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专题06 机械振动机械波 光学
机械振动机械波
1．（2025·黑龙江·二模）如图，甲为一列简谐横波在某时刻的波形图，乙为
处质点从此刻开始计时
的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A．此列波沿x 轴负向传播
B．
时，
处质点的位移为0.5m
C．
时，
处质点的位移为
D．
处质点比
处质点振动相位滞后
2．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）声呐系统利用声波探测水下障碍物。某次监测中，声呐传感器接收到一列
反射横波，图甲为t=0 时刻的波形，其中P 是x=0 处的质点，Q 点位于x=12 m 处。图乙为Q 点振动的a-
t 图像。下列说法正确的是（ ）
A．波沿x 轴负方向传播
B．该声波的传播速度为60 m/s
C．t=0 时刻P 点正经过平衡位置向上运动D．再经过0.05 秒，Q 点位移达到正向最大值
3．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）1785 年，库仑发表了《关于电学和磁学的第一篇科学论文报告》，记述了
他受万有引力的启发，通过类比思想测定电荷之间的引力是否遵从距离平方反比定律，库仑当时的思
考和实验过程如下：
（1）根据单摆做简谐运动的周期公式
及地球表面物体所受重力与万有引力的关系
，可以得到单摆的周期
和地球半径
的关系________（用
、
、
、
、
）表示。
（2）库仑把电荷之间引力与万有引力进行类比，设计了电摆实验仪，其结构如图所示。G 为绝缘金属
球，S 为一端有镀金的小圆纸片的小针，悬挂在丝线下端。让G 与S 带上异号电荷。由于S 受G 的电引
力作用，小针将摆动，测量出G 的球心与S 在距离取不同值时，小针摆动的周期，就可以判断周期是
否与距离成正比。某次实验的测量数据如下：
实验次
数
15 次振动所需时
间/s
1
18
20
2
36
43
3
54
69
（3）类比万有引力的思想，三次振动的周期之比应为________，而实际测量时，第二次和第三次周期
比理论值偏大，改变和摆长多次实验均出现类似情况，产生误差的主要原因可能是________。
A．实验过程中带电球漏电
B．电摆摆长不合适
C．时间读数的偶然误差
库仑对实验结果进行修正后，与理论值基本符合。于是，库仑得出由电荷之间的引力也遵从距离平方
反比定律的结论。
4．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）如图甲所示，均匀介质中的水平面内，
、
、
为直角三角形的顶点，
，
。波源
、
分别位于
、
两点，且均沿竖直方向振动，它们的振动图像分
别如图乙、丙所示。已知波源
产生的机械波经过
传播到
点，下列说法正确的是（ ）
A．波在介质中传播的速度为0.2m/s
B．波长为
C．
时，
处的质点位移为0
D．
连线中点处为振动加强点
5．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）具有主动降噪功能的耳机内设有两个麦克风，如图所示，一个麦克风收集
周围环境中的噪声信号，这样耳机的处理器能够预测下一时刻噪声的情况，并产生相应的抵消声波；
另一个麦克风检测合成后的噪声是否变小，使得处理器优化抵消声波以降低合成后的噪声音量。主动
降噪技术利用了声波的（ ）
A．反射
B．折射
C．干涉
D．衍射
6．（2025·黑龙江齐齐哈尔·二模）生活中很多情景都属于振动和波的现象，下列四种情景的说法正确的是
（ ）
A．如图甲，人造地球卫星经过地面跟踪站上空，跟踪站接收到的信号频率先减小后增大
B．如图乙，如果孔的大小不变，使波源的频率增大，能观察到更明显的衍射现象
C．如图丙，手掌摩擦盆耳使得水花飞溅，是因为摩擦力较大
D．如图丁为干涉型消声器的结构示意图，波长为λ 的同一声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为
的奇数倍
7．（2025·黑龙江·二模）如图所示是同一地点的甲、乙两单摆的部分振动图像，下列说法正确的是
（ ）
A．甲、乙两单摆的摆长之比为
B．乙单摆的振动方程
C．甲单摆的机械能小于乙单摆的机械能
D．
内，甲摆球的重力势能增大，乙摆球的重力势能减小
8．（2025·山西晋中·二模）如图1 所示，一个竖直圆盘绕a 匀速转动，周期
，固定在圆盘上
的小圆柱b 带动一个T 形支架在竖直方向上下振动，T 形支架下面固定一小球组成的振动系统，一轻质
长绳与小球相连。某时刻绳子的某段波形如图2 中实线所示。则（ ）
A．圆盘上的小圆柱转到圆心等高处时，T 形支架的瞬时速度为零
B．小球振动稳定后，它振动的频率是
C．绳子上产生的波的传播速度为
D．圆盘的半径为0.05m
9．（2025·吉林长春·二模）降噪耳机的基本原理是在耳机内产生一列相应的抵消声波，通过波的干涉起到
消音作用。假设
时刻外界噪声的波形图如图所示，下列选项中的声波（均为
时刻波形图）对该噪声
降噪效果最好的是（ ）
A．
B．
C．
D．
10．（2025·吉林·二模）如图，在倾角为
的固定光滑斜面上，有两个用轻质弹簧相连的物体A 和
B，它们的质量均为
，弹簧的劲度系数为
，C 为一固定挡板。现让一质量为
的物体D 在A 上方某处由静止释放，D 和A 相碰后立即粘为一体，此后做简谐运动，运动过
程中，物体B 恰好不能离开挡板C，弹簧始终在弹性限度范围内，物体A、B、D 均可视为质点，重力
加速度g 取
。下列说法正确的是（ ）
A．从开始做简谐运动到物体A 第一次回到初始位置的时间为简谐运动周期的一半
B．简谐运动的振幅为
C．物体D 与物体A 碰后瞬间的速度大小为
D．简谐运动过程中弹簧的最大弹力为160N
11．（2025·吉林·二模）如图，在竖直分界线ab 左侧有竖直向下的匀强电场，右侧有水平向里的匀强磁场。
带正电、可视为质点的橡胶小物块用一根绝缘细线悬挂于
处。
时，小物块经过最低点向右运动，
且在竖直面内摆动的最大摆角小于5°。用v 表示小物块的速度，规定向右为正方向，忽略空气阻力，
下列图像可能正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
12．（2025·辽宁·二模）“地震预警”是指在地震发生以后，抢在地震波传播到受灾地区前，向受灾地区
提前发出警报，通知目标区域从而实现预警。科研机构对波的特性展开研究，某机械波沿x 轴传播，
图甲为
时的波的图像，图乙为
处A 质点的振动图像，此时P、Q 两质点的位移均为
，下列说法正确的是（ ）
A．这列波沿x 轴负方向传播
B．P 质点的振动方程为
C．Q 质点的振动方程为
D．从
开始经过0.3s，P、Q 两质点经过的路程相等
13．（2025·辽宁沈阳·二模）一列简谐横波在t=0 时刻的波形如图（a）所示，图（b）表示介质中某质点的
振动图像。下列说法正确的是（ ）
A．该波的周期为2s
B．再过1s，ON 间的波形不变
C．若波沿x 轴正方向传播，则图（b）可能为N 点的振动图像
D．若波沿x 轴正方向传播，则图（b）可能为L 点的振动图像
14．（2025·辽宁·二模）图1 所示为一列简谐横波在t=0 时的波动图像，图2 所示为该波中x=2m 处质点P
的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A．该波的波速为2m/s
B．该波沿x 轴负方向传播
C．t= 1.0s 时，质点P 的速度最小，加速度最大
D．在t=0 到t=2.0s 的时间内，质点P 的速度和加速度方向均未发生改变
15．（2025·辽宁本溪·二模）如图所示，面积足够大的A、B 两种均匀弹性介质接触放置，两者的界面在同
一竖直面内。
时刻界面上某质点O 开始沿界面振动时，
时刻介质中产生的简谐波如图所示。
据此可知（ ）
A．
时刻质点O 从平衡位置向y 轴正方向振动
B．A、B 两种介质中波速相同
C．
时介质B 中距O 点3m 处的质点开始振动
D．从
时刻到
时刻质点P 运动的路程为5m
16．（2025·内蒙古乌兰察布·二模）如图甲是水下灯光装置简化图。轻质弹簧下端固定在水池底部，上端
连接一点光源，点光源静止在O 点，其在水面上的投影位置为
，
。现让点光源在竖
直方向做简谐运动，其振动图像如图乙所示，水的折射率为
。则关于水面上的光斑，下列说法正确
的是（ ）
A．光斑边缘的振动周期为2s
B．光斑边缘的振幅为
C．光斑的最大面积为
D．光斑的最小面积为
17．（2025·内蒙古包头·二模）一列简谐横波沿
轴传播，如图所示，实线为
时刻的波形图，虚线为
时刻的波形图。
(1)若已知
处的质点在
内运动的路程为
，求
处的质点的振动方程（用正弦函数形
式表达）；
(2)若波沿
轴正向传播，求波的传播速度大小。
光学
18．（2025·黑龙江·二模）如图，是光学仪器中一种常用的半圆形玻璃砖。现有一束单色平行光与界面成
角从其直径界面AO 段入射。已知单色光在玻璃中的折射率为
，玻璃砖的半径为
，真空中的
光速为。下列说法中正确的是（ ）
A．从A 点入射的光其折射角为
B．从A 点入射的光在玻璃中的传播时间为
C．从O 点入射的光在玻璃砖中传播的时间最长
D．从O 点发出的光达弧面时会发生全反射
19．（2025·黑龙江·二模）如图，一束复色光垂直于半圆形玻璃砖入射后分成两束。下列有关说法正确的
是（ ）
A．a 光光子能量比b 光光子能量小
B．介质中a 光波速比b 光波速大
C．真空中a 光波速比b 光波速小
D．同样装置做双缝干涉实验时，同级亮纹a 光比b 光离屏中心近
20．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）如图所示，竖直放置的半圆形玻璃砖可绕过圆心的水平轴转动，圆心
与竖直放置的足够大光屏的距离
，初始时半圆形玻璃砖的直径与光屏平行，一束光对准圆心
垂直于光屏射向玻璃砖，在光屏上
点留下一光点，保持入射光的方向不变，让玻璃砖绕
点顺时针
方向转动
角，光屏上光点也会移动，当
时，光屏上光点位置距离
点
，下列说法正确的是（ ）
A．玻璃砖转动后，光屏上的光点相对于
点向下移动
B．该玻璃砖的折射率为1.6
C．该玻璃砖的折射率为
D．当
时，光屏上的光点刚好消失
21．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）图示阴影部分
为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，
为
一半径为
的
圆弧，
为圆弧面圆心，
构成正方形，在
处有一点光源。若只考虑首次从圆
弧
直接射向
、
的光线，从点光源射入圆弧
的光中，有一部分不能从
、
面直接射
出。已知这部分光照射圆弧
的弧长为
，光在真空中传播速度为。求：
(1)该材料的折射率；
(2)直接从
、
面射出的光线中，在此光学元件中传播的最大时间。
22．（2025·黑龙江·二模）如图甲所示是“足球”玻璃球，某物理小组利用激光对该球的光学性质进行研
究。如图乙所示是过球心所在的竖直截面的正视图，且AB 是沿水平方向的直径，当激光水平向右从
C 点射入时，可从右侧的B 点射出。已知玻璃球的半径为R，C 到AB 的竖直距离h=
，且玻璃球
内的“足球”是不透光体，不考虑反射光的情况下，光在真空中的速率为c，求：
(1)B 点的出射光相对C 点入射光方向的偏折角；
(2)激光在玻璃球中的传播时间。
23．（2025·吉林长春·二模）如图为某同学用激光照射一半圆形透明玻璃砖，研究光的传播规律，下面说
法正确的是（ ）
A．
为入射光，
为反射光，
为折射光
B．若入射光绕
点逆时针转动，反射光和折射光也随之逆时针转动
C．若入射光绕
点逆时针转动，反射光越来越强，折射光越来越弱
D．若入射光与界面
成
角时，折射光恰好消失，则折射率
24．（2025·辽宁·二模）为了装点夜景，常在喷水池水下安装彩灯。如图甲所示，水面下有一点光源S，同
时发出两种不同颜色的a 光和b 光，在水面上形成了一个有光射出的圆形区域，俯视如图乙所示，环
状区域只有b 光，中间小圆为复色光，下列说法正确的是（ ）
A．在水中传播速度a 光比b 光大
B．a 光光子的能量小于b 光光子的能量
C．水对a 光的折射率小于对b 光的折射率
D．若点光源S 向下远离水面移动，则中间小圆面积变大
25．（2025·辽宁沈阳·二模）如图a，倒挂的彩虹被叫做“天空的微笑”，是光由卷云里随机旋转的大量六
角片状冰晶（直六棱柱）折射形成的。如图b 光线从冰晶的上顶面进入后，经折射从侧面射出，发生
色散。以下分析正确的是（ ）
A．光线从空气进入冰晶后波长不变
B．在冰晶中红光和紫光的传播速度相同
C．光线从空气射入冰晶时可能发生全反射
D．当入射角
逐渐减小，在侧面紫光比红光先发生全反射
26．（2025·辽宁鞍山·二模）如图所示，一束单色光从介质II 射入介质I 时发生折射，图中虚线为法线，光
线与法线的夹角
。已知两种介质的折射率
、
与
、
满足关系
。则
（ ）
A．该单色光在介质I 中的频率大于在介质II 中的频率
B．该单色光在介质I 中的速度小于在介质II 中的速度
C．减小介质II 中的入射角
，该单色光可能发生全反射
D．增大介质II 中的入射角
，该单色光可能发生全反射
27．（2025·内蒙古包头·二模）一乘客在候车室座椅上看手机，手机屏幕处于水平面内，此手机屏幕用防
窥屏制作成。这种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，其中屏障垂直于屏幕平行排列，可
实现对像素单元可视角度
的控制（可视角度
定义为某像素单元发出的光在图所示平面内折射到空
气后最大折射角的2 倍）。透明介质的折射率
，屏障高度
，屏障间隙
，
发光像素单元紧贴屏下并位于相邻屏障正中央，下列说法正确的是（ ）
A．防窥屏实现防窥效果是因为光发生了全反射
B．此防窥屏的可视角度
C．若减小透明介质的折射率，则可增强防窥效果
D．若增大
，则可视角度
减小
28．（2025·内蒙古赤峰·二模）自然界中有许多美妙的光学现象，肥皂泡在阳光下五彩斑斓。下列现象中
与上述原理相同的是（ ）
A．雨后的彩虹呈现出不同颜色
B．游泳池的底部看起来比实际浅
C．水面上的油膜在阳光照射下呈彩色
D．暗室中用激光笔照射小孔，在屏幕上看到明暗相间的圆环状条纹
