2017-2026十年高考物理专项汇编（全国）：专题15 机械振动（学生版）

1

专题15机械振动

考点分类十年考情（2017-2026）命题规律

2026北京卷、2026湖南卷

2025湖北卷2025北京卷.真实情境深度渗透：以国产地震预警传感器、智

2025甘肃卷2024湖南卷、

能振动监测设备、航天舱体减振系统等前沿科技

2024广西卷、2024海南卷、

场景为载体，不再使用纯理论裸模型出题，要求

2024北京卷、2024甘肃卷、

学生从复杂场景中提炼简谐运动模型。

2024.浙江卷、2024河北卷、

2024辽宁卷、2024福建卷、.综合关联属性突出：不再孤立考查基础概念，会

2024浙江卷、2023浙江卷、联动运动学规律、能量守恒、单摆周期公式等考

考点1机械振2023山东卷、2023湖南卷、点，强化“振动图像-受力分析-能量变化”的综合链

动2022海南卷、2022浙江卷、条考查。

2022浙江卷、2022湖南卷、.能力导向持续强化：弱化机械繁琐的代数运算，

2021江苏卷、2021浙江卷、

重点考查振动图像的信息提取、简谐运动的对称

2021广东卷、2021河北卷、

性推导能力，规避固化刷题套路，依靠建模能力

2020海南卷、2020上海卷、

实现分数分层。

2020全国卷、2019全国高

考真题、2019江苏高考真

题、2019.全国卷、2018天.

津卷、2017.北京卷

考点01机械振动

AT

1．（2026河南·高考真题）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0，周期为0。

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（）

1

A．B．

C．D．

2．（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3:4

D．小球丙、丁的摆长之比为1:2

3．（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

4．（2025·河北·高考真题）（多选）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

1

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

5．（2025·湖北·高考真题）（多选）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（）

l

A．小球a可能会运动B．若小球b做简谐运动，则其振幅为2

mg2mg

ll

C．当且仅当k时，小球b才能始终做简谐运动D．当且仅当k时，小球b才能始终做简

谐运动

6．（2024·贵州·高考真题）（多选）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t0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t1.5T时刻（）

1

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

7．（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30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

2

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g10m/s，则（

）

A．摆角变小，周期变大

B．小球摆动周期约为2s

3

C．小球平衡时，A端拉力为2N

D．小球平衡时，A端拉力小于B端拉力

8．（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（）

1

A．t0时，弹簧弹力为0

B．t0.2s时，手机位于平衡位置上方

C．从t0至t0.2s，手机的动能增大

2

D．a随t变化的关系式为a4sin(2.5t)m/s

2

9．（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10m/s，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

10．（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xt图像．已知轻杆在竖直面内长0.1m,电动

机转速为12r/min．该振动的圆频率和光点在12.5s内通过的路程分别为（）

A．0.2rad/s,1.0mB．0.2rad/s,1.25mC．1.26rad/s,1.0mD．1.26rad/s,1.25m

1

11．（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2.0cmB．振动频率为2.5Hz

C．在t0.1s时速度为零D．在t0.2s时加速度方向竖直向下

12．（2024·吉林·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1和2，地球半径是该天体半径

1

的n倍。2的值为（）

n21

A．2nB．2C．nD．2n

13．（2023·河北·高考真题）（多选）如图，质量为m的小球穿在固定光滑杆上，与两个完全相同的轻质

弹相连。开始时将小球控制在杆上的A点，弹簧1竖直且处于原长，弹簧2处于水平伸长状态，两弹簧可

OOOOAB2AO

绕各自转轴1，2无摩擦转动。B为杆上的另一个点，与1、A、2构成矩形，1。现将小球从

A点释放，两弹簧始终处于弹性限度内。下列说法正确的是（）

1

A．小球沿杆在AB之间做往复运动

B．与没有弹簧时相比，小球从A点运动到B点所用的时间更短

C．小球从A点运动到B点的过程中，两个弹簧对小球做的总功为零

D．小球从A点运动到B点的过程中，弹簧2的弹性势能先减小后增大

14．（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l，竖直悬挂的观测屏与小球水平间距为2l，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（）

tt

A．1时刻小球向上运动B．2时刻光源的加速度向上

tt

C．2时刻小球与影子相位差为D．3时刻影子的位移为5A

15．（2023·山东·高考真题）（多选）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3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（）

2L2L2L122L12

,3t,4t,t,t

A．31B．31C．315D．317

16．（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

1

C．速度增大，加速度不变D．速度减小，加速度不变

17．（2013·江苏·高考真题）如图所示的装置，弹簧振子的固有频率是4Hz，现匀速转动把手，给弹簧振

子以周期性的驱动力，测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1Hz，则把手转动的频率为（）

A．1HzB．3HzC．4HzD．5Hz

18．（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．2：3B．3：2C．4：9D．9：4

19．（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x。套在杆上的小球从中点以初速度v向右运动，小球将做周期为T的往复运动，则（

）

A．小球做简谐运动

T

B．小球动能的变化周期为2

C．两根弹簧的总弹性势能的变化周期为T

v

D．小球的初速度为2时，其运动周期为2T

20．（2022·湖南·高考真题）（多选）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1Hz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

1

（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0.05m到0.15m的过程中，木棒的动能先增大后减小

B．x从0.21m到0.25m的过程中，木棒加速度方向竖直向下，大小逐渐变小

C．x0.35m和x0.45m时，木棒的速度大小相等，方向相反

F1F2

D．木棒在竖直方向做简谐运动的振幅为2Sg

E．木棒的运动为向x轴正方向传播的机械横波，波速为0.4m/s

21．（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

22．（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。t0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（）

1

xRsin(t)

A．2

xRsin(t)

B．2

x2Rsin(t)

C．2

x2Rsin(t)

D．2

23．（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

T

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8时间，小球从最低点向上运

AT

动的距离_____2（选填“大于”、“小于”或“等于”）；在4时刻，小球的动能______（选填“最大”或“最小”）

。

24．（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，2s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，2s内经过的路程为0.4m。该弹簧振子的周期为

________s，振幅为______m。

25．（2021·浙江·高考真题）（多选）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（）

1

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

26．（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。

27．（2019·江苏·高考真题）（多选）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

28．（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

3

l

点处，在O点正下方4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角度（约为

2°）后由静止释放，并从释放时开始计时。当小球a摆至最低位置时，细绳会受到铁钉的阻挡。设小球相

对于其平衡位置的水平位移为x，向右为正。下列图像中，能描述小球在开始一个周期内的x—t关系的