2026年高考物理二轮复习：专题14 机械振动与机械波（专题专练）（全国适用）（原卷版）

1/2专题14机械振动与机械波目录第一部分风向速递洞察考向，感知前沿第二部分分层突破固本培优，精准提分A组·保分基础练题型01弹簧振子的简谐运动题型02单摆的简谐运动题型03波动图像和振动图像的综合应用题型04波的多解问题题型05波的干涉B组·抢分能力练第三部分真题验证对标高考，感悟考法1．（2025·浙江杭州·一模）如图所示的装置可以模拟波的形成过程。半径为的圆柱面最低处的母线沿水平方向，母线和距很近且关于对称。完全相同的1到10号小球（可视为质点）锁定在上，间距均为。时刻，由静止释放球1，此后每隔时间（g为重力加速度）依次由静止释放所有小球。若忽略一切摩擦，则（）A．时刻，球1回到出发点B．球1首次到达时，球5位于最低点C．该“波”的“波长”为D．该“波”的“波速”为2．（2025·河北邯郸·模拟预测）某科研团队在新型超导磁悬浮轨道中测试机械波的传播特性。在简谐波的传播方向上相距4.5m的A、B两个智能振动传感器随波做简谐运动。测试中发现两个传感器每分钟完成60次全振动，当A处于波谷时，B恰好处于波峰。若A、B之间还有一个波峰，则下列关于该机械波的说法正确的是（

）A．频率为60Hz B．波长为3m C．波速为2m/s D．周期为0.5s3．（2025·河北秦皇岛·模拟预测）趵突泉，济南三大名胜之一，位居济南七十二名泉之冠。如图甲所示，泉水喷出处可看成简谐波源O，附近水面上有一树叶（可视为质点），树叶在O到池边的垂线上，取波源开始振动时为时刻，树叶的振动图像如图乙所示。树叶到池边的距离为1.5m，波反射时质点振动方向不变，传播方向遵守波的反射规律（类似光的反射规律）。下列说法正确的是（）A．水波的传播速度为1.5m/sB．水波的波长为2mC．树叶到O的距离为3mD．O与池边任意一点连线上（不含两端）均有5个振动加强点01弹簧振子的简谐运动4．（2025·安徽六安·模拟预测）如图甲所示，劲度系数为k的轻质弹簧下端悬挂一质量为m的小球（可视为质点，忽略空气阻力的影响），小球在竖直方向上做简谐运动，弹簧对小球的拉力F随时间变化的图像如图乙所示。已知弹簧弹性势能的表达式为，x为弹簧的形变量，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A．在振动过程中，弹簧的弹性势能和小球的动能总和不变B．小球的振幅为C．用同一装置在月球上重复实验，弹簧振子的周期会发生变化D．小球的最大加速度为5．（2025·四川广安·模拟预测）如图甲所示，一根粗细均匀的木筷，下端绕几圈细铁丝后竖直悬浮静止在装有盐水的杯子中，木筷下端到水面的距离为，现把木筷竖直向上提起一段距离后放手，忽略水的黏滞阻力及水面高度变化，以竖直向上为正方向，从某时刻开始计时，木筷下端的位移y随时间t变化的图像如图乙所示。已知盐水的密度为ρ，木筷的横截面积为S，木筷下端到水面的最小距离为。则（）A．和时刻木筷速度相同B．木筷做简谐运动的振幅为C．木筷（含铁丝）的质量为D．木筷在时间内运动的路程为6．（2025·山西临汾·三模）如图甲所示，质量的箱子P放在水平地面上，两根相同的轻质弹簧连着质量的小球Q，两弹簧另一端与箱子P连接，弹簧均处于竖直状态。取竖直向上为正方向，小球在竖直方向振动过程中相对平衡位置的位移y随时间t的变化如图乙所示，箱子P始终保持静止。已知两弹簧的劲度系数，重力加速度，则（

）A．时，小球的加速度为零B．时．小球的速度为零C．时，箱子P对地面的压力大小为64ND．时．箱子P对地面的压力大小为56N7．（25-26高三上·福建厦门·期中）图甲为名叫“弹簧公仔”的玩具，由头部、轻弹簧及底座组成，可简化为如图乙所示模型，已知物块A的质量为m，物块A静止时，弹簧的压缩量为x，现用力向下按物块A，使弹簧的压缩量为3x时撤去压力，物块A在竖直方向上做简谐运动，当物块A运动到最高点时物块B对水平面的压力恰好为零，重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内。物块A的位移随时间的变化规律如图丙所示，下列说法正确的是（

）A．B．撤去压力的一瞬间，物块A的加速度大小为1.5gC．物块B的质量等于mD．物块A的振动方程为02单摆的简谐运动8．（2025·四川乐山·三模）如图1所示，一单摆悬挂在O点，在O点正下方P点有一个钉子，将小球（可视为质点）拉到A点后静止释放，小球在竖直平面内做简谐运动，摆球的振动图像如图2所示。已知摆球摆角始终不超过5°，重力加速度g取10m/s²，不计一切阻力和能量损失，下列说法中正确的是（）A．该单摆的周期为0.4πsB．OP间的距离为1.6mC．t=0.2πs时小球动能最大D．图中x₁与x₂的比值为2∶19．（2025·重庆·三模）航天员用同一装置对同一单摆分别在地球和月球上做受迫振动实验，得到如图所示的共振曲线。将月球视为密度均匀、半径为r的球体，引力常量为G，地球表面的重力加速度为g，不考虑星球自转的影响。下列说法正确的是（）A．该单摆在地球上的共振频率为f1 B．所用单摆的摆长为C．月球表面的重力加速度为 D．月球的密度为10．（2025·江苏南京·二模）如图，某同学利用一半径R较大的固定光滑圆弧槽和一直径为d的刚性小球来测定当地的重力加速度。已知小球的运动为简谐运动.下列说法正确的是（）A．应从小球处于最高点开始计时B．从不同高度释放，小球的周期不同C．若将n次全振动误记为n−1次，重力加速度的测量值将偏小D．小球经过最低点时加速度为零11．（2025·北京大兴·一模）惠更斯发现“单摆做简谐运动的周期T与重力加速度的二次方根成反比”。为了通过实验验证这一结论，某同学创设了“重力加速度”可以认为调节的实验环境：如图1所示，在水平地面上固定一倾角θ可调的光滑斜面，把摆线固定于斜面上的O点，使摆线平行于斜面。拉开摆球至A点，静止释放后，摆球在ABC之间做简谐运动，摆角为α。在某次实验中，摆球自然悬垂时，通过力传感器（图中未画出）测得摆线的拉力为；摆球摆动过程中，力传感器测出摆线的拉力随时间变化的关系如图2所示，其中、、均已知。当地的重力加速度为g。下列选项正确的是（

）A．多次改变图1中α角的大小，即可获得不同的等效重力加速度B．在图2的测量过程中，单摆n次全振动的时间为C．多次改变斜面的倾角θ，只要得出就可以验证该结论成立D．在图2的测量过程中，满足关系03波动图像和振动图像的综合应用12．（2025·江西·模拟预测）图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，质点P此时偏离平衡位置的位移大小为5cm，Q是平衡位置为x=4m处的质点，图乙为质点Q的振动图像，则此后质点P第三次到达平衡位置的时刻是（）A． B． C． D．13．（2025·安徽安庆·模拟预测）如图甲所示为一列简谐横波在时刻的波形图，其中M、N、Q和P是介质中的四个质点，N、Q两质点偏离平衡位置的位移相等，M、P两质点处在平衡位置且两者之间的距离为36cm，质点N的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（）A．该简谐横波沿x轴正方向传播B．图甲中质点N的平衡位置的坐标为18cmC．图甲中质点Q正沿x轴正方向运动D．图甲中质点Q比质点N后经过平衡位置14．（2025·河南南阳·三模）图甲为一列简谐横波在t=0.2s时刻的波形图，图乙为介质中平衡位置在x=-5m处的质点E的振动图像。下列说法正确的是（）A．该波沿x轴正方向传播B．在t=0.2s到t=0.3s时间内，质点B的加速度在增大C．从t=0.2s到t=0.25s，质点B通过的路程为20cmD．这列波的传播速度为30m/s15．（2025·江苏徐州·模拟预测）一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t＝0时刻波源质点O从平衡位置开始振动，图甲是简谐横波在t＝0.6s时的部分波形图，图乙是这列波上x＝0.7m处的质点从t＝0.7s时刻开始振动的图像，下列说法正确的是（）A．波源的起振方向向上 B．t=0.6s时，x＝0.1m处的质点在波谷处C．波的频率f＝0.5Hz D．波源的振动方程为y＝5sin（5πt）cm04波的多解问题16．（2025·河北石家庄·三模）健身者在公园以固定频率上下抖动长绳的一端，长绳呈现波浪状起伏，可近似为单向传播的简谐横波。以健身者手持长绳端为坐标原点，和时刻长绳呈现的波形图如图所示，已知横波沿x轴正方向传播，则横波的波速可能是（）A．4.2m/s B．5m/s C．5.2m/s D．5.4m/s17．（25-26高三上·山东青岛·期中）均匀介质中有一由点向点传播的简谐横波。时刻，点偏离平衡位置的位移为，点此时位于波谷位置；时，点第一次回到平衡位置；时，点第一次回到平衡位置。已知间距离为，该波波长大于，不考虑波传播过程中的能量损失。关于该机械波，下列说法正确的是（）A．周期 B．波速C．波长 D．振幅18．（24-25高三上·河北沧州·期末）一同学将一块石头扔到湖水中，观察到平静的水面开始上下做简谐运动，在水面上激起的水波的波长为。石头落水处的右侧由近及远有甲、乙两片树叶，某时刻起（该时刻作为0时刻）它们的振动图像如图甲、乙所示。下列说法正确的是（）A．时，甲树叶的速度最大B．该水波的传播速度为C．内，乙树叶通过的位移大小为D．两片树叶之间的距离可能为19．（2025·甘肃白银·三模）丝带舞是艺术性很强的一种舞蹈，某次舞者抖动丝带形成的丝带波可简化为一向x轴正向传播的简谐横波，如图所示，实线和虚线分别为t1=0和t2=3s时的波形图，下列说法正确的是（）A．x=1m处的质点经过一个周期可能向右运动4mB．在t=0.2s时x=1m处的质点可能加速度最大，方向沿y轴正方向C．该丝带波的周期可能为（n=0，1，2，3……）D．该丝带波的传播速度可能为2m/s05波的干涉20．（2025·云南昆明·模拟预测）图甲描绘了在t＝0时刻，由两波源、在均匀介质中形成的波阵面平面图（实线和虚线分别代表波峰和波谷）。已知这两个波源的振动频率相等，振幅相同。P和Q是该平面上的两个固定点，、间的距离是0.2m。图乙是P点的振动图像（位移—时间关系）。下列说法中正确的是（）A．波源发出的机械波波速为0.2m/s B．t＝0.2s时，Q点的位移是AC．连线的延长线上没有干涉增强点 D．的连线上共有4个干涉减弱点21．（2025·广西南宁·模拟预测）如图甲为超声波悬浮仪，上方圆柱体中，高频电信号通过压电陶瓷转换成同频率的高频声信号，发出超声波，下方圆柱体将接收到的超声波信号反射回去。两列超声波信号叠加后，会出现振幅几乎为零的点（称为“节点”），在节点两侧声波压力的作用下，小水珠能在节点处附近保持悬浮状态，该情境可等效简化为图乙所示情形。图乙为某时刻两列超声波的波形图，为波源，该时刻波源产生的波形恰好分别传到了点和点，已知声波传播的速度为，则下列说法正确的是（）A．该超声波的频率为B．两列波充分叠加后，小水珠能悬浮在点（-1.25cm，0）附近C．小水珠悬浮时，受到的声波压力为零D．经过，点沿轴正方向移动22．（2025·江西新余·模拟预测）如图所示，在坐标系中A（0，-5）和B（12，0）处有两个波源，已知A处波源质点的振动方程，B处波源质点的振动方程，已知这两列波在介质中传播的速度v=2m/s，两波源的振动方向都与纸面垂直，下列说法正确的是（）A．这两列波的波长都是1mB．坐标原点O的振幅是1cmC．在OB之间（不含O、B两点）有10个加强点D．在OA之间（不含O、A两点）有3个减弱点23．（2025·湖南长沙·模拟预测）如图所示，水面上有两个相距4m、频率均为2Hz的波源S1和S2，水面上P点到S1的距离为3m，到S2的距离为5m。t=0时刻，两波源同时由平衡位置开始向下简谐振动，t=1.5s时，P点开始振动。已知两波源的振幅均为10cm，下列说法正确的是（）A．该水波的波长为2mB．0~3s内，P点运动的路程为120cmC．P点与S1的连线之间（不含P、S1两点）有2个振动减弱点D．S1与S2的连线之间（不含S1、S2两点）有8个振动加强点24．（2025·广东深圳·模拟预测）（多选）如图甲所示，光滑水平面上有大小相同的小球A和B靠在一起，小球A与轻绳组成单摆，小球B与轻弹簧组成的弹簧振子，刚开始小球A和B均处于静止状态。现将小球A向左拉开一个较小角度（小于5°）并时由静止释放，经最低点时与小球B发生碰撞，碰撞时间可忽略不计，此后小球B运动的图像如图乙所示。以最低点为零势能面，小球A与B第一次碰撞后A球速度恰好为零，已知小球B的质量为m，重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的有（）A．弹簧振子的周期等于 B．单摆的摆长等于C．A球释放的高度为 D．A球运动的最大速率为25．（2025·广东汕头·三模）（多选）用轻质绝缘细绳悬挂带正电的小球，小球可视为质点，如图1所示。将装置分别放入图2所示的匀强电场，图3所示的匀强磁场中。将小球从偏离竖直方向左侧的一个小角度位置由静止释放，在图中三种情况下，小球均在竖直平面内周期性往复运动，周期分别为、、，小球第1次到达轨迹最低点时的速度大小分别为、、，拉力大小分别为，不计空气阻力。图中三种情况，下列说法正确的是（）A．图1和图3的小球在运动过程中机械能都守恒B．三个小球运动的周期大小关系C．三个小球第1次到达最低点时拉力大小关系D．三个小球第1次到达最低点时的速度大小关系26．（2025·山东·模拟预测）（多选）如图所示，水平地面上有一倾角的斜面体，一根不可伸长的细绳一端连在物块上，另一端绕过光滑轻质定滑轮通过劲度系数为的轻弹簧与物块相连，的质量为，的质量为，斜面体的质量为。初始时刻，用手握住物块，使弹簧处于原长，此时恰好不动，松手后，物块开始运动，整个过程中物块未着地且弹簧都在弹性限度内，物块和斜面体始终保持静止。重力加速度为，则下列判断正确的是（）A．的质量B．弹簧的最大弹性势能为C．向下运动过程中，与斜面体间的摩擦力一定一直减小D．向下运动过程中，地面对的支持力始终小于27．（2025·广西·模拟预测）（多选）一列简谐横波沿轴正方向传播，图（a）是时刻的波形图，图（b）和图（c）分别是轴上某两处质点的振动图像，这两质点平衡位置之间的距离可能是（）A． B． C． D．28．（2025·浙江·一模）（多选）如图所示，两连续振动波源P、Q分别位于m和m处，P的振幅为3cm，Q的振幅为2cm，振动周期均为0.4s，形成两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，图示为时刻的波形图，区域为介质1，区域为介质2。下列说法正确的是（

）A．Q波源的起振方向沿y轴向下B．s时m处质点的位移为5cmC．稳定后，m处的质点振动减弱D．稳定后，在（含和m）区间有5个振动加强点29．（2025·广东清远·一模）（多选）如图甲所示，游乐场有一种水上蹦床设施，游客在蹦床上有规律的跳动，水面激起一圈圈水波。波源位于O点，水波在xOy水平面内传播（不考虑能量损失），波面呈现为圆形。t=1s时刻，部分波面的分布情况如图乙所示，其中虚线、实线表示两相邻的波谷、波峰。A处质点的振动图像如图丙所示，z轴正方向表示竖直向上。下列说法中正确的是（）A．水波的波长为4m B．水波的波速为2m/sC．t=3s时，A处质点所受回复力最大 D．t=3s时，B处质点处在波谷位置30．（2025·湖南·一模）（多选）如图所示，、、在xy平面内，两波源分别置于A、B两点。时，两波源从平衡位置起振，起振方向相反且垂直于xy平面。频率均为5Hz。两波源持续产生振幅相同的简谐横波，波分别沿AC、BC方向传播，波速均为。下列说法正确的是（）A．两横波的波长均为8m B．C点是振动减弱点C．时，C处质点速度为0 D．时，C处质点速度不为031．（2025·浙江·一模）（多选）一列简谐横波沿x轴正方向传播，此波在某时刻的波形图如图甲所示。质点M的平衡位置在处，质点N的平衡位置在处。质点N从时刻开始振动，其振动图像如图乙所示。此波传播到达平衡位置为处的质点Q时，遇到一障碍物（未画出）之后传播方向立刻反向，反射波与原入射波在相遇区域发生干涉，某时刻两列波部分波形如图丙所示。则下列说法中正确的是（

）A．图甲时刻波刚好传播到点，波速为B．从到，质点M通过的路程小于C．时，质点N的位移为D．足够长时间后，之间有5个振动加强点（不包括两点）32．（2025·浙江湖州·一模）（多选）如图所示，两波源和分别位于与处，以为边界，两侧为不同的均匀介质Ⅰ和Ⅱ。图示时刻同时起振的两波源均已恰好振动了半个周期，起振方向垂直纸面向外，振动频率均为1Hz，振幅均为5cm，圆周为波峰位置（垂直纸面向外的最大值位置），取该时刻，不考虑反射波的影响，则（）A．时，两波源的振动方向垂直纸面向里B．时，两列波同时到达处C．振动较长时间后，在间共有5个减弱点D．0~3s内，处质点振动的路程为30cm33．（2025·全国·模拟预测）（多选）中国队在“巴黎奥运会”获得“艺术体操项目”集体全能冠军，体操运动员在“带操”表演中，彩带会形成波浪图形。某段时间内彩带的波形可看作一列简谐横波，波形图如图甲所示，实线和虚线分别为t1=0时刻和t2时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置为x1=1m和x2=4m的两质点，质点Q的振动图像如图乙所示。根据图中信息，下列说法正确的是（）A．该列简谐横波沿x轴正方向传播B．该列简谐横波的波速大小为4m/sC．质点P从0时刻到t2时刻经过的路程可能为50c