专题10 机械振动和机械波--【冲刺专练】2024年高考物理二轮复习考点冲刺专练精讲

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一、以核心和主干知识为重点。构建知识结构体系，确定每一个专题的内容，在教学中突出知识的内在联系与综合。
二、注重情景与过程的理解与分析。善于构建物理模型，明确题目考查的目的，恰当运用所学知识解决问题：情景是考查物理知识的载体。
三、加强能力的提升与解题技巧的归纳总结。学生能力的提升要通过对知识的不同角度、不同层面的训练来实现。
四、精选训练题目，使训练具有实效性、针对性。
五、把握高考热点、重点和难点。
充分研究近5年全国和各省市考题的结构特点，把握命题的趋势和方向，确定本轮复习的热点与重点，使本轮复习更具有针对性、方向性。对重点题型要强化训练，举一反三、触类旁通，注重解题技巧的提炼，充分提高学生的应试能力。
专题10 机械振动和机械波
一、单选题
1．（2023·广东·高考真题）渔船常用回声探测器发射的声波探测水下鱼群与障碍物．声波在水中传播速度为，若探测器发出频率为的声波，下列说法正确的是（ ）
A．两列声波相遇时一定会发生干涉
B．声波由水中传播到空气中，波长会改变
C．该声波遇到尺寸约为的被探测物时会发生明显衍射
D．探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度无关
2．（2024·广东佛山·二模）某新能源汽车开启最新技术的“隐私声盾”功能后，司机将无法听到后排乘客说话的内容。“隐私声盾”系统能采集后排乘客的声音信号，并通过司机头枕音箱发出自适应的抵消声波，将对话声音抵消，从而屏蔽90%以上的后排对话信息，提高驾驶员的专注度，同时保护后排乘客的隐私。下列说法正确的是（ ）
A．“隐私声盾”技术运用了多普勒效应B．抵消声波与后排说话声波的频率相同
C．抵消声波比后排说话声波的传播速度快D．抵消声波与后排说话声波的相位差为零
3．（2024·广东广州·一模）某质点做简谐振动，其位移x与时间t的关系如图，则该质点（ ）
A．振动频率为4HzB．在A点速度最大
C．在B点加速度最大D．在0~3s内通过路程为12.0cm
4．（2024·广东·一模）如图是敲击甲、乙两个音叉后，发出的两列声波a和b在空气中向前传播的示意图。从图中信息可知声波a的（ ）
A．波长小于b的波长B．波长大于b的波长
C．波速小于b的波速D．波速大于b的波速
5．（2024·广东湛江·一模）湛江濒临南海，拥有众多优良海水浴场。在金沙湾海滨浴场，某同学测得一波源位于处的海水水波（视为简谐横波），某时刻沿轴正方向传播到处，此时轴上处的质点已振动，质点离处，如图所示，取该时刻为。下列说法正确的是（ ）
A．质点开始振动时的速度方向沿轴正方向
B．该波的传播速度为
C．经过，质点第一次到达波谷
D．在时间内，处的质点振动的速度逐渐增大
6．（2024·广东梅州·一模）某同学漂浮在海面上，水面波正平稳地以1.8m/s的速率向着海滩传播。该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15s。下列说法错误的是（ ）
A．水面波是一种机械波B．该水面波的频率为0.6Hz
C．该水面波的波长为3mD．该同学将被水面波推向岸边
7．（2024·广东·模拟预测）图（a）为一机械波在t=4s时的图像，P、Q为平衡位置在1m和2m的两质点，图（b）为质点P的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A．该波沿x轴正方向传播B．质点P经过2s迁移到Q点
C．该波波速为1m/sD．t=0s时，质点Q在正方向最大位移处
8．（2024·广东茂名·一模）战绳训练中，运动员抖动战绳一端，使其上下振动，运动状态可视为简谐振动。如图所示，足够长的战绳两端，两位运动员均以的频率、相同的起振方向同时上下抖动战绳，在战绳上传播的波速为，下列说法正确的是（ ）
A．战绳上每个部分振幅都相同B．战绳上每个部分振动频率都为
C．战绳上相邻的振动加强区相距为D．战绳上相邻的振动减弱区相距为
9．（2024·广东·二模）如图所示，一个质量为m的物块，左端与轻弹簧栓接，轻弹簧的另一端固定在墙上的O点，物块和地面间的动摩擦因数为。现用手按住物块静止于A点，让弹簧处于压缩状态。某时刻释放物块，物块向右运动，在M点（图中未画出）获得最大速度，到最右端B点（图中未画出）后，再向左运动，在点（图中未画出）获得向左运动的最大速度，C点（图中未画出）时速度减为0并保持静止状态。物块向右运动的时间为，向左运动的时间为，设最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小，则关于两个过程下列说法正确的是（ ）
A．M点和点在同一位置B．两个阶段的时间满足
C．两个阶段最大速度满足D．C点在M点左侧
10．（2024·广东佛山·二模）以下四幅图中，相关叙述正确的是（ ）
A．如图甲，人造地球卫星经过地面跟踪站上空，地面接收到信号频率先增大后减小
B．如图乙，A、B两灯均发亮，若断开开关，A灯和B灯都会立即熄灭
C．如图丙，高频感应炉是利用炉外线圈产生的热量使炉内的金属熔化
D．如图丁，利用该装置验证向心力与角速度的关系时，要保持皮带连接的两个塔轮半径相同
一、多选题
11．（2024·广东江门·一模）B超成像时血管探头发送的简谐超声波图像如图所示，时刻超声波恰好传到质点M，超声波的周期，下列说法正确的是（ ）
A．超声波的波长为
B．质点M开始振动的方向沿y轴负方向
C．超声波在血管中的传播速度为1000m/s
D．时，质点M在平衡位置
12．（2024·广东深圳·一模）如图所示，设想在地球表面的P、Q两地之间开凿一个直通隧道，在隧道里铺设直管道，将地球视为均质球体，忽略一切摩擦阻力，不考虑地球自转，在P点将一物块由静止释放，管道内的物块会在PQ之间做简谐运动，运动周期为T，图中O点为PQ的中点，B点和B′点分别为OP和OQ连线的中点，下列说法正确的是（ ）
A．物块由P到O的加速度增大
B．物块经过B点和B′点时速度大小相等
C．物块由P到O的运动时间为
D．物块在P、B两处回复力大小之比为2:1
13．（2024·广东·一模）图甲为一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形图。图乙为处质点的振动图像，则下列说法正确的是（ ）
A．波向x轴负方向传播
B．波向x轴正方向传播
C．图甲中实线与y轴交点的纵坐标为2.5cm
D．图甲中实线与y轴交点的纵坐标为
14．（2024·广东·模拟预测）一列简谐横波以的速度沿轴传播，在时刻的波形图如图中实线所示，经后的波形如图中虚线所示，下列说法正确的是（ ）
A．经波传播的距离为
B．波沿轴正方向传播
C．质点在时刻沿轴负方向运动
D．处的质点的位移表达式为
15．（2024·广东佛山·二模）某型号降噪耳机工作原理如图所示，降噪过程包括如下几个环节：首先，由微型麦克风采集环境中的中、低频噪声；接下来，将噪声信号传至降噪电路；在降噪电路处理完成后，通过扬声器向外发出声波来抵消噪声；最后，我们耳朵就会感觉到噪声减弱甚至消失．对该降噪耳机相关说法正确的是（ ）
A．耳机降噪利用了声波的多普勒效应
B．抵消声波的频率与噪声的频率应该相等
C．抵消声波与噪声的相位差为零
D．抵消声波和环境噪声在空气中传播的速度相等
16．（2024·广东佛山·一模）蝙蝠具有一种回声定位的特殊本领，它们在喉部产生短促而高频的超声波，经鼻或嘴传出后被附近物体反射回来形成回声，听觉神经中枢对回声本身以及发出声与回声间的差异进行分析，从而确定前方猎物的位置、大小、形状、结构以及运动速度与方向，下列说法正确的是（ ）
A．不同蝙蝠发出不同频率的超声波可能发生干涉
B．蝙蝠发出的超声波进入水中后传播速度不变
C．蝙蝠产生高频的超声波目的是便于捕捉较小的猎物
D．蝙蝠听到回声的频率变高时，能判断出正在靠近的猎物
17．（2024·辽宁·一模）声呐是利用声波在水中的传播和反射特性，通过电声转换和信息处理对水下目标进行探测和通讯的电子设备，现代军舰多利用声呐探测水下目标。图甲是某舰搭载的声呐发出的一列超声波在时刻的波形图，图乙是质点P的振动图像，则下列说法正确的是（ ）
A．超声波遇到大尺寸障碍物可以发生明显的衍射现象
B．舰艇靠近静止的障碍物时，障碍物接收到超声波的频率大于声呐发出的超声波的频率
C．超声波沿x轴负方向传播，波速为1500
D．坐标为原点处质点在时相对平衡位置的位移为
18．（2024·黑龙江齐齐哈尔·二模）“战绳”是一种近年流行的健身器材，健身者把两根相同绳子的一端固定在一点，用双手分别握住绳子的另一端，上下抖动绳端，使绳子振动起来（图甲），以手的平衡位置为坐标原点，图乙是健身者右手在抖动绳子过程中时刻的波形，已知绳波的传播速度为4m/s，，，下列说法正确的是（ ）
A．时刻右手抖动的频率是2HzB．时刻右手抖动的频率是1Hz
C．手的起振方向向下D．时刻质点P向上运动
19．（2024·青海海东·二模）一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形图如图中的实线所示，时的波形图如图中的虚线所示，则该简谐横波在介质中的传播速度可能为（ ）
A．88m/s
B．158m/s
C．258m/s
D．340m/s
E．446m/s
20．（2024·山东青岛·一模）均匀介质中有两个点波源、位于xOy平面内，位置坐标分别为（-3m，0）和（5m，0）。时刻起两波源开始沿垂直坐标平面xOy方向做简谐运动，振动图像如图。已知两波源的振动传播到坐标原点O处的时间差为2s。下列说法正确的是（ ）
A．机械波在介质中的传播速度为1m／s
B．xOy平面内（1m，3m）位置处在振动加强区
C．两波源间的连线上有7个振动最强点
D．0~7s内，O处质点运动的路程为12cm
一、解答题
21．（2024·湖北·模拟预测）如图所示，倾角为θ=30°的光滑斜面底端固定有一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧上端连接一质量为2m的滑块B而处于静止状态，在B的上方处由静止释放一质量为m的滑块A，随后A与B发生碰撞，碰撞时间极短（可忽略不计），碰后A、B一起向下运动，到达最低点后又向上弹回。已知重力加速度为g，弹簧振子的周期公式为，其中k为弹簧的劲度系数，M为振子的质量。
（1）求碰后瞬间A、B的共同速度；
（2）求碰后A、B一起向下运动的最大位移；
（3）试判断A、B碰后的运动过程中是否会分离。如果会分离，则求从释放A到A、B第一次分离所用的时间；如果不会分离，则求从释放A到A、B速度第二次减为零所用的时间。

22．（2024·河北·模拟预测）如图所示，足够大的光滑水平桌面上，劲度系数为k的轻弹簧一端固定在桌面左端，另一端与小球A拴接。开始时，小球A用细线跨过光滑的定滑轮连接小球B，桌面上方的细线与桌面平行，系统处于静止状态，此时小球A的位置记为O，A、B两小球质量均为m。现用外力缓慢推小球A至弹簧原长后释放，在小球A向右运动至最远点时细线断裂，已知弹簧振子的振动周期，弹簧的弹性势能（x为弹簧的形变量），重力加速度为g，空气阻力不计，弹簧始终在弹性限度内。
（1）求细线断裂时的张力大小FT及从细线断裂开始计时，小球A第一次返回O点所用的时间。
（2）求细线断裂后，小球A到达O点时的速度大小和加速度大小。
（3）若在细线裂断时，小球B距离地面的高度为h，恰好此时在小球B正上方4h处由静止释放一个小球C，其质量为，已知B、C两小球在空中发生碰撞，小球C被反弹，相对碰撞点小球C上升的最大高度为h，所有碰撞均为弹性碰撞，求n的值。