2025-2026学年高二下学期物理限时训练 (机械振动与机械波)

**基本信息** 高二机械振动与机械波单元周测卷，覆盖多普勒效应、简谐运动、波的图像等核心考点，结合健身绳、跳绳等生活情境及单摆实验，考查运动和相互作用观念、科学推理与模型建构能力。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|4题16分|多普勒效应、简谐运动周期波长|基础概念辨析，如机械波与电磁波多普勒效应共性| |多选题|3题15分|波的传播方向、振动与波动图像结合|多解问题分析，如波传播时间与周期关系| |实验题|1题5分|单摆测重力加速度|科学探究设计，含装置选择、图像误差分析| |解答题|2题14分|波的相遇、质点振动位移计算|生活情境应用，如跳绳横波相遇时刻及最大位移分析|

2026年1月13高二限时训练 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题（共16分） 1．（本题4分）关于多普勒效应，下列说法正确的是（　　） A．只要波源在运动，就一定能观测到多普勒效应 B．只要观察者在运动，就一定能观测到多普勒效应 C．只有声波会发生多普勒效应 D．机械波、电磁波和光波都会发生多普勒效应 2．（本题4分）坐标原点处一个质点在t=0时刻从坐标原点开始沿y轴正方向做简谐振动，完成两次全振动后停止振动，振动传播形成的简谐波沿x轴正方向传播。已知t=8s时刻，x=12m处的质点P也刚好停止振动，质点P振动的时间为4s，质点P运动的总路程为0.8m，下列说法正确的是（　　） A．坐标原点处质点振动的周期为4s B．简谐波的波长为3m C．波的传播速度大小为3m/s D．坐标原点处质点的振动方程 3．（本题4分）一列简谐横波沿轴传播，时刻的波动图像如图甲所示，处质点的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．该列波的波长为，周期为 B．该列波的传播速度为 C．在时刻，处的质点正在向上振动 D．经过，处的质点将运动到处 4．（本题4分）如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。当振子位于A点时弹簧处于原长。取竖直向上的方向为正方向，振子的质量为m，重力加速度为g。振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．t=0.4s时，弹簧具有最大的弹性势能 B．t=0.2s和t=0.6s时，振子的速度相同 C．t=0.6s和t=1.0s时，振子的加速度相同 D．t=1.0s和t=1.4s时，振子的加速度相同 二、多选题（共15分） 5．（本题5分）一列简谐横波在0时刻的波形如图中实线所示，时刻的波形如图中虚线所示。下列说法正确的是（　　） A．该横波的周期可能为 B．该横波的周期可能为 C．若该横波沿轴正方向传播，则横波的传播速度大小可能为 D．若该横波沿轴负方向传播，则横波的传播速度大小可能为 6．（本题5分）一列简谐横波在时刻的波形图如图甲所示，m、p、n是介质中的三个质点，m质点的平衡位置坐标为x=0，时刻质点P位于波峰处。该波波长，图乙是质点n的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．波沿x轴正方向传播 B．质点p的平衡位置坐标为x=1.0m C．质点m从时开始，再经第一次回到波谷位置 D．质点n在时偏离平衡位置位移为 7．（本题5分）如图甲，健身绳是锻炼身体体能的一种方式，一运动员甩动两根相同的健身绳，某时刻两绳的波形图如图乙所示。x=0处为运动员所在位置，波向右侧传播，实线为绳1，该时刻波传递到x=4m处；虚线为绳2，该时刻波传递到x=6m处。两根绳的振幅相同为2m，下列说法中正确的是（　　） A．绳1与绳2同时开始振动 B．若将这两列波叠加，不能发生稳定的干涉现象 C．从绳2开始振动到该时刻，x=1m处的质点振动通过的路程为7m D．该时刻，绳1上x=4m处的质点向下开始振动 三、实验题（共5分） 8．（本题5分）(1)单摆是一种重要的理想模型。小明使用质量为的摆球、长度为的摆绳开展实验。用单摆测定重力加速度，组装了如图几种实验装置，最合理的装置是 。 (2)实验中没有游标卡尺，无法测小球的直径，小明将摆绳长计为摆长，测得多组周期和的数据，作出图像。则实验得到的图像应是如图中的 （选填“”，“”或者“”），实验测得当地重力加速度大小是 （保留位有效数字）。 (3)若单摆的悬点和摆球带等量正电荷，静电力常量为，重力加速度为。忽略摆球大小。将摆球拉开一小角度由静止释放，单摆周期__________。 A．变大 B．变小 C．不变 D．不确定 (4)图为该单摆的共振曲线，用该单摆观察共振现象，驱动力的频率为，若该单摆的摆长变长，则此单摆的振幅将__________。 A．变大 B．变小 C．不变 D．不确定 四、解答题（共14分） 9．（本题7分）一列简谐波在轴上传播，如图所示，时刻的波形如图中实线所示，时刻的波形如图中虚线所示。已知，问： (1)若波沿轴正方向传播，且，这列波的传播速度是多大？ (2)若波沿轴负方向传播，且无约束条件，波速是多大？ 10．（本题7分）在体育训练课上，教练让两名学生分别握住一根长跳绳的两端进行抖动，产生沿绳传播的简谐横波。左侧学生在x=-0.6m处（记为波源乙）沿竖直方向上下抖动，产生沿绳向右传播的横波；右侧学生在x=0.9m处（记为波源甲）沿竖直方向上下抖动，产生沿绳向左传播的横波。两列波沿绳传播的速度大小相等，振幅均为2cm。t=0时刻，教练观察到绳上平衡位置在x=-0.2m的标记点P和x=0.1m的标记点Q刚好开始振动。绳上某一监测点M位于x=0.3m处，已知右侧学生抖动产生的甲波周期为0.8s。求： (1)两列波相遇的时刻 (2)在0~2.5s时间内，监测点M向上偏离平衡位置的位移达到最大的时刻。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 1月13高二限时训练答题卡 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 选择题 单选题 多选题 1 2 3 4 5 6 7 非选择题（请在各试题的答题区内作答） 8题、(1) (2) (3) (4) 9题、 10题、 《2026年1月13高二限时训练》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 答案 D C A D AC BCD BD 1．D 【详解】AB．多普勒效应要求波源与观察者之间有相对运动，且运动方向需与波的传播方向存在分量，在圆周运动中，只有当观察者位于圆心时，波源运动方向才始终与波传播方向垂直，则频率不变，故不一定能观测到多普勒效应，故AB错误； C．多普勒效应不仅适用于声波（机械波），也适用于电磁波（如雷达波）和光波（如天文观测中的红移现象），故C错误； D．机械波、电磁波和光波均会发生多普勒效应，故D正确。 故选D。 2．C 【详解】A．由于质点P振动的时间为4s，则 所以，故A错误； C．t=8s时刻，x=12m处的质点P也刚好停止振动，其振动时间为4s，则波传播到P点需要4s，所以，故C正确； B．简谐波的波长为，故B错误； D．质点P运动的总路程为0.8m，即 所以 在t=0时刻从坐标原点开始沿y轴正方向做简谐振动，则，故D错误。 故选C。 3．A 【详解】AB．根据图甲与图乙可知，该列波的波长为4m，周期为0.8s，则该列波的传播速度为，故A正确，B错误； C．根据图乙可知，时刻，处质点位于波峰，之后肯定向下运动，无法判断该波的传播方向，也就无法判断处质点的起振方向，故C错误； D．简谐波中的质点只沿着垂直传播方向振动，不沿传播方向运动，故D错误。 故选A。 4．D 【详解】A．时，振子位于A点，弹簧处于原长，弹簧具有最小的弹性势能，故A错误； B．和时，图线斜率不相同，所以振子的速度不相同，故B错误； C．和时，振子处于对称位置，所受合力方向相反，加速度不同，故C错误； D．和时，振子处于同一位置，所受合力相同，加速度相同，故D正确。 故选D。 5．AC 【详解】AC．若该横波沿轴正方向传播，则 其中，，，，横波的传播速度 解得，，，，， 当n=0时T=0.8s，n=1时v=25m/s，选项AC正确； B．若该横波的周期为，则时刻的波形应与实线重合，选项B错误； D．结合前面的分析可知，若横波的传播速度大小为，则该横波沿轴正方向传播，选项D错误。 故选AC。 6．BCD 【详解】A．由图乙可知，质点n在时沿y轴负方向运动，结合图甲根据“上下坡”法，可知波沿x轴负方向传播，故A错误； B．由图乙可知，周期为4s，所以 由于波沿x轴负方向传播，所以质点m从图甲位置第一次运动到波峰所用时间为，所以，故B正确； C．质点m从时开始，第一次回到波谷位置所用时间为，故C正确； D．由图乙可得质点n的振动方程为 所以在时偏离平衡位置位移为，故D正确。 故选BCD。 7．BD 【详解】A．同一介质中波速相同，绳2的波传递更远故先振动，故A错误； B．两列波波长不同，频率不同，故不能发生稳定的干涉现象，故B正确； C．从绳2开始振动到该时刻，绳2上x=1m处质点振动时间为, 质点振动的路程为，故C错误； D．根据“上下坡”法可知，x=4m处的质点下一时刻将向下振动，故D正确。 故选BD。 8．(1)B (2) (3)C (4)B 【详解】（1）该实验中，摆长要固定，需用铁夹固定上端，选用细绳保证摆长不变，同时选用质量大，体积小的小球。 故选 B。 （2）设小球半径为，由单摆周期公式，所以，故图像应为 结合图像可得解得 （3）因悬点与摆球均带正电荷，摆球受到竖直向下的重力、沿绳向外的库仑斥力，沿绳向里的拉力，因库仑斥力始终沿绳子方向，不产生回复力，所以对摆动周期没有影响。 故选 C。 （4）共振曲线振幅最大值所对应的频率是单摆的固有频率（），当摆长变长时，根据单摆的周期公式可知，单摆的周期变长，单摆的固有频率变小，与驱动力频率（）的差值增大，所以振幅变小。 故选 B。 9．(1) (2) 【详解】（1）波沿x轴正方向传播，因为， 故波速 （2）波沿x轴负方向传播，传播的距离 则波速 10．(1)0.15s (2)0.8s、1.6s和2.4s 【详解】（1）由题图可知，甲波的波长为，由于甲波的周期为，由 可得 均为机械波，故两波波速大小相等，两列波相遇的时刻 （2）由题图乙知乙波的波长，由 可得 甲波使M质点处于波峰时，应有经过周期整数倍，设倍数为m， 解得 乙刚使M质点处于波峰时，传播2个波长，即对应时间为2个周期，再经过n个周期乙仍使M质点处于波峰，应有 解得 欲使两列波相遇后M质点位于波峰位置，则必有 即 因m、n只能取整数，故有m=l、n=0时，t=0.8s m=2、n=2时，t=1.6s m=3、n=4时，t=2.4s 所以t=0时刻后的2.5s时间内，M质点沿y轴正方向位移最大的时刻分别为0.8s、1.6s和2.4s。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $