2025年高考物理 機(jī)械振動與機(jī)械波 小練（含解析）

2025年高考物理機(jī)械振動與機(jī)械波小練

一、單選題（本大題共5小題）

A.甲：霍爾元件是將電壓轉(zhuǎn)換為磁感應(yīng)強(qiáng)度的一種磁傳感器

B.乙：鳴笛的救護(hù)車迎面而來，我們聽到笛聲音調(diào)變高，屬于多普勒效應(yīng)

C.丙：在LC振蕩電路中，若某個(gè)時(shí)刻電容器極板上的電荷量正在增加，則

電路中的電場能正在向磁場能轉(zhuǎn)化

D.T：在A、B、C三個(gè)擺中，其中A、C擺長相等先讓A擺擺動起來，B、C

擺隨后也跟著擺動起來，擺動穩(wěn)定后發(fā)現(xiàn)C擺振幅小于B擺振幅

2.一列簡諧橫波沿x軸傳播，在1=0和t=0.2s時(shí)的波形分別如圖中實(shí)線和虛

線所示。已知該波的周期r>o.2Oso下列說法正確的是（）

“y/cm

z

0\Z8\Z16xlcm

-io

A.該波一定沿?zé)o軸正方向傳播

B.波長為8cm

C.x=0.04m的質(zhì)點(diǎn)在t=0.70s時(shí)速度最大

D.%=0.08m的質(zhì)點(diǎn)在t=0.05s時(shí)距離平衡位置5cm

3.中醫(yī)是我國傳統(tǒng)文化的瑰寶，"懸絲診脈”更是一門絕技。懸絲診脈，懸的是

"絲"，"診”的是脈搏通過懸絲傳過來的振動，即通過機(jī)械波判斷出病灶的位置與

輕重緩急。如圖，假設(shè)"絲"上有間距相等的點(diǎn)1、2、3、4、5、6...,且相鄰兩點(diǎn)

間距離為/。待診病人在搭上絲線后，圖中質(zhì)點(diǎn)1在仁0時(shí)開始向上振動，產(chǎn)生

的機(jī)械波沿絲線向醫(yī)生傳播，UI.25s時(shí)質(zhì)點(diǎn)1第二次到達(dá)最高點(diǎn)，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)6

剛好開始振動，則下列說法正確的是（）

123456

?---?----?----?----?----?--------------------------?x

A.該波的波長為2/B."1.25s時(shí)質(zhì)點(diǎn)6振動的方向向下

C.f=2s時(shí)質(zhì)點(diǎn)3恰好位于平衡位置D./=0.75s時(shí)質(zhì)點(diǎn)1和質(zhì)點(diǎn)3的加速度

相同

4.手機(jī)上一般會有兩個(gè)麥克風(fēng)，頂部的麥克風(fēng)為降噪麥克風(fēng)。降噪麥克風(fēng)產(chǎn)生

與外界噪音相位相反的聲波，與噪音疊加從而實(shí)現(xiàn)降噪效果。理想情況下的降噪

過程如圖所示，下列說法正確的是（）

上麥克風(fēng)

下麥克風(fēng)降噪聲波

A.降噪過程應(yīng)用的是聲波的干涉原理，P點(diǎn)振動減弱

B.降噪聲波的頻率與環(huán)境噪聲的頻率不相同

C.降噪聲波與環(huán)境噪聲聲波的波長大小不相等

D.再經(jīng)過四分之一周期P點(diǎn)振動加強(qiáng)

5.如圖所示，波長和振幅分別為6m和0.3m的簡諧橫波沿一條直線傳播，曲兩

點(diǎn)的平衡位置相距1m。某一時(shí)刻在a點(diǎn)出現(xiàn)波峰，從此時(shí)刻起再經(jīng)過0.2秒在b

點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰，則（）

ab

------------?-----?-------------

A.若波由。向b傳播，波的傳播速度為25m/s

B.若波由b向a傳播，波的傳播速度為5ni/s

C.從b點(diǎn)出現(xiàn)波峰開始計(jì)時(shí)，2.4s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)b經(jīng)過的路程可能為2.4m

D.從b點(diǎn)出現(xiàn)波峰開始計(jì)時(shí)，2.4s末質(zhì)點(diǎn)b可能處在波谷的位置

二、多選題（本大題共3小題）

6.一列簡諧橫波在f=0時(shí)刻的波形圖如圖甲所示，質(zhì)點(diǎn)"的振動圖像如圖乙所

A.波沿x軸負(fù)方向傳播B.波的傳播速度大小為1.5m/s

C.0?3s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)M運(yùn)動的路程為4.5mD.圖甲中質(zhì)點(diǎn)M平衡位置的橫坐標(biāo)為

x=lm

7.在平靜水面上建立x軸，俯視圖如圖所示。分別位于芯=-0.2m和％=0.3m的

兩波源A、B起振方向相反，f=0時(shí)刻同時(shí)從各自的平衡位置開始以10Hz的頻

率、4cm的振幅上下振動，在水面上形成兩列簡諧橫波。圖中虛線為f=Q3s兩列

波到達(dá)的位置，此時(shí)x=0.5m處的質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置且向上振動。下列說法正確

的是（）

A.兩列波的傳播速度為lm/s

B.波源B起振方向向下

C.原點(diǎn)x=0處的質(zhì)點(diǎn)起振方向向下

D.AB的中點(diǎn)到兩波源距離相等，為振動加強(qiáng)點(diǎn)

8.抖動繩子的一端，可形成一列沿+X方向傳播的簡諧橫波。r=0時(shí)位于坐標(biāo)原

點(diǎn)的波源開始振動，振幅為5cm,在片4s時(shí)x=20cm處的質(zhì)點(diǎn)剛開始振動，此時(shí)

c.x=5s時(shí)X=25cm處的質(zhì)點(diǎn)開始沿+y方向振動D.至I]f=8s時(shí)x=20cm處的質(zhì)

點(diǎn)通過路程為40cm

三、實(shí)驗(yàn)題（本大題共2小題）

9.如圖甲所示，在光滑的斜面上有一滑塊，一勁度系數(shù)為k的輕彈簧上端與滑

塊相連，下端與斜面上的固定擋板連接，在彈簧與擋板間有一力傳感器（壓力顯

示為正值，拉力顯示為負(fù)值），能將各時(shí)刻彈簧中的彈力數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到計(jì)算

機(jī)，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后在屏幕上顯示出圖像。現(xiàn)用力將滑塊沿斜面壓下一段距

離，放手后滑塊將在光滑斜而上做簡諧運(yùn)動，此時(shí)計(jì)算機(jī)屏幕上顯示出如圖乙所

示圖像。

（1）試證明滑塊的振動是簡諧運(yùn)動（請運(yùn)用力學(xué)規(guī)律證明，要有必要的關(guān)系式和文

字說明）O

⑵由如圖乙所示的尸一圖像可知，滑塊做簡諧運(yùn)動的周期為So

⑶結(jié)合尸T圖像的數(shù)據(jù)和題目中已知條件可知，滑塊做簡諧運(yùn)動的振幅為

（請用字母表示）。

10.在"利用單擺測重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中。

⑴某同學(xué)嘗試用DIS測量周期。如圖，用一個(gè)磁性小球代替原先的擺球，在單擺

下方放置一個(gè)磁傳感器，其軸線恰好位于單擺懸掛點(diǎn)正下方。使單擺做小角度擺

動，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度測量值最大時(shí)，磁性小球位于（選填"最高點(diǎn)"或"最低點(diǎn)"）。

若測得連續(xù)50個(gè)（開始計(jì)時(shí)記為第1個(gè)）磁感應(yīng)強(qiáng)度最大值之間的時(shí)間間隔為

t,則單擺周期的測量值為（不考慮地磁場影響）。

//////

⑵多次改變擺長使單擺做小角度擺動，測量擺長L及相應(yīng)的周期兀此后，甲同

學(xué)得到的叱-力圖線斜率為k,則當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭為；乙同學(xué)分別取L和7的對

數(shù)，所得到的IgTTgL圖線為（選填"直線"、"對數(shù)曲線"或"指數(shù)曲線"）。

四、解答題（本大題共2小題）

11.圖（a）是一列沿x軸傳播的簡諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖，A、B為介質(zhì)中

兩質(zhì)點(diǎn)。已知該波的波速為6m/s,圖（b）是質(zhì)點(diǎn)4的振動圖像。求：

（1）該波的傳播方向及波長；

（2）r=7.5s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)A的位移；

12.某同學(xué)在研究簡諧運(yùn)動規(guī)律過程中，發(fā)現(xiàn)彈簧連接一個(gè)物體時(shí)較容易成功，

而兩個(gè)物體摞在一起做簡諧運(yùn)動卻比較困難。如圖所示，A、B兩木塊質(zhì)量分別

是7〃A=0-2kg,mB=0.3kg,彈簧的勁度系數(shù)上=0.50N/cm,A和B間的動摩擦因數(shù)

4=。3,B與水平面的摩擦力不計(jì)，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取

10m/s2o

（1）求兩木塊一起做簡諧運(yùn)動的位移是2cm時(shí)，兩木塊的加速度大小；

（2）求兩木塊一起做簡諧運(yùn)動的位移是2cm時(shí)，A、B兩木塊間的摩擦力大??；

（3）兩木塊一起做簡諧運(yùn)動的過程中，求它們的最大振幅及木塊A的最大動

能。

參考答案

1.【答案】B

【詳解】A.霍爾元件是將磁感應(yīng)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電壓的一種磁傳感器，A錯(cuò)誤；

B.鳴笛的救護(hù)車迎面而來，我們聽到笛聲音調(diào)變高，屬于多普勒效應(yīng)，B正

確；

C.LC振蕩電路中，若某個(gè)時(shí)刻電容器極板上的電荷量正在增加，則電場能正在

增大，電路中的磁場能正在向電場能轉(zhuǎn)化，C錯(cuò)誤；

D.在A、B、C三個(gè)擺中，其中A、C擺長相等先讓A擺擺動起來，B、C擺隨后

也跟著擺動起來，由于C擺發(fā)生共振，所以擺動穩(wěn)定后發(fā)現(xiàn)C擺振幅大于B擺振

幅，D錯(cuò)誤。選Bo

2.【答案】C

【詳解】A.無法判定波的傳播方向，故A錯(cuò)誤；

B.由y-x圖像可知波長

A=16cm

故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)

停+m=o.2s

T=

5+10n

因?yàn)?/p>

T>0.20s

故波的周期

T=-=0.4s

V

根據(jù)振動與波動的關(guān)系知t=0時(shí)，x=0.04m的質(zhì)點(diǎn)在波峰

3

t=0.70s=1-T

4

故此時(shí)該質(zhì)點(diǎn)位于平衡位置，振動速度最大，故c正確；

D.因?yàn)?/p>

1

0.05s=-T

8

從平衡位置向位移最大處運(yùn)動時(shí)，速度越來越小，則久=0.08租的質(zhì)點(diǎn)在力=

0.05s時(shí)距離平衡位置大于5cm,故D錯(cuò)誤。

3.【答案】C

【詳解】A.根據(jù)題意有

5/=-+2

4

所以

A=4/

故A錯(cuò)誤;

B.介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的起振方向與波源的起振方向相同，所以t=l.25s時(shí)質(zhì)點(diǎn)6振動的

方向向上，故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)題意有

解得

T=ls

波從質(zhì)點(diǎn)1傳播到質(zhì)點(diǎn)3需要半個(gè)周期，即0.5s,所以在2s時(shí)質(zhì)點(diǎn)3實(shí)際振動

的時(shí)間為1.5s,所以在仁2s時(shí)質(zhì)點(diǎn)3恰好位于平衡位置且向下振動，故C正確；

D.質(zhì)點(diǎn)1和質(zhì)點(diǎn)3間的距離等于半個(gè)波長，所以兩質(zhì)點(diǎn)振動步調(diào)相反，所以

r=0.75s時(shí)質(zhì)點(diǎn)1和質(zhì)點(diǎn)3的加速度相反，故D錯(cuò)誤。

故選C?

4.【答案】A

【詳解】ABC.由題圖可知，降噪聲波與環(huán)境聲波波長相等，在同一種介質(zhì)中傳

播速度相等，則頻率相同，疊加時(shí)產(chǎn)生干涉，由于兩列聲波振幅相同、相位相

反，所以振動減弱，起到降噪作用，P點(diǎn)振動減弱，A正確，BC錯(cuò)誤；

D.再經(jīng)過四分之一周期P點(diǎn)仍為減弱點(diǎn)，D錯(cuò)誤。選A。

5.【答案】C

【詳解】A.而兩點(diǎn)的平衡位置相距1m,某一時(shí)刻在。點(diǎn)出現(xiàn)波峰，從此時(shí)刻起

再經(jīng)過0.2秒在b點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰，若波由。向b傳播，有

X\

v=—=——m/s=5m/s,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

t0.2

無，6-1

B.若波由b向。傳播，有M=—="^m/s=25m/s,選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

t0.2

C.若波由。向b傳播，有T=4=gs=1.2s,從b點(diǎn)出現(xiàn)波峰開始計(jì)時(shí)，2.4s內(nèi)質(zhì)

v5

點(diǎn)b經(jīng)過的路程s=2x4A=2.4m,若波由b向。傳播，有T'=[=三s=0.24s,從b

點(diǎn)出現(xiàn)波峰開始計(jì)時(shí)，2.4s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)b經(jīng)過的路程s=10x4A=12m,選項(xiàng)C正確；

D.由C項(xiàng)分析可知從b點(diǎn)出現(xiàn)波峰開始計(jì)時(shí)，2.4s恰好為周期的整數(shù)倍，因

此.2.4秒末質(zhì)點(diǎn)b仍處在波峰的位置，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。，選C。

6.【答案】AB

【詳解】A.從質(zhì)點(diǎn)M的振動圖像可知，在/=()時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)M的振動方向沿》軸負(fù)

方向，結(jié)合波形圖像，根據(jù)同側(cè)法可判斷出波的傳播方向?yàn)檠鼐泡S負(fù)方向，A正

確；

B.從波動圖中可看出4=6m,從振動圖像可以看出T=4s,波速為

v=—=1.5m/s

T

B正確。

C.0?3s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)M運(yùn)動的時(shí)間為

路程為

s=3A=0.12m

C錯(cuò)誤；

D.設(shè)平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)。處的質(zhì)點(diǎn)振動方程為

y=Asin（由+0）

2471

其中A=0.04m,@=于=5rad/s,y=0.02m,可得，初相位

質(zhì)點(diǎn)M的初相位為。'=%平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)。處的質(zhì)點(diǎn)與質(zhì)點(diǎn)M的相位差為

A71

距離為

n

Ax=-^-A=0.5m

2%

所以質(zhì)點(diǎn)/平衡位置的橫坐標(biāo)為

x=0.5m

D錯(cuò)誤。

故選AB?

7.【答案】AC

【詳解】A.虛線為y0.3s兩列波到達(dá)的位置，兩列波均傳播0.3m,則波速為

Ax0.3..

v=——=——m/s=l1m/s

M0.3

故A正確；

B.x=0.5m處的質(zhì)點(diǎn)在f=0.3s處于平衡位置且向上振動，只有波源B傳播到此處

的距離為0.2s,則時(shí)間滿足

“0.5-0.3丁

t=0.3s=-----------1-T

v

可知x=0.5m處的質(zhì)點(diǎn)起振后經(jīng)過一個(gè)周期的振動向上，則起振方向向上，故波

源B起振方向向上，故B錯(cuò)誤；

C.波源A、B起振方向相反，則波源A的起振方向向下，原點(diǎn)X=0處的質(zhì)點(diǎn)離

波源的距離為0.2m,離波源B的距離較遠(yuǎn)，則波源A形成的波先傳到此處，故

原點(diǎn)x=0處的質(zhì)點(diǎn)起振方向與A的起振方向相同向下，故C正確；

D.AB的中點(diǎn)到兩波源距離相等，路程差為0,滿足半波長的零倍，而波源A、B

起振方向相反，則中點(diǎn)為振動減弱點(diǎn)，故D錯(cuò)誤。

故選AC?

8.【答案】AB

【詳解】A.該波的波速大小為y=〉%m/s=5cm/s,A正確;

夕］01

B.該波的周期為T「=MS=2S'則該波的頻率為上〒二°.5HZ'B正確;

C.根據(jù)波形平移法可知，X=5s時(shí)x=25cm處的質(zhì)點(diǎn)開始沿一〉方向振動，C錯(cuò)誤；

D.至lR=8s時(shí)x=20cm處的質(zhì)點(diǎn)振動的時(shí)間為4=4s=2T,由波形圖可知，波源

只振動了1.5T,則x=20cm處的質(zhì)點(diǎn)通過路程為s=1.5x4A=6A=30cm,D錯(cuò)誤。

選ABo

9.【答案】（1）見解析，（2）0.4,（3）”舁

2k

【詳解】（1）設(shè)斜面的傾角為，，對滑塊受力分析由平衡條件〃?gsin0=5,假

設(shè)在運(yùn)動過程中任意時(shí)刻滑塊相對平衡位置的位移為X,則滑塊受到的回復(fù)力為

Fs=k{x0+x）-mgsine=kx,并且回復(fù)力的方向與位移x方向相反，滑塊的振動是

簡諧運(yùn)動。

（2）由圖可以看出周期為T=0.4s

（3）根據(jù)胡克定律￡=左心，F(xiàn)2=kAx',振幅為4=空空=￡?

10.【答案】⑴最低點(diǎn)；與，⑵叱；直線

49k

【詳解】（1）⑴單擺做小角度擺動，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度測量值最大時(shí)，磁性小球位

于最低點(diǎn)。

⑵若測得連續(xù)50個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度最大值之間的時(shí)間間隔為t,則單擺的周期為

丁=t

一50-1.49

2

（2）[1]根據(jù)丁=2兀肚，解得丁2=但"結(jié)合圖線斜率為匕可得

Kg

14.1

⑵由上面分析可得叱上,乎，即