2024年高考物理二轮专题复习：机械振动与机械波

试卷更新日期：2024-02-26 类型：二轮复习

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一、选择题

1. 钓鱼者小张使用的鱼漂在水面沿x轴做简谐运动的图像如图所示，下列描述正确的是（）

A、 $t = 1 s$ 时，鱼漂的速度为零，加速度为正向最大值 B、 $t = 2 s$ 时，鱼漂的速度为负，加速度为零 C、 $t = 3 s$ 时，鱼漂的速度为负向最大值，加速度为零 D、 $t = 4 s$ 时，鱼漂的速度为正，加速度为正向最大值

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2. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻的波形如图所示，则从此刻开始，介质中质点P的加速度a随时间t变化的图像为（　　）

A、 B、 C、 D、

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3. 图为两单摆的振动图像， $θ$ 为摆线偏离竖直方向的角度 $(θ < 5 °)$ 。两单摆的摆球质量相同，则（　　）

A、摆长之比 $\frac{L_{1}}{L_{2}} = \frac{2}{3}$ B、摆长之比 $\frac{L_{1}}{L_{2}} = \frac{9}{4}$ C、摆球的最大动能之比 $\frac{E_{k_{1}}}{E_{k_{2}}} = \frac{3}{2}$ D、摆球的最大动能之比 $\frac{E_{k_{1}}}{E_{k_{2}}} = \frac{4}{9}$

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4. 如图甲，一单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图乙所示。不计空气阻力，对于这个单摆的振动过程，下列说法正确的是（）

A、单摆振动的频率是2 Hz B、单摆的摆长约为1 m C、若仅将摆球质量变大，单摆周期变大 D、t=1s时摆球位于平衡位置O，加速度为零

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5. 在地震中产生的地震波既有横波也有纵波，假设某次地震中，震源在地面上A点正下方，地面上B点与A点距离为100km，地震波中纵波波速为6.4km/s，横波波速为3.2km/s，地震波频率为10Hz，位于A点的观察者在接收到纵波2s后才接收到横波，则以下说法中错误的是（）

A、震源距离A点深度为12.8km B、位于B点的观察者先感觉到左右晃动，后感觉到上下振动 C、纵波的波长大于横波的波长 D、位于B点的观察者接收到纵波比接收到横波也要早2s

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6. 如图所示，P为桥墩，A为靠近桥墩浮在水面的树叶，波源S连续振动形成水波，此时树叶几乎不动。为使水波能带动树叶明显振动，可采用的方法是（　　）

A、减小波源的振幅 B、减小波源距桥墩的距离 C、增大波源的频率 D、减小波源的频率

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7. 由同一信号源带动的两个相同的扬声器分别放置在两直角边的端点，声波频率为17Hz、振幅是5mm、波速是340m/s，两直角边长分别为40m、20m，则直角顶点O处声波的振幅是（）

A、0 B、5mm C、10mm D、20mm

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8. 如图所示，向右匀速运动的小车发出频率为f的声波，静止在车左侧A处的人感受到的声波的频率为 $f_{1}$ ，静止在车右侧B处的人感受到的声波的频率为 $f_{2}$ ，则

A、 $f_{1} > f$ B、 $f > f_{2}$ C、 $f_{1} < f_{2}$ D、 $f_{1} = f_{2}$

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二、多项选择题

9. 一个单摆在地面附近做受迫振动，其共振曲线（振幅 A与驱动力频率 f的关系）如图所示，则（）

A、此单摆的固有周期为 2s B、此单摆的摆长约为 1m C、若摆长增大，单摆的固有频率增大 D、若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动

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10. 彩绳是中国民间的一种艺术，能丰富人们的生活。上下抖动彩绳，在某时刻彩绳呈正弦波形状，如图所示，此时波刚好传播到A点。下列说法正确的是（）

A、手首先向上抖动绳子 B、此时B点正在向下运动 C、若人加快抖动绳子，则在相同时间内波的传播距离会增大 D、若人加快抖动绳子，则两个相邻波峰之间的距离会减小

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11. 水袖是中国古典舞中用于情感表达和抒发的常用技巧，舞者的手有规律的振动传导至袖子上，给人一种“行云流水”的美感。水袖可简化为一列沿x轴传播的简谐横波，如图（a）为 $0.1 s$ 时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置为 $x_{1} = 1.0 m$ 和 $x_{2} = 4.0 m$ 的两质点，图（b）为质点Q的振动图像，下列说法正确的是（）
图（a）图（b）

A、简谐波向x轴负方向传播 B、简谐波的传播速度为20m/s C、从图（a）所示时刻起，质点Q比质点P先到达正向最大位移处 D、 $t = 0.175 s$ 时刻，质点P恰好位于平衡位置

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12. 图所示为一列简谐横波在 $t = 0$ 时刻的波形图， $x = 2 m$ 处的质点 $P$ 从 $t = 0$ 时刻开始计时，沿 $y$ 轴方向做简谐运动的表达式为 $y = 10 s i n 2 π t (c m)$ 。下列说法正确的是（）

A、该波向 $x$ 轴负方向传播 B、该波的波长为 $4 m$ C、该波传播的速度为 $4 m / s$ D、经过一个周期后质点 $P$ 运动到 $x = 6 m$ 的位置

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13. 下列说法正确的是________

A、机械波和电磁波本质上相同，都能发生反射、折射、干涉和衍射现象 B、人耳能听见的声波比超声波更容易发生明显衍射 C、沙漠蜃景和海市蜃楼都是光的全反射现象 D、水中的气泡，看起来特别明亮是因为光线从气泡中射向水中时，一部分光在界面上发生了全反射 E、在水中的鱼斜向上看岸边的物体时，看到的物体将比物体所处的实际位置高

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14. 下列关于机械波的说法中正确的是（）

A、波源的振动频率越大，它产生的机械波传播得越快 B、发生稳定干涉现象的两列波的频率一定相同 C、当障碍物的尺寸比波长小或者和波长差不多时，能观察到明显的衍射现象 D、正在快速靠近的汽车鸣笛的音调越来越高是多普勒效应

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15. 在水面上的同一区域内，甲、乙两列水面波独立传播，传播方向互相垂直，波的频率均为2Hz。 $t = 0$ 时刻其波峰与波谷情况如图所示。甲波的振幅为5cm，乙波的振幅为10cm。质点2、3、5共线且等距离。下列说法中正确的是____。

A、质点2的振动周期为0.5s B、质点2的振幅为15cm C、图示时刻质点1、2的竖直高度差为15cm D、图示时刻质点3正处于平衡位置且向上运动 E、从图示的时刻起经0.25s，质点5通过的路程为30cm

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16. 波长为60 m和17 m的两列声波在空气中传播时，下列叙述正确的是(　　)

A、波长60 m的声波比17 m的声波传播速度慢 B、波长60 m的声波比17 m的声波频率小 C、波长60 m的声波比17 m的声波易发生衍射 D、波长60 m的声波不能被反射

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三、非选择题

17. 一列横波水平向右传播的波速v＝40cm/s，在某一时刻的波形如图所示。求：

(1)、这列波的波长、振幅、周期、频率；

(2)、在图上画出经过0.1s时的波形。

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18. 一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播， $t = 2 s$ 时的波形如图甲所示，其中位于 $x = 2 m$ 处的一质点P的振动图像如图乙所示．求：

(1)、该波的波速和传播方向；

(2)、质点P的位移-时间的函数表达式；

(3)、 $30 s$ 内质点P运动的路程．

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19. $x$ 轴上的波源 $s_{1}$ 、 $s_{2}$ 分别位于 $x_{1} = 0$ 和 $x_{2} = 1.4 m$ 处， $t = 0$ 时刻两波源同时开始振动，产生的两列简谐横波沿 $s_{1}$ 、 $s_{2}$ 连线相向传播， $t_{1} = 2 s$ 时两列波的图像如图所示。质点 $M$ 的平衡位置位于 $x_{3} = 0.7 m$ 处，求：

(1)、两列波传播速度的大小；

(2)、质点 $M$ 从开始振动到 $t_{2} = 4.5 s$ 时运动的路程。

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20. $B$ 超检查是医学上利用超声波对人体进行检查的一种诊断方法。图1为某型号的 $B$ 超仪在 $t = 0 s$ 时发送的超声波波形图，图2为质点 $Q$ 的振动图像，已知超声波在人体内传播速度为 $1500 m / s$ ，问：
图1 图2

(1)、此超声波的传播方向及波长 $λ$ 为多大；

(2)、质点 $Q$ 在 $t = 0 s$ 开始计时后 $3 s$ 内经过的路程多大？

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21. 如图所示是演示砂摆振动图像的实验装置，砂摆的摆幅较小时可看作简谐振动．砂摆摆动时，手拉纸的速率恒为0.3m/s，实验结果如图所示．由图所提供的信息，可测得砂摆的周期为，砂摆的摆长为（g取10m/s²）．

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22.
机械横波某时刻的波形图如图所示，波沿x轴正方向传播，波长λ=0.8m，质点p的坐标x=0.32m．从此时刻开始计时．

(1)、若每间隔最小时间0.4s重复出现波形图，求波速；

(2)、若p点经0.4s第一次达到正向最大位移，求波速；

(3)、若p点经0.4s到达平衡位置，求波速．

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23. 一列简谐横波在同一均匀介质中沿 $x$ 轴方向传播， $t = 0.2 s$ 时刻的波形图如图甲所示，质点 $M$ 的平衡位置在 $x_{M} = 7.5 c m$ 处，质点 $N$ 的平衡位置在 $x_{N} = 3 c m$ 处，质点 $N$ 的振动图像如图乙所示。求：

(1)、该波传播的速度大小及方向；

(2)、 $0 ∼ 2 s$ 内质点 $M$ 振动的路程 $s$ ，从 $t = 0.2 s$ 时刻起，质点 $M$ 回到平衡位置的最短时间。

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