专题07+机械振动和机械波（原卷版）

专题7.机械振动和机械波-突破典型题型之力学选择题（2024届高考物理二轮复习）

专练目标专练内容

目标1简谐运动的弹簧振子模型（Tl、T2、T15、T16）

目标2简谐运动的单摆模型（T3、T4、T17>T18）

目标3机械波中质点振动的特点（T5、T6、T19、T20）

目标4波长、频率和波速的关系（T7、T8、T2KT22）

目标5振动图像与波形图的结合（T9、T10、T23、T24）

目标6求周期的多解问题（Til、T12>T25、T26）

目标7求波速的多解问题（T13、T14、T25、T27、T28）

一、单选题

1.（2024•广西•统考一模）如图甲，弹簧振子的平衡位置O点为坐标原点，小球在M、N

两点间做振幅为人的简谐运动，小球经过。点时开始计时，其XT图像如图乙，小球的速

度v=A与g亭，加速度为“，质最为,〃，动能为纥，弹簧劲度系数为匕弹簧振子的

弹性势能为彳，弹簧对小球做功的功率为P，卜.列描述该运动的图像正确的是（）

A.B.

2mA~TVkA%

~T~

2.（2023•陕西咸阳•校考模拟预测）如图所示的弹簧振子，物块A的质量为〃?，弹簧的劲

度系数为化弹簧振子振动的周期为丁=24收：让A在光滑的水平面上做往复运动，A在

运动过程中的最大速度为如，当A的速度最大时，把另一个质量为m的物块B轻轻的放在

A上，两者合二为一立即达到共同速度。下列说法正确的是（）

4AAAAAAAMMAM斤

A.物块B未放置到A上之前，A由最左端运动到最右端需要的时间为工

B.放上B后，整体第•次运动到弹性势能最大处，需要的运动时间为千

c.两物块合二为一后，弹簧的最大弹性势能为:机片

O

D.物块B放置到A上，在两者达到共同速度的短暂过程，A对B的冲量为J〃7%

3.（2024•甘肃•统考一模）图为两单摆的振动图像，0为摆线偏离竖直方向的角度

（。＜5。）°两单摆的摆球质量相同，则（）

小以2也找I

L.2r9

A.摆长之比黄=可B.摆长之比言=1

L、■+

C.摆球的最大动能之比E言k=不3D.摆球的最大动能之比4言=大4

4.（2024・安徽•校联考模拟预测）“滑水〃是近些年兴起的一项热门运动。摩托艇后面拉着一

根绳子，后面的人手拉绳子、脚踩冲浪板。摩托艇行驶起来后，人就可以借助冲浪板“滑

水”。有人注意到摩托艇匀速行驶时，冲浪板相对于摩托艇并不是静止，而是做简谐运动。

在俯视图中建立坐标系X。），，已知摩托妣的速度为打绳长为心绳上的最大拉力为E人

和冲浪板的总质量为，〃。水的阻力仅存在X方向，且正比于速度沿x轴的分量，比例系数

为%下列说法正确的是（

人和冲浪板

当绳子与x方向达到最大倾角时，绳上拉力为0

人和冲浪板做简谐运动时机械能守恒

人和冲浪板做简谐运动的周期为2名叵匚

NF—ku

D.人和冲浪板做简谐运动的周期为24

5.（2024•安徽•统考一模）"水袖功”是中国古典舞中用于表达情感的常用技巧，舞者通过手

把有规律的抖动传导至袖子上，营造出一种“行云流水〃的美感.这一过程其实就是机械波

的传播。下列关于机械波中横波的说法正确的是（）

A.介质中质点沿波的传播方向移动

B.介质中质点的振动速度等十波速

C.横波是传递能量的一种方式

D.横波由一种介质进入另一种介质时频率发生变化

6.（2023•浙江•校联考一模）如图所示是一列沿工轴正方向传播的机械波在f=0时的波形

图，由于某种原因，中间有一部分无法看清，已知该波的波速u=5m/s,下列说法正确的

是（）

I

A.此波的波长为8m

B.，=0时刻，x=7m处的质点振动方向沿N轴正方向

C.00.6s时间内，x=7m处的质点通过的路程为0.2m

D.再经过1.2s,x=2m处的质点传播到x=8m处

7.（2024•江西•校联考模拟预测）质点。从/=0时刻开始振动，0.6s后停止振动，再经

1.2s,图中的质点“刚好开始振动，形成的波形图如图所示，此时质点A位于波谷。已知

甲

A.该横波的传播方向沿x轴正方向B.该横波的传播速度大小为31.25m/s

C.f=1.0s时，质点8运动到波峰位置D.再经0.2s,质点A将沿x轴运动5m

10.（2024•江西•统考一模）如图（a）所示，一列简谐横波以速度〃沿x轴正方向传播，在

波的传播方向上有Q两点，？Q=2.4m且小于波长。P、。两处质点的振动图像分别如

图（b）中实线和虚线所示。波速〃和。处质点在0~2s内的位移大小d是（）

C.u=2.4m/s,J=1.CicmD.〃=2.4m/s,4=0

11.（2023•河北秦皇岛•校联考二模）如图是某机械波的波动图像，实线为/时刻的波形,

虚线为f+4时刻的波形，图示中A土和分别是I时刻某波峰与，+加时刻相邻两波峰之

间的距离。下列说法正确的是（）

/时刻留汲形t+4时刻的波形

A.该机械波一定沿％轴正方向传播B.该机械波的波长可能为2（州+用）

C.该机械波的传播速度可能为黑户D.该机械波的周期可能为+产）

2'+Aq

12.（2023•广东•模拟预测）如图所示，实线是一列简谐横波在乙时刻的波形图，虚线是

，2=«+l）s时刻的波形图，已知质点M的平衡位置距。点距离为5m。下列说法正确的

是（）

4

A.若波沿x轴负向传播时，其周期可能为jjs

B.无论波向哪个方向传播，质点M在时刻一定沿y轴正方向运动

C.若该波沿K轴正向传播，其波速可能为7m/s

D.若波沿x轴负向传播时，当周期T=时，质点“在4到G时间内运动的路程为

3.2m

13.（2023♦广西•统考模拟预测）如图甲所示，坐标原点。处有一简谐横波的波源，4,B

两点为X轴上的两点，相距x=6m,A、8两点的振动情况分别如图乙中的图线。、》所

示。则该波的最大波速为（）

O—iB

甲

A.1.5m/sB.D.6m/s

14.（2023•湖南永州•统考一模）战绳作为一项超燃脂的运动，十分受人欢迎。一次战绳练

习中，某运动达人晃动绳的一端使其上下振动（可视为简谐振动）形成横波。图甲、图乙

分别是同一绳上P、。两质点的振动图像，传播方向为P到波长大于1m、小于3m,

P、Q两质点在波的传播方向上相距3m,下列说法正确的是（）

4

C.该列波的波速可能为§m/sD.从，=0至f=2125s,Q质点运动的路程

为3.4m

二、多选题

15.（2023•山东潍坊•统考模拟预测）如图所示，劲度系数为人的轻弹簧下端悬挂一质量为

M的托盘，处于静止状态。现将一质量为小的粘性小球自距盘面高度为万处无初速释放,

与扁发牛碰撞后未反弹，碰撞时间极短。不计空气用力，重力加速度为小运动过程中弹

簧始终处于弹性限度内。下列说法中正确的是（）

A.小球与盘运动的最大速度为巴叵

M+m

B.小球与盘碰后向下运动距离竽时，盘的速度达到最大

k

C.小球与盘向上运动过程中，弹簧的弹性势能直减小

D.当小球与盘的加速度向上且大小为十一时，其速度大小为吆殛

16.（2024・河南•校联考模拟预测）如图所示，串在水平光滑杆上的一弹簧振子沿x轴在

A、B两点之间做简谐运动，A、B两点间的距离为16cm,某时刻振子沿x轴负方向经过C

点，2s后第二次经过。点,。己知振子经过C、。两点时的速度大小均为心。、D两点之间

的距离为8cm,下列说法正确的是（）

/

7^VWWVWM€^>

/

/BDOCA

A.振子动能的变化周期为4s

B.从振子沿x轴负方向经过。点到第一次经过。点所用的时间小于1s

C.振子在C、。两点间运动的过程中，弹簧弹力对振子做的功一定为0

D.振子在C、D两点间运动的过程中，弹簧弹力对振子的冲量一定为0

17.（2024・四川成都・成都七中校考一模）图示为地球表面上甲、乙单摆的振动图像。以向

右的方向作为摆球偏离平衡位置的位移的正方向，地球上的自由落体加速度为10m/s2,月

B.甲摆在月球上做简谐运动的周期为5s

C.甲摆振动的振幅4cm

D.甲单摆的摆长约为4m

E.乙单摆的位移式随时间/变化的关系式为x=2sin（0.5m+gcm

18.（2023•浙江•模拟预测）如图所示，质量为町=04kg的小球A通过长为L=lm的轻绳

悬挂于。点，某时刻将小球向左拉离一段距离使轻绳伸直且与竖直方向的夹角。=37。，然

后由静止释放,小球在悬点O正下方M处与质量为〃4=0.7kg的小球B发生弹性正碰。碰

后B球沿光滑水平轨道MN向右运动并从N点滑上半径为R=4m的竖直光滑圆弧轨道

（圆弧轨道在N点处与水平轨道相切）。两球均可视为质点且碰撞时间极短，不计一切阻

力。已知cos37=0.8,cos5=0.996<,下列说法正确的是（)

o

A.碰后瞬间小球B的速度大小为0.5m/s

小球从碰后瞬间到第一次到达最高点所用时间为巫

B.A7cs

20

C.小球B从N点进入圆弧轨道到返【可N点的过程所受合外力的冲量为0

D.小球B从N点进入圆弧轨道到返回N点的过程所用时间为亚7rs

5

19.（2024•四川南充♦统考一模）杜甫在《曲江》中写到：穿花蚊蝶深深见，点水蜻蜓款款

飞。平静水面上的S处，"蜻蜓点水〃时形成一列水波向四周传播（可视为简谐波），A、8、

C三点与S在同一条直线上。图不时刻，A在波谷与水平面的高度差为〃，B、C在不同的

波峰上。己知波速为打4、B在水平方向的距离为.，则下列说法正确的是（）

A.水波通过尺寸为1.5a的障碍物能发生明显衍射

B.A点振动频率为｝

C.到达第一个波峰的时刻，C比八滞后担

V

D.从图示时刻起，经过时间州，8、C之间的距离增大

v

E.从图示时刻开始计时，A点的振动方程是尸“sin（学+芝|

20.（2023•陕西咸阳•校考模拟预测）一列简谐横波在f=0时的波形如图所示，该波正以

v=3m/s的波速沿工轴正方向传播，下列说法正确的是（）

A.波源振动的周期为2s

B.f=0时刻，介质中x=3m处的质点S正沿y轴负方向运动

C.06s时间内，质点S运动的路程为3m

D.介质中x=3m处的质点S做简谐运动的表达式为）,=25sin^rcm

21.（2024•云南大理•统考二模）最近两年以来，地震在世界各地频频出现，让人感觉地球

正处于很”活跃〃的时期。地震波既有横波，也有纵波，若我国地震局截获了一列沿x轴正

方向传播的地震横波，在/s（图中实线）与（/+0.4）s（图中虚线）两个时刻工轴上

-33km区间内的波形图如图所示，关于该地震波，以下判断一定正确的是（）

A.质点振动的周期T=O.8s

B.最小波速u=5km/s

C.t时刻位于x=1km的质点沿了轴负向振动

D.从f时刻开始计时，2.5km处的质点比2km处的质点先阿I到平衡位置

22.（2024•贵州•统考一模）一水平软绳右端固定，取绳左端质点O为坐标原点，以绳所在

直线为x轴、竖直方向为y轴建立坐标系，在绳上每隔4选取一个质点。/=0时刻质点O

开始沿），轴振动，产生一列沿x轴传播的横波（可视为简谐波）。己知，="时刻的波形如图

所示，下列说法正确的是（）

Ay

o一，.......

：/a1%豆2%2可X

-A

A.该波的周期为匈

B.该波的波长为8/。

c./=o时刻，质点。振动方向沿，，轴正方向

D./=6/。时刻，x=201°处的质点位移为零

23.（2024•新疆乌鲁木齐•统考一模）"波〃字最早用于描述水纹起伏之状，唐代诗人有“微风

动柳生水波〃的描述。图甲为一列可看成简谐横波的水波在f=0.5s时的波形图，P、。是介

质中的两个质点，图乙为质点P的振动图像。下列说法中正确的是（）

A.水波沿x轴负方向传播B.水波的波速为0.72m/s

A

C./=L0sH寸，质点。的位移为万D.质点P的平衡位置坐标Xp=4cm

24.（2024•全国•模拟预测）位于坐标原点的波源产生一列沿“轴正方向传播的简谐横波，

f=0时完整的波形如图甲所示，如图乙所示为x轴上某质点的振动图像，已知介质中

两质点的横坐标分别为2m、8m,则下列说法正确的是（）

A.图乙可能为质点。的振动图像

14

B.该波的传播速度为3m/s"=0时波源已振动了1s

C.再经过6s,X轴上的22m处的质点起振

D.从计时开始到质点。迎来第二个波峰的时间内波源通过的路程为（22-26）cm

25.（2024•吉林白山♦统考一模）某健身者挥舞健身绳锻燎督力，挥舞后形成一列沿x