2022 届高考物理二轮复习题--机械波与振动 一、单选题 1．（2022·福建宁德·高三期中）下列物理现象：①闻其声而不见其人；②当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时， 我们听到音调变高。这两种现象分别属于声波的（　　） A．衍射、多普勒效应 B．干涉、衍射 C．共振、干涉 D．衍射、共振 2．（2021·辽宁·模拟预测）一列沿 x 轴传播的简谐横波在 t  0 时刻的波形图如图所示，此刻平衡位置位于 x  3m 处的质点正沿 y 轴负方向运动，且经过 0.25s 第一次回到平衡位置。则该波的传播速度大小为（　　） A． 4m / s B． 8m / s C． 12m / s D． 16m / s 3．（2022·全国·高三专题练习）下列振动是简谐运动的是（　　） A．手拍乒乓球运动 B．摇摆的树枝 C．单摆的摆球在悬点下方往复摆动 D．弹簧的下端悬挂一个钢球，上端固定组成的振动系统 4．（2022·重庆一中高三阶段练习）如图为一列沿 x 轴负方向传播的简谐横波在 t =0 时的波形图，当质点 Q 在 t =0 时的振动状态传到质点 P 时，则（ ） A．质点 Q 向左运动了 3cm B．质点 Q 此时的速度最大，加速度也最大 C． 1cm  x  3cm 范围内的质点加速度均向 y 轴的负方向 D． 3cm  x  5cm 范围内的质点正在向 y 轴的正方向运动 5．（2022·吉林·长春市第二实验中学高三阶段练习）如图所示，弹簧振子在 BC 之间做简谐运动，当振子位于 O 点 时，弹簧处于原长。在振子从 C 运动到 O 的过程中（　　） A．动能不断增大，加速度不断减小 B．回复力不断增大，系统机械能守恒 C．弹性势能不断减小，加速度不断增大 D．弹性势能不断增大，加速度不断减小 6．（2022·黑龙江·鸡西实验中学高三阶段练习）共振筛示意图如图所示，共振筛振动的固有频率为 5Hz，为使共 振筛发生共振，使其工作效率达到最高，则偏心轮转动的角速度为（　　） A．10π rad /s B．20 rad /s C．5π rad /s D．0.4π rad /s 7．（2022·全国·高三课时练习）一架低空飞行的飞机，从远处水平匀速地飞至某同学头顶上空，若飞机振动的频 率始终不变，从听到声音至飞机飞临该同学头顶上空时刻前，他听到的飞机声音的音调（即频率）（　　） A．不变，且一直与飞机实际发出的声音音调相同 B．不变，且一直比飞机实际发出的声音音调低 C．不变，且一直比飞机实际发出的声音音调高 D．一直比飞机实际发出的声音音调高，但音调逐渐变低 8．（2022·云南·玉龙纳西族自治县田家炳民族中学高三阶段练习）如图甲所示为一列简谐横波某时刻波形图，从 该时刻开始计时，质点 A 的振动图像如图乙所示。下列说法中正确的是（　　） A．该横波沿 x 轴负方向传播 B．该时刻质点 M 和 N 的速度和加速度均相同 C．质点 A 经过半个周期，运动的路程为半个波长 D．质点 B 该时刻向 y 轴正方向运动 9．（2022·全国·高三专题练习）如图甲所示是演示简谐运动图像的装置，当漏斗下面的薄木板 N 被匀速地拉出时， 振动着的漏斗中漏出的沙在板上形成的曲线显示出摆的位移随时间变化的关系。板上的直线 OO1 代表时间轴，图 乙中是两个摆中的沙在各自板上形成的曲线，若板 N1 和板 N2 拉动的速度 v1 和 v2 的关系为 v2＝2v1，则板 N1、N2 上 曲线所代表的周期 T1 和 T2 的关系为（　　） A．T2＝T1 B．T2＝2T1 C．T2＝4T1 D．T2＝ 1 T 4 1 10．（2022·河南南阳·高三期中）如图所示，波源 S 在 t=0 时刻从平衡位置开始向上运动，形成向左右两侧传播的 简谐横波，S、a、b、c、d、e 和 a'、b'、c'是沿波传播方向上的间距为 1m 的 9 个质点，t=0 时除 S 外其余 8 个质点 均静止于平衡位置。已知波的传播速度大小为 1m/s，当 t=1s 时波源 S 第一次到达最高点，则在 t=4s 到 t=4.6s 这段 时间内（ ） A．质点 c 的加速度不断增大 B．质点 a 的速度不断减小 C．质点 b'的运动方向向下 D．质点 c'的位移不断增大 11．（2022·湖北·模拟预测）波源位于坐标原点的简谐横波 t  0 时刻开始沿 x 轴正方向传播， t  0.2s 时的波形图如 b c d 是介质中平衡位置分别为 图所示，此时振动刚传到 x  0.2 m 处。 a、、、 x  0.08 m、、、 x  0.12 m x  0.15 m x  0.45 m 的四个质点。下列说法正确的是（　　） A． t  0.1s 时，质点 a 速度方向沿 y 轴正方向 B． t  0.3s 时，质点 b 与质点 a 速度、加速度方向均相同 C． t  0.5s 时，质点 c 速度达到最大值 D． t  0.6s 时，质点 d 第一次到达波峰 12．（2021·福建·厦门双十中学高三期中）如图所示，某振子在水平方向做简谐振动， O 为平衡位置，A、 B 是两 端最大位移处， C 为 AO 中点，已知振动周期为 T ，则该振子从 O 点运动到 C 点的最短时间为（　　） A． T 8 B． 3T 8 C． T 12 D． T 16 二、填空题 13．（2022·广东·高三专题练习）如图所示，图甲是一列沿 x 轴传播的简谐横波在 t  1 s 时的波形图，P、Q 是波上 的两个质点，对应的横坐标分别为 x1  1m ， x2  4m ，图乙是质点 Q 的振动图象。该列简谐横波沿 x 轴__________ _方向传播（填“正”或“负”），P、Q 两个质点相继到达波谷的最短时间差为___________s。 14．（2022·安徽·合肥市第八中学高三期中）如图为一列沿 x 轴负方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，x=3.0m 处的 M 质点从该时刻开始，经过 0.6s 第一次到达波谷位置，质点 N 的平衡位置坐标 x=1.5m，则该简谐波的传播速 度为_______m/s。从图示时刻开始计时，质点 N 经过_______s 第一次到达波峰位置；从图示时刻开始计时，经过 2.0s，质点 M 振动的路程为_______m。 15．（2022·上海交大附中高三期中）弹性绳沿 x 轴放置，左端位于坐标原点，用手握住绳的左端，当 t＝0 时使其 开始沿 y 轴做振幅为 8cm 的简谐振动，在 t＝0.25s 时，绳上形成如图所示的波形，则该波的波速为 ___________m/s，t＝_________s 时，位于 x2＝45cm 的质点 N 恰好第一次沿 y 轴正向通过平衡位置。 16．（2022·广东·高三专题练习）如图，一列简谐横波平行于 x 轴正方向传播，经过 t  0.2s 时间，从图中的实线波 形变为虚线波形。已知 t 小于周期 T。则该波的周期 T  __________s，波速 v  __________m/s。 三、解答题 17．（2021·全国·高三专题练习）如图所示，图甲是一列沿 x 轴传播的简谐横波在 t=0 时刻的波形图，图乙为质点 P 的振动图像。试求： （1）该简谐横波的传播方向； （2）该简谐横波的波速为多少； （3）比较 t=0.1s 时质点 Q 与质点 P 的加速度的大小； （4）当质点 Q 处于波谷时，其右方与其平衡位置相距 9m 的质点的位置及运动方向。 18．（2022·全国·高三专题练习）如图所示为沿 x 轴传播的一列简谐横波在某时刻的波动图像，该时刻 P、Q 两质 点的位移相同，都为 5cm，且 P、Q 两质点的平衡位置相距 6m，此后 P 质点回到平衡位置的最短时间为 0.1s，Q 质点回到平衡位置的最短时间为 0.5s。求： （1）质点 P 的振动周期 T 及该简谐波的波长 λ； （2）该简谐波的传播速度的大小和方向。 19．（2022·河南南阳·高三期中）如图所示，实线为一列沿 x 轴传播的简谐横波在 t=0 时刻的波形，虚线为 t=0.5s 时该波的波形。已知虚线上波峰 A 对应的平衡位置到原点 O 的距离为 12.5m。 （1）求该波的波速； （2）若 2T<0.5s<3T，求该波的波速大小。 20．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，一轻质弹簧上端系于天花板上，一端挂一质量为 m 的小球，弹簧的劲 度系数为 k，将小球从弹簧为自由长度时的竖直位置放手后，小球做简谐运动，则： （1）小球从放手运动到最低点，下降的高度为多少？ （2）小球运动到最低点时的加速度大小为多少？ 参考答案： 1．A 【解析】闻其声而不见其人，是声波绕过阻碍物而传播过来的，属于声波的衍射，而当正 在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到音调变高，是属于多普勒效应，所以 A 正确； BCD 错误； 故选 A。 2．B 【解析】 t  0 时刻 x  3m 处的质点沿 y 轴负方向运动， x  3m 处左边的质点先振动，该波 沿 x 轴正方向传播，由公式 v   8m / s T 故选 B。 3．D 【解析】A．手拍乒乓球的运动中，乒乓球在不与手和地面接触时，受到重力和阻力的作 用，它是一种由自身系统性质决定的周期性运动，故 A 错误； B．摇摆的树枝往往是受到风的作用，不满足 F=-kx，不是简谐运动，故 B 错误； C．单摆的摆球在悬点下方，必须是小角度摆动才是简谐运动，故 C 错误； D．轻质弹簧的下端悬挂一个钢球，上端固定组成的振动系统，钢球以受力平衡处为平衡 位置上下做简谐运动，故 D 正确。 故选 D。 4．C 【解析】A．介质中的质点只会上下振动，不会左右移动，A 错误； B．质点 Q 此时的速度最大，加速度为零，B 错误； C． 1cm  x  3cm 范围内的质点加速度均向 y 轴的负方向，C 正确； D． 3cm  x  5cm 范围内的质点，通过“上坡下行”可知， 3cm  x  4cm 范围内的质点正在 向 y 轴的负方向运动， 4cm  x  5cm 范围内的质点正在向 y 轴的正方向运动，D 错误。 故选 C。 5．A 【解析】A．做简谐运动的弹簧振子，由 C 到 O 的过程中逐渐靠近平衡位置，速度方向指 向平衡位置，弹簧弹力方向充当回复力也指向平衡位置，故速度方向与受力方向相同，所 以合外力做正功动能增大；同时由于偏离平衡位置的位移减小，由回复力公式 F  kx 可 知，回复力逐渐减小，根据牛顿第二定律可知 F  kx  m