第10讲 机械振动和机械波 光（原卷版+解析版）——2025年高中物理高考二轮复习专题讲练（新高考通用）

中小学教育资源及组卷应用平台 第10讲 机械振动和机械波 光 （2024 福建）如图（a），装有砂粒的试管竖直静浮于水中，将其提起一小段距离后释放，一段时间内试管在竖直方向的振动可视为简谐运动。取竖直向上为正方向，以某时刻作为计时起点，试管振动图像如图（b）所示，则试管（　　） A．振幅为2.0cm B．振动频率为2.5Hz C．在t＝0.1s时速度为零 D．在t＝0.2s时加速度方向竖直向下 【解答】解：AB.从图像中可以直接读出振幅为1.0cm，周期为T＝0.4s，则频率fHz＝2.5Hz，故A错误，B正确； C.t＝0.1s时，质点处平衡位置，速度为最大，故C错误； D.t＝0.2s时，质点处于负向位移最大处，根据F＝﹣kx及牛顿第二定律，可知加速度方向与位移方向相反，为竖直向上，故D错误。 故选：B。 （2024 浙江）如图1所示，质量相等的小球和点光源，分别用相同的弹簧竖直悬挂于同一水平杆上，间距为l，竖直悬挂的观测屏与小球水平间距为2l，小球和光源做小振幅运动时，在观测屏上可观测小球影子的运动。以竖直向上为正方向，小球和光源的振动图像如图2所示，则（　　） A．t1时刻小球向上运动 B．t2时刻光源的加速度向上 C．t2时刻小球与影子相位差为π D．t3时刻影子的位移为5A 【解答】解：A．以竖直向上为正方向，根据图2可知，t1时刻，小球位移为零，位于平衡位置，随后位移变为负值，且大小增大，可知，t1时刻小球向下运动，故A错误； B．以竖直向上为正方向，t2时刻光源的位移为正值，光源振动图像为正弦函数，表明其做简谐运动，根据F回＝﹣kx和F＝ma可得： 可知，其加速度方向与位移方向总是相反，位移方向向上，则加速度方向向下，故B错误； C．根据图2可知，小球与光源的振动步调总是相反，由于影子是光源发出的光被小球遮挡后，在屏上留下的阴影，可知，影子与小球的振动步调总是相同，即t2时刻小球与影子相位差为0，故C错误； D．根据图2可知，t3时刻，光源位于最低点，则小球位于最高点，根据光的直线传播可知，屏上影子的位置也处于最高点，影子位于正方向上的最大位移处，根据数学知识可得： 解得：x影子＝5A 即t3时刻影子的位移为5A，故D正确。 故选：D。 （2024 江西）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6300m/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＝4.725mm B．振动加强；d＝4.725mm C．振动减弱；d＝9.45mm D．振动加强；d＝9.45mm 【解答】解：根据反射信号图像可知，超声波的传播周期T＝2×10﹣7s，又有波速v＝6300m/s 则超声波在机翼材料中的波长为：λ＝vT，解得：λ＝1.26×10﹣3m 结合题图（b）和题图（c）可知，两个反射信号传播到探头处的时间差为：Δt＝1.5×10﹣6s 故两个反射信号的路程差为：，解得 d＝4.725×10﹣3m 因波程差等于半波长的奇数倍，故两个反射信号在探头处振动减弱，故A正确，BCD错误。 故选：A。 （2024 天津）一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，图1是t＝1s时该波的波形图，图2是x＝0处质点的振动图像。则t＝11s时该波的波形图为（　　） A． B． C． D． 【解答】解：根据图2可知，该波的振动周期T＝4s，t＝11s＝2T，当t＝1s时，x＝0处的质点位移为正的最大，再经过Δt＝11s﹣1s＝10s＝2T，可知该质点应该位于波谷的位置，符合题意的只有C，故C正确，ABD错误。 故选：C。 （2024 浙江）频率相同的简谐波源S1、S2和接收点M位于同一平面内，S1、S2到M的距离之差为6m。t＝0时，S1、S2同时垂直平面开始振动，M点的振动图像如图所示，则（　　） A．两列波的波长为2 ... ...