第二章～第三章 机械振动和机械波 单元测试卷(基础卷)-2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

机械振动和机械波单元测试卷(基础卷) 一、单选题 1．图示是一列简谐波沿x轴正方向传播的某时刻的波形。a位于正向最大位移处，b恰好处于平衡位置，经过Δt=时间，下列关于a、b两个质点所通过的路程sa、sb的关系的说法正确的是（　　） A．sa=sb B．sa<sb C．sa>sb D．不能判断两者大小关系 2．某手机正在充电时，闹钟响起的同时手机振动，充电线也跟着振动，手机振动的频率为，充电线上某点的振动频率为，如图所示。下列说法正确的是（　　） A． B．手机振动的频率越大，充电线抖动的幅度越大 C．充电线上离手机充电口近的点先振动 D．同一手机，更换不同长度的充电线，其振动时的频率不同 3．位于坐标原点的质点从时开始沿y轴振动，形成一列沿x轴传播的简谐波，时的波形如图所示，此时处的质点位于波谷位置。下列选项中能正确描述处质点振动的图像是（　　） A． B． C． D． 4．如图所示，A球振动后，通过水平细绳迫使B、C振动，振动达到稳定时，下列说法中正确的是（　　） A．只有A、C的振动周期相等 B．C的振幅比B的振幅小 C．C的振幅等于B的振幅 D．A、B、C的振动周期相等 5．如图是某绳波形成过程的示意图，1、2、3、4…为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向，质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端。t＝0时质点1开始竖直向上运动，经过四分之一周期，质点5开始运动，下列判断正确的是（　　） A．质点2开始振动时的运动方向向上 B．时质点5的加速度方向向上 C．时质点10的运动方向向下 D．t＝T时质点12的运动方向向上 6．图甲为一列简谐波在时刻的波形图，P、Q为平衡位置分别在处的两个质点，图乙为质点P的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．该波沿x轴正方向传播 B．该波的传播速度大小为25m/s C．在时刻，质点Q的位移为 D．在0.5s时间内，质点Q运动的路程为10.0m 7．一根粗细均匀的较长绳子，右侧固定。现使左侧的S点上下振动，产生一列向右传播的机械波，某时刻第一次形成了如图所示的波形。下列说法中正确的是（   ） A．S点的振动速度等于波的传播速度 B．该波的频率逐渐增大 C．此时S点向下运动 D．S点的起始振动方向是向下的 8．一简谐机械横波沿x轴传播。该波在t=0时刻的波形曲线如图甲所示，在x=0处质点的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．该简谐横波的传播速度为4m/s B．该简谐横波沿x轴正方向传播 C．从此时刻起，P质点比Q质点先回到平衡位置 D．从此时刻起，经过4s，M质点运动了1.6m的路程 9．微风吹来，湖面泛起波纹，小船随波荡漾。若水面波的波速大小为1m/s，第1个波峰到第9个波峰通过小船处的时间间隔为16s，则该水面波的波长为（　　） A．1m B．2m C．3m D．4m 10．某消音器的原理图如图所示，声音自入口进入后分成两部分，分别通过通道a、b继续向前传播，在右端汇聚在一起后通过出口排出，则（　　） A．该消音器的消音原理为声波的衍射 B．该消音器的消音原理为声波的干涉 C．两路声波的传播速度不相同 D．同一消音器只能消除某一频率的声音 二、多选题 11．下列说法正确的是（　　） A．声速与介质有关 B．电磁波只能传递信息，不能传递能量 C．用肥皂膜做干涉实验时，呈现的是等间距竖直条纹 D．彩超可以检查心脏、大脑和血管的病变，它应用了多普勒效应 12．关于机械振动和机械波，下列说法正确的是（    ） A．单摆做简谐运动的周期，随振幅增大而增大 B．物体做受迫振动的频率与物体的固有频率无关 C．机械波在传播过程中，质点的振动速度和波速一定相同 D．简谐横波的波峰与波谷在振动方向上距离一定是质点振幅的两倍 13．一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，此时波刚好传播到x=5m处的M点，再经时间=1s，在x=10m处的Q质点刚好开始振动。下列说法正确的是（　　） A．波长为5m B．波速为5m/s C．波的周期为0.8s D．质点Q开始振动的方向沿y轴正方向 三、实验题 14．某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中： (1)用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图甲所示，则该摆球的直径为________cm。摆动时偏角满足的条件是小于，为了减小测量周期的误差，计时开始时，摆球应经过最________（填“高”或“低”）点的位置，且用停表测量单摆完成多次全振动所用的时间，求出周期。图乙中停表示数为一单摆全振动50次所需时间，则该单摆振动周期为________s。 (2)用最小刻度为的刻度尺测摆长，测量情况如图丙所示，为悬挂点，从图丙中可知单摆的摆长为________。 (3)某同学用单摆测量当地的重力加速度。他测出了摆线长度和摆动周期。图丁所示为测摆线长度的方法。通过改变悬线长度，测出对应的摆动周期，获得多组与，再以为纵轴、为横轴画出函数关系图像如图戊所示。由图像可知，摆球的半径________，当地重力加速度________（结果保留2位小数）；由此种方法得到的重力加速度值与实际的重力加速度值相比会________（填“偏大”“偏小”或“一样”）。 15．利用单摆周期公式测重力加速度实验中， ① 要在摆球通过_____________（填平衡位置、最大位移或任意标记位置）时开始计时． ② 摆球再经过此位置__________次才完成一次全振动． ③ 测出几组摆长L和相应周期T后，作出了 图线，如图所示，已知图像与横轴间的夹角为θ，图线上A、B两点的坐标分别为(x1，y1)，(x2，y2)，则可以得重力加速度g＝________． 四、解答题 16．弹簧振子的固有周期为0.4s，振幅为5cm，从振子经过平衡位置开始计时，经2.5s小球的位置及通过的路程各多大？ 17．如图所示为一列简谐横波在t＝0时刻的波形图，已知x＝0处的质点做简谐运动的振动方程为y＝5cos10πt(cm)。 ①求x＝3 m处的质点P的振动周期和1 s内质点P运动的路程； ②求这列简谐波的传播速度。 18．一个做简谐运动的质点，它的振幅A=6cm，频率f=2.5Hz， t=0时该质点在平衡位置，求： (1)该质点的振动周期； (2)0~0.5s内该质点的位移大小． 19．如图甲所示，S1和S2两个波源，P点在两波源连线之间，与两波源的水平距离分别为x1=2m和x2=1m，S1和S2均在t=0时刻开始振动，它们做简谐运动的图像分别如图乙、图丙所示，设竖直向上为正方向，两列波传播速度大小相等，当t=1s时质点P开始振动，求： （1）波速v和波长； （2）t=4.1s时P点的位移． 试卷第6页，共6页 试卷第5页，共6页 学科网（北京）股份有限公司 机械振动和机械波单元测试卷(基础卷)参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C B D A C B A B B 题号 11 12 13 答案 AD BD BC 1．B 【详解】因各个质点均做受迫振动，重复波源的振动，故振动频率、周期、振幅相同，而a正处于正向最大位移处，速度为零，在时间Δt内，向平衡位置运动，速度由零逐渐增大，但达不到最大速度（到平衡位置时的速度）；b正在从平衡位置向上运动，具有最大速度，在时间Δt内，它向正方向最大位移处运动，速度逐渐减小，但在时间Δt内的平均速度比a质点大。 故选B。 2．C 【详解】A．手机振动，充电线也跟着振动，充电线发生的是受迫振动，振动频率始终等于驱动力的频率，可知 A错误； B．充电线发生的是受迫振动，当手机振动的频率与充电线的固有频率相隔越大，充电线抖动的振幅越小，当手机振动的频率与充电线的固有频率相隔越小，充电线抖动的振幅越大，故B错误； C．距离振源越近的质点先振动，可知，充电线上离手机充电口近的点先振动，故C正确； D．充电线发生的是受迫振动，振动频率始终等于驱动力的频率，可知，同一手机，更换不同长度的充电线，其振动时的频率相同，故D错误。 故选C。 3．B 【详解】根据波形图可得 解得，周期为 由波形图可知 解得，波长为 该波的波速为 所以波传到经过的时间为 根据波形图可知，振源的起振方向向下，则波传到时，质点开始向下振动。 故选B。 4．D 【详解】AD．因BC球在A球带动下做受迫振动，可知三个球的周期相等，都等于A球的振动周期，选项A错误，D正确； BC．因C球的摆长与A球相同，则两球的固有周期相同，C与A发生共振，振幅最大，即C的振幅比B的振幅大，选项BC错误； 故选D。 5．A 【详解】A．介质中各质点开始振动时的振动方向和振源开始振动时的振动方向相同，故A正确； B．经过，质点5振动了，处于正向最大位移处，加速度的方向向下，故B错误； C．时质点1振动到负的最大位移处，质点13开始振动，5～13之间的质点在平衡位置上方，9～13之间的质点处于“下坡路”上，质点10振动方向向上，故C错误； D．时，质点9-17之间的质点在平衡位置上方，质点12处于“上坡路”上，振动方向向下，故D错误。 故选A。 6．C 【详解】A．由振动图像可知，质点P在t=0.1s时刻在平衡位置向上振动，结合波形图可知，该波沿x轴负方向传播，选项A错误； B．该波的传播速度大小为 选项B错误； C．在时刻，质点Q的位移为 因t=0时刻和t=0.1s时刻相差半个周期，可知在时刻，质点Q的位移为，选项C正确； D．0.5s=2.5T，可知在0.5s时间内，质点Q运动的路程为2.5×4A=2m 选项D错误。 故选C。 7．B 【详解】A．波在传播过程中，质点做雷简谐振动，振动速度是变化的，而波的传播速度则与质点的振动速度无关的，故A错误； B．因为 同一介质传播速度不变，波长减小，则频率增大，故B正确； C．根据“下坡上，上坡下”可知此时S点向上运动，故C错误； D．由图可知，此时波还未到达最有端，右图可知S点的起始运动状态应该是向上的，故D错误。 故选B。 8．A 【详解】A．由甲图可知，由乙图可知，该简谐横波的传播速度为 A正确； B．在x=0处质点的振动图像如图乙所示，质点将向下移动，波在t=0时刻的波形曲线如图甲所示，可知该波形将向左传播，故该简谐横波沿x轴负方向传播，B错误； C．简谐横波沿x轴负方向传播，从此时刻起， Q质点比P质点先回到平衡位置，C错误； D．从此时刻起，经过4s，即4个周期，M质点运动的路程为 D错误。 故选A。 9．B 【详解】小船振动的周期 该水面波的波长 故B正确，ACD错误。 故选B。 10．B 【详解】A B．该消音器的消音原理为波的干涉，故A错误、B正确； C．声波在同一种介质中传播速度相同，两路声波的传播速度相同，故C错误； D．设声波的波长为，a、b通道的路程差为，则 只要是n为奇数的声波都能被消除，n为偶数的声波则不能被消除，又 同一消音器只能消除多种频率的声音，故D错误。 故选B。 11．AD 【详解】A．声速与介质及其温度有关，故A正确； B．电磁波既能传递信息，又能传递能量，故B错误； C．肥皂膜做干涉实验时，因同一高度，膜的厚度相等，因此呈现的是水平条纹，再依据干涉条纹间距公式可知，条纹是等间距，故C错误； D．彩超工作利用的是超声波的多普勒效应，故D正确； 故选AD． 12．BD 【详解】A．单摆做简谐运动的周期 与单摆的振幅无关，故A错误； B．物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关，故B正确； C．机械波在传播过程中，质点的振动速度和波速没有关系，故C错误； D．由波的图象知，简谐横波的波峰与波谷在振动方向上距离一定是质点振幅的两倍，故D正确。 故选BD。 13．BC 【详解】A．由波形图可知，波长为4m，A错误； B．再经时间=1s，在x=10m处的Q质点刚好开始振动，则波速 B正确； C．波的周期为 C正确； D．根据波的传播方向和质点的振动方向的关系，质点M开始振动的方向沿y轴负方向，则质点Q开始振动的方向也沿y轴负方向，D错误。 故选BC。 14．(1) 0.97 低 2.05 (2)0.9983（0.9980~0.9985） (3) 9.86 一样 【详解】（1）[1]10分度游标卡尺的精确值为，由图甲可知摆球的直径为 [2]为了减小测量周期的误差，计时开始时，摆球应是经过最低点的位置； [3]图乙中停表示数为一单摆全振动50次所需的时间，时间为 则该单摆振动周期为 （2）用最小刻度为的刻度尺测摆长，由图丙可知单摆的摆长为 （3）[1][2]根据单摆周期公式可得 可得 由图像可知，摆球的半径为 图像的斜率为 可得当地重力加速度为 [3]根据以上推导可知，由此种方法得到的重力加速度值与实际的重力加速度值相比会一样。 15． ① 平衡位置 ② 2 ③ 【详解】① 要在摆球通过平衡位置时开始计时． ② 摆球再经过平衡位置2次才完成一次全振动． ③令图线斜率为k，则由图像可知：； 由周期公式 得：   有：g= 16．最大位移处；125cm。 【详解】由题意知，弹簧振子的固有周期T=0.4s，振幅A=5cm，从振子经过平衡位置开始计时，经2.5s振子运动了6个周期，振子完成6个周期性振动后，运动到端点最大位移处的位置，振子通过的路程为 s=64A+A=645cm+5cm=125cm 17．①0.2s，1m；②20m/s。 【详解】①由振动方程可知，波的周期 T＝＝0.2s 1s是五个周期，质点P运动的路程是20个振幅，即 s＝20A＝1 m； ②由题图可知，波长λ＝4m，波速： v＝＝20m/s。 18．(1) （2） 【详解】(1)周期 解得： (2)    故0.5s末质点在离平衡位置最远处，即质点在0.5s内位移大小x=A=6cm   19．（1）（2）-10cm 【详解】（1）由两列波波速相同可知S2先传播到P点，则两列波的波速为，由两列波的简谐运动图像可知两列波的周期都是T=0.4s，则两列波的波长均为 （2）S2传到P点用时1s，再经过3.1s质点P又振动了，引起的位移为-6cm；S1传到P点用时 P又振动了2.1s，经过了，引起的位移为-4cm，t=4.1s时P点的位移为=-6-4=-10cm； 答案第4页，共5页 答案第5页，共5页 学科网（北京）股份有限公司 $