热点15　机械振动　机械波 --2025年高考物理大二轮复习考前特训（专练）

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1.(多选)(2024·贵州黔西南一模)如图所示，一带正电小球(质量为m、电荷量为q)用长为l的绝缘轻质细线悬挂于天花板上做单摆运动，此单摆可以视为简谐运动，O点为最低点，周期为T。现给空间加上竖直方向的匀强电场，此时单摆的最大摆角不变，周期为2T。已知重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A.电场方向竖直向下
B.电场强度大小为3mg4q
C.单摆做简谐运动的周期与振幅无关
D.单摆做简谐运动的周期与振幅有关
2.(2024·北京市房山区一模)如图所示，劲度系数为k的轻弹簧上端固定在天花板上，下端连接一可视为质点的小球。重力加速度大小为g。将小球托起至O点，弹簧恰好处于原长，松手后小球在竖直方向做简谐运动，最远能够到达B点，A点为OB的中点。下列说法正确的是( )
A.O点到B点弹力的冲量大小等于重力冲量的大小
B.O点到B点弹簧先做正功后做负功
C.O点到A点弹力做功与A点到B点弹力做功一样多
D.小球经过A点时的加速度大小为g
3.(2024·安徽卷·3)某仪器发射甲、乙两列横波，在同一均匀介质中相向传播，波速v大小相等。某时刻的波形图如图所示，则这两列横波( )
A.在x=9.0 m处开始相遇
B.在x=10.0 m处开始相遇
C.波峰在x=10.5 m处相遇
D.波峰在x=11.5 m处相遇
4.(多选)(2024·安徽黄山市二模)把一个筛子用四根弹簧支撑起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这就做成了一个共振筛，如图甲所示。该共振筛的共振曲线如图乙所示。已知增大电压，可使偏心轮转速提高；增加弹簧的劲度系数，可减小筛子的固有周期。现在，在某电压下偏心轮的转速是60 r/min。为使共振筛的振幅增大，以下做法可行的是( )
A.降低输入电压
B.增加输入电压
C.更换劲度系数更大的弹簧
D.更换劲度系数更小的弹簧
5.(2024·河北石家庄市检测)一列简谐横波沿x轴正方向传播，如图所示，实线为t1=2 s时的波形图，虚线为t2=5 s时的波形图。下列关于平衡位置在O处质点的振动图像正确的是( )
6.(2024·广东省部分学校二模)某简谐横波沿x轴传播，在t=0时刻的波形如图所示，此时介质中有三个质点B、C和D，B的横坐标为0，C的纵坐标为0，D与C间沿x轴方向的距离为波长的18，质点B的振动方程为y=4sin(π2t-π6)cm。下列说法正确的是( )
A.该波沿x轴正方向传播
B.该波的波长为11 m
C.该波的波速大小为12 m/s
D.t=0时刻起质点D回到平衡位置的最短时间为1.5 s
7.(2024·江西卷·6)如图(a)所示，利用超声波可以检测飞机机翼内部缺陷。在某次检测实验中，入射波为连续的正弦信号，探头先后探测到机翼表面和缺陷表面的反射信号，分别如图(b)、(c)所示。已知超声波在机翼材料中的波速为6 300 m/s。关于这两个反射信号在探头处的叠加效果和缺陷深度d，下列选项正确的是( )
A.振动减弱；d=4.725 mm
B.振动加强；d=4.725 mm
C.振动减弱；d=9.45 mm
D.振动加强；d=9.45 mm
8.(2024·安徽省皖江名校联盟二模)一列简谐横波沿x轴传播，O、M、N是介质中的三个质点，已知t=1.0 s时刻y轴右侧的波形图如图甲所示，质点N的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.从t=1.0 s开始，波传播时，质点M比质点N先到达波谷
B.波在介质中传播的速度为5 cm/s
C.从t=1.0 s开始计时，再经历3.5 s的时间，质点O回到平衡位置
D.质点N的平衡位置坐标为25 cm
9.(多选)(2024·东北三省四市质量检测)如图，有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，实线为t1=0时刻的波形图，虚线为t2=1 s时刻的波形图。下列说法正确的是( )
A.该波的波长为16 m
B.t1=0时刻，x=2 m处的质点振动速度方向沿y轴正方向
C.该波的波速可能为10 m/s
D.t1~t2时间内x=2 m处的质点通过的路程可能为(10+52)cm
10.(多选)(2024·河南许昌市模拟)如图甲所示，在xOy平面内的均匀介质中两波源S1、S2分别位于x轴上x1=0、x2=14 m处，两波源均从t=0时刻开始沿y轴方向做简谐运动，波源S1的振动图像如图乙所示，波源S2的振动方程是y=3sin(πt) cm，质点P位于x轴上xP=4 m处，在t=2 s时，质点P开始振动。下列说法正确的是( )
A.这两列波的波长λ为3 m
B.这两列波的周期相同，都是2 s
C.两列波刚开始相遇的时刻，质点P的位移y=4 cm
D.从t=0开始经5.5 s，x=7 m处的质点通过的路程s=4 cm
答案精析
1.BC [未加电场前，单摆的周期为T=2πlg，加电场后，单摆的周期为2T=2πlg'，则加电场后，等效重力加速度为g'=14g，根据牛顿第二定律mg-qE=mg'，解得电场强度大小为E=3mg4q，电场方向竖直向上，故A错误，B正确；根据单摆周期公式，单摆做简谐运动的周期与振幅无关，故C正确，D错误。]
2.A [小球从O到B根据动量定理有IG-I弹=0，则O点到B点弹力的冲量大小等于重力冲量的大小，故A正确；O点到B点弹簧一直被拉伸，弹簧一直做负功，故B错误；O点到A点的弹力要比A点到B点的弹力小，而A点为OB的中点，则O点到A点弹力做的功小于A点到B点弹力做的功，故C错误；A点为OB的中点，即小球做简谐运动的平衡位置，则小球经过A点时的加速度大小为0，故D错误。]
3.C [由题意可知两列波的波速相同，所以相同时间内传播的距离相同，故两列横波在x=11.0 m处开始相遇，故A、B错误；
甲波峰的横坐标为x1=5 m，乙波峰的横坐标为x2=16 m，由于两列波的波速相同，
所以波峰在x'=5 m+16-52 m=10.5 m处相遇，故C正确，D错误。]
4.AC [如题图乙可知，筛子的固有频率为f0=0.8 Hz，现在某电压下偏心轮的转速是60 r/min，频率为f=n=60 r/min=1 r/s=1 Hz，固有频率小于驱动力的频率。为使共振筛的振幅增大，可以减小驱动力的频率，则偏心轮的转速应减小，应降低输入电压，故A正确，B错误；为使共振筛的振幅增大，可以使筛子的固有频率增大，则固有周期减小，即增加弹簧的劲度系数，故C正确，D错误。]
5.A [简谐横波沿x轴正方向传播，由波形图可知t2-t1=nT+3T4(n=0、1、2、3…)，解得T=124n+3 s(n=0、1、2、3…)，n=0时T=4 s；周期不可能是12 s；当T=4 s时，在t=2 s时刻原点处的质点在平衡位置向上振动，则A正确，B、C、D错误。]
6.A [由y=4sin(π2t-π6) cm，得t=0时，yB0=-2 cm，经过极短的时间Δt，|yB1|