(13)机械振动和机械波、实验：用单摆测量重力加速度的大小-【衡水金卷·先享题】2026年高考物理一轮复习周测卷（J）

高三一轮复习40分钟周测卷/物理 (十三)机械振动和机械波、实验：用单摆测量重力加速度的大小 (考试时间40分钟，满分100分) 一、单项选择题（本题共8小题，每题8分，共64分。每题只有一个选项最符合题意） 1.简谐横波在某时刻的波形图如图所示，M为介质中的一个质点，波沿x轴正方向传播，下列说法 正确的是 A.图中质点M正沿y轴负方向振动 y/cm B.图中质点M的加速度方向为沿y轴负方向 5 12x/m C.经过周期，质点M回到初始位置 -10 D.经过一个周期，质点M运动的路程为20cm 2.如图甲所示的漏斗在做摆动的同时，小付同学将下方的薄木板沿箭头方向拉出，漏斗3s内漏出 的细沙在薄木板上形成的曲线如图乙所示，当地的重力加速度g=9.8/s2,下列说法正确的是 A.该沙摆的周期为3s B.该沙摆的摆长约为2m D 单位：cm C.由图乙可知，薄木板被匀加速拉出 i1.1023.90 36.70 D.当图乙中的B点通过沙摆正下方时，薄木板 的速度大小为17.5m/s 3.有两位同学分别握着一条绳的两端S,、S2,同时开始做上下的简谐运动，形成了如图所示的波动 图像，下列说法正确的是 A.波源S,形成的波先到达P点 B.波源S1、S2的振动频率相同 C.两列波在P点的振动方向是相同的 D.两列波在P点的振动总是叠加形成干涉加强点 4.如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧上端固定在天花板上，下端连接一质量为m、可视为质点的 小球，将小球托起至O点时弹簧被压缩了xo,且xo= 2mg,松手后小球在竖直方向做简谐运 动，小球最远能到达B点，A点为OB的中点，重力加速度为g,弹簧始终在弹性限度内，下列说 法正确的是 A.O点到A点的过程中，弹簧对小球一直做正功 B.小球在A点时，弹簧的弹性势能最小 C.小球在B点时受到的弹力大小为3mg D.小球做简谐运动的振幅为3xo B 物理第1页（共4页） 衡水金卷·先享题·高三 5.一列简谐横波在t1=0.2s时刻的波形图如图甲所示，平衡位置在x=2处的质点M的振动图 像如图乙所示。已知质点N的平衡位置在x=3.5m处，下列说法正确的是 y/m ty/m 0.2---------- 0.2---------- /m 0.1 0.2t/s -0.2-- -0.2- 甲 A.质点V在t1时刻偏离平衡位置的位移为0.1m B.质点N从t=0时刻起每经过0.05s通过的路程均为0.2m C.t2=0.3s时刻，质点N的运动方向沿y轴负方向 D.如果该波源沿波的传播方向移动，则在x正半轴较远处的观测仪器接收到该波的频率小于5Hz 6.B超是一种超声技术，探头发射超声波扫描人体，通过接收和处理载有人体组织或结构性质特 征信息的回波形成图像。某血管探头沿x轴正方向发射简谐超声波，如图所示，=0时刻波恰 好传到质点M。已知此超声波的周期为8×108s,下列说法正确的是 2681024161820x0i02mm A.超声波在血管中的传播速度大小为100m/s B.t=1.5×10-7s时，质点N恰好第二次处于波峰 C.超声波能在真空中传播，能发生干涉、衍射等现象 D.利用B超可以测血流速度，原理是多普勒效应 7.某简谐横波沿x轴传播，t=0时刻的波形如图所示，此时介质中有三个质点B、C、D,质点B的 横坐标为0，质点C的纵坐标为0，质点D与质点C间沿x轴方向的距离为波长的3，质点B的 振动方程y=4sin(受1一答)cm。下列说法正确的是 y/cm A.该波沿x轴正方向传播 B.该波的波长为11m C.该波的波速大小为12m/s D.从t=0时刻起，质点D回到平衡位置的最短时间为1.5s 轮复习40分钟周测卷十三 物理第2页（共4页） 可 8.如图甲所示为湖面上漂浮着距离不超过3m的两个浮子A、B。t=0时刻，湖面形成的水波如图 乙所示，浮子A处于x=0.5处，t=0时刻起，浮子A、B的振动图像如图丙所示，下列说法正 确的是 1. 浮子A浮子B A.水波的波长为1m,周期为0.4s B.水波的传播速度大小为0.8m/s C.水波的传播方向沿x轴正方向 D.两个浮子A、B间的距离一定为1.75m 班级 姓名 分数 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 二、非选择题（本题共3小题，共36分。请按要求完成下列各题） 9.(8分)在用单摆测量重力加速度时，小明将小锁头拴接在不易形变的细线一端，另一端固定在O 点，并在细线上标记一点A,如图甲所示。 D- 甲 (1)将小锁头拉到某一高度（细线与竖直方向的夹角很小）后由静止释放，当小锁头第一次到达 最低点D时开始计时并计数为1，以后小锁头每到达D点一次，计数增加1，计数为N时，秒表 测出单摆运动的时间为t,则该单摆的周期T= 。(用题中所给字母表示) (2)他保持A点以下的细线长度不变，通过改变OA间的细线长度L以改变摆长，并测出单摆运 动对应的周期T,测量多组数据后，作出如图乙所示的图像，图像纵坐标应为 (填“T” “T…片”或“是”)。 (3)已知图像的斜率为k,可求得当地的重力加速度g= (用题中所给字母表示) (4)图乙中的图线明显不过原点，其图像与横轴交点的意义是 物理第3页（共4页） 衡水金卷·先享题·高三一 10.(12分)为了保护海洋环境，珠海一中的学生在专业人员的带领下，去海边清理海洋垃圾。有学 生观察到一列水波（视为横波）沿海面传播，在波的传播方向上相距△x=6的两处分别有两 块漂浮的垃圾A和B,垃圾A、B随波上下运动，其中垃圾A的振动图像如图所示。某时刻，垃 圾A在平衡位置时，垃圾B恰好运动到波峰。 (1)求水波的振幅和波长； (2)若垃圾A、B之间（不含A、B)只有一个波谷，求这列水波的波速。 y/cm 100 1.01.5 100 11.(16分)“波”字最早用于描述水纹起伏之状，唐代诗人有“微风动柳生水波”的描述，水波可看成 简谐横波。一列沿x轴负方向传播的水波在t=0时刻的波形如图所示，此时波刚好传播到平 衡位置为=1cm的质点P.Q点是波上平衡位置为，=6m的质点，在有=号s时刻，质点 Q(在t=0时刻后)首次位于波峰位置。求： (1)该列波的传播速度v; (2)质点P和质点Q的振动方程。 y/cm /13 x/cm 轮复习40分钟周测卷十三 物理第4页（共4页） 回高三一轮复习J ·物理· 高三一轮复习40分钟周测卷/物理（十三） 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) V ① ②③④ 档次 系数 1 单项选择题 8 波的图像及分析 易 0.80 2 单项选择题 单摆与简谐运动的形成分析 中 0.75 单项选择题 两列波的运动与叠加 中 0.70 4 单项选择题 竖直方向弹簧振子的运动 中 0.70 5 单项选择题 波动图像与振动图像的综合 0.65 6 单项选择题 8 波的传播及波的干涉，衍射等 中 0.70 7 单项选择题 8 波的图像问题 难 0.55 8 单项选择题 8 波的传播及波上质点的运动 难 0.55 9 非选择题 8 用单摆测量重力加速度 中 0.70 10 非选择题 12 波的振幅、波长、波速的求解 中 0.65 波的图像及波上质点的振动 非选择题 16 0.55 方程 香考答案及解析 一、单项选择题 项错误。 1.B【解析】由题中波动图像可知，质点M正沿y轴 2.C【解析】由题图乙可知1.5T=3s,可知该沙摆的 正方向振动，加速度方向指向质点M的平衡位置，故 周期T=2,A项结误：沙摆的周期T=2狐√店可 方向为沿y轴负方向，A项错误，B项正确；由题中波 得L≈1m,B项错误；由题图乙中数据可知，薄木板 动图像可知，质点M正沿y轴正方向振动，经过子周 在连续且相等的时间段内的位移差△x=12.80cm= 期，质点M运动的路程小于质点的振幅10cm,故 4 a(号，可得a=0,128m/s,即得木板被匀加速拉 周期时质点M在初始位置的上方某点处，C项错误； 出，加速度大小为0.128m/s2,C项正确；匀变速直线 经过一个周期，质点M运动的路程为4A=40cm,D 运动中，在一段时间间隔内，中间时刻的瞬时速度等 ·49· ·物理· 参考答案及解析 于这段时间内的平均速度，所以有g= AC 程均为0.2m,由图甲可得t=0.2s时刻质点V不 在平衡位置或最大位移处，则t=0时刻，质点N不在 0.175m/s,D项错误。 平衡位置或最大位移处，故经过0.05s通过的路程 3.C【解析】两列波在同一介质中的传播速度相同，由 不等于0.2m,B项错误；由图乙知，t1=0.2s时刻质 x=t可得，两列波同时到达P点，A项错误；因为两 点M沿y轴负方向运动，结合图甲，由同侧法可知， 列波在同一介质中，波速相等，由图可知λ1>λ2，由波 该波沿x轴正方向传播，质点V在t=O.2s时刻沿 速公式v=λf得f1<f2,所以波源S:、S:的振动频 y轴正方向运动，从t=0.2s到t=0.3s,经历的时 率不相同，B项错误；由同侧法可知，两列波在P点的 T 振动方向是相同的，都是沿y轴正方向振动，C项正 间△t=4-i=(0.3-0.2)s=0.1s=乞，此时质点 确；由于两列波的频率不同，不能形成干涉，故P点 N沿y轴负方向运动，C项正确：波的频率∫=丁 1 的振动不稳定，有时候振动加强，有时候振动减弱，D 5Hz,根据多普勒效应，如果该波源沿波的传播方向 项错误。 移动，则在x正半轴较远处的规测仪器接收到该波的 4.D【解析】小球在O点时弹簧处于压缩状态，小球在 频率大于5Hz,D项错误。 A点速度最大，加速度为零，小球处于平衡状态，弹簧 处于拉伸状态，O点到A点的过程中，弹簧对小球先 6.D【解析】由图知入=8X10m,根据公式u=产， 做正功后做负功，A项错误：小球在O点时弹簧处于 可得u 8×10-5 压缩状态，小球在A点时，弹簧处于拉伸状态，故弹 8X10m/s=1X102m/s,A项错误：质点 簧原长处在OA之间的某点上，此时弹性势能最小， V与最近的波峰的距离x=18×105m-6×10-5m 而不是在A点，B项错误；小球在O点时，对小球有 =1.2×104m,可知波峰第一次传播到质点N所需 k十mg=a,而=之mg,可得a=子g,根据对 的时间t=工=1.2X10?s,质点N恰好第二次处于 称性可知小球在B点时的加速度大小也为a,根据 波峰的时刻t=t十T=2×10?s,B项错误；超声波 R。一mg=ma可得F。=号mg,C项错误：小球在A 不能在真空中传播，超声波能发生干涉、衍射等现象， C项错误；医生利用B超测病人血管内的血流速度是 点时，弹簧伸长了xA,此时小球处于平衡状态，故 利用了超声波的多普勒效应，D项正确。 kxn=mg,而kx=之mg,则xn=2x0,小球在O点时 7.A【解析】由y=4sin(受-否)cm得，t=0时，ym 弹簧被压缩了x0,故OA=x十2x=3x0,小球做简 =一2cm,经过极短的时间△t,ly1<|y|,即t=0 谐运动的振幅为3x0,D项正确。 时刻质点B沿y轴正方向振动，结合图像可知，该波 5.C【解析】由图甲可知波长为4m,t1=0.2s时刻的 沿x轴正方向传播，A项正确：质点振动的周期T= 波动方程y=-Asin2x=一0.2sin2π(m)= 4 2匹s=4s,设t时刻，质点B第一次到达平衡位置，即 -0.2sin受(m),质点N在t时刻偏离平衡位置的 3 位移为y=-0.2sin3.5(m)=0.12m,A项错 y=4sin(受1一吾)cm=0,解得1=号s=立工，即波 2 误；由图乙可知周期为0.2s,只有从平衡位置或最大 再传播2入质点B处于平衡位置，如图所示，则入 位移处开始运动，每经过0.05s,即 ,质点通过的路 入 4 2入=11m,解得入=12m,B项错误；波速0= ·50· 高三一轮复习J ·物理· 3m/s,C项错误；从t=0时刻起，质点D回到平衡位 2.75m,D项错误。 1 二、非选择题 置的最短时间为 一=0.5s,D项错误。 2t 9.1)N2分) y/cm (2)T(2分) 2 x/m )是2分 (4)A点与小锁头重心的距离的负值(2分) 8.C 【解析】由图乙可知，水波的波长入=1m,由图丙 【解析】(1)单摆一周内经过两次平衡位置，由题意可 可知周期T=0.8s,A项错误；由波速公式可得水波 知=(N-1)子解得T-2名 的传播速度大小。=÷-六n/:=1.25s,B项 (2)设A点与小锁头重心的距离为L。,根据单摆的周 错误：浮子A处于x=0.5m,由图丙可知，在t=0时 期公式T=2√L,化简得T-4红L+红L, g g g 刻，浮子A由平衡位置沿y轴正方向振动，由上下坡 可知图乙的纵坐标应为T。 法确定水波的传播方向沿x轴正方向，C项正确：由 图丙可知，若浮子B先振动，则波从B传到A经历的 (3)TL图像的斜率为k,根据k=红解得g=4纪 g 时间t=nT十T(n=1,2,3…),则有n=0时。 (4)当T=0时，L=一L。,因此图线不过原点，其图 像与横轴交点的意义是A点与小锁头重心的距离的 }T=0.2sAB间的距离56=。=0.25m,n=1 负值。 时=T+T=1s,A,B间的距离= 10.【解析】(1)由振动图像可知，水波的振幅A。= 100cm (1分) 1.25m,n=2时6=2T+T=1.8s,A,B间的距 因为垃圾A在平衡位置时，垃圾B恰好运动到波 离：=t=2.25m,n=3时=3T+T=2.6s 峰，有△x=(n十二)(m=0,1,2,3…) 4 (2分) A、B间的距离s3=3.25m:若浮子A先振动，则波从 或△x=(+子a(n=0123 (2分) A传到B经历的时间1=nT+Tn=1,23…),则 解得水波的波长λ= 4m+m(n=0,1,2,3…)(1分) 24 3 有n=0时=年T=0.6s,A,B间的距离s。=t。= 24 或入=4n十3m(n=0,1,2,3…） (1分) 0.75m,m=1时=T十是T=1.4s,A,B间的距离 (2)根据振动图像可知，水波的周期T=1s 51=h=1.75m,n=2时e=2T+3T=2.2s,A,B 而垃圾A、B之间（不含A、B)只有一个波谷，则这列 (2分) 间的距离==2.75m,n=3时台=3T+是T 水波波长满足4z=亭入或2 可得A=8m或4.8m (1分) 3s,A、B间的距离s?=t=3.75m,由于两个浮子 距离不超过3m,因此两个浮子A、B间的距离有可 故水波的传播速度=子=8m/s或4.8m/s 能为0.25m、0.75m、1.25m、1.75m、2.25m、 (2分) ·51· ·物理· 参考答案及解析 11.【解析】(1)t=0时刻，质点Q右侧最近的波峰的平 设质点Q的振动方程为)a=0.04sim(受十g)m 衡位置x3=16cm,0~t时间内，x=16cm处的振 (3分) 动形式传播至质点Q,则有=二一型 (3分) t 将t=0、y=0.02m代入，由于此时质点Q是向下振 解得u=0.15m/s (2分) 动，所以质点Q的振动方程为0=0.04sin(受十 (2)质点Q的振幅A=0.04m,设简谐横波的周期为 爱)m (2分) I=合 (2分) w--受ad/s (2分) 则质点P的振动方程为yr=0.04sin(受)m (2分) ·52·