2026届高三物理一轮复习单元滚动演练 第七单元：机械振动、机械波

卷7答案 机械振动、机械 1.C听到墙外的声音是声波绕过障碍物 发生衍射的结果，不是干涉，故A 错误；波的频率由波源决定，声音从 海水传播到空气中，波源不变则频 3.1 率不变，故B错误；“彩超”利用了波 的多普勒效应，波源和反射界面（血 流)存在相对运动时反射波频率会 发生变化，通过该频率变化可计算 血流速度，故C正确；发生明显衍射 现象的条件是障碍物的尺寸比波长 小或与波长相差不多，即波长比障 碍物尺寸大或差不多，故D错误. 故选C. 2.A根据题意，竹笛发声频率公式为f 铝，其中L为空气柱长度知为 声速，k为常数.由仅开孔1时，L1 =31.8cm,波长入1=76cm,可得入 解得大- L131.8 ≈0.4184， 对于仅开孔6，L6=17.2cm,则波 长x==17.2× 76 4.0 31.8≈41.1 cm,故A正确，B错误.温度越高声 速越大，小寒气温低，声速小，大暑 气温高，声速大.对于同一竹笛，L 波 不变，频率f与v成正比，因此小寒 时的频率低于大暑时的，故CD错 误.故选A. 弹簧振子由纵波驱动，振子先振动 说明纵波先到达，即纵波传播速度 比横波快，故A错误；受迫振动的 稳定振动频率等于驱动力的频率， 题干明确横波与纵波频率相同，弹 簧振子的驱动力为纵波、单摆的驱 动力为横波，因此二者稳定振动频 率相等，故B正确；弹簧振子的稳定 振动频率由驱动力（纵波）的频率决 定，与小球质量等自身结构参数无 关，故C错误；设震源到“地动仪”的 距离为s,纵波传播时间t1=,横 波传播时间t2=三，且v1>v2,故 时间差t=t2一t1,整理得s= 01V ,故D错误.故选B. V1-V2 A、C两处为峰谷相遇点，均为振动 减弱点，而E处位于BD两个加强 点的中点，可知E处振动加强，A 错误；因D处为波峰相遇点，振动 加强，则振幅为2A=4cm,此时D 处的位移为十4cm;B处为波谷相 遇点，振动加强，则振幅为2A=4 cm,此时B处的位移为一4cm;B、 D两处质点在该时刻的竖直高度差 为8cm,B错误；波的周期T=入 4s;因E点振动加强，则振幅为2A =4cm,经2s=0.5T,E点处质点 通过的路程为2×2A=8cm,C正 确；同理，因B点振动加强，则经2 $,B点处质点通过的路程也是8 cm,D错误.故选C. 5.C若波沿x轴负方向传播，则由“同 侧法”可知，t=0时x=2m处质点 向下振动，A错误；质点只能在自己 平衡位置附近振动，而不随波迁移， B错误；若波速为8m/s,则2s内 波传播的距离为x=wt=16m=2入 +名入，可知该波沿x轴正方向传 3 播，C正确；因波速由介质决定，则 若波源的频率变为原来的3倍，波 速不变，D错误.故选C. 6.D当B在A的右侧运动时，细绳弹力 对A一直做正功，可知当B再次回 到最低点时，A的速度最大，根据水 平方向动量守恒定律和机械能守恒 有m2ug=m2v2十m101,2m2%= 2m202+2m10i,解得u1=2m/s, A错误；对B分析，可知B在竖直 方向有加速与减速过程，即物块A、 B组成的系统存在超重与失重过 程，系统所受外力的合力不为0，系 统的动量不守恒，但是系统在水平 方向上所受外力的合力为0，即系 统在水平方向上动量守恒，B错误； 设物块B恰好到达最高点上升的 高度为h,此时A、B速度相等，由 水平方向动量守恒定律和机械能守 恒有m2u=(m2十m1)ug,2m206 之(m:+m)号=m:gh,解得h =0.3m<l,可知物块B不能够到 达细杆MN处，C错误；根据上述可 知，物块B从开始运动到最大高度 的过程中，B减小的机械能与A增 加的机械能相等，则有△E= 1 m1v=1J,D正确.故选D. 7.CA、P碰撞后，A、C先向下做加速 运动，在平衡位置，即弹簧压缩量为 x0= 2 ng sin0_m8时速度最大， 故A错误；碰后以平衡位置为坐标 原点O,沿斜面向下为x轴正方向 建立一维坐标系，则当A、C在平衡 位置下方相对O点的位移为x时， A、C所受合外力为F=2 ng sin0- k(x。十x)=一kx,故A、C一起做 简谐运动，A、P从碰撞到第一次运 动到最低点的时间等于从最低点首 次返回碰撞位置的时间，故D错 误；在最高点弹簧压缩量为x1= 2gsin,故振幅A=x中 k ,在最低点弹簧压缩量为 T1= x2=十A=3m5,在最低点B对 挡板Q有最大压力FN,则F、 2 ngsin0+kx2=4mg,故B错误； 在最低点，对A、C整体有.x2一 2 ngsin0=2ma,解得a=g,对C 有f-mg sin0=ma,解得f=2 3 mg,又A、C无相对滑动，则f≤ ng cos0,解得至少为√3，故C 正确.故选C. 8.AD物体抛出后做的是斜抛运动，竖 直方向上做竖直上抛运动，根据 h=2gt,代入数据解得从抛出 到最高点的过程用时t=1.5s, 故A正确；抛出时物体在竖直方 向的分速度大小vv=gt=15m/ s,故B错误；物体在水平方向做 匀速直线运动，在水平方向的分 速度大小vx tan458=15m/s, 物体在最高点时竖直方向的分速 度变为0，只有水平方向的分速度 15m/s,故C错误；根据斜抛运动 的对称性可知，到达抛出点等高 处时，物体在空中的运动时间为 t总=3s,所以水平射程为x vxt总=45m,故D正确.故 选AD. 9.AC波长为入=0.4cm,根据入=vT 可得振动周期为T一30s,可得振 动频率为f=云=30Hz,故A正 确；质点只能在自己平衡位置附 近振动，但不随波迁移，故B错 误；设距离P点x处为减弱点， 则1(0.6-x)-x=(2n+1) 入 (n=0,1,2,3,4…),因x<0.6 cm,则将n=0代入可知x1=0.2 cm、x2=0.4cm,即两列波叠加 稳定后，P、Q之间（不包括P、Q) 共有2个振动减弱点，故C正确； 两列波到达M点时，振动方向相 同，可知M点为振动加强点，可 知M点的振幅不为零，故D错 误.故选AC. 10.BD单摆A从静止释放至最低点经 历了4个周期，对应时间。，因 此单摆周期TA=4to.碰撞为弹 性正碰且两球质量相等，碰撞后 交换速度，B球以速度v。开始 振动.根据图乙，B球速度由v。 变为一v。所经历的时间为3t。一 t。=2t。,这对应于半个周期，故 弹簧振子周期TB=4to,故A错 误；对于单摆的下摆过程，由机 1 械能守恒定律得mgh=2mu6, 解得释放高度h ,放B正 vo 确；根据单摆周期公式TA=2π 上，即TA=4to,解得摆长L= 4gto ,故C错误；轻绳拉力在最 π2 高点最小，此时速度为零，拉力 Tmim=mgcos0,根据几何关系 有c0s0=1-是代人方与L的 hiπ2 表达式，得 8g,则最小拉 06π2 力Tmin=mg(1 86g）,故D 正确.故选BD. 2t 11.1DN-(2分) D L十 2 (2)10.60(2分)2π (2分) g 解析：(1)在一个周期内摆球2次经过 平衡位置，一个周期内摆球两次挡光， 单摆的周期T1= 2t N-1=N-1(2) 用游标卡尺测小球直径D=10mm十 0.05mm×12=10.60mm.单摆摆长 1=L+乞，单摆周期公式T: D L十2 12.(1) 2t n-1 (2分) (2)大(2分) (3)4L(2分) 能(2分) 解析：(1)从第1次摆到最低点到第n 次摆到最低点，共存在（一1）个时间 间隔；小球摆动一个周期会两次经过 最低点，因此相邻两次经过最低点的 T 时间间隔为，，可得总时间满足：1= T （m-1)·2,整理得周期T= 2t 1-1 (2)若多数了一次，计算得到的n一1 偏大，得出的周期T偏小.根据单摆周 期公式变形得g= T,T偏小会使 计算出的重力加速度比真实值大.(3) 设小球重心到小球顶端的距离为r,可 得双线摆的等效摆长I=Lcos8+r, 代入单摆周期公式T=2π， ，两边 g 平方得：T2=4πL 4π2 一，因此 g T-c0s0图像的斜率k=4πL ，整理 g 4π2L 得g=.由推导可知，重心距离， 只影响图像的截距，不影响斜率k,重 力加速度的值与r无关，因此该方法 能消除未知重心距离带来的误差 13.解：(1)根据甲图可知，周期T=4s,质 点M在0至9s内振动了24T, 则质点M的路程s=2×4A+A=9A =0.45m.(2分) (2)根据甲、乙图可知，质点M、N间 的距离 △x=n入+ 2A(n=0,1,2,3…),(2分 由于M、N两质点之间有时出现一个 波峰，有时出现两个波峰，测上式中 =1,(2分) 解得波长入=4m,(2分) λ4 根据u=行=4=1m/s.(2分) 14.解：(1)物块在木板上运动时，物块与 木板构成的系统动量守恒，则有 mv,=(m十M)v共，(1分) 由能量守恒定律有 121 2mu6=2(m+M)o美+hmgL(2分) 解得v。=12m/s.(2分) (2)将物块从B点运动至C点的运动 逆向视为物块从C点至B点的平抛运 动，物块经过B点时竖直分速度大 小为 0,=tan0=9m/s,1分) 物块在空中运动的时间 t= 义=0.9s,(1分) 物块在空中运动的水平位移大小 x=Rcos0=vot,(1分) 解得R=18m.(2分) (3)物块经过圆弧轨道B点时的速度 大小 U- sin0,(1分) 根据牛顿第二定律，在该处轨道对物 块的弹力大小满足 F+mgsin0=mR,1分) 解得F=4.5N.(2分) 15.解：(1)施加恒力F之前，系统处于平 衡状态，有k.xo=2mg,(1分) 施加恒力F后若A、B刚好在初始位 置脱离，对A、B整体根据牛顿第二定 律有 Fmin十k.x0-2g=2a0,(1分) 对物块B有Fmim一ng=mao,(1分) 解得Fmin=2mg.(1分) (2)为使小物块A、B一起做简谐运 动，当F最大时两物块在最高点恰好 不分离.设两物块在最低点时加速度 大小为a1,在最高点加速度大小 为a2, 在最高点，对物块B由牛顿第二定 律有 mg-Fmax=ma2,(1分） 在最低点，对两物块A、B整体由牛顿 第二定律有 Fmax=2ma1,(1分) 根据简谐运动的对称性有a2=a1,(1 分) 2 解得Fs=了mg.(1分) (3)加竖直向上恒力F后，设两物块在 弹簧形变量为x时脱离，此时两物块 的加速度大小为a.对物块B有F mg=ma,(1分) 对物块A有kx一mg=ma, 解得F=kx,(1分) 2 结合前边得到的Fmn=2mg,Fm*= 3 mg,(1分) 2mg,(1分) 则m之 作出F与x的关系如图， ◆F 2mg--- mg 0 2mg 2mg 3l k 两物块脱离前，恒力做的功为 Wr-FAz-F(2mg_F -6),(1分) 对系统由功能关系有 1。 E=Wr+2kt( 2m≤)2-)门- F 2mg F 2mg(e-),(1分) 可得Ek=一 2+r-_2mg 3 k k (1分) 根据数学知识可知，当F=4s时， 3 E kmax 2.分）高三卷（七） 机械振动、机械波 时间：75分钟满分：100分命题：第1~6单元30%十本单元70% 第I卷（选择题共46分） 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分.在每小题给出的四个选项中， 只有一项符合题目要求.) 1.下列关于机械波的一些说法正确的是 ( A.我们能够听到墙外的声音是声波发生干涉的结果 B.声音从海水传播到空气中，频率增大 C.“彩超”通过测量反射波的频率变化进而计算出血流的速度，主要利用了波的 多普勒效应 D.能够观察到明显的衍射现象的条件是波长比障碍物的尺寸小或差不多 2.中国传统乐器竹笛的发声原理为空 吹孔 膜孔 指孔 气柱振动，理论振动频率满足f一 L●。●0●。。□ 654321 '(式中口为声速，L为空气柱长 度，k为常数).如图所示为某6孔竹笛，孔1、孔6到吹孔的间距分别约为31.8 cm、17.2cm,贴上笛膜吹奏，仅开孔1（其余5孔闭合）时发出的声波波长约为76 cm.已知声波在空气中传播时，温度越高声速越大.下列说法正确的是( A.仅开孔6时发出的声波波长约为41.1cm B.仅开孔6时发出的声波波长约为140.5cm C.“小寒”时竹笛发声的频率高于“大暑”时竹笛发声的频率 D.“小寒”时竹笛发声的频率等于“大暑”时竹笛发声的频率 3.某同学自制了一台“地动仪”，他将一个弹簧振子和一个单摆悬挂在天花板上，弹 簧振子的弹簧和小球（球中间有孔）都套在固定的光滑竖直杆上.某次有感地震 中，震源同时产生频率相同的横波与纵波，“地动仪”恰好位于震源的正上方，他 观察到，静止的振子开始振动，时间t后单摆才开始摆动.下列说法正确的是 A.实验现象证明地震波中横波传播得比纵波快 B.单摆的稳定振动频率等于弹簧振子的稳定振动频率 C.增加小球的质量，弹簧振子的稳定振动频率变小 D.若震源产生的纵波和横波的波速分别为1、2，则震源到“地动仪”的距离为 V1U2t 02一01 4.如图所示，是水平面上两列频率相同的波在某时刻叠加情况， 图中实线为波峰波面，虚线为波谷波面，已知两列波的振幅均 为2cm,波速均为2m/s,波长均为8m,E点是BD和AC连 线的交点，下列说法正确的是 A.A、E、C三处均为振动减弱点 B.B、D两处质点在该时刻的竖直高度差为4cm C.经2s,E点处质点通过的路程为8cm D.经2s,B点处质点通过的路程是4cm 5.一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，如图 Ay/m 所示的实线和虚线分别为t=0与t=2s时的 0.1 波形图.则下列说法正确的是 A.若波沿x轴负方向传播，则t=0时x=2m 处质点向上振动 元/m B.若波沿x轴正方向传播，则t=0时x=5m 0.1 处的质点2s后运动到x=9m处 C.若波速为8m/s,则该波沿x轴正方向传播 D.若波源的频率变为原来的3倍，则波速变为原来的3倍 6.如图，足够长的光滑细杆MN水平固定，质量m1=2kg的物 块A穿在杆上，可沿杆无摩擦滑动，质量2=1kg的物块B 通过长度l=0.45m的轻质细绳竖直悬挂在A上，整个装置处 于静止状态，A、B可视为质点.现让物块B以初速度vo=3 m/s水平向右运动，g取10m/s2,则 ( B A.物块A的最大速度为3m/s B.物块A、B组成的系统，动量守恒 C.物块B恰好能够到达细杆MN处 D.物块B从开始运动到最大高度的过程中，机械能减少了1J 7.如图所示，倾角0=30°的光滑斜面上有一质量为m的 长木板A,A上端有一质量同为m的物块C.斜面底端 固定挡板Q上静置一质量为2m的物块B,劲度系数 777 为k的轻质弹簧两端分别固定物块B和轻质挡板P. 从P的上方某位置由静止释放A、C,随后长木板A与 Iwwwww 轻质挡板P碰撞并立即粘合，碰后A、C一起下滑至 最低点后向上弹回，且始终无相对运动，当A、C上滑至最高点时，物块B与固定 挡板Q间恰好无弹力.整个过程中弹簧始终未超过弹性限度.已知重力加速度为 g,下列说法正确的是 A.长木板A与轻质挡板P碰撞后，立即开始做减速运动 B.滑块B对挡板Q的压力最大为6mg C,A,C之间的动摩擦因数可能为) D.A、P从碰撞到第一次运动到最低点的时间小于从最低点首次返回碰撞位置 的时间 二、多项选择题（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， 有多项符合题目要求.全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分.) 8.将物体（视为质点）沿与水平方向成45°角的方向斜向上抛 出，物体在空中的射高为11.25，不计空气阻力，重力加 射高 速度g取10m/s2,下列说法正确的是 A.物体从抛出到最高点的过程用时1.5s 射程 B.抛出时物体在竖直方向的分速度大小为7.5m/s C.物体在最高点速度的大小为10m/s D.物体到抛出点等高处的水平射程为45m 9.如图所示，两列频率相同、相向传播的机械横波.某时刻分别传到了坐标为0.2 cm的P点，和0.8cm的Q点，已知两列波的传播速度均为12cm/s,则下列说 法正确的是 -0.2-0.100.1g.20.30.40.5 0. 0.&0.9.01.11.2x/cm A.该机械横波的振动频率为30Hz 3 B.经过T,质点P沿x轴正方向移动了0.3cm C.两列波叠加稳定后，P、Q之间（不包括P、Q)共有2个振动减弱点 D.两列波叠加达到稳定后，M点的振幅为零 10.如图甲所示，光滑水平面上两个相同的小球A和B靠在一起，A与轻绳组成单 摆，B与轻弹簧组成弹簧振子，刚开始A和B均处于静止状态，此时轻绳的拉 力等于g.现将小球A向左拉开一个较小角度（小于5°）并在t=0时由静止释 放，经最低点时与小球B发生碰撞，碰撞时间可忽略不计，此后小球B运动的 一t图像如图乙所示.以最低点为A球的零势能面，两球发生的碰撞均为弹性 正碰，两球的质量均为，重力加速度为g,不计空气阻力，下列说法正确的有 A.弹簧振子的周期等于2t。 B.A球释放的高度为2g 0 C.单摆的摆长等于？ ④XB-000000000000 D.轻绳的最小拉力为mg(1 v6π 8g2t8 第Ⅱ卷（非选择题共54分） 三、非选择题（共5小题，共54分.） 11.(6分)某同学设计利用如图甲所示装置验证单摆的周期公式，传感器固定在悬 点O正下方，该传感器可记录光的强弱随时间的变化情况.当小球摆到最低点 遮挡光线时，传感器采集的光线最弱，计算机采集数据后得到光的强弱与时间 图像如图乙所示. L 光的强弱个 0 主尺2 cm 传感器 时间 0 10游标尺20 乙 丙 (1)第1次光最弱到第N次光最弱的时间为t,则该单摆的周期可表示为T, (用N、t表示) (2)该同学用游标卡尺测小球直径D如图丙所示，则D= m,用米尺测量出摆线长为L,重力加速度为g,用D、L、g表示单摆周期 公式为T2= 在误差允许范围内若T1=T2,即可验证 单摆周期公式正确。 12.(8分)某探究小组借助手机的计时器和测角度软件来测量当地的重力加速度， 实验装置如图甲所示，两根长度均为L的细线系在小球的顶端，构成双线摆.请 学号 回答下列问题： (1)让双线摆垂直于纸面做小角度摆动，用 手机的计时器测小球摆动的周期T:小 球某次摆到最低点时开始计时，并计数 姓名 为1，第二次摆到最低点时计数为2，当 小球第n次摆到最低点时停止计时， 小球 若手机计时器测得的总时间为t,则双 线摆摆动的周期T= (2)若其他操作正确，只是在测周期时，将小球摆动到最低点的次数多数了一 次，则利用单摆周期公式得到的重力加速度比真实值 (选填“大”或“小”) (3)现利用图像处理数据，多次改变细线的两个悬点A、B间的距离，用手机测 角度软件测出细线与竖直方向的夹角，重复实验多次，得到多组0、T,作 答题栏 T2一cos0图像，如图乙所示，若图像的斜率为k,则当地的重力加速度g= 1 （用π、k、L表示).该方法 (选填 2 “能”或“不能”)消除因未知小球重心到其顶端的距离而造成的误差. 13.(10分)一列沿x轴负方向传播的 y/cm Ay/cm 3 简谐横波，平衡位置为xM=1m, xN=8m处的两个质点M、N的 5 振动图像如图甲、乙所示，且M、 N两质点之间有时出现一个波 6 峰，有时出现两个波峰，求： 7 (1)质点M在0至9s内运动的路程； P (2)这列波的波长与波速， 9 10 14.(14分)如图所示，圆心为O点的光滑圆弧轨道固定在竖直面 B 内，并与水平地面在A点处相切，轨道最高点B和O点的连 线与水平方向的夹角0=53°.足够长的光滑平台上放置着长 L=24m、质量M=2kg的薄木板，木板左端位于平台左端C 五 点，且C点位于O点正上方.质量m=1kg、可视为质点的物 块从水平地面上以水平向左的初速度冲上圆弧轨道后，恰以水平速度滑上木板 左端，最终恰好未滑离木板.已知物块与木板间的动摩擦因数：一0.2，重力加速 度大小g=10m/s2,sin53°=0.8，不计空气阻力.求： (1)物块滑上木板左端时的速度大小。； (2)圆弧轨道的半径R; (3)物块经过圆弧轨道B点时轨道对物块的弹力大小F, 15.(16分)如图所示，竖直放置的劲度系数为k的轻弹簧下端固定在水平 90 地面上，上端连接质量为的小物块A,另一质量也为m的小物块B 叠放在A上，O点为弹簧原长位置，系统开始处于静止状态.现对B施 加一个竖直向上的恒力F,使两小物块由静止开始向上运动.已知重力 加速度大小为g,弹簧的弹性势能为E。=kx(x为弹簧的形变量). (1)为使小物块A、B恰能在初始位置脱离，求F的最小值. 77777 (2)为使小物块A、B一起做简谐运动，求F的最大值， (3)若恒力F能使小物块A、B脱离，则F为何值时A、B脱离时系统有最大动 能，并求此最大动能.