十年（2016-2025）高考物理真题分类汇编专题13 机械振动（全国）

（2016-2025）十年高考真题分类汇编PAGEPAGE1专题13机械振动考点十年考情（2016-2025）命题趋势考点1机械振动（10年10考）2025·湖北·高考真题2025·北京·高考真题2025·甘肃·高考真题2024·湖南·高考真题、2024·广西·高考真题、2024·海南·高考真题、2024·北京·高考真题、2024·甘肃·高考真题、2024.浙江·高考真题、2024·河北·高考真题、2024·辽宁·高考真题、2024·福建·高考真题、2024·浙江·高考真题、2023·浙江·高考真题、2023·山东·高考真题、2023·湖南·高考真题、2022·海南·高考真题、2022·浙江·高考真题、2022·浙江·高考真题、2022·湖南·高考真题、2021·江苏·高考真题、2021·浙江·高考真题、2021·广东·高考真题、2021·河北·高考真题、2020·海南·高考真题、2020·上海·高考真题、2020·全国·高考真题、2019·全国高考真题、2019·江苏高考真题、2019.全国·高考真题、2018·天津·高考真题、2017.北京·高考真题、2017·上海·高考真题、2016·海南·高考真题注重基础考查：选择题是主要题型，常考查简谐运动的特征，如动力学特征（回复力满足F=−kx）、运动学特征（变加速运动，远离平衡位置时加速度、回复力增大，速度减小等）、周期性特征、对称性特征以及能量特征（机械能守恒）等基础知识。情境化命题增多：试题情境不再局限于经典模型，而是广泛融入科技前沿、生活实践。例如，可能以新型振动装置为背景，考查简谐运动规律的应用。强调综合应用：注重与机械波等知识的综合考查，如振动图像与波动图像的融合，以及与动力学规律的综合。备考时，学生应扎实掌握基础知识，强化情境理解与建模能力，注重综合应用训练，熟悉简谐运动各特征，提升解决实际问题的能力。考点01机械振动1．（2025·湖北·高考真题）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2．（2025·北京·高考真题）绝缘的轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁。将磁铁从弹簧原长位置由静止释放，磁铁开始振动，由于空气阻力的影响，振动最终停止。现将一个闭合铜线圈固定在磁铁正下方的桌面上（如图所示），仍将磁铁从弹簧原长位置由静止释放，振动最终也停止。则（）A．有无线圈，磁铁经过相同的时间停止运动B．磁铁靠近线圈时，线圈有扩张趋势C．磁铁离线圈最近时，线圈受到的安培力最大D．有无线圈，磁铁和弹簧组成的系统损失的机械能相同3．（2025·甘肃·高考真题）如图，轻质弹簧上端固定，下端悬挂质量为的小球A，质量为m的小球B与A用细线相连，整个系统处于静止状态。弹簧劲度系数为k，重力加速度为g。现剪断细线，下列说法正确的是（

）A．小球A运动到弹簧原长处的速度最大 B．剪断细线的瞬间，小球A的加速度大小为C．小球A运动到最高点时，弹簧的伸长量为 D．小球A运动到最低点时，弹簧的伸长量为4．（2025·四川·高考真题）如图所示，甲、乙、丙、丁四个小球用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，从左至右摆长依次增加，小球静止在纸面所示竖直平面内。将四个小球垂直纸面向外拉起一小角度，由静止同时释放。释放后小球都做简谐运动。当小球甲完成2个周期的振动时，小球丙恰好到达与小球甲同侧最高点，同时小球乙、丁恰好到达另一侧最高点。则（

）A．小球甲第一次回到释放位置时，小球丙加速度为零B．小球丁第一次回到平衡位置时，小球乙动能为零C．小球甲、乙的振动周期之比为D．小球丙、丁的摆长之比为5．（2025·广东·高考真题）关于受迫振动和多普勒效应，下列说法正确的是（

）A．系统的固有频率与驱动力频率有关B．只要驱动力足够大，共振就能发生C．应用多普勒效应可以测量车辆的速度D．观察者与波源相互远离时，接收到的波的频率比波源的频率大6．（2025·江苏·高考真题）如图所示，弹簧一端固定，另一端与光滑水平面上的木箱相连，箱内放置一小物块，物块与木箱之间有摩擦。压缩弹簧并由静止释放，释放后物块在木箱上有滑动，滑动过程中不与木箱前后壁发生碰撞，不计空气阻力，则（

）A．释放瞬间，物块加速度为零B．物块和木箱最终仍有相对运动C．木箱第一次到达最右端时，物块速度为零D．物块和木箱的速度第一次相同前，物块受到的摩擦力不变7．（2025·河北·高考真题）如图，截面为等腰三角形的光滑斜面体固定在水平地面上，两个相同的小物块通过不可伸长的细绳跨过顶端的轻质定滑轮，静止在斜面体两侧，细绳与斜面平行。此外，两物块分别用相同的轻质弹簧与斜面体底端相连，且弹簧均处于原长。将左侧小物块沿斜面缓慢拉下一小段距离，然后松开。弹簧始终在弹性限度内，斜面倾角为，不计摩擦和空气阻力。在两物块运动过程中，下列说法正确的是（）A．左侧小物块沿斜面做简谐运动B．细绳的拉力随左侧小物块加速度的增大而增大C．右侧小物块在最高位置的加速度与其在最低位置的加速度大小相等D．若增大，则右侧小物块从最低位置运动到最高位置所用的时间变长8．（2024·贵州·高考真题）如图，一玻璃瓶的瓶塞中竖直插有一根两端开口的细长玻璃管，管中一光滑小球将瓶中气体密封，且小球处于静止状态，装置的密封性、绝热性良好。对小球施加向下的力使其偏离平衡位置，在时由静止释放，小球的运动可视为简谐运动，周期为T。规定竖直向上为正方向，则小球在时刻（）

A．位移最大，方向为正 B．速度最大，方向为正C．加速度最大，方向为负 D．受到的回复力大小为零9．（2024·浙江·高考真题）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，则（）A．摆角变小，周期变大B．小球摆动周期约为2sC．小球平衡时，A端拉力为ND．小球平衡时，A端拉力小于B端拉力10．（2024·海南·高考真题）真空中有两个点电荷，电荷量均为−q（q≥0），固定于相距为2r的P1、P2两点，O是P1P2连线的中点，M点在P1P2连线的中垂线上，距离O点为r，N点在P1P2连线上，距离O点为x（x<<r），已知静电力常量为k，则下列说法正确的是（

）A．P1P2中垂线上电场强度最大的点到O点的距离为B．P1P2中垂线上电场强度的最大值为C．在M点放入一电子，从静止释放，电子的加速度一直减小D．在N点放入一电子，从静止释放，电子的运动可视为简谐运动11．（2024·北京·高考真题）图甲为用手机和轻弹簧制作的一个振动装置。手机加速度传感器记录了手机在竖直方向的振动情况，以向上为正方向，得到手机振动过程中加速度a随时间t变化的曲线为正弦曲线，如图乙所示。下列说法正确的是（）A．时，弹簧弹力为0B．时，手机位于平衡位置上方C．从至，手机的动能增大D．a随t变化的关系式为12．（2024·甘肃·高考真题）如图为某单摆的振动图像，重力加速度g取，下列说法正确的是（）A．摆长为1.6m，起始时刻速度最大 B．摆长为2.5m，起始时刻速度为零C．摆长为1.6m，A、C点的速度相同 D．摆长为2.5m，A、B点的速度相同13．（2024·河北·高考真题）如图，一电动机带动轻杆在竖直框架平面内匀速转动，轻杆一端固定在电动机的转轴上，另一端悬挂一紫外光笔，转动时紫外光始终竖直投射至水平铺开的感光纸上，沿垂直于框架的方向匀速拖动感光纸，感光纸上就画出了描述光点振动的图像．已知轻杆在竖直面内长,电动机转速为．该振动的圆频率和光点在内通过的路程分别为（

）A． B． C． D．14．（2024·福建·高考真题）如图（a），装有砂粒的试管竖直静浮于水中，将其提起一小段距离后释放，一段时间内试管在竖直方向的振动可视为简谐运动。取竖直向上为正方向，以某时刻作为计时起点，试管振动图像如图（b）所示，则试管（）A．振幅为 B．振动频率为C．在时速度为零 D．在时加速度方向竖直向下15．（2024·辽宁·高考真题）如图（a），将一弹簧振子竖直悬挂，以小球的平衡位置为坐标原点O，竖直向上为正方向建立x轴。若将小球从弹簧原长处由静止释放，其在地球与某球状天体表面做简谐运动的图像如（b）所示（不考虑自转影响），设地球、该天体的平均密度分别为和，地球半径是该天体半径的n倍。的值为（）A． B． C． D．16．（2024·浙江·高考真题）如图1所示，质量相等的小球和点光源，分别用相同的弹簧竖直悬挂于同一水平杆上，间距为，竖直悬挂的观测屏与小球水平间距为，小球和光源做小振幅运动时，在观测屏上可观测小球影子的运动。以竖直向上为正方向，小球和光源的振动图像如图2所示，则（）A．时刻小球向上运动 B．时刻光源的加速度向上C．时刻小球与影子相位差为 D．时刻影子的位移为17．（2023·山东·高考真题）如图所示，沿水平方向做简谐振动的质点，依次通过相距L的A、B两点。已知质点在A点的位移大小为振幅的一半，B点位移大小是A点的倍，质点经过A点时开始计时，t时刻第二次经过B点，该振动的振幅和周期可能是（

）

A． B． C． D．18．（2023·上海·高考真题）如图，将小球拴于的轻绳上，，向左拉开一段距离释放，水平地面上有一物块，。小球于最低点与物块碰撞，与碰撞前瞬间向心加速度为，碰撞前后的速度之比为，碰撞前后、总动能不变。（重力加速度取，水平地面动摩擦因数）（1）求碰撞后瞬间物块的速度；（2）与碰撞后再次回到点的时间内，求物块运动的距离。

19．（2023·上海·高考真题）真空中有一点P与微粒Q，Q在运动中受到指向P且大小与离开P的位移成正比的回复力，则下列情况有可能发生的是（

）A．速度增大，加速度增大 B．速度增大，加速度减小C．速度增大，加速度不变 D．速度减小，加速度不变20．（2022·海南·高考真题）在同一地方，甲、乙两个单摆做振幅不同的简谐运动，其振动图像如图所示，可知甲、乙两个单摆的摆长之比为（

）A．2：3 B．3：2 C．4：9 D．9：421．（2022·浙江·高考真题）如图所示，一根固定在墙上的水平光滑杆，两端分别固定着相同的轻弹簧，两弹簧自由端相距。套在杆上的小球从中点以初速度向右运动，小球将做周期为的往复运动，则（）A．小球做简谐运动B．小球动能的变化周期为C．两根弹簧的总弹性势能的变化周期为D．小球的初速度为时，其运动周期为22．（2022·湖南·高考真题）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，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从到的过程中，木棒的动能先增大后减小B．x从到的过程中，木棒加速度方向竖直向下，大小逐渐变小C．和时，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E．木棒的运动为向x轴正方向传播的机械横波，波速为23．（2022·浙江·高考真题）图甲中的装置水平放置，将小球从平衡位置O拉到A后释放，小球在O点附近来回振动；图乙中被细绳拴着的小球由静止释放后可绕固定点来回摆动。若将上述装置安装在太空中的我国空间站内进行同样操作，下列说法正确的是（）A．甲图中的小球将保持静止B．甲图中的小球仍将来回振动C．乙图中的小球仍将来回摆动D．乙图中的小球将做匀速圆周运动24．（2021·江苏·高考真题）如图所示，半径为R的圆盘边缘有一钉子B，在水平光线下，圆盘的转轴A和钉子B在右侧墙壁上形成影子O和P，以O为原点在竖直方向上建立x坐标系。时从图示位置沿逆时针方向匀速转动圆盘，角速度为，则P做简谐运动的表达式为（）A．B．C．D．25．（2021·广东·高考真题）如图所示，一个轻质弹簧下端挂一小球，小球静止。现将小球向下拉动距离A后由静止释放，并开始计时，小球在竖直方向做简谐运动，周期为T。经时间，小球从最低点向上运动的距离_____（选填“大于”、“小于”或“等于”）；在时刻，小球的动能______（选填“最大”或“最小”）。26．（2021·河北·高考真题）如图，一弹簧振子沿x轴做简谐运动，振子零时刻向右经过A点，后第一次到达B点，已知振子经过A、B两点时的速度大小相等，内经过的路程为0.4m。该弹簧振子的周期为________s，振幅为______m。27．（2017·北京·高考真题）某弹簧振子沿x轴的简谐运动图像如图所示，下列描述正确的是（）A．t=1s时，振子的速度为零，加速度为正的最大值B．t=2s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值C．t=3s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零D．t=4s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值28．（2021·浙江·高考真题）为了提高松树上松果的采摘率和工作效率，工程技术人员利用松果的惯性发明了用打击杆、振动器使松果落下的两种装置，如图甲、乙所示。则（）

A．针对不同树木，落果效果最好的振动频率可能不同B．随着振动器频率的增加，树干振动的幅度一定增大C．打击杆对不同粗细树干打击结束后，树干的振动频率相同D．稳定后，不同粗细树干的振动频率始终与振动器的振动频率相同29．（2020·上海·高考真题）质量为m，摆长为L的单摆，拉开一定角度后，t1时刻由静止释放，在t1、t2、t3时刻（t1＜t2＜t3）。摆球动能Ek与势能Ep第一次出现如图关系，其中E0为单摆的总机械能。此单摆周期为___________。摆球在最低点的向心加速度为___________。30．（2020·全国II卷·高考真题）用一个摆长为80.0cm的单摆做实验，要求摆动的最大角度小于5°，则开始时将摆球拉离平衡位置的距离应不超过_______cm（保留1位小数）。（提示：单摆被拉开小角度的情况下，所求的距离约等于摆球沿圆弧移动的路程。）某同学想设计一个新单摆，要求新单摆摆动10个周期的时间与原单摆摆动11个周期的时间相等。新单摆的摆长应该取为_______cm。31．（2019·江苏·高考真题）一单摆做简谐运动，在偏角增大的过程中，摆球的_．A．位移增大 B．速度增大C．回复力增大 D．机械能增大32．（2019·全国II卷·高考真题）如图，长为l的细绳下方悬挂一小球a。绳的另一端固定在天花板上O点处，在O点正下方的O′处有一固定细铁钉。将小球向右拉开，使细绳与竖直方向成一小