(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（M）

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3小题，每小题6分，共18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.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 10 B.图中质点M的加速度方向为沿y轴负方向 M 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3$内漏出 的细沙在薄木板上形成的曲线如图乙所示，当地的重力加速度g=9.8m/s2,下列说法正确的是 单位：cm 1.1023.907 36.70 乙 A.该沙摆的周期为3s B.该沙摆的摆长约为2m C.由图乙可知，薄木板被匀加速拉出 D.当图乙中的B点通过沙摆正下方时，薄木板的速度大小为17.5m/s 3.如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧上端固定在天花板上，下端连接一质量为、可视为质点的 小球，将小球托起至O点时弹簧被压缩了xo,且kxo=2mg,松手后小球在竖直方向做简谐运 动，小球最远能到达B点，A点为OB的中点，重力加速度为g,弹簧始终在弹性限度内，下列说 法正确的是 A.O点到A点的过程中，弹簧对小球一直做正功 B.小球在A点时，弹簧的弹性势能最小 C.小球在B点时受到的弹力大小为3mg ⊙0 以 D.小球做简谐运动的振幅为3xo 二、双项选择题（本题共3小题，每小题8分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的 得8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分) 4.B超是一种超声技术，探头发射超声波扫描人体，通过接收和处理载有人体组织或结构性质特 征信息的回波形成图像。某血管探头沿x轴正方向发射简谐超声波，如图所示，=0时刻波恰 好传到质点M。已知此超声波的周期为8×10一8s,下列说法正确的是 物理第1页（共4页） 衡水金卷·先享题·高三 M A.超声波在血管中的传播速度大小为100m/s B.t=2×10-7s时，质点N恰好第二次处于波峰 C.超声波能在真空中传播，能发生干涉、衍射等现象 D.利用B超可以测血流速度，原理是多普勒效应 5.均匀介质中有两个点波源S1、S2位于xOy平面内，位置坐标分别为（一3m,0)和(5m,0)。t=0 时刻起两波源开始沿垂直xOy平面的方向做简谐运动，振动图像如图所示。已知两波源的振动 传播到坐标原点O处的时间差为2$。下列说法正确的是 z/cm A.波在介质中的传播速度为1m/s B.xOy平面内(1m,3m)点是振动加强点 C.两波源间的连线上有7个振动加强点 D.0~7s时间内，O处质点运动的路程为12cm 6.如图甲所示为湖面上漂浮着距离不超过3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=0.5m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 浮子A浮子B A.水波的波长为1m,周期为0.8s 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 答案 轮复习40分钟周测卷十三 物理第2页（共4页） 网 三、非选择题（本题共5小题，共58分。请按要求完成下列各题） 7.(6分)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，则质点N在t1时刻偏离平衡 位置的位移为 m,t2=0.3s时刻，质点N的运动方向沿y轴 (填“正”或“负”) 方向。 y/m 02/ y/m 02 x/m 0.1 0.2t/s -0.2-- -0.2-- 甲 乙 8.(6分)某简谐横波沿x轴传播，t=0时刻的波形如图示，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(2t-需)cm。则该波沿x轴 (填“正”或“负”)方向传播，该波的 波长为m,从t=0时刻起，质点D回到平衡位置的最短时间为 y/cm x/m 9.(12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。 - 0 i 甲 ()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”“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·高三一轮 10.(16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。 xy/cm 100 0.5 1.01.5 100 11.(18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，=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 复习40分钟周测卷十三 物理第4页（共4页) M高三一轮复习M ·物理· 高三一轮复习40分钟周测卷/物理（十三） 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 6 波的图像及分析 易 0.80 2 单项选择题 6 单摆与简谐运动的形成分析 中 0.75 单项选择题 6 竖直方向弹簧振子的运动 中 0.70 4 双项选择题 8 波的传播及波的干涉，衍射等 中 0.70 5 双项选择题 波的干涉、波的图像 0.70 6 双项选择题 8 波的传播及波上质点的运动 难 0.55 7 非选择题 6 波动图像与振动图像的综合 中 0.65 8 非选择题 6 波的图像问题 难 0.55 9 非选择题 12 用单摆测量重力加速度 中 0.70 10 非选择题 16 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 18 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 加强点到两波源的波程差满足4r=(2m十1)合，波 0.175m/s,D项错误。 源S,到(1m,3m)点的距离x1=√/32十4m=5m, 3.D【解析】小球在O点时弹簧处于压缩状态，小球在 波源S,到(1m,3m)点的距离x2=√3十4平m= A点速度最大，加速度为零，小球处于平衡状态，弹簧 5m,x=xg,所以(1m,3m)点是振动减弱点，B项错 处于拉伸状态，O点到A点的过程中，弹簧对小球先 误：两波源间的连线上有8个振动加强点分别为x 做正功后做负功，A项错误：小球在O点时弹簧处于 -2.5m,-1.5m,-0.5m,0.5m,1.5m,2.5m, 压缩状态，小球在A点时，弹簧处于拉伸状态，故弹 3.5m,4.5m,C项错误；由以上分析可知，O处质点 簧原长处在OA之间的某点上，此时弹性势能最小， 为振动减弱点，振幅A=3cm一1cm=2cm,从0时 而不是在A点，B项错误；小球在O点时，对小球有 刻起，经3s,波源S的振动传到O处质点，经5s,波 k十mg=a,而长，=子mg,可得a=多g,根据对 源S2的振动传到O处质点，所以0~7s时间内，O 处质点运动的路程s=4A十4A=4×1cm十4×2cm 称性可知小球在B点时的加速度大小也为a,根据 =12cm,D项正确。 B。一mg=ma可得F。=号mg,C项错误；小球在A 6.AC【解析】由图乙可知，水波的波长λ=1m,由图 点时，弹簧伸长了x4,此时小球处于平衡状态，故 丙可知周期T=0.8s,A项正确；由波速公式可得水 kx1=mg,而kx=子mg,则=2x,小球在0点时 波的传播速度大小0=产-8m/s=1.25m/s,B 弹簧被压缩了0，故OA=x十2x=3x0,小球做简 项错误；浮子A处于x=0.5m,由图丙可知，在t=0 谐运动的振幅为3x。,D项正确。 时刻，浮子A由平衡位置沿y轴正方向振动，由上下 二、双项选择题 坡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 4.BD【解析】由图知入=8X105m,根据公式u=分， 的时间t=nT+T(n=1,2,3…),则有n=0时。= 可得0=8X10-s 8×10m/s=1X103m/s,A项错误：质点 子T=0.2s,A,B间的距离50=0，=0.25m,n=1 V与最近的波峰的距离x=18×105m-6×10-5m =1.2×104m,可知波峰第一次传播到质点V所需 时=T十十T=1s,A,B间的距离：=： 的时间t=工=1.2X101s,质点N恰好第二次处于 1.25mm=2时=2T+二T=1.8s,A,B间的距 波峰的时刻t=t十T=2×10?s,B项正确；超声波 离：=w=2.25m,n=3时=3T+T=2.6s, 不能在真空中传播，超声波能发生干涉、衍射等现象， A、B间的距离s3=3.25m;若浮子A先振动，则波从 C项错误；医生利用B超测病人血管内的血流速度是 利用了超声波的多普勒效应，D项正确。 A传到B经历的时间1=nT+是T(n=1,23…),则 5.AD【解析】两波在同一介质内传播，传播速度相 有m=0时6=子T=0.6s,A.B间的距离。= 等，设为u,由题意有u==53, -m/s=1 m/s,A △t 2 0.75m,n=1时1=T+T=1.4s,A,B间的距离 4 项正确；由题图可知，周期T=2s,则波长λ=T=1 ×2m=2m,由于两波源的起振方向相反，所以振动 =W=1.75m,m=2时么=2T+是T=2.2s,A,B ·50· 高三一轮复习M ·物理· 间的距离s2=t=2.75m,n=3时6=3T+3T= ◆y/cm A 3s,A、B间的距离sa==3.75m,由于两个浮子 x/m 距离不超过3m,因此两个浮子A、B间的距离有可 能为0.25m、0.75m、1.25m、1.75m、2.25m、 2t 2.75m,D项错误。 9.1)N3分) 三、非选择题 (2)T”(3分) 7.0.12(3分)负(3分) 3)4红(3分) k 【解析】由图甲可知波长为4m,t1=0.2s时刻的波 (4)A点与小锁头重心的距离的负值(3分) 动方程y=-Asin2平x=-0.2sin2(m)= λ 4 【解析】(1)单摆一周内经过两次平衡位置，由题意可 2t -0.2sin(m),质点N在t1时划偏离平衡位置的 知=(N-1D子解得T=名 2 (2)设A点与小锁头重心的距离为L。,根据单摆的周 位移为y=-0.2sin35r(m)=0.12m:由图乙 2 L,化简得=红L+4红L。, 期公式T=2πW√g 知，t1=0.2s时刻质点M沿y轴负方向运动，结合图 g g 可知图乙的纵坐标应为T。 甲，由同侧法可知，该波沿x轴正方向传播，质点V 在t1=0.2s时刻沿y轴正方向运动，从t=0.2s到 (3)下-L图像的斜率为k,根据k=4红解得g=4红 g t2=0.3s,经历的时间△t=t2一t=(0.3-0.2)s= (4)当T=0时，L=一L。,因此图线不过原点，其图 01s=2,此时质点N沿y轴负方向运动。 像与横轴交点的意义是A点与小锁头重心的距离的 负值。 8.正(2分)12(2分)0.5(2分) 10.【解析】(1)由振动图像可知，水波的振幅A。= 【解析】由y=4sin(受1-否)cm得，t=0时，ym- 100cm (2分) 一2cm,经过极短的时间△t,|yg1|<yo|,即t=0 因为垃圾A在平衡位置时，垃圾B恰好运动到波 时刻质点B沿y轴正方向振动，结合图像可知，该波 峰，有△x=(n+)a(n=0,1,2,3…） (2分) 沿x轴正方向传播：质点振动的周期T=2πs=4s, 或△x=(n十3)a(m=0,1,2,3) (2分) 2 设t时刻，质点B第一次到达平衡位置，即y= 解得水波的波长=2头ma=0,12,3…)2分) 4sin(受t-吾)cm=0,解得t=专s=立工，即波再传 24 或A=4n千3mn=0,1,2,3…） (2分) 播2入质点B处于平衡位置，如图所示，则入立入 (2)根据振动图像可知，水波的周期T=1s 而垃圾A、B之间（不含A、B)只有一个波谷，则这列 11m,解得λ=12m;从t=0时刻起，质点D回到平 1 水波波长清足4A=亭入或子A (2分) 衡位置的最短时间为 8 -=0.5s。 可得λ=8m或4.8m (2分) ·51· ·物理· 参考答案及解析 故水波的传播速度v= 入 =8m/s或4.8m/s 则质点P的振动方程为yp=0.04sin(受)m (2分) (2分) 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yo=0.04sin(受1十p)m 衡位置x3=16cm,0~t1时间内，x=16cm处的振 (2分) 动形式传播至质点Q,则有=一应 (3分) t 将t=0、y=0.02m代入，由于此时质点Q是向下振 解得v=0.15m/s (3分) 动，所以质点Q的振动方程为yo=0.04sin(:十 2 (2)质点Q的振幅A=0.04m,设简谐横波的周期为 (3分) T,T=4 (2分) 君m w-- 2 rad/s (3分) ·52·