于距波源A点处。时两波源同时开始上下振动，两波源的振动图像如图乙和丙所示，只振动了半个周期，连续振动，所形成的波的传播速度都为。下列说法正确的是（ ）

A．两列波不能相遇
B．两列波能相遇但不能产生干涉现象
C．质点，在到内所经过的路程为
D．在到内从发出的半个波前进过程中所遇到的波峰个数为6个
8．（2023·江西南昌·统考三模）一波源位于O点，波源质点沿y轴做不连续的简谐运动，振幅为，形成沿x轴正方向传播的波。某时刻波刚好传到P点，平衡位置在处的质点已经振动了，O、P间各质点形成的波形如图所示，此时由波形可知（ ）

A．波源的最初起振方向沿y轴正方向
B．波在介质中传播的速度为
C．质点Q此时已经通过的路程为
D．此波形是波源先振动后停止振动，接着再振动形成的
E．从此时开始计时，再过，质点P的位移为
9．（2023·山东济南·山东师范大学附中校考模拟预测）如图，一光滑斜面固定在水平地面上，斜面倾角为45°，其底端固定一轻质弹簧，将质量为m的物块从斜面顶端由静止释放，顶端距弹簧上端距离为l，弹簧的劲度系数为k，弹簧的最大压缩量为，已知，弹簧弹性势能为，其中x是形变量，简谐运动周期，则下列说法正确的是（ ）

A．速度最大时的压缩量为B．物块的最大动能为
C．从与弹簧接触到速度为零的时间为 D．从静止释放到压缩量最大的时间为
10．（2023·湖北武汉·统考模拟预测）如图所示，固定斜面的倾角为30°，一劲度系数为k的轻质弹簧，下端固定在斜面底端，上端与质量为m的小球甲相连，弹簧与斜面平行。一条不可伸长的轻绳绕过斜面顶端的轻质定滑轮，一端连接小球甲，另一端连接一轻质挂钩。开始时各段绳子都处于伸直状态，小球甲静止在A点。现在挂钩上挂一质量也为m的小球乙，并从静止释放小球乙，当弹簧第一次恢复原长时小球甲运动到B点，一段时间后，小球甲到达最高点C。不计一切摩擦，弹簧始终在弹性限度内，甲不会和定滑轮相碰，乙不会和地面相碰，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是（ ）

A．BC=2AB
B．小球甲从A点第一次运动到C点，所用时间为
C．小球甲从A点运动到C点的过程中，最大速度为
D．小球甲从A点运动到C点，弹簧弹性势能的变化量为
一、单选题
1．（2023·山西·统考高考真题）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
2．（2023·天津·统考高考真题）能说明光是横波的是（ ）

A．全反射B．干涉C．偏振D．衍射
3．（2023·广东·统考高考真题）渔船常用回声探测器发射的声波探测水下鱼群与障碍物．声波在水中传播速度为，若探测器发出频率为的声波，下列说法正确的是（ ）
A．两列声波相遇时一定会发生干涉
B．声波由水中传播到空气中，波长会改变
C．该声波遇到尺寸约为的被探测物时会发生明显衍射
D．探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度无关
4．（2023·浙江·高考真题）如图甲所示，一导体杆用两条等长细导线悬挂于水平轴，接入电阻R构成回路．导体杆处于竖直向上的匀强磁场中，将导体杆从竖直位置拉开小角度由静止释放，导体杆开始下摆。当时，导体杆振动图像如图乙所示。若横纵坐标皆采用图乙标度，则当时，导体杆振动图像是（ ）
A．B．C．D．
5．（2023·湖南·统考高考真题）如图（a），在均匀介质中有和四点，其中三点位于同一直线上，垂直．时，位于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．下列说法正确的是（ ）

A．这三列波的波速均为B．时，处的质点开始振动
C．时，处的质点向轴负方向运动D．时，处的质点与平衡位置的距离是
6．（2023·海南·统考高考真题）下面上下两图分别是一列机械波在传播方向上相距6m的两个质点P、Q的振动图像，下列说法正确的是（ ）

A．该波的周期是5sB．该波的波速是3m/s
C．4s时P质点向上振动D．4s时Q质点向上振动
7．（2023·湖北·统考高考真题）一列简谐横波沿x轴正向传播，波长为，振幅为。介质中有a和b两个质点，其平衡位置分别位于和处。某时刻b质点的位移为，且向y轴正方向运动。从该时刻开始计时，a质点的振动图像为（ ）
A． B． C． D．
二、多选题
8．（2023·全国·统考高考真题）一列简谐横波沿x轴传播，图（a）是时刻的波形图；P是介质中位于处的质点，其振动图像如图（b）所示。下列说法正确的是（ ）

A．波速为
B．波向左传播
C．波的振幅是
D．处的质点在时位于平衡位置
E．质点P在0~7s时间内运动的路程为
9．（2023·重庆·统考高考真题）一列简谐横波在介质中沿x轴传播，波速为2m/s，t=0时的波形图如图所示，P为该介质中的一质点。则（ ）

A．该波的波长为14mB．该波的周期为8s
C．t＝0时质点P的加速度方向沿y轴负方向D．0~2 s内质点P运动的路程有可能小于0.1m
三、解答题
10．（2023·全国·统考高考真题）分别沿x轴正向和负向传播的两列简谐横波P、Q的振动方向相同,振幅均为5cm，波长均为8m，波速均为4m/s。时刻，P波刚好传播到坐标原点,该处的质点将自平衡位置向下振动；Q波刚好传到处，该处的质点将自平衡位置向上振动。经过一段时间后，两列波相遇。
（1）在答题卡给出的坐标图上分别画出P、Q两列波在时刻的波形图（P波用虚线，Q波用实线）；
（2）求出图示范围内的介质中，因两列波干涉而振动振幅最大和振幅最小的平衡位置。