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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
。
