第27讲 机械振动、机械波（专项训练）（四川专用）（学生版）

第27讲机械振动、机械波目录TOC\o"1-2"\h\u01课标达标练题型01简谐运动题型02单摆题型03受迫振动及共振题型04机械波的形成与描述题型05波的反射、折射、干涉、衍射、多普勒效应02核心突破练03真题溯源练01简谐运动1.以下描述振动强弱的物理量是（）A．振幅 B．频率 C．速度 D．加速度2.如图所示，水平放置的汽缸内封闭着一定质量的理想气体，外界压强。p0保持不变。质量m、横截面积为S的活塞离汽缸底部距离为l时处于平衡状态。现将活塞从平衡位置稍稍向外移动Δx（Δx≪l）后释放，如果活塞所受合外力满足F=-kΔx形式，则活塞运动的周期为T=2πmkA．t=πmlSp0 B．t=π23.（多选）（2025·四川乐山·高三月考）如图是一水平弹簧振子做简谐运动的x−t图像，下列说法正确的是（）A．该振子的振动频率为4Hz B．第2s末振子的加速度为零C．第2s末和第10s末振子的速度相同 D．前20s内振子通过的路程为100cm4.（2025·四川攀枝花·二模）如图所示，一个小球和轻质弹簧组成的系统，小球静止时其下端与水平线a对齐，现将小球沿竖直方向向下拉动使其下端与水平线b对齐后由静止释放，小球将沿竖直方向上下振动，经Δt=0.125s小球首次回到其下端与水平线a对齐时的位置。已知水平线a、b之间的距离d=1cmA．小球振动的频率为0.5HzB．小球在2s内通过的路程为16cmC．t=0.375sD．小球振动的位移x随时间t的变化关系为x=5.如图所示，并列悬挂两个相同的弹簧振子（互不影响）。把两个小球拉到相同的位置，先释放A球，当A球第一次到达平衡位置时再释放B球，在接下来的运动过程中，两小球不可能在同一时刻具有（）A．相同的速度与相同的动能 B．相同速度与相同位移C．相同的位移与相同的加速度 D．相同的位移与相同的动能6.（多选）（2025·四川内江·高三月考）如图甲所示，水平的光滑杆上有一弹簧振子，振子以O点为平衡位置，在a、b两点之间做简谐运动，取向右为正方向，其振动图像如图乙所示。由振动图像可以得知（）A．振子的振动周期等于tB．在t=0时刻，振子的位置在O点C．在t=tD．从t1到t2，振子从O点向02单摆7.如图所示，荡秋千在小幅度摆动时可简化为单摆做简谐运动，其等效“摆球”的质量为m、摆长为l，重力加速度大小为g，忽略空气阻力。下列说法正确的是（）A．人和踏板整体受重力、弹力、回复力的作用B．经过最低点时人与踏板均处于平衡状态C．人与踏板通过最高点时，合力等于零D．荡秋千的周期为28.如图所示是两个理想单摆的振动图像，纵轴表示摆球偏离平衡位置的位移。下列说法中正确的是（）A．t=4sB．乙摆球在第1s末和第3s末速度相同C．甲、乙两个摆的摆长之比为1:2D．甲摆球位移随时间变化的关系式为x=29.某同学在探究单摆运动中，图甲是用力传感器对单摆运动过程进行测量的装置图，图乙是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的F-t图像，则以下说法正确的是（

）A．t=0.1sB．t=0.5sC．单摆振动周期T=0.8D．单摆振动周期T=0.910.如图所示，在绘制单摆做简谐运动的图像时，甲、乙两同学用不同摆长的沙摆和同样长的纸带，分别作出如图甲和图乙所示实验结果。已知实验中图甲、图乙纸带运动的平均速度大小相等，则甲、乙同学所用沙摆的摆长L甲：L乙为（）A．9：16 B．16：9C．3：4 D．4：311.如图甲所示，某同学利用了智能手机和一个磁性小球来测量重力加速度。打开智能手机的磁传感器，将磁性小球由平衡位置拉开一个小角度由静止释放，手机软件记录磁感应强度的变化曲线如图乙所示，下列说法正确的是（）A．单摆的周期为tB．测量出的重力加速度g=C．小球拉起的幅度越大，运动周期越大D．小球经过最低点时，速度最大，合力为零12.（多选）下列有关单摆的说法正确的是（）A．在做单摆实验时，要尽可能选择质量小、体积大的球B．同一个单摆在赤道和两极的周期不相同C．单摆的周期与摆球质量和振幅无关D．摆角很大时，单摆也可以看成做简谐运动13.（多选）（2025·四川内江·高三月考）如图甲所示，O点为单摆的固定悬点，将力传感器接在摆球与O点之间。将摆球拉到A点从静止释放，摆球将在竖直面内的A、C之间做简谐运动，其中B点为运动中的最低位置。乙表示细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线，图中t=0为摆球从A点开始运动时的（g取10m/s2）。下列说法中正确的是（）A．在θ小于5°的情况下，θ越大，周期不变B．小球的质量为0.10kgC．小球在最低点的速度大约为0.283m/sD．摆球所受重力和摆线对摆球拉力的合力充当单摆的回复力14.（多选）如图甲所示，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，摆球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，取重力加速度，g=10mA．单摆的摆长约为1.0mB．单摆的位移随时间变化的关系式为x=8C．从t=0.5s到t=1.0D．从t=1.0s到t=1.503受迫振动及共振15.关于受迫振动、共振，下列说法正确的是（

）A．为了防止共振产生危害，建厂房时要考虑厂房的固有频率与机器的固有频率的差别B．做受迫振动的物体的频率与固有频率相等，与驱动力的频率无关C．快艇上的机关炮正连续向敌人射击时的振动是共振现象D．驱动力频率与固有频率之差越小，振幅越小，二者之差越大，振幅越大16.如图甲，把一个筛子用四根弹簧支撑起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这就做成了一个共振筛，该共振筛的共振曲线如图乙所示，已知仅增大电压，可使偏心轮转速提高；仅增大筛子质量，可增大筛子的固有周期。现在，在某电压下偏心轮的转速是2r/s，则（）A．筛子现在振动的频率为0.8HzB．共振筛的固有频率为0.8HzC．仅增大电压，可以使筛子振幅增大D．仅增大筛子质量，可以使筛子振幅增大17.（多选）如图甲所示，在曲轴上悬挂一弹簧振子，转动摇把，曲轴可以带动弹簧振子上下振动。开始时不转动摇把，让振子自由上下振动，其振动曲线如图乙所示；然后以某一转速匀速转动摇把，当振子振动稳定后，其振动图像如图丙所示。下列说法正确的是（）A．振子振动稳定后的振动周期为0.4sB．把手匀速转动的转速为150r/minC．为了增大振子振动的振幅，应增大把手的转速D．当把手匀速转动的频率为2.5Hz时，振子振动的振幅最大04机械波的形成与描述18.关于简谐运动与波的下列说法中，正确的是（）A．处于平衡位置的物体，一定处于平衡状态B．位移方向总跟加速度方向相反，跟速度方向相同C．物体的运动方向指向平衡位置时，速度方向跟位移方向相反；背向平衡位置时，速度方向跟位移方向相同D．物体做机械振动，一定会产生机械波19.以下对机械波的认识正确的是（）A．形成机械波一定要有振源和介质B．横波向右传播时，处于波峰的质点也向右迁移C．振源做简谐运动形成的波中，各质点的运动情况完全相同D．机械波向右传播时，右方的质点比左方的质点早一些振动20.甲、乙两人站在一堵墙前面，两人相距2a，距墙均为3a。当甲开了一枪后，乙在tA．甲开枪后4t时间B．甲开枪后3t时间C．甲开枪后2t时间D．甲开枪后3+21.波源O垂直于纸面做简谐运动，所激发的横波在均匀介质中沿纸面向四周传播。图甲为该简谐波在t=0.15s时的俯视图，实线圆表示波峰，虚线圆表示波谷，相邻两个实线圆之间仅有1个虚线圆。介质中某质点的振动图像如图乙，取垂直纸面向外为正方向。下列说法正确的是（）A．该波的波速为30cm/sB．图乙可能是质点C的振动图像C．该波由质点A传到质点B的时间为0.2sD．质点D在该时刻速度方向垂直纸面向里22.（多选）“地震预警”是指在地震发生后，抢在地震波传播到受灾地区前，向受灾地区提前几秒至数十秒发出警报，通知目标区域从而实现预警。地震监测站监测到一列地震横波，某时刻的波形图如图甲所示，已知P点是平衡位置在x=0处的质点，Q点的平衡位置坐标为x=15m，以此时刻做为计时起点，质点Q振动的a-t图像如图乙所示。则下列说法正确的是（

A．质点P沿y轴正方向运动B．地震横波的传播波速为9m/sC．t=5s时，质点QD．0~5s的时间内，质点P所走的路程小于50cm23.（多选）（2025·四川成都·三模）一简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形图如图所示，坐标原点是质点A的平衡位置，其振幅为2cm，在t=0时刻质点A的位移y=2cm，已知该波在介质中传播速度A．t=0时刻A质点的振动方向向下B．该波的波长为4mC．t=2s时，x=1.5D．t=0到t=5s时间内，x=1.524.（多选）位于坐标原点O的波源在t=0时刻开始振动，形成的简谐横波在x轴上传播，在传播方向有两个质点P、Q，其平衡位置的坐标分别为xp=9m、xQ=15m，在t=5s时波刚好传播到Q点，其波形如图所示。下列说法正确的是（）A．质点P刚开始振动时，其运动方向沿y轴正方向B．该波的波速是3m/sC．0～5s时间内，质点P运动的路程为15cmD．t=4s时，质点P正好在波谷位置25.（多选）一简谐横波在均匀介质中沿直线传播，如图为该直线上平衡位置相距9 m的两质点A、B的振动图像，已知波先传到质点A，且质点B滞后质点A的时间Δt<T（A．t=0.1 s时，质点A具有沿yB．该波的波长为36C．该波的传播速度为30D．若将波源的振动频率调整为9 Hz，可使两质点A、26.水袖是中国古典舞中用于情感表达和抒发的常用技巧，舞者的手的规律振动会传导至袖子上，给人一种“行云流水”的美感。如图（a）所示，一列简谐横波沿x轴方向传播，实线和虚线分别为t1=0.1s时刻和t2时刻的波形图，且t2>t1，P、A．t1时刻P的振动方向沿yB．t2时刻QC．tD．t1到t2内，P、27.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，给人营造出一种“行云流水”的美感。某次表演过程中，舞者抖动水袖形成一列向x轴正方向传播的简谐横波，P、Q是平衡位置x=0m和x=3m的两质点。t=0时刻形成的波形图如图所示，t=4sA．t=0时刻P点沿y轴正方向振动B．该波的最小波速为5C．若周期T=16s，则t=12s时，质点D．这列波2s内传播的距离可能为5m28.海面上两个浮标A、B相距21m，一列水波（可看作横波）由浮标A向浮标B传播，当浮标A处在波谷时，浮标B正在平衡位置向上振动，测得浮标B一分钟内完成45次全振动，则水波的波速可能是（）A．4m/s B．6m/s C．9m/s D．15m/s05波的反射、折射、干涉、衍射、多普勒效应29.水平面内有两个沿竖直方向振动的相干波源S1和S2（振动步调相同），发出的简谐横波在同一均匀介质中传播，其波源分别位于如图所示椭圆长轴端点位置，椭圆的半长轴为a=5m，半短轴为b=3m，如图所示建立xOy坐标系。已知波源频率f=2Hz，简谐波在介质中传播速度大小为8m/s，则下列说法正确的是（）A．该简谐波在介质中的波长是16mB．在波源S1和S2的连线上（不包含S1、S2位置），振动加强的位置一共有3个C．在椭圆上振动加强的位置一共有10个D．位于y轴上的所有质点均是振动减弱点30.如图为一“环腔式”降噪器的原理图，可以对高速气流产生的噪声进行降噪。波长为λ的声波沿水平管道自左侧入口进入后分成上、下两部分，分别通过通道①、②继续向前传播，在右侧汇聚后噪声减弱，其中通道①的长度为10λ，下列说法正确的是（）A．该降噪器是利用波的衍射原理设计的B．通道②的长度可能为8.5λC．通道②的长度可能为8λD．该降噪器对所有频率的声波均能起到降噪作用31.（多选）两列简谐横波在同一均匀介质中相向传播，波源M产生的波沿x轴正方向传播，波源N产生的波沿x轴负方向传播，波速均为5mA．两列波能发生稳定的干涉现象B．波源N要比波源M晚振动C．波源M和波源N的起振方向相反D．波源M和波源N在传播过程中遇到尺寸为50cm32.（多选）两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x=−0.2m和x=1.2m处，两列波的波速均为0.2m/s，波源的振幅均为4cm，图示为t=0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在x=0和A．两列波波源的起振方向相同B．当两列波相遇时，右边的波源振动了3sC．两波源间有7个振动加强点D．t=3s时，x=0.5m处的质点运动的总路程为16cm33.（多选）关于光的现象，下列说法中正确的是（）A．频率相同的两列光一定能发生干涉B．在双缝干涉现象中，入射光波长变长，相邻两个亮条纹间距将变大C．如图甲所示，利用光的干涉检查平整度，用单色光从上面照射，空气膜的上下两个表面反射的两列光波发生干涉，图中条纹弯曲说明此处是凹陷的D．让单色光分别通过宽度不同的单缝a、b后，得到图乙所示的衍射图样，单缝a的宽度较大34.（多选）一列简谐横波沿x轴方向传播，图甲是t=0时波的图像，图乙为图甲中质点P的振动图像，则下列说法正确的是（）A．该波沿x轴正方向传播B．波传播的速度为3C．经过一个周期，质点P沿x轴运动2.4D．该波通过直径为0.2m35.（多选）关于波的现象描述，下列说法正确的是（

）A．当机械波发生反射时，其频率不变，波长、波速均发生变化B．声波容易绕过障碍物传播是因为声波波长较长，容易发生明显衍射C．当两列波发生干涉时，如果两列波的波峰在某点相遇，则该处质点的位移可能为零D．当接收者远离波源时，波源发出的频率变低36.如图所示，在倾角为α的斜面顶端固定一摆长为L的单摆，单摆在斜面上做小角度摆动，摆球经过平衡位置时的速度为v，则以下判断正确的是（

）A．单摆在斜面上摆动的周期为T=2B．摆球经过平衡位置时受到的回复力大小为F=mC．若小球带正电，并加一沿斜面向下的匀强电场，则单摆的振动周期将减小D．若小球带正电，并加一垂直斜面向下的匀强磁场，则单摆的振动周期将发生变化37.（多选）一单摆做小角度摆动，其振动图象如图，以下说法正确的是（）A．t1B．t2C．t3D．t438.如图1所示，挖掘机的顶部垂下一个大铁球并让它小幅度地摆动，即可用来拆卸混凝土建筑，可视为单摆模型，它对应的振动图像如图2所示，下列说法正确的是（）

A．单摆振动的周期是4sB．t=2sC．铁球摆动周期随其质量增大而增大D．若测出摆线长度L，可以估算当地重力加速度39.如图所示，质量为m的物块放置在质量为M的木板上，木板与弹簧相连，它们一起在光滑水平面上做简谐运动，周期为T，振动过程中m、M之间无相对运动，设弹簧的劲度系数为k，物块和木板之间的动摩擦因数为μ，则下列说法正确的是（）A．研究木板的运动，弹簧弹力充当了木板做简谐运动的回复力B．若Δt＝T2，则在t时刻和（t＋ΔtC．若t时刻和（t＋Δt）时刻物块受到的摩擦力大小相等，方向相反，则Δt一定等于T2D．当整体离开平衡位置的位移为x时，物块与木板间的摩擦力大小等于mm+M40.砂漏斗与悬线构成的砂摆在竖直平面内小角度地摆动，其下方有一薄板垂直摆动平面，匀速拉动薄板，漏出的砂落在薄板上的形状可反映砂摆的振动情况。甲、乙两不同摆长的砂摆分别落在同一段薄板上的图像如图所示，已知甲、乙两种情况下薄板的运动速度大小之比为2:3，则两砂摆的周期之比为（

）A．3:5 B．3:2 C．5:3 D．16:941.一单摆在地球表面做受迫振动，共振曲线如图所示，下列说法正确的是（）A．则该单摆的摆长约为2mB．若摆长减小，则共振曲线的峰值向左偏移C．当驱动力频率为0.5Hz时，振幅最大D．若在月球上做实验，共振曲线的峰值向右偏移42.（多选）（2025·四川南充·高三月考）如图1所示，在一条张紧的绳子上挂3个摆，a、c摆的摆长相等且小于b摆的摆长。当a摆振动的时候，通过张紧的绳子给其他各摆施加驱动力，使其余各摆也振动起来（各摆的摆球质量相同）。图2是c摆稳定以后的振动图像，重力加速度为g不计空气阻力，则下列说法正确的是（

）A．a、b、c单摆的固有周期关系为TB．b、c摆振动达到稳定时，c摆振幅较大C．b、c摆振动达到稳定时，b摆的振幅最大D．b、c摆振动达到稳定时，b摆的周期大于t43.（2025·四川成都·三模）如图甲所示，沿波的传播方向上有六个质点a、b、c、d、e、f，相邻两质点之间的距离均为2m，各质点均静止在各自的平衡位置，t=0时刻振源a开始做简谐运动，取竖直向上为振动位移的正方向，其振动图像如图乙所示，形成的简谐横波以2m/s的速度水平向右传播，则下列说法正确的是（A．波传播到质点c时，质点c开始振动的方向竖直向下B．0∼4 s内质点b运动的路程为C．4∼5 s内质点dD．各质点都振动起来后，a与e的运动方向始终相反44.（多选）如图甲，湖泊水面上有一列浮球，用来警示过往船只注意安全。图乙为简化俯视图，所有浮球等间距排成一条直线，水面上的O点垂直于水面xOy持续沿z轴振动，形成了沿水面传播波长λ=24m的水波。当所有浮球全部振动后开始计时，以竖直向上为z轴正方向，其中浮球A、B的振动图像如图丙所示，已知OB=18m，OA>OB，OA−OB<λ。则（A．t=0时，1号浮球位于平衡位置下方且沿z轴正向运动B．t=0时，6号浮球位于平衡位置上方且沿z轴负向运动C．t=1sD．t=1s45.（多选）如图为t=0时刻一列沿x轴正方向传播的简谐横波的完整波形图，波速大小为5m/s，P点位于x轴上且横坐标为8A．该机械波为横波 B．该机械波的频率为1.25C．P点开始振动的方向沿y轴负方向 D．从t=0到t=2s，P点振动路程为46.（多选）一列简谐横波如图所示，t1=0时波形如图中实线所示，t2A．该列波沿x轴负方向传播B．波的周期为2C．t2=0.5s时质点PD．波的传播速度为52m/s47.（多选）（2025·四川广安·二模）图甲为某同学利用跳绳模拟战绳训练，该同学将绳子一端固定在杆上，用手上下甩动另一端。图乙为绳上P、Q两质点的振动图像，P、Q两质点平衡位置相距5m。波由P向Q传播。下列说法正确的是（）A．增大甩动的频率，则波在绳子上传播速度增大B．t=0.5s时，P、Q质两点振动方向相同C．波长可能为0.6mD．波速可能为2048.（多选）（2025·四川德阳·二模）一只青蛙从一片荷叶跳入平静的湖水中，平静的水面以青蛙的入水点开始上下做简谐运动，在水面上激起一层涟漪。青蛙入水不远处的水面上有两片树叶，其振动图像分别为图中的a、b所示。已知水波的波长为0.4m，两片树叶在入水点的同侧且与入水点在一条直线上，则两片树叶之间的距离可能为（）A．0.4m B．0.5m C．0.6m D．0.7m49.（多选）如图甲所示，一列水波由A向B传播，A、B两质点的平衡位置相距3m，A质点的振动图像如图乙中的实线所示，B质点的振动图像如图乙中的虚线所示。下列说法正确的是（）A．10s内A质点通过的路程一定为20cmB．t=18.5s时，B质点的位移为2cmC．该波的波长可能为0.8mD．该波的波速可能为1.8m/s50.（多选）如图甲所示，一列水波由A向B传播，A、B两质点的平衡位置相距3m,A质点的振动图像如图乙中的实线所示，B质点的振动图像如图乙中的虚线所示。下列说法正确的是（A．A质点的振动频率为0.25Hz B．A质点的振动频率为C．该波的波长可能为0.8m D．该波的波速可能为51.甲图是一列沿x轴传播的简谐横波在t=2s时的波形，乙图是该波传播方向上介质中x1=6m处的质点从t=0时刻起的振动图像，a、b是介质中平衡位置为A．从t=2s开始，质点a比质点bB．t=0s时，a质点的位移为C．t=1.5s时，bD．x=8m处的观察者沿x52.（多选）如图所示，在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v=200m/s，已知t=0时，波刚好传播到x=40m处。在x′A．波源振动周期为0.1sB．波源开始振动时方向沿y轴正方向C．t=0.15s时，x=40m的质点已运动的路程为30mD．若波源向x轴正方向运动，接收器接收到的波的频率可能为15Hz53.（2025·北京·高考真题）质点S沿竖直方向做简谐运动，在绳上形成的波传到质点P时的波形如图所示，则（）A．该波为纵波 B．质点S开始振动时向上运动C．S、P两质点振动步调完全一致 D．经过一个周期，质点S向右运动一个波长距离54.（多选）（2025·湖北·高考真题）质量均为m的小球a和b由劲度系数为k的轻质弹簧连接，小球a由不可伸长的细线悬挂在O点，系统处于静止状态，如图所示。将小球b竖直下拉长度l后由静止释放。重力加速度大小为g，忽略空气阻力，弹簧始终在弹性限度内。释放小球b后（）A．小球a可能会运动 B．若小球b做简谐运动，则其振幅为lC．当且仅当l≤mgk时，小球b才能始终做简谐运动

D．当且仅当l≤2mg55.（多选）（2025·河北·高考真题）如图，截面为等腰三角形的光滑斜面体固定在水平地面上，两个相同的小物块通过不可伸长的细绳跨过顶端的轻质定滑轮，静止在斜面体两侧，细绳与斜面平行。此外，两物块分别用