2022 届高考物理二轮复习题---机械波与振动 一、单选题 1．（2022·上海市南洋模范中学高三阶段练习）沙尘暴是由于土地沙化引起的一种恶劣的天气现象．发生沙尘暴时 能见度只有几十米，天空变黄发暗。这是由于在这种情况下（　　） A．只有波长较短的一部分光才能到达地面 B．只有波长较长的一部分光才能到达地面 C．只有频率较大的一部分光才能到达地面 D．只有能量较大的光子才能到达地面 2．（2021·全国·高三课时练习）在用水波槽做衍射实验时，若打击水面的振子振动频率是 5Hz，水波在水槽中的 传播速度为 0.05m/s，为观察到明显的衍射现象，小孔的直径 d 应为（　　） A．10cm B．50cm C．d>10cm D．d<1cm 3．（2021·北京丰台·高三期中）一列机械波从甲介质进入乙介质继续传播，下列选项不发生变化的是（　　） A．波长 B．波速大小 C．频率 D．传播方向 4．（2022·天津市西青区杨柳青第一中学高三阶段练习）如图为一列简谐横波在 t  0 时的波形图，沿 x 轴正方向传 播，传播速度为 10m/s。则这列简谐波（　　） A．周期为 4.0s B．振幅为 20cm C． x  2m 处的质点 P 做简谐运动的表达式为 y  10sin  5 t  cm D．经过 ls，P 点向右运动了 10m 5．（2022·重庆八中高三期中）图为两列完全相同的水波在同一区域相遇某时刻的干涉图样，图中实线表示波峰， 虚线表示波谷，单列波的振幅为 A，波长为  ，周期为 T，a、b、c、d 为两列波相遇区域中的四个位置，下列说法 正确的是（　　） A．图示时刻 b 位置为两列波相遇的加强点，再经过半个周期该位置将变为减弱点 B．c 位置与两列波波源的距离之差为波长  的整数倍 C．振动激烈的区域在水面上位置稳定不变 D．改变其中一列波的周期，水面仍然会有稳定的干涉图样 6．（2022·全国·高三专题练习）如图所示为一列沿 x 轴负方向传播的简谐横波在 t=0 时的波形图，当 Q 点在 t=0 时 的振动状态传到 P 点时，则（　　） A．1cm<x<2cm 范围内的质点正在向 y 轴的负方向运动 B．Q 处的质点此时的加速度沿 y 轴的正方向 C．Q 处的质点此时正在波峰位置 D．Q 处的质点此时运动到 P 处 7．（2022·全国·高三专题练习）在均匀介质绳中选取平衡位置在同一直线上的 9 个质点，相邻两质点的距离均为 1m，如图（a）所示，一列简谐横波沿该直线向右传播，t＝0 时刚到达质点 1，质点 1 开始向下运动，6s 后第一次 出现如图（b）所示的波形。对于该列波下列说法正确的是（　　） A．周期 T=6s B．波长  =9m C．波速 v =2m/s D．频率 f=0.5Hz 8．（2022·北京师大附中高三期中）在使用洗衣机进行衣物甩干的过程中，转轮转得很快时，洗衣机的振动并不强 烈。程序结束停止甩干时，转动逐渐慢下来，到某一时刻 t，洗衣机发生了强烈的抖动，此后，洗衣机转动得更慢， 振动反而减弱，这种现象说明（　　） A．在时刻 t 洗衣机的转轮惯性最大 B．在时刻 t 洗衣机的转轮转速最高 C．在时刻 t 洗衣机发生了共振现象 D．这种现象的发生和衣物多少无关 9．（2022·辽宁·模拟预测）在同一均匀介质中有两列简谐横波，甲向右、乙向左，波速大小为1m/s ，沿 x 轴相向 传播， t  0 时刻的波形如图所示，下列说法中正确的是（　　） A．两列波相遇时能发生稳定的干涉 B．一观察者正经 x  2m 处沿 x 轴负向匀速运动，在他看来，两波的频率可能相同 C． x 轴上横坐标为 x  2.75m 处的质点经过 3s 位移达到 6cm D． t  0 时刻， x  2.6m 处的质点的振动方向与 x  5.2m 处的质点的振动方向相反 10．（2022·全国·高三课时练习）如图所示，从入口 S 处送入某一频率的声音，通过左右两条管道路径 SAT 和 SBT，声音传到了出口 T 处，可以从 T 处监听声音。右侧的 B 管可以拉出或推入以改变 B 管的长度，开始时左右两 侧管道关于 S、T 连线对称，从 S 处送入某一频率的声音后，将 B 管逐渐拉出，当拉出的长度为 l 时，第一次听到 最弱的声音。设声速为 v，则该声音的频率为 （　　） A． v l B． v 2l C． v 4l D． v 8l 11．（2022·江苏·模拟预测）一列简谐横波 t=0 时刻的波形如图所示，其中 M、N 为平衡位置在 x1=3m 和 x2=9m 的 两个质点。已知质点 M 比质点 N 提前 0.5s 回到平衡位置，下列说法正确的是（　　） A．简谐波沿 x 轴正方向传播 B．波传播速度的大小为 2m/s C．t=1s 时，M、N 的速率相等 D．t=1s 时，M、N 的运动方向相同 12．（2022·辽宁·阜新市海州高级中学高三阶段练习）如图所示，弹簧下面挂一质量为 m 的物体，物体在竖直方向 上做振幅为 A 的简谐运动，物体振动到最高点时，弹簧正好为原长，已知重力加速度为 g，则在振动过程中（　 　） A．物体的最大动能应等于 mgA B．弹簧的弹性势能和物体的动能总和不变 C．弹簧的最大弹性势能等于 2mgA D．物体在最低点时的弹力大小应小于 2mg 13．（2021·云南·昭通市第一中学高三期末）如图所示，在水平地面上，有两个用轻质弹簧相连的物块 A 和 B，它 们的质量均为 m，弹簧的劲度系数为 k，现将一个质量也为 m 的物体 C 从 A 的正上为一定高度处由静止释放，C 和 A 相碰后的立即粘在一起，之后在竖直方向做简谐运动。在简谐运动过程中，物体 B 对地面的最小弹力为 mg 3 ，则 以下说法正确的是（　　） A．若 C 物体从更高的位置释放，碰后粘在一起向下运动速度最大的位置会更低 B．C 和 A 相碰后立即减速向下运动 C．B 对地面的最大弹力为 D．简谐运动的振幅为 17mg 3 7 mg 3k 二、填空题 14．（2020·四川省仁寿第二中学高三阶段练习）如图甲所示，为一列简谐横波在 t=0.1s 时刻的波形图，图乙为质 点 P 的振动图像。有此可知该列简谐波沿 x 轴___________方向传播，波速为___________m/s；若该波与另一列频 率为 5Hz、波源在 x=0m 处的沿 x 轴正方向传播的简谐横波相遇，___________（填“能够”或“不能”）产生稳定的干 涉图样。 15．（2022·福建·福清西山学校高三期中）如图所示为两个相干波源发出的水波，波峰如图中实线所示，波谷如图 中虚线所示。已知两列波的振幅分别为 5cm、10cm，AB 连线的中点为 C 点。在图中 A、B、C、D、E 五个点中， 振动加强的点是___________，从图示时刻起经过半个周期后，A 点的位移为___________cm。（规定竖直向上为 位移的正方向） 16．（2022·上海中学高三期中）如图，某物体以初速度 v0 从原点出发沿 x 轴正方向运动，其加速度 a 随位置 x 的 关系如图所示，则该物体的运动___________简谐振动（选填“是”或“不是”），你的理由是___________。 17．（2022·四川遂宁·二模）如图所示为一个摆长 L  1 m 的单摆。①若摆角   5�，不计一切阻力，则该单摆的振 动可视为______（选填“简谐运动”或“阻尼振动”），其振动周期为______s；②实际情况下，在某次实验中，将该单 摆的摆球拉到图中 A 点（摆绳绷直，摆角   5�）由静止释放后，发现摆球在竖直面内完成 10 次全振动达到右侧 最高点的位置 B 比 A 低了 h  0.5 cm。若摆球质量 m  0.1 kg，每完成 10 次全振动给它补充一次能量，使摆球瞬间由 B 点恰好回到 A 点，则从释放摆球开始计时，在 t  202 s 内总共应补充的能量为______J（保留 2 位小数）。（g 取 10m/s2， g �π ）。 18．（2022·福建省龙岩第一中学高三阶段练习）如图，一弹簧振子沿 x 轴做简谐运动，振子零时刻向右经过 A 点， 2S 后第一次到达 B 点，已知振子经过 A、B 两点时的速度大小相等，2s 内经过的路程为 0.4m。该弹簧振子的周期 为___________s。若从振子经过平衡位置时开始计时（t=0），经过 1 周期振子有正向最大加速度，则振子的振动 4 方程为___________。 19．（2022·黑龙江·龙江县第一中学高三阶段练习）正在修建的房顶上固定的一根不可伸长的细线垂到三楼窗沿下， 某同学应用单摆原理测量窗的上沿到房顶的高度，先将线的下端系上一个小球，发现当小球静止时，细线恰好与 窗子上沿接触且保持竖直，他打开窗子，让小球在垂直于墙的竖直平面内摆动，如图所示，从小球第 1 次通过图 中的 B 点开始计时，第 21 次通过 B 点用时 30 s；球在最低点 B 时，球心到窗上沿的距离为 1 m，当地重力加速度 g 取 π2（m/s2）；根据以上数据可得小球运动的周期 T＝________ s；房顶到窗上沿的高度 h＝________ m。 三、解答题 20．（2021·吉林·前郭尔罗斯县第五中学三模）如图甲所示，一列简谐横波由 B 点向 A 点传播，A，B 两点相距 5m，振动图像如图乙所示，实线为 A 点的振动图像，虚线为 B 点的振动图像，求： （1）质点 B 的振动方程； （2）该波的传播速度。 21．（2022·黑龙江·哈九中高三阶段练习）如图所示，一列简谐横波沿 x 轴负方向传播，t=0 时刻的波形如图中实 线所示，t=0.3s 时刻的波形如图中虚线所示，求： （1）求这列波的传播速度； （2）当波的周期满足 T>0.3s 时，从 t=0 时刻开始，波传播 3s 后，x=2m 处的质点运动的路程为 3m，求该质点的振 幅。 22．（2022·河南·南阳中学高三阶段练习）两木块 A、B 质量分别为 m、2m，用劲度系数为 k 的轻弹簧连在一起， 放在水平地面上，如图所示，用外力将木块 A 压下一段距离静止，释放后 A 在竖直方向做简谐运动，在 A 振动过 程中，木块 B 刚好未离开地面。重力加速度为 g，求： （1）木块 A 的最大加速度值； （2）B 给地面的最大压力值。 参考答案： 1．B 【解析】AB．波长较短的波容易被障碍物挡住，不能到达地面，波长较长的光更容易发生 衍射而透过沙尘间的缝隙到达地面，故 A 错误，B 正确；