(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（S）

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75分钟，满分100分) 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符 合题目要求的) 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.0.8一1.2s时间内，弹簧振子的加速度逐渐增大 x/cm 12 B.t=0.1s和t=0.7s时，弹簧振子的速度相同 7777777 0 0.4081.2.6 C.t=0.8s时，弹簧振子受到的回复力最大 0 12 D.弹簧振子的振动方程为x=12sin(1.6πt)cm 乙 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h2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7m B.合外力对小球做的功为mg(h1一h2) 5 777777777777 C.小球初速度大小满足=√2h,一h) D.地面对小球做的功为mgh:一A)司md 物理第1页（共4页) 衡水金卷·先享题·高 6.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 7.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4m/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 S B x/m A.6个 B.7个 C.8个 D.9个 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个 以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 8.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 及A落地前瞬间动能为加L一名心 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2mw ⑧© 7777777777 9.一个质点在平衡位置O点附近做简谐运动，若从O点开始计时，经过2、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 As B.4s C.10s D.14s 10.两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，波速均为v=0.2m/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 B.t=4.5s时，质点P的位移为-4cm Q -0.2-0.10 C.0~4s时间内，质点P经过的路程为20cm D.这两列波的频率均为2Hz 班级 姓名 分数 题号 2 3 5 7 8 9 10 答案 三一轮复习单元检测卷八 物理第2页（共4页） 三、非选择题（本题共5小题，共54分。请按要求完成下列各题） 11.(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，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。 a 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1，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(-T?图线， 如图乙所示，则当地的重力加速度g 。 (用a、b表示) 12.(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 -40 此电门凡 05E35 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 13.(10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。 Vo Vo 空间站 甲 乙 14.(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=希，月球半径为地球半径的子，月球质 量为地球质量的7，地球表面处的重力加速度为8，求： (1)月球表面处的重力加速度的大小； (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； L: (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。 月球上的单摆 15.(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t=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v=68m/s,则波向哪个方向传播？ y/m 10x/m 一轮复习单元检测卷八 物理第4页（共4页）高三一轮复习S ·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： I.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) ⅡⅢ ① ②③④ 档次 系数 1 单项选择题 4 机械振动周期、频率、振幅 易 0.88 2 单项选择题 4 波的干涉、衍射、多普勒效应 易 0.85 单项选择题 4 机械能与圆周运动 中 0.75 4 单项选择题 4 振动图像、弹簧振子 中 0.70 5 单项选择题 4 机械能守恒定律 中 0.75 6 单项选择题 4 简谐运动 中 0.75 7 单项选择题 4 波的叠加 班 0.55 动量守恒与能量守恒、冲量的定 多项选择题 6 中 0.72 义及性质 9 多项选择题 6 振动周期 中 0.65 10 多项选择题 6 波的叠加 难 0.50 11 非选择题 用单摆测量重力加速度 易 0.80 12 非选择题 8 用单摆测量重力加速度 中 0.65 13 非选择题 10 太空中的动量 易 0.80 14 非选择题 14 月球上的单摆问题、冲量 中 0.60 机械波的多解问题、波长、频率 15 非选择题 16 难 0.55 和波速的关系 考答案及解析 一、单项选择题 物理量，二者互为倒数关系，因此周期和频率的乘积 1.D【解析】振幅的定义是振动物体离开平衡位置的 为1，固定不变，B项错误；根据简谐运动的特点可知， 最大距离，是标量，表示振动的强弱，A项错误；物体 周期与振幅无关，C项错误，D项正确。 完成一次全振动所需的时间叫周期，而频率则等于单 2.C【解析】机械波的波长越长，障碍物或孔的尺寸越 位时间内完成全振动的次数，它们是表示振动快慢的 小，衍射现象越明显，A项错误：出现稳定的干涉现象 ·33· ·物理· 参考答案及解析 时，振动加强点的振动幅度变大，但位移是随时间变 面碰撞时机械能损失20%，有(1一20%)(mgh1+ 化的，某时刻的位移可能为零，不会始终处于波峰或 5 者波谷，B项错误，C项正确；当波源和观察者靠近 之mu)=mgh2,解得v=√g(2h:-2h),C项错 时，波源频率不变，观察者接收的频率变大，这种现象 误；全过程由动能定理得W十mg(h1一h2)=0 称为多普勒效应，D项错误。 是m2,解得W=mgh:一h1)之md,D项正确。 1 3.C【解析】这四个小球是同轴转动的，所以它们转动 6.B【解析】A、B两点的加速度方向相反，故二者位于 的角速度相同，A和D的旋转半径相等，根据a=r 平衡位置的两侧，即它的平衡位置在A、B之间，根据 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： a=-,可知加速度大小与弹簧的形变量成正比， 由题意可知=号，所以两点的位移之比-号 ZB 3 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 mg 项错误，B项正确。 根据牛顿第二定律有ngtan0=mwr,解得w= 7.C 【解析】根据题意可得，波长= =1m,两列波 f Vgtn ,因为A和B的旋转半径不同，所以A、B的 的频率相同，初始相位相同，两波会发生干涉现象，某 悬线与竖直方向的夹角不相等，B项错误；由图可知 些区域振动加强，某些区域振动减弱，则到两波源的 A的旋转半径大于B的旋转半径，根据u=wW可知， 路程差为半个波长的奇数倍时，振动振幅最小，设P A的线速度大于B的线速度，则A的动能大于B的 为AB间任意一点，位置坐标为x。,则两波源到P点 动能，A的悬线与竖直方向的夹角大于B的悬线与 的波程差△x=x0-(4.5-%)=2x-4.5(0<x< 竖直方向的夹角，A的重力势能大于B的重力势能， 4.5),又有4x=2n(n为整数)，有-5<n<4(n 所以A的机械能大于B的机械能，C项正确；根据动 能定理可知重力和悬线对A做功的代数和等于A增 为整数)，则n为-4、-3、-2、-1、0、1、2、3，即AB 加的动能，D项错误。 间合振动振幅最小的点的位置个数为8个，A、B、D 4.A【解析】0.8~1.2s时间内，弹簧振子从平衡位置 项错误，C项正确。 二、多项选择题 向M点振动，位移逐渐增大，根据a=一：可知弹簧 8.BD【解析】A离开竖直墙面时，轻杆对B由压力变 振子的加速度逐渐增大，A项正确：t=0.1s时，弹簧 为拉力，B、C分离，A项错误；B、C分离后C做匀速 振子的振动方向向右，t=0.7s时，弹簧振子的振动 直线运动，所以B、C分离时，两小球的速度均为，对 方向向左，所以t=0.1s和t=0.7s时，弹簧振子的 三个小球整体水平方向根据动量定理，有I墙=2， 速度方向相反，B项错误；t=0.8s时，弹簧振子的位 D项正确；自A离开墙面到落地，A、B组成的系统水 移为零，根据F=一kx可知，弹簧振子受到的回复力 平方向动量守恒，规定向右为正方向，则mv=u%十 为零，C项错误：根据图像可知振幅A=12cm,周期 T=1.6s,则弹簧振子的振动方程为x= mu,且有=，解得%=号，C的速度是A水平 Asin(牙)cm=12sin(1.25t)cm,D项错误。 速度的2倍，但A有竖直分速度，C项错误；整个过程 5.D【解析】重力做的功为g(h一h,),A项错误：合 根据机械能守恒定律有mgL=E十号m十 1 外力对小球做的功为一乞m0,B项错误；小球与地 之u,解得A落地前瞬间动能Ek=mgL- 5 8m, ·34· 高三一轮复习S ·物理· B项正确。 算摆长时将摆线长度加上摆球的直径，测得的重力 9.AC【解析】若质点开始运动的方向先向左，再向M 加速度偏大，A项正确；开始计时时，秒表过早按下， 点运动，运动路线如图甲所示，得到振动的周期T= 测得的时间变大，重力加速度偏小，B项错误；摆线 十受)=号，若质点开始运动的方向向右直接 上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使真实摆 线长度增加了，测得的摆长偏小，测得重力加速度偏 向M点运动，如图乙所示，振动的周期T= 小，C项错误；把29次全振动时间误当成30次全振 4(十受)=10s,A,C项正确，B.,D项错误。 动时间，重力加速度的测量值偏大，D项正确。 0 M b + (3)根据单摆周期公式T=2π入 ,变形得1= g 甲 会T一号~T图像的斜率=名结合1T函 d a 0 M b 乙 数斜率的含义，图像的斜率k=京，重力加速度 1O.ABC【解析】两列波同时传到M点，M点为振动 4πb 减弱点，因此M点始终处于平衡位置，A项正确：在 a t=4.5s时，波传播的距离x=t=0.9m,可知此时 12.(1)B(2分) 向左传播的波的波谷传至P点，而向右传播的波的 (2)7.886(2分) 波谷也传至P点，由波的叠加原理可知，P点的位 (3)2 二气2分) 禁L+号2分) 移为一4cm,B项正确；由题图可知，两列简谐横波 【解析】(1)在摆球摆到最低点时开始计时，A项错 的波长相等，均为λ=0.4m,波速u=0.2m/s,则有 误；质量相同的铁球和软木球，应选用铁球作为摆 两被的周期T=合=2s,频率f=0.5H,D项错 球，以减小阻力的影响，B项正确；摆角应不超过5°， 否则就不是简谐运动，C项错误；摆长是摆球半径与 误；在0一4s时间内，向左传播的波传至P点经历 绳子的长度之和，D项错误。 的时间△，==3s,在P点共同引起振动时间 U (2)螺旋测微器的精确度为0.01mm,摆球直径d= △，=1s=子，分析可知P点为振动加强点，因此在 7.5mm+0.01×38.6mm=7.886mm。 2t 0~4s时间内，质点P经过的路程s=12cm十8cm (3)单摆的周期T==%,根据T n-1 =20cm,C项正确。 三、非选择题 2√F,其中1=L+号：解得重力加速度g 11.(1)20.50(2分) (2)AD(2分) 禁+号. (3)4红b(2分) 13.(1)0.4m/s(2)128N a 【解析】(1)规定水平向左为正方向，对甲、乙以及物 【解析】(1)20分度游标卡尺的精确度为0.05mm, 体A组成的系统，根据动量守恒定律有 直径d=20mm+10×0.05mm=20.50mm。 (M2十m)6-M1w=(M+M2十m)u (2分) (2)单摆周期T=,根据单摆的周期公式T一 解得1=0.4m/s (3分) (2)对乙进行分析，取水平向左为正方向，根据动量 +号 ,联立解得g=红Y.1十2红Nd,计 定理有 2元 t t -Ft=M2v-M2vo (2分) ·35· ·物理· 参考答案及解析 解得F=128N (3分) 2 3…):若波向左传播，周期T,=4m十3s(n=0,1,2, 14.号g(2)2√(3 9 15 3…) 【解析】(1)在星球表面万有引力等于重力GMm (2)若波向右传播，波速=(16n十4)m/s(n=0,1, R2 2,3…);若波向左传播，波速=(16n十12)m/s(n ng星 (1分) =0,1,2,3…) 解得g量= GM R (1分) (3)60m/s (4)向右传播 则= 尝 (1分) 【解析】(1)若波向右传播，根据波形的周期性，有 g月 R月 △L=(n+)T (2分) 根损题意知瓷=8别 (2分) 2 则周期Ti=4m中s(=0,1,2,3…) (2分) 尽-十 (1分) 若波向左传播，根据波形的周期性，有 16 联立解得g=8Tg (1分) △=(n+)T (2分) (2)从静止释放到第一次经过平衡位置所用时间t= 则周期T,=4+3 2 (n=0,1,2,3…) (2分) 4 (1分) (2)由图可知波长=8m 8 又T=2N√g 若波向有传播，波速会- m/s=(16n+ 2 4n+1 联立解得：-气 (1分) 4)m/s(n=0,1,2,3…) (2分) 摆球从静止释放到第一次经过平衡位置重力冲量的 若波向左传播，波速=会=(16n十12)m/s(m= 大小I=mg用t=2T√g 0,1,2,3…) (2分) 9 (2分) (3)若波向左传播，且3T<△t<4T,对照T,= (3)摆球从静止释放到第二次经过平衡位置的过程 2 为A→0→A'→O,A0段弧长s= ×2a-0 4n十3s(n=0,1,2,3…)可知n取3 2π 则波速2=(16×3+12)m/s=60m/s (2分) (1分) (4)若波速v=68m/s,波在△t=0.5s内传播的距 所走过的路程=3s= 15 (2分) 离x=a=34m=4子1，故波向右传插 (2分) 2 15.（1)若波向右传播，周期T=4n十sn=0,1,2, ·36·