2026届高三物理二轮复习章节限时训练八：机械振动机械波光学部分

26届高三物理二轮复习章节限时训练八（机械振动机械波热学部分） 一．选择题 1．（2024年高考6月浙江卷物理真题）如图所示，不可伸长的光滑细线穿过质量为0.1kg的小铁球，两端A、B悬挂在倾角为 的固定斜杆上，间距为1.5m。小球平衡时，A端细线与杆垂直；当小球受到垂直纸面方向的扰动做微小摆动时，等效于悬挂点位于小球重垂线与AB交点的单摆，重力加速度，（　 　） A．摆角变小，周期变大 B．小球摆动周期约为2s C．小球平衡时，A端拉力为N D．小球平衡时，A端拉力小于B端拉力 答案B 【详解】A．根据单摆的周期公式可知周期与摆角无关，故A CD．同一根绳中，A端拉力等于B端拉力，平衡时对小球受力分析如图 可得 解得 故CD错 B．根据几何知识可知摆长为 故周期为 故B正确。 故选B。 2．（河北省唐山市2024-2025学年高三上学期1月期末物理试题）如图所示，两波源分别位于x1=-0.7m和x2=0.9m处，产生沿x轴正方向和负方向传播的两列简谐横波。两列简谐波的波速均为0.1m/s。t=0时刻，两列波刚好传到x3=-0.3m、x4=0.3m处。若两波源一直振动，正确的是（　　） A．沿x轴正向传播的简谐波周期为2s B．两列波相遇后会发生干涉现象 C．t=6s时，x=0处的质点位移为0.5cm D．t=6s时，x=0处的质点振动方向向上 答案C 【详解】A．沿x轴正向传播的简谐波波长为 周期为 故A错误； B．沿x轴负向传播的简谐波波长 周期为 ，两列波周期和频率不同，相遇后不会发生干涉现象，故B错误； C．t=6s时，简谐波传播距离 ，沿x轴正向传播的简谐波在x=0处的质点位移为 ，沿x轴正向传播的简谐波在x=0处的质点位移为，x=0处的质点实际位移为0.5cm，故C正确； D．t=6s时，沿x轴正向传播的简谐波在x=0处的质点的速度为0，沿x轴负向传播的简谐波在x=0处的质点的速度最大且由平衡位置向下运动，故t=6s时，x=0处的质点振动方向向下，故D错误。 故选C。 3．（2025年湖北卷物理T8--10变式题）质量均为m的小球a和b由劲度系数为k的轻质弹簧连接，小球a由不可伸长的细线悬挂在O点，系统处于静止状态，如图所示。将小球b竖直下拉长度l后由静止释放。重力加速度大小为g，忽略空气阻力，弹簧始终在弹性限度内。释放小球b后（　　） A．小球a可能会运动 B．若小球b做简谐运动，则其振幅为 C．当且仅当时，小球b才能始终做简谐运动     D．当且仅当时，小球b才能始终做简谐运动 答案AD 【详解】B．如果a球不动而B球单独振动则B球做简谐振动，简谐振动的平衡位置合力为零，即b球初始时刻位置，则可知b的振幅为，B错误； ACD．a球发生运动的临界条件为弹簧对a球向上的弹力大于a球的重力，则此时对a球有 对b球有此时加速度，由简谐振动的对称性可得向下拉到最低点松手释放的加速度也为，则有，解得，即，否则a球会发生运动，AD正确，C错误。 故选AD。 4．（2025年高考山东卷物理真题）均匀介质中分别沿x轴负向和正向传播的甲、乙两列简谐横波，振幅均为，波速均为，M、N为介质中的质点。时刻的波形图如图所示，M、N的位移均为。下列说法正确的是（     ） A． 甲波的周期为 B．乙波的波长为 C．时，M向y轴正方向运动 D．时，N向y轴负方向运动 答案BD 【详解】A．根据题图可知甲波的波长，根据 可得 A错误； B．设左边在平衡位置的质点与质点平衡位置的距离为，根据题图结合 又 可得， B正确； C．时即经过，结合同侧法可知M向y轴负方向运动，C错误； D．同理根据 可得 ，根据同侧法可知时N向y轴负方向运动，时即经过时间，N仍向y轴负方向运动，D正确。 故选BD。 5．（山东省烟台市2024-2025学年高三上学期期末物理试题）一列简谐波沿x轴方向传播，x = 0处质点的振动图像如图甲所示，t = 0.45 s时部分波形图如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．质点P的横坐标为2.5 m B．该简谐横波传播速度为5 m/s C．t = 0.05 s时，x = 0处的质点对应的纵坐标为 D．x = 0.5 m处的质点比x = 0处的质点振动滞后0.1 s 答案BCD 【详解】B．根据图甲可知，周期为0.4 s，图乙中根据对称性可知，波长为2 m，则波速 故B正确； A．根据图甲可知，x = 0处质点的振动方程为，t = 0.45 s时，解得 ，图乙波形对应的函数方程为 其中Δx0是图乙中原点左侧相邻波峰位置质点平衡位置到原点的间距，图乙中原点处质点的纵坐标 ， 代入波形的函数方程解得 结合图乙的对称性可知，质点P的横坐标为 故A错误； C．由于x = 0处质点的振动方程为 则t = 0.05 s时，解得x = 0处的质点对应的纵坐标为，故C正确； D．根据 ，可知，x = 0.5 m处的质点比x = 0处的质点振动滞后 故D正确。 故选BCD。 6．（江西省宜春市某校2024-2025学年高一下学期期末考试物理试题（创新班））如图，在平面内，两波源分别置于A、B两点。时，两波源从平衡位置起振，起振方向相同且垂直于平面。频率均为。两波源持续产生振幅相同的简谐横波，波分别沿方向传播，波速均为。下列说法正确的是（　 　） A．两横波的波长均为 B．时，C处质点加速度不为0 C．时，C处质点速度不为0 D．时，C处质点速度不为0 答案AB 【详解】A．两列波的频率均为，根据 可得周期为 根据，解得两横波的波长均为，故A正确； BC．时，沿方向传播的波已传到C处，即时，C处质点已从平衡位置起振0.1s，即，时，沿方向传播的波才传到C处，即此时C处质点位移达到最大，速度为0，加速度不为0，故B正确，C错误； D．C处距A、B两点的波程差 且两波的振幅相同，起振方向相同，即C是振动减弱点，所以时，C处质点位移为0，速度也为0，故D错误。 故选AB。 7．（秦皇岛市部分学校2024-2025学年高三上学期12月月考物理试题）波源从时刻开始振动，产生的简谐横波向右传播，波在传播过程中经过、两点，如图甲所示。点的振动图像如图乙所示，点开始振动后经后点开始振动，已知、两点间距离为，正确是（　　） A．波的传播速度大小是 B．时刻，波源由平衡位置沿轴正向振动 C．波源的振动方程为 D．平衡位置距波源处的质点开始振动时，质点处于波峰 答案AD 【详解】A．由题意，可得波的传播速度大小为 ，故A正确； BC．根据图乙可知，点开始振动时的方向沿轴负方向，波源时刻的振动方向与点开始振动时的方向相同，即沿轴负方向。由图乙可得波的周期，则波源的振动方程为 ，故BC错误； D．由图乙可知波源的振动经过传播到点，所以 该波的波长 ，故质点与点之间的距离为 质点开始振动时，质点振动的时间为，处于波峰，故D正确。 故选AD。 8．（2024届河北省承德市部分示范性高中高三下学期二模物理试题）如图甲、乙所示，分别表示两分子间的作用力、分子势能与两分子间距离的关系。分子a固定在坐标原点O处，分子b从处以某一速度向分子a运动（运动过程中仅考虑分子间作用力），假定两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为0，则（　　） A．图甲中分子间距从到，分子间的作用力表现为斥力 B．分子b运动至和位置时动能可能相等 C．图乙中一定大于图甲中 D．若图甲中阴影面积，则两分子间最小距离小于 答案BD 【详解】A．图甲中分子间距从到，分子间的力表现为引力，故A错误； B．分子b从到和从到两过程，若图像与横轴所围面积相等，则分子力做功为0，动能变化量为0，分子b在和两位置时动能可能相等，故B正确； C．图甲中处分子力合力为0，分子b在此处分子势能最小，应对应图乙中处，即图乙中一定小于图甲中，故C错误； D．若图甲中阴影面积，则分子b从到过程分子力做功为0，分子b在处速度不为0，则分子b在r1处速度不为0，将继续运动，靠近分子a，故D正确。 故选BD。 9．（2025届山东省潍坊市高三下学期3月模拟考试物理试题）一定质量的理想气体、经过一个缓慢的过程从状态P变化到状态Q，该过程的图像如图甲所示，图乙为其图像、a、c两条曲线中的一条与上述过程对应，曲线a和c均为开口向下的抛物线，下列说法正确的是（　　） A．曲线a对应了P到Q的过程 B．曲线c对应了P到Q的过程 C．P到Q的过程理想气体吸收的热量为 D状态P中气体分子单位时间内与器壁单位面积上的碰撞次数是状态Q的1.5倍 答案BC 【详解】AB．P到Q的过程压强减小，体积增大，根据理想气体状态方程可知，初末状态温度相同，在图乙中，，所以虚线b为等压线，从P到Q过程中，压强始终小于P点压强，即图像斜率小于P点对应斜率，所以曲线c对应了P到Q的过程，故A错误，B正确； C．图像面积代表做功，所以，P到Q的过程内能不变，根据热力学第一定律，，理想气体吸收的热量为，故C正确； D．初末状态温度相同，分子平均动能相同，初态压强是末态的2倍，所以状态P中气体分子单位时间内与器壁单位面积上的碰撞次数是状态Q的2倍，故D错误。 故选BC。 10．（2025年高考河南卷物理真题）如图，一圆柱形汽缸水平固置，其内部被活塞M、P、N密封成两部分，活塞P与汽缸壁均绝热且两者间无摩擦。平衡时，P左、右两侧理想气体的温度分别为和，体积分别为和，。则（　　） A．固定M、N，若两侧气体同时缓慢升高相同温度，P将右移 B．固定M、N，若两侧气体同时缓慢升高相同温度，P将左移 C．保持不变，若M、N同时缓慢向中间移动相同距离，P将右移 D．保持不变，若M、N同时缓慢向中间移动相同距离，P将左移 答案AC 【详解】AB．由题干可知初始左右气体的压强相同，假设在升温的过程中板不发生移动，则由定容过程，可得左侧气体压强增加量多，则板向右移动；A正确B错误； CD．保持温度不变移动相同的距离时，， 同理得， 若P不移动，则，故，则，向右移动，C正确D错误。 故选AC 11．（广东省湛江市2024-2025学年高二下学期期末调研考试物理试卷）如图所示，一定量理想气体的循环由下面4个过程组成：1→2为绝热过程（过程中气体不与外界交换热量），2→3为等压过程，3→4为绝热过程，4→1为等容过程。上述四个过程是四冲程柴油机工作循环的主要过程。下列说法中正确的是（    ） A．1→2过程中，气体内能不变 B．2→3过程中，气体向外放热 C．3→4过程中，气体内能减小 D．4→1过程中，气体向外放热 答案CD 【详解】A．1→2为绝热过程（Q=0），根据热力学第一定律 可知此时气体体积减小，外界对气体做功（W>0），故内能增加（），故A错误； B．2→3为等压过程，根据盖吕萨克定律可知气体体积增大时温度增加，内能增大（），此时气体体积增大，气体对外界做功，故气体吸收热量，故B错误； C．3→4为绝热过程（Q=0），此时气体体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律可知气体内能减小，故C正确； D．4→1为等容过程，根据查理定律可知压强减小时温度减小，故内能减小（），由于体积不变（），故可知气体向外放热，故D正确。 故选CD。 二．计算题 12．（2025年高考山东卷物理真题）如图所示，上端开口，下端封闭的足够长玻璃管竖直固定于调温装置内。玻璃管导热性能良好，管内横截面积为S，用轻质活塞封闭一定质量的理想气体。大气压强为，活塞与玻璃管之间的滑动摩擦力大小恒为，等于最大静摩擦力。用调温装置对封闭气体缓慢加热，时，气柱高度为，活塞开始缓慢上升；继续缓慢加热至时停止加热，活塞不再上升；再缓慢降低气体温度，活塞位置保持不变，直到降温至时，活塞才开始缓慢下降；温度缓慢降至时，保持温度不变，活塞不再下降。求： (1)时，气柱高度； (2)从状态到状态的过程中，封闭气体吸收的净热量Q（扣除放热后净吸收的热量）。 答案（1） （2） 【解析】（1）活塞开始缓慢上升，由受力平衡 可得封闭的理想气体压强 升温过程中，等压膨胀，由盖-吕萨克定律解得 （2）升温过程中，等压膨胀，外界对气体做功 降温过程中，等容变化，外界对气体做功 活塞受力平衡有 解得封闭的理想气体压强 降温过程中，等压压缩，由盖-吕萨克定律 解得 外界对气体做功 全程中外界对气体做功 因为，故封闭的理想气体总内能变化 利用热力学第一定律 解得 故封闭气体吸收的净热量。 学科网（北京）股份有限公司 $ 26届高三物理二轮复习章节限时训练八（机械振动机械波热学部分） 一．选择题 1．（2024年高考6月浙江卷物理真题）如图所示，不可伸长的光滑细线穿过质量为0.1kg的小铁球，两端A、B悬挂在倾角为 的固定斜杆上，间距为1.5m。小球平衡时，A端细线与杆垂直；当小球受到垂直纸面方向的扰动做微小摆动时，等效于悬挂点位于小球重垂线与AB交点的单摆，重力加速度，（　 　） A．摆角变小，周期变大 B．小球摆动周期约为2s C．小球平衡时，A端拉力为N D．小球平衡时，A端拉力小于B端拉力 2．（河北省唐山市2024-2025学年高三上学期1月期末物理试题）如图所示，两波源分别位于x1=-0.7m和x2=0.9m处，产生沿x轴正方向和负方向传播的两列简谐横波。两列简谐波的波速均为0.1m/s。t=0时刻，两列波刚好传到x3=-0.3m、x4=0.3m处。若两波源一直振动，正确的是（　　） A．沿x轴正向传播的简谐波周期为2s B．两列波相遇后会发生干涉现象 C．t=6s时，x=0处的质点位移为0.5cm D．t=6s时，x=0处的质点振动方向向上 3．（2025年湖北卷物理T8--10变式题）质量均为m的小球a和b由劲度系数为k的轻质弹簧连接，小球a由不可伸长的细线悬挂在O点，系统处于静止状态，如图所示。将小球b竖直下拉长度l后由静止释放。重力加速度大小为g，忽略空气阻力，弹簧始终在弹性限度内。释放小球b后（　　） A．小球a可能会运动 B．若小球b做简谐运动，则其振幅为 C．当且仅当时，小球b才能始终做简谐运动     D．当且仅当时，小球b才能始终做简谐运动 4．（2025年高考山东卷物理真题）均匀介质中分别沿x轴负向和正向传播的甲、乙两列简谐横波，振幅均为，波速均为，M、N为介质中的质点。时刻的波形图如图所示，M、N的位移均为。下列说法正确的是（     ） A． 甲波的周期为 B．乙波的波长为 C．时，M向y轴正方向运动 D．时，N向y轴负方向运动 5．（山东省烟台市2024-2025学年高三上学期期末物理试题）一列简谐波沿x轴方向传播，x = 0处质点的振动图像如图甲所示，t = 0.45 s时部分波形图如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．质点P的横坐标为2.5 m B．该简谐横波传播速度为5 m/s C．t = 0.05 s时，x = 0处的质点对应的纵坐标为 D．x = 0.5 m处的质点比x = 0处的质点振动滞后0.1 s 6．（江西省宜春市某校2024-2025学年高一下学期期末考试物理试题（创新班））如图，在平面内，两波源分别置于A、B两点。时，两波源从平衡位置起振，起振方向相同且垂直于平面。频率均为。两波源持续产生振幅相同的简谐横波，波分别沿方向传播，波速均为。下列说法正确的是（　 　） A．两横波的波长均为 B．时，C处质点加速度不为0 C．时，C处质点速度不为0 D．时，C处质点速度不为0 7．（秦皇岛市部分学校2024-2025学年高三上学期12月月考物理试题）波源从时刻开始振动，产生的简谐横波向右传播，波在传播过程中经过、两点，如图甲所示。点的振动图像如图乙所示，点开始振动后经后点开始振动，已知、两点间距离为，正确是（　　） A．波的传播速度大小是 B．时刻，波源由平衡位置沿轴正向振动 C．波源的振动方程为 D．平衡位置距波源处的质点开始振动时，质点处于波峰 8．（2024届河北省承德市部分示范性高中高三下学期二模物理试题）如图甲、乙所示，分别表示两分子间的作用力、分子势能与两分子间距离的关系。分子a固定在坐标原点O处，分子b从处以某一速度向分子a运动（运动过程中仅考虑分子间作用力），假定两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为0，则（　　） A．图甲中分子间距从到，分子间的作用力表现为斥力 B．分子b运动至和位置时动能可能相等 C．图乙中一定大于图甲中 D．若图甲中阴影面积，则两分子间最小距离小于 9．（2025届山东省潍坊市高三下学期3月模拟考试物理试题）一定质量的理想气体、经过一个缓慢的过程从状态P变化到状态Q，该过程的图像如图甲所示，图乙为其图像、a、c两条曲线中的一条与上述过程对应，曲线a和c均为开口向下的抛物线，下列说法正确的是（　　） A．曲线a对应了P到Q的过程 B．曲线c对应了P到Q的过程 C．P到Q的过程理想气体吸收的热量为 D状态P中气体分子单位时间内与器壁单位面积上的碰撞次数是状态Q的1.5倍 10．（2025年高考河南卷物理真题）如图，一圆柱形汽缸水平固置，其内部被活塞M、P、N密封成两部分，活塞P与汽缸壁均绝热且两者间无摩擦。平衡时，P左、右两侧理想气体的温度分别为和，体积分别为和，。则（　　） A．固定M、N，若两侧气体同时缓慢升高相同温度，P将右移 B．固定M、N，若两侧气体同时缓慢升高相同温度，P将左移 C．保持不变，若M、N同时缓慢向中间移动相同距离，P将右移 D．保持不变，若M、N同时缓慢向中间移动相同距离，P将左移 11．（广东省湛江市2024-2025学年高二下学期期末调研考试物理试卷）如图所示，一定量理想气体的循环由下面4个过程组成：1→2为绝热过程（过程中气体不与外界交换热量），2→3为等压过程，3→4为绝热过程，4→1为等容过程。上述四个过程是四冲程柴油机工作循环的主要过程。下列说法中正确的是（    ） A．1→2过程中，气体内能不变 B．2→3过程中，气体向外放热 C．3→4过程中，气体内能减小 D．4→1过程中，气体向外放热 二．计算题 12．（2025年高考山东卷物理真题）如图所示，上端开口，下端封闭的足够长玻璃管竖直固定于调温装置内。玻璃管导热性能良好，管内横截面积为S，用轻质活塞封闭一定质量的理想气体。大气压强为，活塞与玻璃管之间的滑动摩擦力大小恒为，等于最大静摩擦力。用调温装置对封闭气体缓慢加热，时，气柱高度为，活塞开始缓慢上升；继续缓慢加热至时停止加热，活塞不再上升；再缓慢降低气体温度，活塞位置保持不变，直到降温至时，活塞才开始缓慢下降；温度缓慢降至时，保持温度不变，活塞不再下降。求： (1)时，气柱高度； (2)从状态到状态的过程中，封闭气体吸收的净热量Q（扣除放热后净吸收的热量）。 学科网（北京）股份有限公司 $