专题26 机械振动、机械波、交变电流选择题组合限时练习-2026届北京市高三冲刺热点集训

**基本信息** 聚焦机械振动、机械波、交变电流跨模块整合，通过22道选择题限时训练，强化物理观念与科学思维的综合应用。 **综合设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |机械振动|7题|含振动图像、单摆周期计算|简谐运动规律及图像分析，构建运动与相互作用观念| |机械振动与机械波结合|8题|波形图与振动图像关联分析|振动与波动的传播特性，培养模型建构与科学推理能力| |交变电流与变压器结合|7题|交流电表达式、变压器匝数比计算|交变电流产生原理及能量转化，深化能量观念与应用|

专题26 机械振动、机械波、交变电流等选择题组合限时练习 （建议时长：20分钟） 一、机械振动 1、某弹簧振子沿x轴的简谐运动图像如图所示，下列描述正确的是（　　） A．t=1s时，振子的速度为零，加速度为正的最大值 B．t=2s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值 C．t=3s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零 D．t=4s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值 【答案】A 【详解】A．t=1s时，在负向最大位移处，故速度为零， ，加速度最大，为正，故A正确； B．t=2s时，振子的速度为正，加速度为零，故B错误； C．t=3s时，振子的速度为零，加速度负向最大，故C错误； D．t=4s时，振子的速度为负，加速度为零，故D错误。 故选A。 2、某单摆做简谐运动的位移x随时间t变化的关系式为，关于此单摆，下列说法正确的是（　　） A. 振幅为8cm B. 周期为1.25s C. 摆长为1m D. t=0.2s时，速度为零 【答案】D 【解析】AB．单摆做简谐运动的位移x随时间t变化的关系式可知，振幅为，角频率 所以周期为，故AB错误； C．根据单摆的周期公式，代入数据解得，故C错误； D．t=0.2s时，位移为，摆球处于正的最大位移处，此时速度为0，故D正确。 故选D。 3、在同一地方，甲、乙两个单摆做振幅不同的简谐运动，其振动图像如图所示，可知甲、乙两个单摆的摆长之比为（ ） A．2：3 B．3：2 C．4：9 D．9：4 【答案】C 【详解】由振动图像可知甲乙两个单摆周期之比为 T甲：T乙 = 0.8：1.2 = 2：3 根据单摆周期公式 可得 则甲、乙两个单摆的摆长之比为 L甲：L乙 = T甲2：T乙2 = 4：9 故选C。 4、如图（a），装有砂粒的试管竖直静浮于水中，将其提起一小段距离后释放，一段时间内试管在竖直方向的振动可视为简谐运动。取竖直向上为正方向，以某时刻作为计时起点，试管振动图像如图（b）所示，则试管（　　） A．振幅为 B．振动频率为 C．在时速度为零 D．在时加速度方向竖直向下 【答案】B 【详解】AB．根据图像(b)可知，振幅为；周期为 则频率为 故A错误，B正确； C．根据图像可知，时质点处于平衡位置，此时速度最大，故C错误； D．根据图像可知，时质点处于负向最大位置处，则此时加速度方向竖直向上，故D错误。 故选B。 5、如图为某单摆的振动图像，重力加速度g取，下列说法正确的是（　　） A．摆长为1.6m，起始时刻速度最大 B．摆长为2.5m，起始时刻速度为零 C．摆长为1.6m，A、C点的速度相同 D．摆长为2.5m，A、B点的速度相同 【答案】C 【详解】由单摆的振动图像可知振动周期为，由单摆的周期公式得摆长为 x-t图像的斜率代表速度，故起始时刻速度为零，且A、C点的速度相同，A、B点的速度大小相同，方向不同。 综上所述，可知C正确，故选C。 6、图甲为用手机和轻弹簧制作的一个振动装置。手机加速度传感器记录了手机在竖直方向的振动情况，以向上为正方向，得到手机振动过程中加速度a随时间t变化的曲线为正弦曲线，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．时，弹簧弹力为0 B．时，手机位于平衡位置上方 C．从至，手机的动能增大 D．a随t变化的关系式为 【答案】D 【详解】A．由题图乙知，时，手机加速度为0，由牛顿第二定律得弹簧弹力大小为 A错误； B．由题图乙知，时，手机的加速度为正，则手机位于平衡位置下方，B错误； C．由题图乙知，从至，手机的加速度增大，手机从平衡位置向最大位移处运动，速度减小，动能减小，C错误； D．由题图乙知 则角频率 则a随t变化的关系式为 D正确。 故选D。 7、关于受迫振动和多普勒效应，下列说法正确的是（ ） A．系统的固有频率与驱动力频率有关 B．只要驱动力足够大，共振就能发生 C．应用多普勒效应可以测量车辆的速度 D．观察者与波源相互远离时，接收到的波的频率比波源的频率大 【答案】C 【详解】A．系统的固有频率只与系统本身有关，与驱动力频率无关，A错误； B．只有驱动力频率与系统固有频率相同时，共振才能发生，B错误； CD．根据多普勒效应可知观察者与波源相互远离时，接收到的波的频率比波源的频率小，观察者与波源相互靠近时，接收到的波的频率比波源的频率大，所以应用多普勒效应可以测量车辆的速度，C正确，D错误。 故选C。 二、机械波与机械振动结合 8、如图所示，实线和虚线分别是沿着轴正方向传播的一列简谐横波在时刻和的波形图，已知波的周期，则下列关于该列波说法正确的是（　　） A．波长为 B．波速为 C．周期为 D．时刻，质点向下振动 【答案】D 【详解】A．由图可知波长为10cm，故A错误； BC．时刻到的过程中， 已知波的周期，则n只能取0，则 波速为，故BC错误； D．简谐横波沿着轴正方向传播，根据同侧法可知时刻，质点向下振动，故D正确。 故选 D。 9、质点S沿竖直方向做简谐运动，在绳上形成的波传到质点P时的波形如图所示，则（　　） A．该波为纵波 B．质点S开始振动时向上运动 C．两质点振动步调完全一致 D．经过一个周期，质点S向右运动一个波长距离 【答案】B 【详解】A．由图可知，该波上质点的振动方向与波动传播方向垂直，是横波，故A错误； B．由图，根据同侧法可知，质点P开始振动的方向向上，则质点S开始振动时向上运动，故B正确； C．由图可知，、两质点平衡位置的距离为，则两质点振动步调相反，故C错误； D．质点不能随波传播，只能在平衡位置附近上下振动，故D错误。 故选B 。 10、如图，某同学演示波动实验，将一根长而软的弹簧静置在光滑水平面上，弹簧上系有一个标记物，在左端沿弹簧轴线方向周期性地推、拉弹簧，形成疏密相间的机械波。下列表述正确的是（　　） A. 弹簧上形成的波是横波 B. 推、拉弹簧的周期越小，波长越长 C. 标记物振动的速度就是机械波传播的速度 D. 标记物由静止开始振动的现象表明机械波能传递能量 【答案】D 【解析】A．弹簧上形成的波的振动方向与传播方向平行是纵波，故A错误； B．同一介质中，波的传播速度相同，则波的传播速度不变，推、拉弹簧的周期越小，波的周期越小，由公式可知，波长越短，故B错误； C．标记物振动的速度反应的是标志物在平衡位置附近往复运动的快慢，机械波的传播速度是波在介质中的传播速度，二者不是同一个速度，故C错误； D．标记物由静止开始振动，说明它获得了能量，这是因为机械波使得能量传递给标记物，则标记物由静止开始振动的现象表明机械波能传递能量，故D正确。 故选D。 11、为研究绳波的传播规律，某同学拿着绳子左端沿竖直方向上下做简谐运动，产生的绳波在某时刻的图像如图所示。、b为绳中的两质点，下列说法正确的是（　　） A. 质点的加速度正在增大 B. 质点的加速度正在减小 C. 质点的速度方向竖直向上 D. 质点的速度方向竖直向下 【答案】B 【解析】绳波从左向右传播，据同侧法，a质点向下振动、b质点向上振动，即都向平衡位置运动，位移减小，加速度减小，速度增大，故B正确，ACD错误。 故选B。 12、振源A带动细绳上下振动，某时刻在绳上形成的横波波形如图所示，规定绳上各质点向上运动的方向为位移x的正方向，从波传播到细绳上的P点开始计时，下图的四个图中能表示P点振动图像的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】由于波源起振方向沿y轴负方向，因此当波传到P点时，P点首先从平衡位置向下振动，即0时刻处于平衡位置，下一时刻向下运动，B正确，ACD错误。 故选B。 13、图1为一列简谐横波在时刻的波形图，图2为处的质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 该波的振幅为8cm B. 该波沿x轴负方向传播 C. 该波的传播速度为20m/s D. 到时间内，质点P的速度增大 【答案】B 【解析】A．由题图1可知，该波的振幅为，故A错误； B．由题图2可知，在时，质点P正向下运动，根据“上下坡法”和题图甲可知，该波沿x轴负方向传播，B正确； C．由题图1可知，该波的波长 由题图2可知，该波的周期是 波速，故C错误； D．由题图2可知，在到时间内，质点P的振动方向向下，速度减小，故D错误。 故选B。 14、关于机械振动和机械波，下列说法错误的是 （ ） A. 机械波的传播一定需要介质 B. 有机械波一定有机械振动 C. 汽车的鸣笛声由远及近音调的变化是波的衍射现象 D. 在波的传播过程中，介质中的质点不随波迁移 【答案】C 【解析】机械波的传播一定需要介质，故正确。有机械波一定有机械振动，故正确。汽车的鸣笛声由远及近音调的变化是多普勒效应，故错误。在波的传播过程中，介质中的质点不随波迁移，故正确。 15、波源垂直于纸面做简谐运动，所激发的横波在均匀介质中沿纸面向四周传播。图甲为该简谐波在时的俯视图，实线圆表示波峰，虚线圆表示波谷，相邻两个实线圆之间仅有1个虚线圆。该介质中某质点的振动图像如图乙所示，取垂直纸面向外为正方向。下列说法正确的是（ ） 甲 乙 A. 该波的波速为 B. 图甲中质点和的相位差为 C. 图甲中质点在该时刻速度方向垂直纸面向外 D. 图乙可能是质点的振动图像 【答案】B 【解析】由图甲可知，解得，由图乙可知，周期为，由可得，该波的波速为，故错误；由图甲可知，质点和的平衡距离为半个波长，则相位差为 ，故正确；由图甲可知，波谷的振动形式传播到点的时间小于，则该时刻质点的速度方向垂直纸面向里，图乙中质点在时刻速度方向为垂直纸面向外，则图乙不是质点的振动图像，故、错误。 三、交变电流与变压器结合 16、如图甲所示，为一小型交流发电机示意图。为了便于观察，图甲中只画出其中的一匝线圈。线圈匀速转动时与电阻构成闭合回路。从图甲所示位置开始计时，通过电阻的交变电流如图乙所示，则下列判断正确的是（　　） A. 此交变电流的频率为 B. 此交变电流的表达式为 C. 线圈平面从甲图所示位置转动时，穿过线圈的磁通量变化最快 D. 线圈平面从甲图所示位置开始转动的过程，磁通量变化量为0 【答案】C 【解析】A．交变电流频率，故A错误； B．角速度，峰值，且时，因此电流表达式为，故B错误； C．由题意，甲图位置是、电流为0的位置，即中性面；线圈转动后，到达与中性面垂直的位置，此时磁通量为0，感应电动势最大，磁通量变化率越大（磁通量变化越快），故C正确； D．设甲图位置磁通量，转动后磁通量，磁通量变化量，故D错误。 故选C。 17、一理想变压器原、副线圈的匝数比为11:5，原线圈与正弦交流电源连接，其输入电压u随时间t的变化如图所示。若副线圈仅接入一个10Ω的电阻，则（　　） A. 输入电压 B. 流过电阻的电流是22A C. 流过电阻的电流方向每秒钟改变50次 D. 经过1 min电阻产生的热量是 【答案】D 【解析】A．从图像可得：输入电压最大值，周期，因此角速度 时电压为峰值，瞬时电压表达式为，故A错误； B．原线圈输入电压有效值，根据理想变压器电压比，代入匝数比得副线圈电压 流过电阻的电流，故B错误； C．交流电频率，一个周期内电流方向改变2次，因此每秒电流方向改变100次，故C错误； D．根据焦耳定律，1分钟电阻产生的热量，故D正确。故选D。 18、如图1所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压u随时间t变化的图像如图2所示，副线圈接有阻值为88Ω的负载电阻R，原、副线圈匝数之比为5:1，电流表A、电压表V均为理想电表。下列说法正确的是（　　） A. 交流电的频率为100Hz B. 原线圈的输入功率为22W C. 电流表的示数为0.5A D. 若只增大负载电阻R的阻值，则电压表的示数将增大 【答案】B 【解析】A．由图2可知，交流电的周期为2×10-2s，所以频率为，故A错误； B．原线圈输入电压为 所以副线圈两端电压为 由于原线圈输入功率等于输出功率，则，故B正确； C．电流表的示数为，故C错误； D．由于原线圈输入电压不变，则副线圈两端电压不变，增大负载电阻R的阻值，电压表的示数将不变，故D错误。 故选B。 19、如图1是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图2所示的正弦交流电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为，电压表为交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体，则（ ） A. 图1中开关闭合时电压表的示数为 B. 图1中开关闭合时电压表的示数为 C. 变压器原、副线圈的匝数之比满足大于1000才能实现点火 D. 变压器原、副线圈的匝数之比满足小于0.001才能实现点火 【答案】D 【解析】AB．由图2可知，转换器后的正弦式交变电流的电压的峰值为 有效值为 即图1中开关闭合时电压表的示数为，故AB错误； CD．根据变压器原副线圈电压与匝数关系可得 其中，由题意可知 解得，故C错误，D正确。 故选D。 20、一个有N匝的矩形线框，面积为S，以角速度从如图所示的位置开始，在匀强磁场B中匀速转动，则产生的感应电动势随时间变化的图像是（ ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】图示位置线框处于与中性面垂直的平面，竖直长边垂直切割磁感线，此时产生的感应电动势最大为 根据正弦式交变电流的表达式可知感应电动势随时间的变化关系为 故选A。 21、将阻值为的电阻接在正弦式交流电源上。电阻两端电压随时间的变化规律如图所示。下列说法正确的是（　　） A．该交流电的频率为 B．通过电阻电流的峰值为 C．电阻在1秒内消耗的电能为 D．电阻两端电压表达式为 【答案】D 【详解】A．由图可知交流电的周期为0.02s，则频率为 故A错误； B．根据图像可知电压的峰值为，根据欧姆定律可知电流的峰值 故B错误； C．电流的有效值为 所以电阻在1s内消耗的电能为 故C错误； D．根据图像可知其电压表达式为 故D正确。 故选D。 22、2025年12月30日，国家电网有限公司蒙西—京津冀±800千伏特高压直流输电工程正式开工建设。计划将输电站提供的直流电由内蒙古鄂尔多斯市输送至河北沧州，多次转换后变为的交流电，再经配电房中的变压器（视为理想变压器）降为的家用交流电，若输电线路输送功率为，且直流输电过程中导线电阻产生的电功率损耗不超过输送功率的5%，则（　　） A. 直流输电导线中的电流为250A B. 直流输电导线总阻值不超过16Ω C. 家用交流电的电压最大值为V，频率为100Hz D. 配电房中变压器原、副线圈中电流比为500∶11 【答案】B 【解析】A．直流输电功率满足 代入数据得导线电流，故A错误； B．输电损耗最大功率 损耗功率满足 代入得最大总电阻，即总阻值不超过，故B正确； C．由家用交流电瞬时值表达式得家用交流电的电压最大值为V，角速度，频率，故C错误； D．理想变压器原线圈电压有效值，副线圈电压有效值，电压比 电流比，故D错误。 故选B。 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题26 机械振动、机械波、交变电流等选择题组合限时练习 （建议时长：20分钟） 一、机械振动 1、某弹簧振子沿x轴的简谐运动图像如图所示，下列描述正确的是（　　） A．t=1s时，振子的速度为零，加速度为正的最大值 B．t=2s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值 C．t=3s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零 D．t=4s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值 2、某单摆做简谐运动的位移x随时间t变化的关系式为，关于此单摆，下列说法正确的是（　　） A. 振幅为8cm B. 周期为1.25s C. 摆长为1m D. t=0.2s时，速度为零 3、在同一地方，甲、乙两个单摆做振幅不同的简谐运动，其振动图像如图所示，可知甲、乙两个单摆的摆长之比为（ ） A．2：3 B．3：2 C．4：9 D．9：4 4、如图（a），装有砂粒的试管竖直静浮于水中，将其提起一小段距离后释放，一段时间内试管在竖直方向的振动可视为简谐运动。取竖直向上为正方向，以某时刻作为计时起点，试管振动图像如图（b）所示，则试管（　　） A．振幅为 B．振动频率为 C．在时速度为零 D．在时加速度方向竖直向下 5、如图为某单摆的振动图像，重力加速度g取，下列说法正确的是（　　） A．摆长为1.6m，起始时刻速度最大 B．摆长为2.5m，起始时刻速度为零 C．摆长为1.6m，A、C点的速度相同 D．摆长为2.5m，A、B点的速度相同 6、图甲为用手机和轻弹簧制作的一个振动装置。手机加速度传感器记录了手机在竖直方向的振动情况，以向上为正方向，得到手机振动过程中加速度a随时间t变化的曲线为正弦曲线，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．时，弹簧弹力为0 B．时，手机位于平衡位置上方 C．从至，手机的动能增大 D．a随t变化的关系式为 7、关于受迫振动和多普勒效应，下列说法正确的是（ ） A．系统的固有频率与驱动力频率有关 B．只要驱动力足够大，共振就能发生 C．应用多普勒效应可以测量车辆的速度 D．观察者与波源相互远离时，接收到的波的频率比波源的频率大 二、机械波与机械振动结合 8、如图所示，实线和虚线分别是沿着轴正方向传播的一列简谐横波在时刻和的波形图，已知波的周期，则下列关于该列波说法正确的是（　　） A．波长为 B．波速为 C．周期为 D．时刻，质点向下振动 9、质点S沿竖直方向做简谐运动，在绳上形成的波传到质点P时的波形如图所示，则（　　） A．该波为纵波 B．质点S开始振动时向上运动 C．两质点振动步调完全一致 D．经过一个周期，质点S向右运动一个波长距离 10、如图，某同学演示波动实验，将一根长而软的弹簧静置在光滑水平面上，弹簧上系有一个标记物，在左端沿弹簧轴线方向周期性地推、拉弹簧，形成疏密相间的机械波。下列表述正确的是（　　） A. 弹簧上形成的波是横波 B. 推、拉弹簧的周期越小，波长越长 C. 标记物振动的速度就是机械波传播的速度 D. 标记物由静止开始振动的现象表明机械波能传递能量 11、为研究绳波的传播规律，某同学拿着绳子左端沿竖直方向上下做简谐运动，产生的绳波在某时刻的图像如图所示。、b为绳中的两质点，下列说法正确的是（　　） A. 质点的加速度正在增大 B. 质点的加速度正在减小 C. 质点的速度方向竖直向上 D. 质点的速度方向竖直向下 12、振源A带动细绳上下振动，某时刻在绳上形成的横波波形如图所示，规定绳上各质点向上运动的方向为位移x的正方向，从波传播到细绳上的P点开始计时，下图的四个图中能表示P点振动图像的是（　　） A. B. C. D. 13、图1为一列简谐横波在时刻的波形图，图2为处的质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 该波的振幅为8cm B. 该波沿x轴负方向传播 C. 该波的传播速度为20m/s D. 到时间内，质点P的速度增大 14、关于机械振动和机械波，下列说法错误的是 （ ） A. 机械波的传播一定需要介质 B. 有机械波一定有机械振动 C. 汽车的鸣笛声由远及近音调的变化是波的衍射现象 D. 在波的传播过程中，介质中的质点不随波迁移 15、波源垂直于纸面做简谐运动，所激发的横波在均匀介质中沿纸面向四周传播。图甲为该简谐波在时的俯视图，实线圆表示波峰，虚线圆表示波谷，相邻两个实线圆之间仅有1个虚线圆。该介质中某质点的振动图像如图乙所示，取垂直纸面向外为正方向。下列说法正确的是（ ） 甲 乙 A. 该波的波速为 B. 图甲中质点和的相位差为 C. 图甲中质点在该时刻速度方向垂直纸面向外 D. 图乙可能是质点的振动图像 三、交变电流与变压器结合 16、如图甲所示，为一小型交流发电机示意图。为了便于观察，图甲中只画出其中的一匝线圈。线圈匀速转动时与电阻构成闭合回路。从图甲所示位置开始计时，通过电阻的交变电流如图乙所示，则下列判断正确的是（　　） A. 此交变电流的频率为 B. 此交变电流的表达式为 C. 线圈平面从甲图所示位置转动时，穿过线圈的磁通量变化最快 D. 线圈平面从甲图所示位置开始转动的过程，磁通量变化量为0 17、一理想变压器原、副线圈的匝数比为11:5，原线圈与正弦交流电源连接，其输入电压u随时间t的变化如图所示。若副线圈仅接入一个10Ω的电阻，则（　　） A. 输入电压 B. 流过电阻的电流是22A C. 流过电阻的电流方向每秒钟改变50次 D. 经过1 min电阻产生的热量是 18、如图1所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压u随时间t变化的图像如图2所示，副线圈接有阻值为88Ω的负载电阻R，原、副线圈匝数之比为5:1，电流表A、电压表V均为理想电表。下列说法正确的是（　　） A. 交流电的频率为100Hz B. 原线圈的输入功率为22W C. 电流表的示数为0.5A D. 若只增大负载电阻R的阻值，则电压表的示数将增大 19、如图1是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图2所示的正弦交流电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为，电压表为交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体，则（ ） A. 图1中开关闭合时电压表的示数为 B. 图1中开关闭合时电压表的示数为 C. 变压器原、副线圈的匝数之比满足大于1000才能实现点火 D. 变压器原、副线圈的匝数之比满足小于0.001才能实现点火 20、一个有N匝的矩形线框，面积为S，以角速度从如图所示的位置开始，在匀强磁场B中匀速转动，则产生的感应电动势随时间变化的图像是（ ） A． B． C． D． 21、将阻值为的电阻接在正弦式交流电源上。电阻两端电压随时间的变化规律如图所示。下列说法正确的是（　　） A．该交流电的频率为 B．通过电阻电流的峰值为 C．电阻在1秒内消耗的电能为 D．电阻两端电压表达式为 22、2025年12月30日，国家电网有限公司蒙西—京津冀±800千伏特高压直流输电工程正式开工建设。计划将输电站提供的直流电由内蒙古鄂尔多斯市输送至河北沧州，多次转换后变为的交流电，再经配电房中的变压器（视为理想变压器）降为的家用交流电，若输电线路输送功率为，且直流输电过程中导线电阻产生的电功率损耗不超过输送功率的5%，则（　　） A. 直流输电导线中的电流为250A B. 直流输电导线总阻值不超过16Ω C. 家用交流电的电压最大值为V，频率为100Hz D. 配电房中变压器原、副线圈中电流比为500∶11 学科网（北京）股份有限公司 $