(8)机械振动 机械波-【衡水金卷·先享题】2026年高考物理一轮复习单元检测卷（R）

高三一轮复习单元检测卷/物理 （八)机械振动机械波 (考试时间90分钟，满分100分) 一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求） 1.关于机械振动的周期、频率和振幅，下列说法正确的是 A.振幅是矢量，方向从平衡位置指向最大位移处 B.周期和频率的乘积是变化的 C.振幅增大，周期也必然增大，而频率减小 D.做简谐运动的物体其周期和频率是一定的，与振幅无关 2.下列关于波的干涉、衍射及多普勒效应的说法正确的是 A.机械波的波长越短、障碍物或孔的尺寸越大，衍射现象越明显 B.出现干涉现象时，振动加强点始终位于波峰或波谷 C.出现干涉现象时，振动加强点某时刻的位移可能为零 D.当波源和观察者靠近时，波源频率不变，观察者接收到的频率一定比波源频率小 3.如图所示，一T形支架的横杆上用等长的细线等间距悬挂4个相同小球A、B、C、D,支架绕轴线 缓慢加速转动，当支架转速为ω时，下列说法正确的是 A.A、D的加速度相同 B.A、B的悬线与竖直方向的夹角相等 C.A的机械能大于B的机械能 D.A增加的动能等于该过程中悬线对A做的功 4.如图甲所示，弹簧振子以点O为平衡位置，在M、N两点之间做简谐运动，取向右为正方向，弹簧 振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，下列说法正确的是 A.0.8~1.2s时间内，弹簧振子的加速度逐渐增大 x/cm 12F B.t=0.1s和t=0.7s时，弹簧振子的速度相同 力 0 C.t=0.8s时，弹簧振子受到的回复力最大 M N 0.401.2.6於 D.弹簧振子的振动方程为x=12sin(1.6πt)cm -12----- 5.距水平地面h1处的A点，一质量为m的小球以初速度大小v竖直向下抛，落到水平地面上被弹 回，回跳到2处的B点时速度为零。若小球与地面碰撞时机械能损失20%，不计空气阻力，重力 加速度为g,则从A到B的过程中，下列说法正确的是 A.重力做的功为2mu O本B B.合外力对小球做的功为mg(h1一h2) 5」 C.小球初速度大小满足u=√2gh:一h) 7777777777 D.地面对小球做的功为mg(h:一h1)一子m 6.如图甲所示为一列简谐横波在某一时刻的波形图， y/m a、b两质点的横坐标分别为x。=2m和x6=6m,0.5 如图乙所示为质点a从该时刻开始计时的振动图 100 像，下列说法错误的是 父 物理第1页（共4页） 衡水金卷·先享题·高 A.该波沿x轴正方向传播，波速大小为1m/s B.质点a经过4s通过的路程为1m C.在t=7s时，质点b的速度沿y轴正方向 D.质点b简谐运动的表达式为y=-0.5sin(0.25πt)m 7.做简谐运动的物体经过A点时，加速度的大小为2/s2、方向指向B点；当它经过B点时，加速度 的大小为3m/s2、方向指向A点。若A、B之间的距离为10cm,则它的平衡位置在 A.A、B之间，距离B点4cm处 B.A、B之间，距离A点4cm处 C.A、B的外侧，距离A点4cm处 D.A、B的外侧，距离B点6cm处 8.如图所示，波源S1和S2振动方向相同，频率均为4Hz,分别置于均匀介质中x轴上的A、B两点， AB=4.5m。两波源产生的简谐横波沿x轴相向传播，波速均为4/s。已知两波源振动的初始 相位相同，则AB间（不含A、B两点）合振动振幅最小的点的位置个数为 2 A B x/m A.6个 B.7个 C.8个 D.9个 二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对 得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分) 9.如图所示，小球A、B固定在竖直轻杆两端，A紧贴竖直光滑墙面，B位于光滑水平地面上，小球C 紧贴B。A受到轻微扰动后顺着墙面下滑，此后的运动过程中，三个小球始终在同一竖直面上。 已知C的最大速度为v,三个小球的质量均为，轻杆长为L,重力加速度为g,下列说法正确的是 A.A离开墙面前，B、C两小球已经分离 A B.A落地前瞬间动能为mgL一名md C.A落地前瞬间，C的速度是A速度的2倍 D.竖直墙面对A的冲量大小为2mv 9©Q 10.一个质点在平衡位置O点附近做简谐运动，若从O点开始计时，经过2s质点第一次经过M点， 再继续运动，又经过1s它第二次经过M点；则该质点的振动周期可能为 A号 B.4s C.10s D.14s 11.如图甲所示，O点为单摆的固定悬点，将力传感器接在摆球与O点之间。现将摆球拉到A点，释 放摆球，摆球将在竖直面内的A、C两点之间做简谐运动，其 O 中B点为运动中的最低位置。图乙为细线对摆球的拉力大 F/N 0.504 小F随时间t变化的曲线，图中t=0为摆球从A点开始运动 的时刻，重力加速度g=10m/s2,则可以求出的物理量有 0.498 C A.单摆的周期 B.单摆的摆长 0.49 B 0 0.4π0.8πt/s C.摆球的质量 D.摆球的半径 乙 12.两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，波速均为v=0.2/s,两个波源分别位于x 1.2m和x=一0.2m处，波源的振幅均为2cm。如图所示为t=0时刻两列波的图像，此刻平衡 位置分别在x=0.2m和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置位于x= 0.5m处，下列说法正确的是 y/cm A.质点M始终处于平衡位置 *2 B.t=4.5s时，质点P的位移为4cm C.0~4s时间内，质点P经过的路程为20cm -0.2-0.10八 0.1020.30.40.50.60.70.80.91p1.1.2xm D.这两列波的频率均为2Hz 一轮复习单元检测卷八 物理第2页（共4页） ® 班级 姓名 分数 题号 5 9 11 12 答案 三、非选择题（本题共6小题，共60分。请按要求完成下列各题） 13.(6分)在做“用单摆测量重力加速度”的实验中，某同学先测得摆线长为1，摆球的直径如图甲所 示，然后用秒表记录了单摆做30次全振动的时间。 山H山(cm mmmmmmmmmm 05101520 甲 (1)该摆球的直径为 mm。 (2)如果该同学测得的g值偏大，可能的原因是 (填正确答案标号) A.计算摆长时是将摆线长度加上摆球的直径 B.开始计时时，秒表过早按下 C.摆线上端未牢固地系于悬点，摆动中出现松动，使摆线长度增加了 D.实验中误将29次全振动数为30次 (3)多次改变摆线长，测出相应的周期T,某同学根据实验数据在坐标纸上绘制出1-T2图线， 如图乙所示，则当地的重力加速度g= 。 (用a、b表示) 14.(8分)小明同学想用单摆来测重力加速度，设计的实验装置如图甲所示，在摆球的平衡位置处安 放一个光电门，连接数字计时器，记录小球经过光电门的次数。 悬点 45 此电门 40 05 35 数字计时器 甲 (1)下列说法正确的是 (填正确答案标号) A.在释放摆球的同时开始计时 B.质量相同的铁球和软木球，应选用铁球作为摆球 C.可将摆球从平衡位置拉开一个较大角度然后释放摆球 D.摆长就是绳子的长度 (2)在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺测得从悬点至摆球顶端的长度为L,再用螺旋测微 器测量摆球直径，如图乙所示，则摆球直径d= mm。 (3)将摆球从平衡位置拉开一个合适的角度，由静止释放摆球，摆球在竖直平面内稳定摆动后，启 动数字计时器，摆球通过平衡位置时从1开始计数，同时开始计时，当摆球第n次(n为大于3的 奇数)通过光电门时停止计时，记录的时间为t,此单摆的周期T= (用t、n表 示)，重力加速度为 (用L、d和T表示)。 物理第3页（共4页） 衡水金卷·先享题·高 15.(8分)如图所示，甲、乙两名宇航员正在距静止的空间站一定距离的地方执行太空维修任务。某 时刻甲、乙与物体A都以大小v。=2m/s的速度相向运动，甲、乙与物体A和空间站在同一直线 上且均可视为质点。甲的质量M1=80kg,乙的质量M2=80kg,物体A的质量m=40kg,为了 避免直接相撞，乙先将物体A推向甲，甲迅速接住物体A后不再松开，此后甲、乙两位宇航员和 物体A以相同速度向空间站运动。求： (1)甲、乙和物体A最终的速度大小； (2)设乙与物体A作用时间t=1s,求物体A对乙的推力F的大小。 o 空间站 甲 乙 16.(8分)如图甲所示，轻弹簧上端固定，下端系一小球，小球静止时，弹簧的伸长量为5cm。现将小 球竖直向下拉一段距离，然后释放小球，从小球第一次通过平衡位置向上运动开始计时，形成的 振动图像如图乙所示。不计空气阻力，重力加速度g=10m/s。求： (1)小球位移x随时间t变化的关系式； ∠ x/cm 5 (2)t=25s末小球的位移x大小和加速度大小。 V 0 123456t/s 分 乙 17.(14分)随着祖国航天事业的蓬勃发展，在未来的某天，中国航天员也将登上月球。如图所示，假 设航天员在月球上做了一次单摆实验，将质量为m的摆球从平衡位置O点左侧的A点由静止释 放，已知摆长为L,摆线偏离竖直方向的最大夹角0=4=霜，月球半径为地球半径的，月球质 量为地球质量的7，地球表面处的重力加速度为，求： (1)月球表面处的重力加速度的大小； Lizzi2R22442 (2)摆球从静止释放到第一次经过平衡位置的过程中，摆球重力冲量的大小； (3)摆球从静止释放到第二次经过平衡位置的过程中所走的路程。 40-- 0 月球上的单摆 18.(16分)一列简谐横波图像如图所示，t1时刻的波形如图中实线所示，t2时刻的波形如图中虚线 所示，已知△t=t2一t1=0.5s。 (1)这列波的周期可能是多大？ (2)这列波的波速可能是多大？ (3)若波向左传播，且3T<△t<4T,则波速为多大？ (4)若波速=68m/s,则波向哪个方向传播？ y/m 0x/m 一轮复习单元检测卷八 物理第4页（共4页） R高三一轮复习R ·物理· 高三一轮复习单元检测卷/物理（八） 9 命题要素一贤表 注： 1.能力要求： .理解能力Ⅱ.推理能力 Ⅲ，分析综合能力Ⅳ，应用数学处理物理问题的能力V,实验能力 2.学科素养： ①物理观念 ②科学思维③科学探究( 科学态度与责任 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) I ⅡⅢV ① ②③④ 档次 系数 1 单项选择题 机械振动周期、频率、振幅 0.88 2 单项选择题 3 波的干涉、衍射、多普勒效应 易 0.85 3 单项选择题 3 机械能与圆周运动 中 0.75 4 单项选择题 振动图像、弹簧振子 中 0.70 单项选择题 3 机械能守恒定律 中 0.75 6 单项选择题 3 波形图与振动图像问题 中 0.70 7 单项选择题 3 简谐运动 中 0.75 8 单项选择题 3 波的叠加 难 0.55 动量守恒与能量守恒、冲量的定 9 多项选择题 4 中 0.72 义及性质 10 多项选择题 4 振动周期 中 0.65 11 多项选择题 4 单摆与力的图像 中 0.60 12 多项选择题 4 波的叠加 难 0.50 13 非选择题 6 用单摆测量重力加速度 易 0.80 14 非选择题 8 用单摆测量重力加速度 中 0.65 15 非选择题 8 太空中的动量 易 0.80 16 非选择题 8 弹簧振动图像问题 中 0.60 17 非选择题 14 月球上的单摆问题、冲量 中 0.60 18 非选择题 16 机械波的多解问题、波长、频率 / 难 0.55 和波速的关系 ·39· ·物理· 参考答案及解析 香考答条及解析 一、单项选择题 所以A的机械能大于B的机械能，C项正确：根据动 1.D【解析】振幅的定义是振动物体离开平衡位置的 能定理可知重力和悬线对A做功的代数和等于A增 最大距离，是标量，表示振动的强弱，A项错误；物体 加的动能，D项错误。 完成一次全振动所需的时间叫周期，而频率则等于单 4.A【解析】0.8~1.2s时间内，弹簧振子从平衡位置 位时间内完成全振动的次数，它们是表示振动快慢的 向M点振动，位移逐渐增大，根据a=一g可知弹簧 物理量，二者互为倒数关系，因此周期和频率的乘积 振子的加速度逐渐增大，A项正确：t=0.1s时，弹簧 为1，固定不变，B项错误：根据简谐运动的特点可知， 振子的振动方向向右，t=0.7s时，弹簧振子的振动 周期与振幅无关，C项错误，D项正确。 方向向左，所以t=0.1s和t=0.7s时，弹簧振子的 2.C【解析】机械波的波长越长，障碍物或孔的尺寸越 速度方向相反，B项错误；t=0.8s时，弹簧振子的位 小，衍射现象越明显，A项错误；出现稳定的干涉现象 移为零，根据F=一kx可知，弹簧振子受到的回复力 时，振动加强点的振动幅度变大，但位移是随时间变 为零，C项错误：根据图像可知振幅A=12cm,周期 化的，某时刻的位移可能为零，不会始终处于波峰或 T=1,6s,则弹簧振子的振动方程为x= 者波谷，B项错误，C项正确；当波源和观察者靠近 时，波源频率不变，观察者接收的频率变大，这种现象 Asin()cm=12sin(1.25t)）cm,D项错误。 称为多普勒效应，D项错误。 5.D【解析】重力做的功为mg(h-h2),A项错误；合 3.C【解析】这四个小球是同轴转动的，所以它们转动 外力对小球做的功为一子m口，B项结误：小球与地 的角速度相同，A和D的旋转半径相等，根据a=wr 面碰撞时机械能损失20%，有(1一20%)(mgh1十 可知，它们的向心加速度大小相等，但方向不同，A项 错误；对小球受力分析如图所示： 合md)=mgh,解得u=√g(受：-2h),C项错 误；全过程由动能定理得W十mg(hM一h2)=0 1 mt,解得W=mg(h:一h)-之md,D项正确。 6.C【解析】由图乙可知质点a在该时刻向上振动，根 mg 据同侧法可知，该波沿x轴正方向传播，由图甲可知 根据牛顿第二定律有ngtan0=mwr,解得w= 波长X=8m,由图乙可知周期T=8s,则波速=产 an,因为A和B的旋转半径不同，所以A,B的 =1ms,A项正确：由于：=4s=子=0时质点a 悬线与竖直方向的夹角不相等，B项错误：由图可知 位于平衡位置，经过4s运动的路程s=2A=2× A的旋转半径大于B的旋转半径，根据=r可知， 0.5m=1m,B项正确；由于该波沿x轴正方向传播， A的线速度大于B的线速度，则A的动能大于B的 7 动能，A的悬线与竖直方向的夹角大于B的悬线与 t=0时质点b向下振动，1=7s=8T,质点b的速度 竖直方向的夹角，A的重力势能大于B的重力势能， 沿y轴负方向，C项错误；质点b简谐运动的表达式y ·40· 高三一轮复习R ·物理· =-Asin wt=-0.5sin(0.25πt)m,D项正确。 M点运动，运动路线如图甲所示，得到振动的周期T 7.B【解析】A、B两点的加速度方向相反，故二者位于 6十号)=碧，若质点开始运动的方向向有 4 平衡位置的两侧，即它的平衡位置在A、B之间，根据 直接向M点运动，如图乙所示，振动的周期T= a=一g,可知加速度大小与弹簧的形变量成正比， 4(t十号)=10s,A,C项正确，B,D项错误。 2 由题意可知台=子，所以两点的位移之比会=子 u B M 又根据题意有xA十xB=10cm,联立解得xA=4cm, 即平衡位置在A、B之间，距离A点4cm处，A、C、D 甲 0 M b 项错误，B项正确。 乙 8.C【解析】根据题意可得，波长λ= f =1m,两列波 11.ABC 【解析】由图可知单摆的振动周期T= 的频率相同，初始相位相同，两波会发生干涉现象，某 0.8元s,根据单摆的周期公式T=2π√ 正，可得摆 些区域振动加强，某些区域振动减弱，则到两波源的 路程差为半个波长的奇数倍时，振动振幅最小，设P 长L=1.6m,不能求出摆球的半径，A、B项正确，D 为AB间任意一点，位置坐标为x,则两波源到P点 项错误；设单摆在最高点时的摆线与竖直方向的夹 角为0，在最低点的最大速度为v,摆球的质量为， 的波程差△x=x-(4,5-x)=2x0-4.5(0<x< 4.5,又有△r=2n士(n为整数)，有-5<n<4 根据动能定理有mgL1-os)=之md,在最高点 时摆线上的拉力最小，即Fmm=gcos9,在最低点 为整数)，则n为一4、-3、一2、一1、0、1、2,3，即AB 摆线上的拉力最大，根据牛顿第二定律有Fmx一mg 间合振动振幅最小的点的位置个数为8个，A、B、D 项错误，C项正确。 元，由图可知Fm=0.498N,Fx=0.504N,联 二、多项选择题 立解得~≈0.36m/s,m=0.05kg,C项正确 9.BD【解析】A离开竖直墙面时，轻杆对B由压力变 12.AC【解析】两列波同时传到M点，M点为振动减 为拉力，B、C分离，A项错误；B、C分离后C做匀速 弱点，因此M点始终处于平衡位置，A项正确；在t 直线运动，所以B、C分离时，两小球的速度均为，对 =4.5s时，波传播的距离x=t=0.9m,可知此时 三个小球整体水平方向根据动量定理，有I墙=2m, 向左传播的波的波谷传至P点，而向右传播的波的 D项正确：自A离开墙面到落地，A、B组成的系统水 波谷也传至P点，由波的叠加原理可知，P点的位移 平方向动量守恒，规定向右为正方向，则mu=g十 为一4cm,B项错误；由题图可知，两列简谐横波的 m,且有%=u,解得=号，C的速度是A水平 波长相等，均为A=0.4m,波速v=0.2m/s,则有两 速度的2倍，但A有竖直分速度，C项错误；整个过程 波的周期T=入=2s,频率f=0.5Hz,D项错误： 7 根据机械能守恒定律有mgL=Ea十之m呢十 在0一4s时间内，向左传播的波传至P点经历的时 间△t==3s,在P点共同引起振动时间△= ，222,解得A落地前瞬间动能E=2gL一令22， T B项正确 1s= ,分析可知P点为振动加强点，因此在0、 10.AC【解析】若质点开始运动的方向先向左，再向 4s时间内，质点P经过的路程s=12cm十8cm= ·41· ·物理· 参考答案及解析 20cm,C项正确。 7.5mm+0.01×38.6mm=7.886mm。 三、非选择题 (3)单摆的周期T= n-1 ,根据工 13.(1)20.50(2分) 2 (2)AD(2分) (3)b(2分) ，其中1=L+号，解得重力加速度g 2元入Ng a 【解析】(1)20分度游标卡尺的精确度为0.05mm, 禁+号. 直径d=20mm十10×0.05mm=20.50mm。 15.(1)0.4m/s(2)128N (2)单摆周期T=,根据单摆的周期公式T- 【解析】(1)规定水平向左为正方向，对甲、乙以及物 体A组成的系统，根据动量守恒定律有 I+ (M2十m)w-M1w=(M+M2十m)d (2分) 2 2π ,联立解得g=4r心.1+2xNd 计 g 解得u1=0.4m/s (2分) 算摆长时将摆线长度加上摆球的直径，测得的重力 (2)对乙进行分析，取水平向左为正方向，根据动量 加速度偏大，A项正确；开始计时时，秒表过早按下， 定理有 测得的时间变大，重力加速度偏小，B项错误；摆线 -Ft=M21-M20 (2分) 上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使真实摆 解得F=128N (2分) 线长度增加了，测得的摆长偏小，测得重力加速度偏 16.1)x=5sin受t(cm）(2)5cm10m/s 小，C项错误；把29次全振动时间误当成30次全振 动时间，重力加速度的测量值偏大，D项正确」 【解析】(1)根据图像可知小球的振幅A=5cm,振 动周期T=4s,所以小球位移x随时间t变化的关 (3)根据单摆周期公式T=2π ,变形得( g 系式为x=Asim祭·i=5n受t(cm (2分) 条r- ，-T图像的斜率k=,结合1T'函 2 (2)t=25s末小球的位移x=5sin亚X25(cm)= a 数斜率的含义，图像的斜率k= 4元，重力加速度g 5cm (2分) 小球在平衡位置时，弹簧的伸长量xo=5cm,故t= =4πb a 25s末，弹簧处于原长，只受重力 (2分) 14.(1)B(2分) 故a=10m/s (2分) (2)7.886(2分) 17.1)16s 818 (22g(3背 (3号2分) 祭(L+号)(2分) 【解析】(I)在星球表面万有引力等于重力G R 【解析】(1)在摆球摆到最低点时开始计时，A项错 ng星 (1分) 误；质量相同的铁球和软木球，应选用铁球作为摆 GM 球，以减小阻力的影响，B项正确；摆角应不超过5°， 解得g望= R2 (1分) 否则就不是简谐运动，C项错误：摆长是摆球半径与 G M地 绳子的长度之和，D项错误。 则&= R通 (1分) g月 (2)螺旋测微器的精确度为0.01mm,摆球直径d= R有 ·42· 高三一轮复习R ·物理· 根据题意知安=81 (2分) =0,1,2,3…) (3)60m/s (1分) (4)向右传播 联立解得&a=9 【解析】(1)若波向右传播，根据波形的周期性，有 878 (1分) (2)从静止释放到第一次经过平衡位置所用时间t= 4=(m+)T (2分) 工 则周期T=4m干 2 (1分) s(n=0,1,2,3…) (2分) 若波向左传播，根据波形的周期性，有 A-(n+3T (2分) 联立解得=毁、/四 (1分) 2 则周期T2=4n十3s(m=0,12,3…） (2分) 摆球从静止释放到第一次经过平衡位置重力冲量的 (2)由图可知波长λ=8m 大小1=m吸m-2 (2分) 若波向右传播，波速心= 入 8 T m/s=(16n+ 2 (3)摆球从静止释放到第二次经过平衡位置的过程 4n+1 为A→OA'→O,AO段弧长s= ×21-胎 4)m/s(n=0,1,2,3…) (2分) 2 (1分) 若波向左传播，波速=六=(16n+12)m/s(n 所走过的路程=3s= 0,1,2,3…) (2分) 15 (2分) (3)若波向左传播，且3T<△t<4T,对照T。= 2 18.(1)若波向右传播，周期T=4m十s(n=0,小，2， 4m十3s(n=0,1,2,3…)可知，n取3 2 2 3…):若波向左传播，周期T,=4m十3sn=0,12, 则波速2=(16×3+12)m/s=60m/s (2分) 3…) (4)若波速v=68m/s,波在△t=0.5s内传播的距 (2)若波向右传播，波速y=(16n十4)m/s(n=0,1, 离x==34m=4子入，故波向右传播(2分) 2,3…);若波向左传播，波速2=(16n+12)m/s(n ·43·