第八单元 单元提升卷《巅峰突破》2026版物理高三一轮单元突破验收卷（含答案解析）

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密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线
密 封 线 内 不 要 答 题
)
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姓名 班级 考号
密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线
密 封 线 内 不 要 答 题
)
单元提升卷
100分,限时75分钟
一、选择题(本题共10小题,共40分。在每小题给出的四个选项中,第1—7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8—10题有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1.如图甲所示为某款采用了主动降噪技术的汽车宣传海报,汽车主动降噪技术是指通过消音扬声器发出与噪声声源相位相反、幅度相同的降噪声波,与外界噪声声波叠加以达到汽车降噪的一种降噪技术。如图乙所示为理想情况下的降噪过程,实线表示噪声声波,虚线表示降噪声波,假设两声波均为简谐波,下列说法正确的是 (　　)
　
A.主动降噪技术应用了波的衍射原理
B.噪声声波和降噪声波的波速大小一定相等
C.图乙中噪声声波和降噪声波的频率可以不相等
D.图乙中噪声声波和降噪声波相遇的P点的振幅增大
2.游客在海边欲乘坐游船,当日风浪很大,游船上下浮动,游船浮动可简化为竖直方向的简谐运动,振幅为30 cm,周期为3.0 s,当船上升到最高点时,甲板刚好与码头地面平齐。地面与甲板的高度差不超过15 cm时,游客能舒服地登船。假设风浪较小时,游船振幅为15 cm,游船上升到最高点时依然刚好与码头地面平齐,舒服登船的高度不变,振动周期不变,则在一个周期内,风浪较小时舒服地登船时间比风浪大时增加 (　　)
A.1.0 s　　　　B.0.75 s　　　　C.0.50 s　　　　D.0.25 s
3.类比法是物理学研究问题常用的方法。在历史上,库仑将图1中带电小球拉离平衡位置释放后,小球做偏角很小的振动,类比于图2所示单摆的振动,从而用实验验证了异种电荷间吸引力与电荷间距离的平方成反比关系。已知图1中带电荷量为-q的带电小球与带电荷量为+Q的带电大球中心之间距离为r,则小球在带电大球库仑力(远大于重力)作用下微振动周期T (　　)
　
A.正比于r　　　　B.正比于 C.正比于r2　　　　D.正比于
4.两列简谐横波在同一介质中沿相反方向传播,某时刻两列波相遇,如图所示。图示时刻x=9 m处的质点正在向下振动。若两列波的波速均为15 m/s,则下列说法正确的是 (　　)
A.x=0处一定是波源
B.实线波沿x轴正方向传播
C.实线波与虚线波的频率之比为3∶2
D.实线波与虚线波的频率之比为2∶3
5.一列简谐横波沿x轴传播,t=3 s时波的图像如图甲所示,P是平衡位置在x=1 m处的质点,平衡位置在x=0处质点的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是 (　　)
　
A.该波的传播速度为3 m/s
B.波沿x轴负方向传播
C.t=4 s时,质点P的加速度为零
D.t=4 s时,x=0处的质点向右迁移到了x=1 m处
6.如图,学校人工湖水面上x1=-5 m和x2=5 m处有两个稳定的振源S1、S2,它们振动频率相同且步调一致,在水面上产生了两列波长为0.3 m、振幅分别为3 cm和5 cm的水波,一段时间后水面上形成了稳定的干涉图样,下列说法正确的是　 (　　)
A.水波遇到湖中假山时能绕过假山传播到它的后方
B.x轴上x=6 m处的质点振幅小于8 cm
C.y轴上y=1 m处的质点会随水波传播到y=5 m处
D.图中方程为-=1的曲线上的A点为振动减弱点
7.如图所示,沿x轴正方向传播的机械波在t=0时传播到x=1 m处的A点,t=1.2 s时x=7 m处的Q点开始振动,则 (　　)
A.该机械波的周期为0.2 s
B.经过1.7 s,Q点向前传播8.5 m
C.t=1.7 s时,Q通过的路程为15 cm
D.t=1.7 s时,Q在x轴上方3 cm处
8.如图,一列简谐横波沿x轴正方向传播,A、B两个质点平衡位置间的距离d=6 m,A、B两点的振动方程分别为yA=-10 cos t(cm)、yB=10 sin t(cm)。t=0时刻,A、B两质点间只有一个波峰。下列说法正确的是 (　　)
A.波的周期为0.25 s
B.波长为10 m
C.波传播速度为2 m/s
D.质点A比质点B振动超前3 s
9.在x轴上有两个波源P、Q从t=0时刻起开始振动,平衡位置位于x=0处的质点P的振动图像如左图,平衡位置位于x=10 m处的质点Q的振动图像如右图,波在x轴上传播,介质中的波速为0.5 m/s,则下列说法中正确的是 (　　)
A.t=5 s时,位于x=2 m处的质点速度方向向上
B.x=3.5 m处的质点在15 s内走过的路程为(8+2) cm
C.x=8 m处的质点位移始终为零
D.在010.下端附着重物的粗细均匀木棒,竖直浮在河面,在重力和浮力作用下,沿竖直方向做频率为1 Hz的简谐运动;与此同时,木棒在水平方向上随河水做匀速直线运动,如图(a)所示。以木棒所受浮力F为纵轴,木棒水平位移x为横轴建立直角坐标系,浮力F随水平位移x的变化如图(b)所示。已知河水密度为ρ,木棒横截面积为S,重力加速度大小为g。下列说法正确的是 (　　)
　　
A.x从0.05 m到0.15 m的过程中,木棒的动能先增大后减小
B.x从0.21 m到0.25 m的过程中,木棒加速度方向竖直向下,大小逐渐变小
C.x=0.35 m和x=0.45 m时,木棒的速度大小相等,方向相反
D.木棒在竖直方向做简谐运动的振幅为
二、非选择题(共5小题,共60分)
11.(10分)某同学用图a所示装置测定重力加速度。小球上安装有挡光部件,光电门安装在小球平衡位置正下方。
　　　　
(1)用螺旋测微器测量挡光部件的挡光宽度d,其读数如图b,则d=　　　　　　mm;
(2)让单摆做简谐运动并开启传感器的计数模式,当光电门第一次被遮挡时计数器计数为1并同时开始计时,以后光电门被遮挡一次计数增加1,若计数器计数为N时,单摆运动时间为t,则该单摆的周期T=　　　　;
(3)摆线长度大约80 cm,该同学只有一把测量范围为30 cm的刻度尺,于是他在细线上标记一点A,使得悬点O到A点间的细线长度为30 cm,如图c所示。现保持A点以下的细线长度不变,通过改变OA间细线长度l以改变摆长,并测出单摆做简谐运动对应的周期T。实验中测得了多组数据并绘制了T2-l图像,求得图像斜率为k,由此可知当地重力加速度g=　　　　。
12.(12分)某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中:
(1)如图甲,该同学用游标卡尺测得单摆小球的直径为　　　　cm;该同学用秒表记录的时间如图乙所示,则秒表的示数为　　　　s。
(2)如果该同学在实验时,用的摆球质量分布不均匀,无法确定其重心位置。他第一次量得悬线长为L1(不计摆球半径),测得周期为T1:第二次量得悬线长为L2,测得周期为T2。根据上述数据,可求得g值为 (　　)
A.　　　　B.
C.　　　　D.
该同学又想出另一个办法测重力加速度,他测出多组摆线长L与周期T的数据,根据实验数据,作出了T2-L的关系图像如图丙所示,理论上T2-L是一条过坐标原点的直线,根据图中数据,可算出重力加速度的值为　　　　m/s2(取π2=9.86,结果保留三位有效数字),仅考虑该数据处理方法,他得到的加速度g与真实值相比　　　　(填“偏大”“偏小”或“相同”)。
丙
(3)如果该同学测得的g值偏大,可能的原因是 (　　)
A.测摆线长时摆线拉得过紧
B.开始计时时,秒表按下稍晚
C.实验中将51次全振动误记为50次
D.摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增加了
13.(10分)我国科学家首创的超声消融术是一种超声波聚焦病灶部位进行照射治疗的先进技术。如图甲所示,一列超声波从介质1进入介质2中继续传播,A、B、C为传播方向上的三个质点。图乙为t=0时刻A质点右侧介质1中的部分波形图,此时该波恰好传播至介质2中的B质点,图丙为该时刻之后B质点的振动图像。已知B、C两质点间的距离为0.75 cm,波在介质2中的传播速度为1.0×103 m/s。求:
(1)该波在介质1中传播速度的大小;
(2)从质点B开始振动到质点C第一次到达波谷经历的时间。
　　
14.(14分)如图所示,ACB为光滑弧形槽,弧形槽半径为R,C为弧形槽最低点,R 。甲球从弧形槽的球心处自由下落,乙球从A点由静止释放。
(1)求两球第1次到达C点的时间之比;
(2)若在弧形槽的最低点C的正上方h处由静止释放甲球,让其自由下落,同时将乙球从弧形槽左侧由静止释放,欲使甲、乙两球在弧形槽最低点C处相遇,求甲球下落的高度h。
15.(14分)(2024重庆第二次高三调研)水袖舞是中国京剧的特技之一,因其身姿摇曳、技法神韵倍受人们喜欢。某次表演中演员甩出水袖的波浪可简化为如图甲所示沿x轴方向传播的简谐横波,P、Q为该波沿水平传播方向上相距0.8 m的两个质点,且横波由P传向Q。t=0时P质点正经过平衡位置向上振动,Q质点正处于波谷(未画出),图乙为P质点振动图像。已知该水袖舞甩出的波长在0.5 m至1 m之间,袖子足够长且忽略传播时振幅的衰减,求:
(1)质点P振动的位移y与时间t的关系式;
(2)该水袖舞形成的简谐波的波速。
答案全解全析
1.B　主动降噪技术应用了波的干涉原理,故A错误;声波在同种介质中波速大小相等,故B正确;两声波频率相等时才能产生稳定干涉,故C错误;降噪声波与噪声声波相位相反,频率相同,干涉相消,P点的振幅为零,故D错误。
2.C
思路点拨
解析　风浪很大时,游船的振动方程为y=A sin cm=30 sin cm,当y=15 cm时,可解得t1=0.25 s,t2=1.25 s,游客可舒服地登船时间Δt=t2-t1=1 s,风浪较小时,游客在一个周期内,有半个周期能舒服地登船,故Δt'=T=1.5 s,故风浪较小时舒服地登船时间比风浪大时增加了t″=Δt'-Δt=0.5 s,故选项C正确。
3.A
模型建构
解析　题图2中单摆做简谐运动的回复力是重力沿圆弧切线方向的分力提供,单摆的周期公式为T=2π,其中,g为重力加速度,当摆球正下方放置一个带电大球后,因为库仑力远大于重力,忽略重力,题图1中单摆做简谐运动的回复力由库仑力沿切线方向的分力提供,等效重力加速度g'=,单摆的周期公式T'=2π=2πr,则小球在带电大球库仑力(远大于重力)作用下微振动周期T正比于r,B、C、D错误,A正确。
归纳总结
不同系统中的等效重力加速度
在不同的运动系统中,单摆周期公式中的g应理解为等效重力加速度,其大小等于单摆相对系统静止在平衡位置时的摆线拉力与摆球质量的比值。
情景 等效重力 加速度 情景 等效重力 加速度
g等效= g-a g等效=
g等效= g+a g等效=g
g等效= g等效=g
4.C　由图无法判断波源的位置,故A错误;如果实线波向右传播,则虚线波向左传播,两列波引起的x=9 m的质点都是向上振动,而图示时刻x=9 m处的质点正在向下振动,根据同侧法可判定实线波沿x轴负方向传播,故B错误;由图知实线波的波长λ1=6 m,虚线波的波长λ2=9 m,根据公式v=λf可得f1∶f2=λ2∶λ1=9 m∶6 m=3∶2,故C正确,D错误。
5.C　由波的图像知波长λ=12 m,由振动图像知周期T=12 s,波的传播速度v==1 m/s,A项错误;由振动图像知当t=3 s时,x=0处的质点由平衡位置向下振动,说明波沿x轴正方向传播,B项错误;在图甲基础上再经过1 s的时间,则波的图像向右平移1 m,质点P恰好位于平衡位置,加速度为零,C项正确;波的传播是振动方式和能量的传播,质点并不随波迁移,D项错误。
6.B　假山的尺寸远大于水波波长,水波遇到湖中假山时,不能绕过假山传播到它的后方,故A错误;两波源到x=6 m位置的波程差Δx=(6+5) m-(6-5) m=10 m=λ,故x轴上x=6 m处不是振动加强点,质点振幅小于8 cm,故B正确;机械波是将波源的振动形式向远处传播,质点不随波迁移,故y轴上y=1 m处位置的水中某质点不会运动到y=5 m处,故C错误;设A点坐标为(x1,y1),两波源到A点的波程差Δx'=-,A点坐标满足双曲线方程,有-=1,联立解得Δx'=6 m=20λ,故A为振动加强点,故D错误。
归纳总结
振动加强点和振动减弱点
(1)振动加强点:振动的振幅等于两列波振幅之和,即A=A1+A2。
(2)振动减弱点:振动的振幅等于两列波振幅之差,即A=|A1-A2|。
(3)振动加强点和振动减弱点的判断
①条件判断法:振动频率相同、振动情况完全相同的两波叠加时,设某点到两波源的路程差为Δx,当Δx=|x2-x1|=kλ(k=0,1,2,…)时,为振动加强点;当Δx=|x2-x1|=(2k+1)(k=0,1,2,…)时,为振动减弱点。若两波源振动步调相反,则上述结论相反。
②现象判断法:若某点总是波峰与波峰或波谷与波谷相遇,该点为振动加强点,若某点总是波峰与波谷相遇,则该点为振动减弱点。
7.C
思路点拨
解析　机械波在t=0时传播到x=1 m处的A点,t=1.2 s时x=7 m处的Q点开始振动,则波传播的速度v== m/s=5 m/s,根据波形可知,波长为2 m,则机械波的周期T== s=0.4 s,A错误;介质中的质点只在各自平衡位置振动,不会随波迁移,B错误;在t=1.2 s时x=7 m处的Q点开始振动,则1.7 s内,Q点振动的时间为1.7 s-1.2 s=0.5 s=T=T+T,可知t=1.7 s时,Q通过的路程为4A+A=5×3 cm=15 cm,C正确;根据同侧法,可知质点A点起振方向沿y轴负方向,由于所有质点的起振方向相同,则质点Q起振方向也沿y轴负方向,可知t=1.7 s时,Q点振动的时间为0.5 s,Q在波谷位置,即在x轴下方3 cm处,D错误。
8.CD　由振动方程可知,波的周期T==4 s,A项错误;由题意知,t=0时刻,质点A位于波谷,质点B正在平衡位置沿y轴正向运动,由题意分析可知A、B两质点平衡位置间距离等于λ,即波长λ=8 m,B项错误;波传播速度v==2 m/s,C项正确;由于波沿x轴正向传播,因此质点A比质点B振动超前T=3 s,D项正确。
9.AD　P波源的振动形式经过4 s传到x=2 m的位置,Q波源的振动形式经过16 s传到x=2 m的位置,故t=5 s时,x=2 m处,只有P波源产生的波在振动,且振动时间为5 s-4 s=1 s,根据图像可知,此时质点速度方向向上,故A正确;P波源的振动形式经过7 s传到x=3.5 m的位置,Q波源的振动形式经过13 s传到x=3.5 m的位置,在0~7 s中,x=3.5 m处的质点不振动;7~13 s内质点走过的路程为8 cm;13~15 s两列波叠加加强,振幅为8 cm,走过的路程为4 cm,故总路程为(8+4) cm,故B错误;P波源的振动形式经过16 s传到x=8 m的位置,Q波源的振动形式经过4 s传到x=8 m的位置,故在4~16 s内x=8 m处的质点做简谐运动,位移并非始终为零,故C错误;波长为6 m,结合两波源振动方向相反可判断x=0.5 m、3.5 m、6.5 m、9.5 m处为振动加强点,x=2 m、5 m、8 m处为振动减弱点,故振动加强点比振动减弱点个数多,故D正确。
10.ABD
模型构建　木棒沿竖直方向做简谐运动,木棒上升,浮力变小,木棒下降,浮力变大。
解析　由简谐运动的对称性,水平位移为0.1 m、0.3 m、0.5 m时木棒处于平衡位置;x从0.05 m到0.15 m的过程中,木棒从平衡位置下方向上移动,经平衡位置后到达平衡位置上方,速度先增大后减小,所以动能先增大后减小,A正确;x从0.21 m到0.25 m的过程中,木棒从平衡位置上方衡位置,加速度方向竖直向下,大小逐渐减小,B正确;x=0.4 m时木棒位于最低点,x=0.35 m和x=0.45 m时,由图像的对称性知浮力大小相等,说明木棒在最低点上方相同距离处,木棒在竖直方向的速度大小相等,方向相反,而两时刻木棒在水平方向的速度相同,所以合速度大小相等,方向不是相反,C错误;木棒在最低点时有F1=ρSgh1,在最高点时有F2=ρSgh2,其中h1-h2=2A,故振幅A=,D正确。
11.答案　(1)2.330(3分)　(2)(3分)　(3)(4分)
解析　(1)螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和,所以图中测得挡光宽度为
d=2 mm+33.0×0.01 mm=2.330 mm。
(2)由题意可知t=(N-1),解得T=。
(3)设A点以下的细线长度为l0,根据单摆周期公式得T=2π,化简得T2=l+l0,T2-l图像的斜率为k,则k=,解得g=。
12.答案　(1)1.070(1分)　96.8(1分)　(2)B(3分)　9.86(3分)　相同(1分)　(3)AB(3分)
解析　(1)用游标卡尺测得单摆小球的直径为1×10 mm+0.05 mm×14=10.70 mm=1.070 cm,用秒表记录的时间为1×60 s+36.8 s=96.8 s。
(2)根据T=2π可得T1=2π,T2=2π,可得g=,故选B。根据T2=L可得k== s2/m=4 s2/m,解得g=9.86 m/s2。仅考虑该数据处理方法,没有系统误差,则他得到的加速度g与真实值相比相同。
(3)根据g=可知,测摆线长时摆线拉得过紧,则摆长测量值偏大,则重力加速度的测量值偏大,选项A正确;开始计时时,秒表按下稍晚,则周期测量值偏小,则重力加速度的测量值偏大,选项B正确;实验中将51次全振动误记为50次,则周期测量值偏大,则重力加速度的测量值偏小,选项C错误;摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增加了,计算时还用原来的值计算,则重力加速度测量值偏小,选项D错误。
13.答案　(1)2×103 m/s　(2)1.0×10-5 s
解析　(1)超声波在介质2中传播时,周期为
T=1×10-5 s(2分)
在两种介质中传播时波的频率不变,则在介质1中传播时v1=λ1f== m/s=2×103 m/s(2分)
(2)超声波从B传到C的时间
t1== s=7.5×10-6 s(2分)
该波传到C质点时,C质点开始起振的方向向下,则到达波谷时还需要t2==2.5×10-6 s(2分)
则质点C第一次到达波谷的时间
t=t1+t2=1.0×10-5 s(2分)
14.答案　(1)2∶π　(2)(n=0,1,2,…)
模型建构
圆弧模型做简谐运动的条件
解析　(1)甲球做自由落体运动R=g (2分)
所以t1= (1分)
乙球沿弧形槽做简谐运动(由于 R,可认为偏角θ<5°)。此运动与一个摆长为R的单摆运动模型相同,故此等效摆长为R,因此乙球第1次到达C处的时间
t2=T=×2π= (2分)
所以t1∶t2=2∶π(2分)
(2)甲球从离弧形槽最低点h高处自由下落,到达C点的时间为t甲= (2分)
由于乙球运动具有周期性,因此乙球到达C点的时间为
t乙=+n=(2n+1)(n=0,1,2,…) (2分)
若甲、乙两球在C点相遇,则t甲=t乙 (1分)
联立解得h=(n=0,1,2,…) (2分)
15.答案　(1)y=0.2 sin t(m)　(2)0.8 m/s
解析　(1)根据题图乙可知T=0.8 s,A=0.2 m(2分)
由于t=0时P质点正经过平衡位置向上振动,则其振动的位移y与时间t的关系式为
y=A sin t=0.2 sin t(m)=0.2 sin t(m) (2分)
(2)P、Q为该波沿水平传播方向上相距0.8 m的两个质点,且t=0时P质点正经过平衡位置向上振动,Q质点正处于波谷,则有Δx=nλ+λ(n=0,1,2,3,…) (2分)
解得λ= m(n=0,1,2,3,…) (2分)
根据题意有0.5 m≤λ≤1 m(1分)
解得0.55≤n≤1.35 (1分)
即取n=1
则有λ= m(2分)
则该简谐波的波速v==0.8 m/s(2分)