2025届高考物理：机械振动与机械波小练（一）（含解析）

2025届高考物理：机械振动与机械波小练

一、单选题（本大题共5小题）

1.如图所示，5、邑是两个振动完全相同的相干波源，其中实线表示波峰，虚

线表示波谷。若两列波的振幅均保持5cm不变，关于图中所标的a、b、c、d四

S星

A.a点振动始终减弱B.图示时刻c点的位移为零

C.b点振动始终加强，c点振动始终减弱D.图示时刻，b,c两点的高

度差为20cm

2.如图所示，玲、［、鸟…G是弹性绳上等距的10个点，f=0时刻手握《沿y

轴方向做简谐运动，弹性绳形成简谐波，经过％时间，质点外第一次到达最高

点，位移为10cm,g开始振动，则下列说法正确的是（）

B./=%时刻，R质点第一次到达最高点

C.f=时刻，鸟质点在平衡位置向下运动

D.。~7/0时间内，外质点的路程为40cm

3.声波水波电磁波，波波有源：折射衍射全反射，射射无边。下列关于波的说

法中正确的是（）

A.机械振动在介质中传播形成机械波

B.任何波的传播都需要介质

C.光波从一种均匀介质进入另一种均匀介质时传播方向和波速都会改变

D.只要光从光密介质射入光疏介质就一定会发生全反射

4.如图所示，在上、下两个相同轻弹簧的共同作用下，振子在竖直方向做简谐

运动，已知振子的质量为m,振子在最高点时上方弹簧处于原长，振子经过平衡

位置时下方弹簧处于原长，重力加速度大小为g,下列说法正确的是（）

A.下方弹簧的最大弹力为等B.下方弹簧的最大弹力为mg

C.上方弹簧的最大弹力为等D.上方弹簧的最大弹力为3mg

5.振动和波存在于我们生活的方方面面，关于下列几幅图片描绘的情景分析正

确的是（）

甲乙丙丁

A.图甲救护车向右运动的过程中，A听到警笛声的频率比B听到的高

B.图乙要在大山后面的房舍内收听到广播，发射台发出的信号频率越高效果

越好

C.图丙在发射载人宇宙飞船时，火箭要产生较强的超低频振动，由于该频率

与人体内脏及身躯的固有频率接近，所以容易使人体器官发生共振，造成人

体器官的损伤

D.图丁是干涉型消声器的结构示意图，波长为2的声波通过上下两通道后相

遇的路程差可以为34

二、多选题（本大题共3小题）

6.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，f=1.2s时的波形如图甲所示，x=2m处

质点的振动图像如图乙所示,

w向sC.%D.3向s

A.B.——m/s

279213

7.第九届亚洲冬季运动会将于2025年2月7日至14日在哈尔滨举办，这是继

北京冬奥会后中国举办的又一重大综合性国际冰雪盛会，也是自1996年之后哈

尔滨第二次承办亚冬会。"冰雪同梦、亚洲同心”，高18m直径23m的吉祥物“滨

滨"和"妮妮"稳坐松花江面，激情永动奇幻漂流，龙年游龙江一路向北方。如图

所示，用两个绳波来模拟潮水相遇，一水平长绳上系着一个弹簧和小球组成的振

动系统，小球振动的固有频率为2Hz。现在长绳两端分别有一振源P、Q同时开

始以相同振幅A上下振动一段时间，某时刻两个振源在绳上形成的波形如图所

示，两列波先后间隔一段时间经过弹簧振子所在位置，观察到小球先后出现了两

次振动，小球第一次振动时起振方向向上，且振动并不显著，而小球第二次发生

了显著的振动，则（）

A.由振源P产生的波先到达弹簧处

B.由振源Q产生的波先到达弹簧处

C.两列波同时达到弹簧处

D.由振源Q产生的波，其波速接近4m/s

8.如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波，实线为t=0时刻的波形图,

虚线为t=0.9s时的波形图，已知波的周期T>0.9s,则（）

A.在t=0.45s时，Q点到达平衡位置且向下运动

B.在t=0.45s时，Q点到达平衡位置且向上运动

C.经过4.5s,P点通过的路程为2m

D.经过4.5s,P点通过的路程为20m

三、实验题（本大题共2小题）

9.某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。

（1）下列关于单摆实验的操作，正确的是O

A.摆球运动过程中摆角应大于30°

B.摆球到达平衡位置时开始计时

C.摆球应选用泡沫小球

D.保证摆球在同一竖直平面内摆动

（2）正确组装单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺量出从悬点到细

线与摆球连接点的长度/'-0.9870m,再用游标卡尺测出摆球直径，结果如图

所示，则该摆球的直径mm。

主尺

2cm

【用吊“Il

0游标尺10

(3)实验中，测出不同摆长/对应的周期值T,作出/T图像，如图所示，已知

图线上A、8两点的坐标分别为(无1,yi),(&,>2),可求出g=。

10.某滑板运动场地为一圆弧形滑道，其示意图如图所示，某同学用一辆滑板车

和手机估测滑道的半径R(滑板车的长度远小于滑道的轨道半径)，当地的重力

加速度大小为g。

(1)在实验中，需要测量的物理量有o

A.滑板车的质量m

B.圆弧形滑道的长度s

C.找出滑道的最低点O,把滑板车从。点移开一小段距离至P点，由静止释

放，用手机测出它完成。次往返运动的时间t

(2)若将滑板车的运动视为简谐运动，则该轨道的半径尺=(用已知

和测量的物理量符号表示)。

四、解答题(本大题共2小题)

11.如图，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块4物块沿竖直方向做简谐运

动，以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表达式为y=0.lsin(2.5nf)m,t=

0时刻，物块A开始振动，〃=0.8s时一小球8从距物块//高处开始自由落下；

叁=1.4s时，小球3恰好与物块A处于同一高度；取重力加速度的大小g=10

m/s2o求：

5O-p

鼠；

(1)简谐运动的周期T；

(2)r=1.4s内物块A运动的路程s；

(3)/z的大小。

12.一竖直悬挂的弹簧振子，下端装有一记录笔，在竖直面内放置有一记录纸，

当振子上下振动时，以速率v水平向左匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下如图

所示的图像.%、%、%、2%为纸上印迹的位置坐标，由此图求振动的周期和振

幅.

参考答案

1.【答案】D

【详解】A.由于Si、52是两个振动完全相同的相干波源，图中b点波峰与波峰

叠加，说明b点是振动加强点，图中ab所在直线上的点均为振动加强点，则a

点振动始终加强，A错误；

BC.图示时刻c点为波谷与波谷叠加，所以c点振动始终加强，图示时刻c点的

位移为-10cm,BC错误；

D.图示时刻，b点波峰与波峰叠加，b点的位移为10cm,而c点的位移为

-10cm,所以b,c两点的高度差为20cm,D正确。选D。

2.【答案】D

【详解】A.r。时间内质点外从平衡位置第一次到达最高点，振动了四分之一周

期，所以手握功做简谐运动的周期为％,A错误；

2x

B.令相邻质点之间的距离为x,则波速v=丁，因此波传播到巴点的时刻为

4x

♦=空=2/°A点再经过％时间到达最高点，即共经过队时间，旦质点第一次到达

V

最高点，B错误；

C.根据同侧法可知，波起振方向向上，波经过务时间传播到8点，再经过气时

间，即一个周期，心质点在平衡位置向上运动，c错误；

D.结合上述可知，波经过看时间传播到稣点，再经过包时间，即一个周期，P6

质点的路程为4xl0cm=40cm,D正确。选D。

3.【答案】A

【详解】A.机械振动在介质中传播形成机械波，A正确；

B.机械波的传播需要介质，电磁波的传播不需要介质，B错误；

C.光波如果从一种均匀介质垂直进入另一种均匀介质时，传播方向不会改变，C

错误；

D.光从光密介质射入光疏介质，当入射角大于等于临界角时，才会发生全反

射，D错误。选Ao

4.【答案】B

【详解】AB.两个轻弹簧完全相同，根据简谐运动的对称性可知，由于振子经过

平衡位置时下方弹簧处于原长，则振子在最高点时上方弹簧处于原长，则振子的

振幅为A=等，根据对称性可知，下方弹簧的最大弹力为抬=〃名，A错误，B正

确；

CD.当小球运动到最低点时，上方弹簧的最大弹力为h2A=2mg,CD错误。选

Bo

5.【答案】AC

【详解】A.根据多普勒效应，甲救护车向右运动的过程中，A人听到警笛声的

频率增大，B人听到警笛声的频率减小，即人听到警笛声的频率比B听到的高，

A正确；

B.障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长相差不多，波将发生明显的衍射现象，

图乙要在大山后面的房舍内收听到广播，发射台发出的信号波长越长效果越好，

即发射台发出的信号频率越低效果越好，B错误；

C.图丙在发射载人宇宙飞船时，火箭要产生较强的超低频振动，由于该频率与

人体内脏和身躯的固有频率接近，所以容易使人体器官发生共振，造成人体器官

的损伤，C正确；

D.根据波的干涉，波长为4的声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为4的

2

奇数倍，D错误。选AC。

6.【答案】CD

【详解】由振动图像可知该波的周期为3.6s,f=L2s时，x=2m处质点正在向下

振动，波传播的时间为，由波动图像可知波传播的距离为

2m=«2+4(«=0,l,2...),解得人二！1^"。」，？…)，则波速为

6n+-

o

Q91f)1Q

v=—=--------m/s(n=0,1,2...),当〃=0时口=—m/s,当〃=1时，v=—m/s,当

T3.6〃+0.6321

几=2时，v=1^m/s,CD正确。

7.【答案】AD

【详解】ABC.由〃上下坡〃法知P振源起振方向向上，Q振源起振方向向下，小

球第一次振动时起振方向向上，由振源P产生的波先到达弹簧处，A正确，BC错

误；

D.振源Q产生的波后到达弹簧处，且小球产生了较强烈的振动，即共振，Q的

振动频率接近2Hz,则周期接近0.5s,振源产生的波的波长为2m,波速接近

42

v=—=—m/s=4m/s,D正确。选AD。

8.【答案】BC

【详解】AB.由图可知，简谐横波的波长X=16m,依题意，波的周期7>O.9s则

经&=0.9s,传播的距离为Ax=4m=gx,可知传播的时间为加=0.9s=,解得

44

T=3.6s,可知波速为v=(=^m/s,在t=0.45s时，该波传播的距离为

Ax'=vt=2m,根据波形的平移法可得Q点到达平衡位置且向上运动，A错误；B

正确；

CD.根据上面选项分析可得4.5S=3T,则P点通过的路程为s=5A=2m,(:正

4

确；D错误。选BCo

9.【答案】

477"2

BD/DB；12.0；(x-

Vz-Vi2

【详解】

(1)

A.摆球运动过程中摆角应小于5。，A错误；

B.在平衡位置摆球的速度最大，计时比较准确，B正确；

C.为了减小空气阻力的影响，摆球应选择体积小、密度大的小钢球，不能选用

泡沫小球，C错误；

D.摆球摆动过程中需要保证摆球在同一竖直平面内摆动，D正确。选BD。

(2)10分度游标卡尺的精确值为O.lnwi,由图可知该摆球的直径为12nwi+0X

0.1mm=12.0mm

(3)根据单摆的周期公式T=2兀日，可得厂=比/,可得了2T图像的斜率

7gg

为左=空=江，解得。=士(冷一久】)

9乃-y2-yi

10.【答案】(1)C(2)

4岛2

【解析】本题考查单摆的周期公式，目的是考查学生的实验探究能力。滑板车在

滑道上的"摆角"小于5。时，其运动可视为简谐运动。滑板车做往复运动的周期

T=-,根据单摆的周期公式T=2%[=2%解得R叁。

nNg7g4兀》

11.【答案】(1)0.8s；(2)0.7m；(3)1.7m

【详解】(1)根据物块简谐运动的表达式y=0.lsin(2.5"f)m,可知。=2.5加

rad/s,则简谐运动的周期7=至=—^―s=0.8s。

CO2.57T

⑵因九=2=—=1.75,则£=1.4s内物块A运动的路程s=〃X4A=

T0.8

1.75X4X0.1m=0.7m。

(3)t2=1.4s时y=0.Isin(2.5兀/)m=0.Isin(2.5兀X1.4)m=—0.1m,小球8

做自由落体运动，有力+lyI="。2—[J，解得/z=1.7m。

12.【答案】7="；A=正二^

v2

【详解】试题分析：设周期为T,振幅为A.由题意可得：T=生，&=三比

v2

知识归纳总结

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2025届高考物理：机械振动与机械波小练解析

一、单选题解析

题目分析：本题考察相干波源产生的波的叠加效果。需要理解振动加强点和减弱点的形成条件及判

断方法。

A选项：错误。因为b点是波峰与波峰叠加的振动加强点，根据波的叠加原理，ab直线上的点均

为振动加强点，所以a点也振动加强。

B选项：错误。图示时刻c点为波谷与波谷叠加，但此时c点的位移并非为零，而是达到负向最大

位移。

C选项：错误。同理，c点也是振动加强点。

D选项：正确。图示时刻，b点位移为正向最大，c点位移为负向最大，两者高度差等于两倍的振

幅。

题目分析：本题考察简谐运动的周期性及波的传播特性。

A