2023廣東版物理高考第二輪復習-專題十五 機械振動與機械波 (一)

2023廣東版物理高考第二輪復習

專題十五機械振動與機械波

高頻考點

考點一機械振動

基礎簡諧運動、受迫振動、描述振動的物理量及單擺與彈簧振子模型的理解。

重難簡諧運動的規(guī)律、函數(shù)及振動圖像、單擺周期公式的應用。

綜合簡諧運動的綜合應用問題。

基礎

“2019江蘇單科,13B（1）］侈選）一單擺做簡諧運動在偏角增大的過程中擺球的（）

A.位移增大B.速度增大C.回復力增大D.機械能增大

答案AC

2.（2021浙江1月選考,15,2分）（多選）為了提高松樹上松果的采摘率和工作效率，工程技術人員利用松

果的慣性發(fā)明了用打擊桿、振動器使松果落下的兩種裝置，如圖甲、乙所示。則)

A.針對不同樹木，落果效果最好的振動頻率可能不同

B.隨著振動器頻率的增加，樹干振動的幅度一定增大

C.打擊桿對不同粗細樹干打擊結束后，樹干的振動頻率相同

D.穩(wěn)定后，不同粗細樹干的振動頻率始終與振動器的振動頻率相同

答案AD

3.[2021河北16(1),4分]如圖,一彈簧振子沿x軸做簡諧運動才辰子零時刻向右經過A點,2s時第一次

到達B點,已知振子經過A、B兩點時的速度大小相等,2s內經過的路程為5.6m,則該簡諧運動的周期

為5振幅為mo

III

?（）A

答案42.8

重難

4.(2021江蘇,4,4分)半徑為R的圓盤邊緣有一釘子B,在水平光線下，圓盤的轉軸A和釘子B在右側墻

壁上形成影子。和P。以O為原點在豎直方向上建立坐標系。t=0時從圖示位置沿逆時針方向勻速

轉動圓盤，角速度為3。則P做簡諧運動的表達式為()

A.x=Rsin(cot--)B.x=Rsin(u)t+-)

C.x=2Rsin(u)t-)D.x=2Rsin(3t+今

答案B

5.[2021廣東,16(1),6分]如圖所示,一個輕質彈簧下端掛一小球，小球靜止?，F(xiàn)將小球向下拉動距離A

后由靜止釋放，并開始計時，小球在豎直方向做簡諧運動,周期為To經海寸間，小球從最｛氐點向上運動的距

離3(選填"大于"、"小于"或"等于")；在:時刻，小球的動能(選填"最大"或"最

小")。

答案小于最大

綜合

6.[2022湖南16（1）,5分]侈選）下端附著重物的粗細均勻木棒,豎直浮在河面在重力和浮力作用下，沿豎

直方向做頻率為1Hz的簡諧運動;與此同時,木棒在水平方向上隨河水做勻速直線運動，如圖（a）所示。

以木棒所受浮力F為縱軸，木棒水平位移x為橫軸建立直角坐標系，浮力F隨水平位移x的變化如圖（b）

所示。已知河水密度為木棒橫截面積為重力加速度大小為下列說法正確的是（）

p,S,go

A.x從0.05m到0.15m的過程中，木棒的動能先增大后減小

B.x從0.21m到0.25m的過程中，木棒加速度方向豎直向下，大小逐漸變小

C.x=0.35m和x=0.45m時,木棒的速度大小相等，方向相反

D.木棒在豎直方向做簡諧運動的振幅為寞

2pSg

E.木棒的運動為向x軸正方向傳播的機械橫波,波速為0.4m/s

答案ABD

考點二機械波

基礎波的產生、描述波的物理量、波動圖像、波的干涉、多普勒效應等的理解與應用。

重難波的傳播方向與質點振動方向之間的關系、振動與波動圖像的靈活應用。

基礎

1.（2020山東,4,3分）一列簡諧橫波在均勻介質中沿x軸負方向傳播，已知x=?處質點的振動方程為

y=Acos借t）則t=^T時刻的波形圖正確的是（）

答案D

2.（2022浙江1月選考,15,2分）侈選）兩列振幅相等、波長均為入、周期均為T的簡諧橫波沿同一繩子

相向傳播。若兩列波均由一次全振動產生,t=0時刻的波形如圖1所示，此時兩列波相距入則（）

T--------------------------

圖2

A.t=1時，波形如圖2甲所示

8上=稱時，波形如圖2乙所示

C.t=日時，波形如圖2丙所示

4

D.t=T時，波形如圖2丁所示

答案BD

3.[2022廣東,16（1）,6分]如圖所示，某同學握住軟繩的一端周期性上下抖動，在繩上激發(fā)了一列簡諧波。

從圖示時刻開始計時，經過半個周期，繩上M處的質點將運動至（選填"N""P"或"Q"）處。

加快抖動,波的頻率增大，波速（選填"增大""減小"或"不變"）。

答案P不變

4.[2022廣東一模,16（1）]高鐵進站過程中，聲音越來越尖銳,其原因是:當聲源靠近人時，單位時間被人接

收的聲波的個數(shù)（選填"大于""小于"或"等于"）聲源靜止時的，導致人接收到聲音的

（選填"頻率""周期"或"波長"）變大。

答案大于頻率

5.[2021廣東深圳二模,16（l）]Si和S2是兩個振動情況完全相同的波源才辰幅均為A,波長均為九波速均

為V,實線和虛線分別表示波峰和波谷,那么在A、B、C、D四點中,是振動加強點。加強點在

任意時刻的位移（填"一定"或"不一定"）等于2A。從圖示時刻開始,D點第一次運動到波谷

需要的時間為。

S,S2

答案B、D不一定

重難

6.（2022山東,9,4分）（多選）一列簡諧橫波沿x軸傳播，平衡位置位于坐標原點O的質點振動圖像如圖所

示。當t=7s時，簡諧波的波動圖像可能正確的是（）

D

答案AC

7.（2020天津,4,5分）一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，周期為T,t=0時的波形如圖所示。t=^（）

A.質點a速度方向沿y軸負方向

B.質點b沿x軸正方向遷移了1m

C.質點c的加速度為零

D.質點d的位移為-5cm

答案C

8.（2021湖北,10,4分）（多選）一列簡諧橫波沿x軸傳播，在t=0時刻和t=ls時刻的波形分別如圖中實

線和虛線所示。已知x=0處的質點在0~1s內運動的路程為4.5cm。下列說法正確的是（）

A.波沿x軸正方向傳播

B.波源振動周期為1.1s

C.波的傳播速度大小為13m/s

D.t=ls時,x=6m處的質點沿y軸負方向運動

答案AC

9.[2021全國甲,34(2),10分]均勻介質中質點A、B的平衡位置位于x軸上，坐標分別為0和XB=16

某簡諧橫波沿軸正方向傳播，波速為波長大于振幅為且傳播時無

cmoxv=20cm/s,20cmy0=lcm,

衰減。t=0時刻A、B偏離平衡位置的位移大小相等、方向相同,運動方向相反，此后每隔△t=0.6s兩

者偏離平衡位置的位移大小相等、方向相同。已知在ti時刻質點A位于波峰。求

(i)從七時刻開始，質點B最少要經過多長時間位于波峰；

(ii)ti時刻質點B偏離平衡位置的位移。

答案(i)0.8s(ii)-0.5cm

10.[2021廣東深圳一模,16(2)]如圖甲所示，兩小孩各握住輕繩一端，當只有一個小孩上下抖動繩子時，在

繩上產生簡諧橫波,圖乙實線和虛線分別表示繩子中間某段在t=0和t=0.75s時刻的波形圖，已知小孩

抖動繩子的周期滿足

T0.75s<T<2so

①判斷哪側(左側/右側)小孩在抖動繩子，并寫出判斷依據(jù)；

②求此列波在繩子中傳播的速度。

乙

答案②4m/s

易混易錯

L易錯:誤認為質點會隨波的傳播發(fā)生遷移1（2022山東質檢,1）青島瀕臨黃海，是國內著名的濱海旅游城

市，擁有眾多優(yōu)良海水浴場。在石老人海水浴場，某同學漂浮在海面上;水波以3m/s的速率向著海灘傳

播，該同學記錄了從第1個波峰到第10個波峰通過身下的時間為18s。下列說法正確的是（）

A.該同學很快就會漂流到沙灘上

B.該水波的周期為1.8s

C.該水波的波長為6m

D.該水波可以繞過石老人繼續(xù)傳播屬于波的干涉現(xiàn)象

答案C

2.易錯簡諧波的疊加判斷錯誤|（2021浙江1月選考,13,3分）兩列頻率、振幅均相同的簡諧波I和D分

別從繩子的兩端持續(xù)相向傳播，在相遇區(qū)域發(fā)生了干涉,在相距0.48m的A、B間用頻閃相機連續(xù)拍攝,

依次獲得L2、3、4、5五個波形，如圖所示，且1和5是同一振動周期內繩上各點位移都達到最大值

時拍攝的波形。已知頻閃時間間隔為0.12s,下列說法正確的是（）

A.簡諧波I和II的波長均為0.24m

B.簡諧波I和口的周期均為0.48s

C.繩上各點均做振幅相同的簡諧運動

D.兩波源到A點和C點的路程差之差的絕對值是0.48m

答案D

3.易錯:由于多解性導致錯誤|（2018天津理綜,8,6分）（多選）一振子沿x軸做簡諧運動，平衡位置在坐標

原點。t=0時振子的位移為-0。m,t=ls時位移為0.1m廁（）

A.若振幅為0.1m振子的周期可能為|s

B.若振幅為0.1m,振子的周期可能為卷s

C.若振幅為0.2m振子的周期可能為4s

D.若振幅為0.2nr振子的周期可能為6s

答案AD

4.易錯:疊加波形的錯誤判斷|（2021浙江6月選考,9,3分）將一端固定在墻上的輕質繩在中點位置分叉

成相同的兩股細繩，它們處于同一水平面上。在離分叉點相同長度處用左、右手在身體兩側分別握住直

細繩的一端，同時用相同頻率和振幅上下持續(xù)振動，產生的橫波以相同的速率沿細繩傳播。因開始振動

時的情況不同，分別得到了如圖甲和乙所示的波形。下列說法正確的是（）

A.甲圖中兩手開始振動時的方向并不相同

B.甲圖中繩子的分叉點是振動減弱的位置

C.乙圖中繩子分叉點右側始終見不到明顯的波形

D.乙圖只表示細繩上兩列波剛傳到分叉點時的波形

答案C

5.疑難:波形圖的判斷1（2022山東濟南模擬,5）一列簡諧波沿繩向右傳播,P、Q是繩上兩點，振動圖像分

別如圖中實線和虛線所示。t=5s時，下列P、Q兩點間的波形圖可能正確的是（）

答案A

6.易錯:振動加強點、減弱點判斷|[2022廣東深圳二模,16（1）]如圖甲是兩列水波相遇后形成的穩(wěn)定干涉

圖樣,形成該圖樣需要滿足的條件是兩個波源的（填"頻率"或"振幅"）一定相同，圖乙表示振

幅均為A的兩列相干波疊加，實線表示波峰,虛線表示波谷,OM連線的中點為振動（選填"加

強"或"減弱"）點，此時O處質點相對平衡位置的位移大小為O

甲乙

答案頻率加強2A

7.疑難:波的多解問題|[2022廣東揭陽期末16⑴]一列簡諧橫波沿x軸的正方向傳播,周期為T,已知在

t=0時刻波上相距30cm的兩質點a、b的位移都是1cm,但運動方向相反，其中質點a沿y軸負方向

運動，如圖所示很該波波長（填"一定""可能"或"不能"）為9皿;在弋=蔣時刻，質點a的速

度（填"最大’"最小"或"在最大和最小之間"）。

y/cm

1---f-----------/-

o——I-----------------------------1------------------?

2050x/cm

答案可能最大

題型模板

題型波的多解問題

典型模型

模型特征：1.傳播方向雙向性:波的傳播方向不確定。2.振動方向雙向性:質點振動方向不確定。

求解方法：1.選定或假設傳播方向，可使雙解轉化為唯一解2選定或假設振動方向，可使雙解轉化為唯一

解。

1.[2021全國乙,34(1),5分]圖中實線為一列簡諧橫波在某一時娜勺波形曲線，經過03s后，其波形曲線

如圖中虛線所示。已知該波的周期T大于0.3s。若波是沿x軸正方向傳播的,則該波的速度大小為

m/s,周期為s;若波是沿x軸負方向傳播的,該波的周期為s。

答案0.50.41.2

2.[2022甘肅金昌第一次聯(lián)考,34(2)]如圖所示，某介質中有一質點P從其中心位置開始做振幅A=0.3

m的簡諧運動,M是P在振動過程中經過的位置,MP=0.15mo已知P開始振動后第一次經過M點的

時間t=0.1s,P的振動在介質中激起一列沿PQ方向傳播的簡諧波,PQ_LPM。當質點P在上方最大位

移處時,Q正通過平衡位置向下運動,P、Q平衡位置之間的距離為0.6m。求:

M

~Q

①質點振動周期的可能值；

②質點P激起的簡諧波的最大傳播速度；

③簡諧波以最大速度傳播時，質點P自開始振動至t=0.1s時經過的路程。

答案①1.2s或2s若m/s③0.75m

變式題型

題型特征:變式1：時間周期性:時間間隔At與周期T的關系不明確。變式2:空間周期性，波傳播距離Ax

與波長人的關系不明確。

3.變式2|（2018北京理綜,16,6分）如圖所示，一列簡諧橫波向右傳播,P、Q兩質點平衡位置相距0.15

m。當P運動到上方最大位移處時,Q剛好運動到下方最大位移處，則這列波的波長可能是（）

-----??

PQ

A.0.60mB.0.30mC.0.20mD.0.15m

答案B

4.變式2|（2021遼寧,7,4分）一列沿x軸負方向傳播的簡諧橫波,t=2s時的波形如圖（a）所示,x=2m處

質點的振動圖像如圖（b）所示很U波速可能是（）

A."m/sB.|m/sC.|m/sD慨m/s

答案A

.變式（天津理綜分）（多選）一列簡諧橫波沿軸傳播，已知軸上和處質

52|2019,7,6xxxi=lmx2=7m

點的振動圖像分別如圖L圖2所示則此列波的傳播速率可能是（）

A.7m/sB.2m/sC.1.2m/sD.lm/s

答案BC

6.變式l|[2021廣東韶關一模,16（1）]如圖，一列簡諧橫波沿x軸傳播，圖中的實線和虛線分別為ti=0和

t2=0.1s時的波形圖。已知平衡位置在x=6m處的質點，在0到0.1s時間內運動方向不變。這列簡

諧波的周期為s,波速為m/s。

答案0.410

實踐應用

7.（2022山東夏津第一中學12月模擬,15）水袖是中國古典舞中用于情感表達和抒發(fā)的常用技巧，舞者

的手有規(guī)律的振動傳導至袖子上，給人營造出一種"行云流水"的美感，這一過程其實就是機械波的傳

播?，F(xiàn)有一列沿x軸方向傳播的簡諧橫波,ti=0時刻的波形如圖中實線所示t2=0.5s時的波形如圖中

虛線所示。已知波的周期T滿足0.25s<T<0.5s求

⑴波的傳播速度

（2）寫出質點M的振動位移y隨時間t變化的關系式。

情境應用

簡單熟悉

L自然現(xiàn)象|[2022廣東佛山一模,16（1）]聲波在水中的傳播速度遠大于在空氣中的傳播速度，潛水員在水

下聽到了岸上人的聲音，則其聲波的波長（選填"變長""變短"或"不變"）、頻率

（選填"變大""變小"或"不變"）.

答案變長不變

2.物理學史|[2022廣東茂名五校聯(lián)考（四）,16（1）]在歷史進程中，我們的祖先在不同的時期發(fā)明和制造了

不同的計時器。其中有圭表、日號、漏刻、單擺計時器等。如圖甲所示Q是單擺的平衡位置,單擺在

豎直平面內左右擺動,M、N是擺球所能到達的最高點。設向右為正方向，圖乙是單擺的振動圖像。已

知當?shù)刂亓铀俣萭=10m/s2,則t=0時擺球在（填"M""0"或"N"）點，單擺的擺長約為

m（n，3,計算結果保留兩位有效數(shù)字）。

答案M0.18

3.物理生活|[2022廣東湛江二模,16（1）]某同學假期在公園里游玩時，看到岸邊不遠處一白色垃圾漂浮在

水面上，遠處一小船劃過后，一列水波由遠處傳來,該同學想等著水波將白色垃圾推到岸邊后，再將其拾起

丟入垃圾箱,可是等了很久也不見白色垃圾被水波推向岸邊。觀察發(fā)現(xiàn)，水波的速度約為L2m/s,白色

垃圾在水中上下振動時，從第1次到達最高點到第5次到達最高點所用的時間為6s。該水波的周期為

波長為

s,m0

答案1.51.8

4啟然現(xiàn)象|[2022廣東廣州一模,16（1）]抖動繩子的一端，每秒做兩次全振動，產生的橫波如圖所示洛展子

P點的振動方向向下，則波的傳播方向（選填"向左"或"向右"），波速為m/s。

答案向左1

5.物理生活|[2022廣東韶關二模,16（1）]一根勻質繩，右端固定，一人拿著左端的S點上下振動,t=0時刻

起振,產生一列向右傳播的機械波，某時刻該波的波形如圖所示。已知波源的振動周期為T,分析可知波

源已振動的時間為，波源的起振方向（選填"向上"或"向下"）。

答案1.5T向上

復雜熟悉

6.物理生活|[2022廣東茂名五校聯(lián)考（三）,16（1）]如圖甲所示,通過戰(zhàn)斗繩進行高效全身訓練是健身房的

最新健身潮流之一，健身愛好者訓練時，手持繩的一端上下甩動形成的繩波可視為簡諧橫波，手的平衡位

置在x=0處，手從平衡位置開始甩動時開始計時,如圖乙所示為t=0.4s時的波形圖，此時波剛好傳播到

x=6m處。在0.05-0.1s這段時間內,x=0處的質點運動的距離（填"大于""小于"或

"等于"）10cm;健身愛好者在t=0時開始_______（填"向上"或"向下"）甩動戰(zhàn)斗繩。

123\45%/m

答案小于向下

7.物理探索|[2022廣東肇慶二模,16(1)]如圖甲所示，將一質量為m、邊長為L、質量分布均勻的正方體

木塊放在水桶內，木塊靜止時有一半浮在水面上，現(xiàn)將木塊緩慢下壓至木塊上表面與水面平齊后由靜止

釋放并開始計時，木塊的重心相對于水面的位移隨時間變化的關系如圖乙所示，已知重力加速度為g,忽

略木塊運動過程中水面高度的變化,ti時刻木塊向(選填"上"或"下")運動,t2時刻水對木塊

的浮力為.

答案上零

8.物理科技|[2022重慶縉云教育聯(lián)盟3月檢測,15(1)]一般來說現(xiàn)在的手機上都會有2個麥克風,Y

比較大的位于手機下方,另一個一般位于手機頂部。查閱手機說明后知道手機上方麥克風為降噪麥克風。

進一步翻閱技術資料得知:降噪麥克風通過降噪系統(tǒng)產生與外界噪聲相位相