15.选必1 第二章 机械振动-高中物理·2026年高考真题分类

**基本信息** 聚焦机械振动核心考点，以高考真题为载体，构建“概念辨析-实验探究-综合应用”三阶训练体系，融合简谐运动对称性、单摆周期公式等方法，强化运动与相互作用观念及科学推理能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |概念辨析|2单选（蹦极/单摆周期）|简谐运动对称性、单摆周期公式应用|从振动基本特征到模型迁移| |实验探究|2实验（单摆测g）|实验误差分析、数据处理方法|实验操作与理论公式结合| |综合应用|2解答（传送带/单摆多情境）|动能定理、动量守恒综合|振动与力学知识整合应用|

【高中物理人教版(2019)】 2026年高考真题-按章分类 选择性必修第一册 第二章 机械振动 2个单选题 + 2个多选题 + 0个实验题 + 2个解答题 ---- 学 生 版 ---- 一、单选题 1.(2026高考·北京)将蹦极运动简化为直线运动。如图所示，轻质弹性绳的一端固定在点，另一端和人(视为质点)相连。人从点静止下落，经点时绳恰好伸直，到达最低点后向上运动。假设整个过程弹性绳的弹力与伸长量成正比，不计空气阻力。下列说法正确的是( ) A.人运动到中点处速度最大 B.人在点的加速度大于在点的加速度 C.从点到点的过程中，人一直处于失重状态 D.从点到点的过程中，重力势能与弹性势能之和先减小后增大 2.(2026高考·河南)将一单摆的摆球拉开一个小角度后释放，单摆摆动的振幅为，周期为。若将此摆移到月球上，拉开相同的角度，则摆球的振动图像可能正确的是(  ) A. B. C. D. 二、实验题 3.(2026高考·贵州)如图，某同学居家设计简易单摆测量重力加速度。主要器材有：细线、金属球、卷尺、手机、挂衣架。 请完成下列步骤： (1)用卷尺测量金属球直径三次后得平均值。 (2)用卷尺测量摆线长度三次后得平均值。将金属球从平衡位置拉至一个偏角小于的位置并由静止释放，用手机秒表测量金属球20次全振动的时间。重复测量三次，得周期的平均值。 (3)改变摆线长度，重复步骤(2)。得、(、、)和的数据如下表： 110.10 42.43 42.25 42.38 2.12 100.37 40.43 40.50 40.38 90.23 38.62 38.38 38.50 1.93 计算上表中时的_____s。(保留三位有效数字) (4)根据重力加速度表达式_____(用、T、L和 表示)，计算实验值。 (5)查询当地重力加速度，发现 的实验值偏小。为减小空气阻力引起的误差，应尽量选择质量_____(填“大”或“小”)、体积_____(填“大”或“小”)的摆球。 4.(2026高考·湖南)某同学借助视频分析软件进行“用单摆测量重力加速度”的实验，步骤如下： (1)准备好单摆，用支架将手机竖直放置。 (2)打开手机录像，将单摆拉离平衡位置4°摆角由静止释放。 (3)将录制的视频导入软件进行分析，得到摆球的v—t图像，拟合后如图1所示，可知此单摆的周期T为______s。 (4)如图2，用刻度尺测量单摆摆长，该同学将刻度尺竖直放置，刻度尺0刻度线与单摆悬点对齐，读出______(填“a”“b”或“c”)位置的读数，该读数即为摆长l。 (5)重力加速度g = ______(用题中给出的字母“T”和“l”表示)。 (6)该同学发现所得实验结果小于当地重力加速度，可能的原因是刻度尺0刻度线______(填“高于”或“低于”)悬点。 三、解答题 5.(2026高考·浙江)如图所示，由传送带AB、直轨道BC、半圆弧轨道CDE、及直轨道EF、FG平滑连接而成的U型水平装置，除传送带AB外，其余轨道均光滑。G点为轻弹簧的固定端，与自由端连接的质量为5m的物块b，静止处于平衡位置F点。现有质量为m的物块a，在A点以水平向右的初速度滑上传送带。已知，轨道BCDEF的总长度，其中半圆弧轨道半径，物块a与传送带间的动摩擦因数，振子周期，，，物块a和b可视为质点，它们之间的碰撞为弹性碰撞。 (1)若传送带保持静止，求 ①物块a第一次经过B点时的速度大小； ②物块a第一次经过D点时轨道侧壁对其弹力的大小； ③第一次碰撞后弹簧的最大势能； (2)若传送带以速度从A向B传动，物块a重新从A点以速度出发，物块b仍静止在F点，通过计算判断a与b发生第二次碰撞时弹簧处于伸长还是压缩状态，以及b的运动方向。 6.(2026高考·北京)长为的轻绳一端固定在点，另一端系一个质量为的小球。重力加速度为，不计空气阻力。 (1)如图1所示，将小球拉至某一位置，轻绳与竖直方向夹角为，静止释放小球。 a.求小球运动到最低点时受到绳的拉力大小； b.若较小，释放后小球做简谐运动。求一个周期内绳对小球拉力的冲量大小。 (2)如图2所示，使小球在水平面内做匀速圆周运动，轻绳与竖直方向夹角为，求小球运动的周期，并与(1)b中小球运动的周期比较大小。 选择性必修第一册 第二章 机械振动 ---- 参考答案及解析 ---- 一、单选题 1.D 人速度最大的位置在合力为零处，即重力与弹力平衡的位置(设为点)，此时(为到的距离)。若人从点静止释放，根据简谐运动对称性，最低点应在点下方处；现人从点下落，到达点已有速度，故最低点在点下方大于处，即。中点处的伸长量，此时弹力，合力向上，人处于减速阶段，故速度最大位置在中点上方，A错误。在点，绳刚伸直，弹力为零，人只受重力，加速度在点，由A项分析可知伸长量，弹力根据牛顿第二定律可得即，所以点加速度大于点加速度，B错误。从点到点，人先做加速度减小的加速运动，加速度向下，人处于失重状态，过平衡位置后做加速度增大的减速运动，加速度向上，人处于超重状态，故人先处于失重状态后处于超重状态，故C错误。对于人、地球和弹性绳组成的系统，只有重力和弹力做功，机械能守恒，从点到点的过程中，人的动能先增大后减小，所以重力势能与弹性势能之和先减小后增大，D正确。 2.B 根据单摆周期公式可知，当移到月球上后，重力加速度减小，单摆的周期变大；摆长不变，拉开相同的角度，振幅不变，故选B。 二、实验题 3.【答案】(3)2.02 (4) (5)大；小 【解析】(3)[1]金属球做20次全振动的时间为，则周期当时，代入数据可得 (4)根据单摆的周期公式其中则可得重力加速度表达式为 (5)为减小空气阻力引起的误差，应尽量选择质量大、体积小的摆球。 4.【答案】(3) (4) (5) (6)低于 【解析】(3)根据题意，由图1可知，单摆的周期为。 (4)如图2，用刻度尺测量单摆摆长，该同学将刻度尺竖直放置，刻度尺0刻度线与单摆悬点对齐，应读出球心所在位置的读数，即位置的读数，该读数即为摆长。 (5)由单摆周期公式可得重力加速度 (6)若该同学发现所得实验结果小于当地重力加速度，可知摆长测量值偏小，即刻度尺0刻度线低于悬点 三、解答题 5.【答案】(1)①3m/s；②3N；③0.25J (2)弹簧处于压缩状态，b的运动方向为方向。 【解析】(1)① 传送带静止时，物块a在AB段受滑动摩擦力做匀减速运动，由动能定理： 代入、、，解得： ② a从B到D轨道光滑，动能不变，因此侧壁弹力提供圆周运动向心力： 解得： ③a从B到F轨道光滑，速度保持，即碰撞前a的速度，a、b发生弹性碰撞： 由动量守恒：由动能守恒：联立解得碰撞后速度：，之后b压缩弹簧，动能全部转化为弹簧最大势能： 代入数值解得： (2)a在传送带上做匀减速运动，减速到的位移为： 即a到达B点时速度恰好为，后续到F点的过程与(1)完全相同，第一次碰撞后，碰撞后两者的运动时间分析：物块a以向右运动，从F返回B的路程为，耗时： a经过B点后滑上传送带，传送带对a的滑动摩擦力使其加速度a返回B点的速度为，因此a再次回到F点的总时间为： 物块b做简谐运动，周期，从平衡位置F出发，经过处于左侧最大位移处，此时弹簧处于压缩状态，b的运动方向为方向。 6.【答案】(1)a.；b. (2)，小于(1)b中小球运动的周期 【解析】(1)a.小球从静止释放到最低点的过程中，根据机械能守恒可得解得在最低点，由牛顿第二定律可得解得 b.若较小，释放后小球做简谐运动；根据单摆周期公式可得根据动量定理可得联立解得一个周期内绳对小球拉力的冲量大小为 (2)使小球在水平面内做匀速圆周运动，轻绳与竖直方向夹角为，根据牛顿第二定律可得其中解得小球运动的周期为而(1)b中小球运动的周期为由于，可得 1 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $ 【高中物理人教版(2019)】 2026年高考真题-按章分类 选择性必修第一册 第二章 机械振动 2个单选题 + 2个多选题 + 0个实验题 + 2个解答题 ---- 教 师 版 ---- 一、单选题 1.(2026高考·北京)将蹦极运动简化为直线运动。如图所示，轻质弹性绳的一端固定在点，另一端和人(视为质点)相连。人从点静止下落，经点时绳恰好伸直，到达最低点后向上运动。假设整个过程弹性绳的弹力与伸长量成正比，不计空气阻力。下列说法正确的是( ) A.人运动到中点处速度最大 B.人在点的加速度大于在点的加速度 C.从点到点的过程中，人一直处于失重状态 D.从点到点的过程中，重力势能与弹性势能之和先减小后增大 1.D 人速度最大的位置在合力为零处，即重力与弹力平衡的位置(设为点)，此时(为到的距离)。若人从点静止释放，根据简谐运动对称性，最低点应在点下方处；现人从点下落，到达点已有速度，故最低点在点下方大于处，即。中点处的伸长量，此时弹力，合力向上，人处于减速阶段，故速度最大位置在中点上方，A错误。在点，绳刚伸直，弹力为零，人只受重力，加速度在点，由A项分析可知伸长量，弹力根据牛顿第二定律可得即，所以点加速度大于点加速度，B错误。从点到点，人先做加速度减小的加速运动，加速度向下，人处于失重状态，过平衡位置后做加速度增大的减速运动，加速度向上，人处于超重状态，故人先处于失重状态后处于超重状态，故C错误。对于人、地球和弹性绳组成的系统，只有重力和弹力做功，机械能守恒，从点到点的过程中，人的动能先增大后减小，所以重力势能与弹性势能之和先减小后增大，D正确。 2.(2026高考·河南)将一单摆的摆球拉开一个小角度后释放，单摆摆动的振幅为，周期为。若将此摆移到月球上，拉开相同的角度，则摆球的振动图像可能正确的是(  ) A. B. C. D. 2.B 根据单摆周期公式可知，当移到月球上后，重力加速度减小，单摆的周期变大；摆长不变，拉开相同的角度，振幅不变，故选B。 二、实验题 3.(2026高考·贵州)如图，某同学居家设计简易单摆测量重力加速度。主要器材有：细线、金属球、卷尺、手机、挂衣架。 请完成下列步骤： (1)用卷尺测量金属球直径三次后得平均值。 (2)用卷尺测量摆线长度三次后得平均值。将金属球从平衡位置拉至一个偏角小于的位置并由静止释放，用手机秒表测量金属球20次全振动的时间。重复测量三次，得周期的平均值。 (3)改变摆线长度，重复步骤(2)。得、(、、)和的数据如下表： 110.10 42.43 42.25 42.38 2.12 100.37 40.43 40.50 40.38 90.23 38.62 38.38 38.50 1.93 计算上表中时的_____s。(保留三位有效数字) (4)根据重力加速度表达式_____(用、T、L和 表示)，计算实验值。 (5)查询当地重力加速度，发现 的实验值偏小。为减小空气阻力引起的误差，应尽量选择质量_____(填“大”或“小”)、体积_____(填“大”或“小”)的摆球。 3.【答案】(3)2.02 (4) (5)大；小 【解析】(3)[1]金属球做20次全振动的时间为，则周期当时，代入数据可得 (4)根据单摆的周期公式其中则可得重力加速度表达式为 (5)为减小空气阻力引起的误差，应尽量选择质量大、体积小的摆球。 4.(2026高考·湖南)某同学借助视频分析软件进行“用单摆测量重力加速度”的实验，步骤如下： (1)准备好单摆，用支架将手机竖直放置。 (2)打开手机录像，将单摆拉离平衡位置4°摆角由静止释放。 (3)将录制的视频导入软件进行分析，得到摆球的v—t图像，拟合后如图1所示，可知此单摆的周期T为______s。 (4)如图2，用刻度尺测量单摆摆长，该同学将刻度尺竖直放置，刻度尺0刻度线与单摆悬点对齐，读出______(填“a”“b”或“c”)位置的读数，该读数即为摆长l。 (5)重力加速度g = ______(用题中给出的字母“T”和“l”表示)。 (6)该同学发现所得实验结果小于当地重力加速度，可能的原因是刻度尺0刻度线______(填“高于”或“低于”)悬点。 4.【答案】(3) (4) (5) (6)低于 【解析】(3)根据题意，由图1可知，单摆的周期为。 (4)如图2，用刻度尺测量单摆摆长，该同学将刻度尺竖直放置，刻度尺0刻度线与单摆悬点对齐，应读出球心所在位置的读数，即位置的读数，该读数即为摆长。 (5)由单摆周期公式可得重力加速度 (6)若该同学发现所得实验结果小于当地重力加速度，可知摆长测量值偏小，即刻度尺0刻度线低于悬点 三、解答题 5.(2026高考·浙江)如图所示，由传送带AB、直轨道BC、半圆弧轨道CDE、及直轨道EF、FG平滑连接而成的U型水平装置，除传送带AB外，其余轨道均光滑。G点为轻弹簧的固定端，与自由端连接的质量为5m的物块b，静止处于平衡位置F点。现有质量为m的物块a，在A点以水平向右的初速度滑上传送带。已知，轨道BCDEF的总长度，其中半圆弧轨道半径，物块a与传送带间的动摩擦因数，振子周期，，，物块a和b可视为质点，它们之间的碰撞为弹性碰撞。 (1)若传送带保持静止，求 ①物块a第一次经过B点时的速度大小； ②物块a第一次经过D点时轨道侧壁对其弹力的大小； ③第一次碰撞后弹簧的最大势能； (2)若传送带以速度从A向B传动，物块a重新从A点以速度出发，物块b仍静止在F点，通过计算判断a与b发生第二次碰撞时弹簧处于伸长还是压缩状态，以及b的运动方向。 5.【答案】(1)①3m/s；②3N；③0.25J (2)弹簧处于压缩状态，b的运动方向为方向。 【解析】(1)① 传送带静止时，物块a在AB段受滑动摩擦力做匀减速运动，由动能定理： 代入、、，解得： ② a从B到D轨道光滑，动能不变，因此侧壁弹力提供圆周运动向心力： 解得： ③a从B到F轨道光滑，速度保持，即碰撞前a的速度，a、b发生弹性碰撞： 由动量守恒：由动能守恒：联立解得碰撞后速度：，之后b压缩弹簧，动能全部转化为弹簧最大势能： 代入数值解得： (2)a在传送带上做匀减速运动，减速到的位移为： 即a到达B点时速度恰好为，后续到F点的过程与(1)完全相同，第一次碰撞后，碰撞后两者的运动时间分析：物块a以向右运动，从F返回B的路程为，耗时： a经过B点后滑上传送带，传送带对a的滑动摩擦力使其加速度a返回B点的速度为，因此a再次回到F点的总时间为： 物块b做简谐运动，周期，从平衡位置F出发，经过处于左侧最大位移处，此时弹簧处于压缩状态，b的运动方向为方向。 6.(2026高考·北京)长为的轻绳一端固定在点，另一端系一个质量为的小球。重力加速度为，不计空气阻力。 (1)如图1所示，将小球拉至某一位置，轻绳与竖直方向夹角为，静止释放小球。 a.求小球运动到最低点时受到绳的拉力大小； b.若较小，释放后小球做简谐运动。求一个周期内绳对小球拉力的冲量大小。 (2)如图2所示，使小球在水平面内做匀速圆周运动，轻绳与竖直方向夹角为，求小球运动的周期，并与(1)b中小球运动的周期比较大小。 6.【答案】(1)a.；b. (2)，小于(1)b中小球运动的周期 【解析】(1)a.小球从静止释放到最低点的过程中，根据机械能守恒可得解得在最低点，由牛顿第二定律可得解得 b.若较小，释放后小球做简谐运动；根据单摆周期公式可得根据动量定理可得联立解得一个周期内绳对小球拉力的冲量大小为 (2)使小球在水平面内做匀速圆周运动，轻绳与竖直方向夹角为，根据牛顿第二定律可得其中解得小球运动的周期为而(1)b中小球运动的周期为由于，可得 1 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $