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专题15 机械振动与机械波
（考试时间：75 分钟试卷满分：100 分）
一、单项选择题（本题共12 小题，每小题5 分，共60 分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题
目要求的,不选、多选、错选均不得分）
1．（2024·浙江·模拟预测）如图所示是主动降噪耳机的降噪原理图。在耳机内有专门用于收集环境噪声的
麦克风，耳机收集环境噪声后通过电子线路产生与环境噪声相位相反的降噪声波，再与环境噪声叠加，从
而实现降噪效果。如图是理想的降噪过程，实线对应环境噪声，虚线对应耳机产生的等幅反相降噪声波，
则此图中的（ ）
A．降噪过程属于多普勒效应
B．降噪声波频率等于环境噪声频率
C．降噪过程属于声波的干涉且P 点振动加强
D．P 点空气经一个周期向外迁移距离为一个波长
2．（2024·广东惠州·统考二模）“战绳”是健身的一种流行的项目，如图（a）所示，健身者将绳拉平后
沿竖直方向上下抖动，可在绳中形成一列向右传播的简谐横波，图（b）是某一时刻绳子的波形，若健身
者每秒钟上下抖动绳头1 次，不考虑绳波传播过程中的能量损失，则（ ）
A．该绳波的传播速度为2m/s
B．该时刻质点P 的振动方向沿y 轴正方向
C．该时刻Q 质点的振动速度比P 质点的振动速度大
D．1s 后P 质点将往右移动4m
3．（2024·广东佛山·统考一模）如图为钓鱼时鱼漂静浮于水面的示意图．某次鱼咬钩时将鱼漂往下拉一小
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段距离后松口，鱼漂做上下振动，一定时间内鱼漂在竖直方向近似做简谐运动，取竖直向上为正方向，鱼
松口时为计时起点，用t、x、a 分别表示鱼漂运动的时间、位移和加速度，关于鱼漂此过程中的运动，下
列图像可能正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
4．（2024·广西贵港·统考模拟预测）从波源质点
起振开始计时，经时间
，轴上距波源
处的质
点第一次到达波峰，此时波形如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．波源的起振方向沿
轴负方向
B．该列波的传播速度为
C．
点的简谐振动方程为
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D．在
时间内，轴上平衡位置为
处质点通过的路程为
5．（2024·辽宁沈阳·统考一模）如图所示为血管探头发射的沿x 轴正方向传播的简谐横波图像，
时刻
波恰好传到质点M。已知该简谐波的频率为
，则下列说法正确的是（ ）
A．简谐波在血管中的传播速度为8000m/s
B．
时，质点M 运动到横坐标上的N 点
C．
时，质点N 沿y 轴正方向开始振动
D．
时，质点N 处于波谷
6．（2024·全国·校联考一模）如图所示，波源
相距
，产生的简谐横波可沿介质均匀分布的轴
传播，波速
，两波源的中点为坐标原点
。
时两波源同时开始振动，且振动方程均为
。质点A 的横坐标为
。下列说法正确的是（ ）
A．一段时间后，A 点为振动的加强点
B．
时，A 点的速度方向沿
轴负向
C．
内，A 点振动的路程为
D．一段时间后，A 点的振幅为
7．（2024·广西南宁·南宁三中校联考模拟预测）图（a）为一列简谐横波在某一时刻的图像，P、Q 为平衡
位置在xp=3m 和xQ=6m 的两质点，图（b）为质点P 从该时刻开始计时的振动图像。下列说法正确的是（
）
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A．该波波速为3m/s
B．该波沿x 轴负方向传播
C．P 在平衡位置时Q 质点总在波谷
D．质点P 在t=5s 时沿y 轴负方向运动
8．（2024·浙江·校联考一模）如图所示波源
和
间距为
，起振方向相同，频率均为
，两波源
产生的简谐横波在均匀介质中朝四周各个方向传播且同时到达
点，已知
且
，波速为
，判断以下选项正确的是（ ）
A．波源
比
先振动
B．
产生的波到达
时，
处质点正在靠近平衡位置
C．两列波完全叠加后线段
上振幅最小的点有3 个
D．两列波完全叠加后线段
上振幅最大的点有3 个
9．（2024·浙江金华·校联考模拟预测）利用电磁打点计时器可形成驻波。如图，连接电磁打点计时器的交
流电源频率为50Hz，一条弹性绳左端连接电磁打点计时器的振片，右端过支架的P 点挂一重物M。振片的
振动能在绳中形成向右传播的一列机械波，该波在P 点反射后能产生向左传播的机械波，两列机械波的频
率、振幅均相等，此时在绳中形成驻波，如图所示。A、C 质点始终静止不动，B、D 质点振幅最大，其余
各质点振幅依次变化，已知质点平衡位置间距离
，E 质点的平衡位置在A、B 两质点
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的平衡位置之间。
时刻，D 质点正处于波谷，下列说法正确的是（ ）
A．两列波的波长均为2.4m
B．两列波的波速均为120m/s
C．
时，E 质点正位于平衡位置向上运动
D．
时，B 质点正位于平衡位置向下运动
10．（2024·浙江·校联考模拟预测）如图甲所示，在三维直角坐标系O—xyz 的xOy 平面内，两波源S1、S2
分别位于x1= 0.2m、x2=1.2m 处。两波源垂直xOy 平面振动，振动图像分别如图乙、丙所示。M 为xOy 平
面内一点且
。空间有均匀分布的介质且介质中波速为v=2m/s，则（ ）
A．x=0.2m 处质点开始振动方向沿z 轴负方向
B．两列波叠加区域内x=0.6m 处质点振动减弱
C．两列波叠加区域内x=0.5m 处质点振动加强
D．两波相遇后M 点振动方程为
11．（2024·江西赣州·赣州中学校考模拟预测）某均匀介质中两持续振动的振源P、Q 分别位于x 轴上
和
处，
时刻两振源同时开始振动，
时刻在x 轴上第一次形成如图所示的波形。
则下列说法正确的是（ ）
A．振源P 的振动方程为
B．振源Q 起振方向沿y 轴正方向
C．两列波在
处相遇后，该质点的振动始终加强
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D．两列波在
处相遇后，该质点的振动始终加强
12．（2024·浙江·校联考模拟预测）在匀质轻绳上有两个相距10m 的波源S1、S2，两波源上下振动产生两
列绳波，可将其看作简谐波。两波源的连线上有两质点A、B，A 距S1波源3m，B 距S2波源5m，如图甲
所示。t=0 时波源S1开始向上振动，其振动方程为
cm，而波源S2的振动图像如图乙所示。
t=0.2s 时质点A 开始振动，则下列说法不正确的是（ ）
A．1s 后S1、S2两波源之间有7 个振动加强点
B．波源S1产生的波的波长为3m
C．波源S1产生的波的波速为15m/s
D．0～
s 内质点B 通过的路程为40cm
二、多项选择题（本题共2 小题,每小题5 分,共10 分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目
要求的。全部选对的得5 分,选对但不全的得3 分,有选错的得0 分）
13．（2024·四川内江·统考一模）花样游泳被誉为水中芭蕾，某运动员在花样游泳比赛中，有一场景：用
手拍皮球，水波向四周散开，这个场景可以简化为如图所示的模型，波源O 起振方向向下，振幅的水波沿
垂直于水平介质平面做简谐运动，所激发的横波在均匀介质中向四周传播。当
时，离O 点10m 的质点
A 开始振动；当
时，离O 点20m 的质点B 开始振动，此时质点A 第3 次（刚开始振动时记为0 次）回
到平衡位置.下列说法正确的是（ ）
A．当
时，质点A 振动方向向上
B．当
时，AB 连线中点的质点刚开始振动
C．该波与周期为
的波相遇，会发生稳定的干涉现象
D．该波的传播速度为5m/s，且当A 在波峰时，B 在波谷
E．A 质点的振动方程为
14．（2024·四川成都·成都七中校考一模）图示为地球表面上甲、乙单摆的振动图像。以向右的方向作为
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摆球偏离平衡位置的位移的正方向，地球上的自由落体加速度为10m/s2，月球上的自由落体加速度为
1.6m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两个单摆的摆长之比为4:1
B．甲摆在月球上做简谐运动的周期为5s
C．甲摆振动的振幅4cm
D．甲单摆的摆长约为4m
E．乙单摆的位移x 随时间t 变化的关系式为
三、计算题（本题包括3 小题，10 分+10 分+10 分共30 分，解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理
演算过程，只写出最终结果的不得分）
15．（2024·四川绵阳·统考一模）一列沿x 轴负向传播的简谐横波在t＝0 时刻波的图像如图所示，经
0.1s，质点M 第一次回到平衡位置，求：
（1）这列波的波长和波的传播速度大小；
（2）质点M 在1.2s 内，走过的路程。
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16．（2024·陕西安康·校联考模拟预测）图1 为一列沿x 轴传播的简谐横波在t=0 时刻的波动图像，此时振
动恰好传播到5m 处的P 点，质点P 此后的振动图像如图2 所示。质点Q 在x 轴上位于10m 处，求：
（1）该波的传播速度；
（2）质点P 的振动方程；
（3）再经过2.75s，质点P 运动的位移和质点Q 运动的路程。
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17．（2024·山东潍坊·寿光现代中学校考模拟预测）某型号的网红“水帘秋千”如图所示，它与平常秋千
的不同之处是钢铁做成的秋千架上装有273 个独立竖直向下的出水孔，在系统控制下能够间断性出水，从
而形成一个有孔洞的水帘。假设秋千摆长
。人坐在座板上，头顶到座板的距离为
，鞋底
到座板的距离为
，忽略绳的重力和空气阻力，人与座板整体的重心在座板上。假设秋千的摆动周
期与同摆长的单摆做简谐运动的周期相同；出水孔打开时，水的初速度为零。以秋千座板从最高点刚要向
下摆动时作为计时起点，此刻，比座板略宽的范围内的所有出水孔都是关闭的。取
，
，
，
，
。计算结果均保留到小数点后面两位。求：
（1）在秋千第一次从最高点运动到最低点的过程中，哪个时刻打开出水孔，水刚好不能淋湿人的头顶；
（2）在秋千第二次到达最低点之前最迟哪个时刻关闭出水孔，水刚好不能淋湿人体的任何部位；
（3）接第（2）问，当秋千第二次到达最低点时，水又刚好不能淋湿人的头顶，那么，出水孔关闭了多长
时间。
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