2026年天津高中物理选修五第三章综合练习题

2026年天津高中物理选修五第三章综合练习题一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在研究简谐运动的回复力时，下列说法正确的是（）A.回复力总是与位移方向相反，但与加速度方向可能相同B.回复力的大小始终与位移成正比，但方向可能变化C.回复力是使物体做简谐运动的根本原因，其本质是弹簧弹力D.回复力与速度方向始终相反，因此做简谐运动时机械能不守恒解析：简谐运动的回复力定义为F=-kx，其中k为比例系数，x为位移。选项A错误，因为回复力方向始终与位移相反，而根据牛顿第二定律F=ma，加速度方向与回复力方向相同。选项B正确，因为简谐运动中回复力大小与位移成正比，但方向始终相反。选项C错误，回复力不一定是弹簧弹力，例如单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向的分力。选项D错误，简谐运动中只有动能和势能相互转化，系统机械能守恒。正确答案为B。2.在验证单摆周期公式T=2π√(L/g)的实验中，下列操作正确的是（）A.应选用粗细均匀的细线制作单摆，以减小空气阻力影响B.摆球的质量应尽可能大，以增强重力的作用效果C.摆球每次释放时，应从最大摆角处开始，以保持振幅恒定D.测量周期时，应测量n次全振动的时间t，然后计算T=t/n，其中n取较大值解析：选项A正确，细线可以减小形变，提高摆长测量的准确性。选项B错误，摆球质量不影响周期，但质量大可以减小空气阻力的影响。选项C错误，最大摆角应小于5°，否则运动不再是简谐运动。选项D正确，测量n次全振动时间t再计算周期，可以减小偶然误差。正确答案为D。3.一质点做简谐运动，其振动图像如图所示（此处应有图像），则下列说法正确的是（）A.质点在t=0时刻的速度最大B.质点在t=1s时刻的加速度为零C.质点振动的周期为4sD.质点在t=2s到t=3s期间做加速运动解析：根据振动图像，周期T=4s，选项C正确。t=0时刻质点位于平衡位置，速度最大，选项A正确。t=1s时刻质点位于最大位移处，加速度最大，选项B错误。t=2s到t=3s期间质点从最大位移处向平衡位置运动，回复力方向与速度方向相同，做加速运动，选项D正确。由于选项A和D均正确，但题目要求单选，需重新审题。根据图像，t=1s时刻质点位于平衡位置，速度最大，加速度为零，选项B正确。正确答案为B。4.在研究受迫振动时，下列说法正确的是（）A.受迫振动的频率总等于驱动力的频率B.当驱动频率等于固有频率时，振幅最大，发生共振C.受迫振动的振幅与驱动力频率无关，只与固有频率有关D.受迫振动中，系统的机械能会逐渐减小，最终停止振动解析：受迫振动的频率等于驱动力的频率，选项A正确。当驱动频率等于固有频率时，发生共振，振幅最大，选项B正确。受迫振动的振幅与驱动力频率有关，选项C错误。受迫振动中，如果驱动力做正功，系统机械能会增加，选项D错误。正确答案为A。5.在研究机械波传播时，下列说法正确的是（）A.波的传播速度取决于介质性质，与波源振动的频率无关B.横波的质点振动方向总是与波的传播方向垂直C.机械波传播过程中，波源的振动能量会逐渐传递给介质质点D.在波传播过程中，介质质点会随波迁移解析：波速由介质性质决定，与频率无关，选项A正确。横波中质点振动方向与波传播方向垂直，选项B正确。机械波传播过程中，质点只在平衡位置附近振动，不随波迁移，选项D错误。波源的振动能量通过介质传递，但质点不迁移，选项C错误。正确答案为A。6.一列简谐波沿x轴正方向传播，波速为v，某时刻波形如图所示（此处应有图像），则下列说法正确的是（）A.波源的振动频率为v/λB.质点P的振动方向向下C.经过1s质点P通过的路程为4λD.若波速变为2v，则波长变为2λ解析：波速v=λf，频率f=v/λ，选项A正确。根据波形传播方向，质点P的振动方向向下，选项B正确。经过1s质点P完成1/4周期振动，通过路程为4A（A为振幅），选项C错误。波速变为2v时，频率不变，波长变为2λ，选项D正确。由于选项A和D均正确，但题目要求单选，需重新审题。根据波形，质点P的振动方向向下，选项B正确。正确答案为B。7.在研究波的干涉现象时，下列说法正确的是（）A.两列波发生干涉时，振动加强的点始终处于最大位移处B.相干条件是两列波的频率相同且相位差恒定C.波的干涉是能量消失的过程，振动加强点的能量来自振动减弱点D.在双缝干涉实验中，屏上出现亮条纹的位置满足dsinθ=λ解析：振动加强点是指振动始终超前或落后于波源相同相位，不一定是最大位移处，选项A错误。相干条件是频率相同且相位差恒定，选项B正确。波的干涉是能量重新分配的过程，振动加强点的能量来自两列波能量的叠加，选项C错误。双缝干涉实验中亮条纹满足dsinθ=±kλ，选项D错误。正确答案为B。8.在研究多普勒效应时，下列说法正确的是（）A.多普勒效应是波源的频率发生了变化B.当波源远离观察者时，观察者接收到的频率高于波源频率C.多普勒效应只适用于声波，不适用于光波D.当波源和观察者同时向对方运动时，接收到的频率等于波源频率解析：多普勒效应是观察者接收到的频率变化，波源频率不变，选项A错误。当波源远离观察者时，观察者接收到的频率低于波源频率，选项B错误。多普勒效应适用于所有波，包括光波，选项C错误。当波源和观察者同时向对方运动时，接收到的频率高于波源频率，选项D错误。正确答案为无正确选项，需修改题目。9.在研究共振现象时，下列说法正确的是（）A.共振时系统的机械能守恒，因为只有动能和势能相互转化B.共振时系统的振幅最大，但能量输入为零C.共振现象是系统对外做功的结果，因此需要持续的外力驱动D.共振时系统的加速度最大，但回复力为零解析：共振时系统的机械能守恒，因为只有动能和势能相互转化，选项A正确。共振时系统的振幅最大，但需要持续的外力驱动，选项B错误。共振是系统在驱动力频率等于固有频率时振幅最大，不需要持续外力，选项C错误。共振时系统的加速度最大，但回复力不为零，选项D错误。正确答案为A。10.在研究波的衍射现象时，下列说法正确的是（）A.衍射是波特有的现象，只有横波才能发生衍射B.衍射现象中，波长越长，衍射越明显C.衍射是波绕过障碍物的现象，因此波一定能够穿过障碍物D.衍射现象中，波的能量会部分损失解析：衍射是波特有的现象，横波和纵波都能发生衍射，选项A错误。衍射现象中，波长越长，衍射越明显，选项B正确。衍射是波绕过障碍物的现象，但波不一定能够穿过障碍物，选项C错误。衍射现象中，波的能量不会损失，只是能量重新分布，选项D错误。正确答案为B。二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.简谐运动的回复力F与位移x的关系式为________，其中k为________，单位为________。解答：F=-kx，k为比例系数，单位为N/m。2.单摆的周期公式为________，其中L为________，g为________。解答：T=2π√(L/g)，L为摆长，g为重力加速度。3.受迫振动的频率等于________，当驱动频率等于________时，发生共振，振幅最大。解答：受迫振动的频率等于驱动力的频率，当驱动频率等于固有频率时，发生共振。4.机械波传播过程中，介质质点________随波迁移，但能量________传递。解答：介质质点不随波迁移，但能量会传递。5.波的干涉现象中，振动加强点的条件是两列波到达该点的相位差为________，振动减弱点的条件是相位差为________。解答：振动加强点的条件是两列波到达该点的相位差为2kπ，振动减弱点的条件是相位差为(2k+1)π。6.多普勒效应是指观察者接收到的________与波源频率________的现象，当波源远离观察者时，接收到的频率________波源频率。解答：多普勒效应是指观察者接收到的频率与波源频率不同的现象，当波源远离观察者时，接收到的频率低于波源频率。7.共振现象中，系统的振幅最大，但需要________驱动，共振时系统的机械能________。解答：共振现象中，系统的振幅最大，但需要持续的外力驱动，共振时系统的机械能守恒。8.波的衍射现象中，波长越长，________越明显，衍射是波绕过障碍物的现象，但波不一定能够________。解答：波的衍射现象中，波长越长，衍射越明显，衍射是波绕过障碍物的现象，但波不一定能够穿过障碍物。9.在双缝干涉实验中，屏上出现亮条纹的位置满足________，其中d为________，θ为________，λ为________。解答：在双缝干涉实验中，屏上出现亮条纹的位置满足dsinθ=±kλ，其中d为双缝间距，θ为相邻亮条纹间的角距离，λ为波长。10.在研究机械波传播时，波的传播速度v、波长λ和频率f的关系式为________。解答：波的传播速度v、波长λ和频率f的关系式为v=λf。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.简谐运动的加速度与位移成正比，方向相反。（）解答：正确。根据牛顿第二定律F=ma和简谐运动回复力F=-kx，a=-kx/m，即加速度与位移成正比，方向相反。2.单摆的周期与摆球的质量有关。（）解答：错误。单摆的周期公式为T=2π√(L/g)，与摆球质量无关。3.受迫振动的频率总等于驱动力的频率，与固有频率无关。（）解答：正确。受迫振动的频率等于驱动力的频率，与固有频率无关。4.机械波传播过程中，介质质点会随波迁移。（）解答：错误。机械波传播过程中，介质质点只在平衡位置附近振动，不随波迁移。5.波的干涉现象中，振动加强点的能量来自振动减弱点。（）解答：错误。波的干涉是能量重新分配的过程，振动加强点的能量来自两列波能量的叠加。6.多普勒效应只适用于声波，不适用于光波。（）解答：错误。多普勒效应适用于所有波，包括光波。7.共振时系统的振幅最大，但能量输入为零。（）解答：错误。共振时系统的振幅最大，但需要持续的外力驱动，能量输入不为零。8.波的衍射现象中，波长越长，衍射越明显。（）解答：正确。波的衍射现象中，波长越长，衍射越明显。9.在双缝干涉实验中，屏上出现暗条纹的位置满足dsinθ=λ。（）解答：错误。在双缝干涉实验中，屏上出现暗条纹的位置满足dsinθ=±(2k+1)λ/2。10.在研究机械波传播时，波的传播速度v、波长λ和频率f的关系式为v=λf。（）解答：正确。波的传播速度v、波长λ和频率f的关系式为v=λf。四、简答题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1.简述简谐运动的特征。（）解答：简谐运动的特征包括：①回复力与位移成正比，方向相反；②加速度与位移成正比，方向相反；③振动图像为正弦或余弦曲线；④机械能守恒。2.简述单摆的周期公式及其适用条件。（）解答：单摆的周期公式为T=2π√(L/g)，适用条件为：①摆角小于5°，②摆线不可伸长，③摆球视为质点。3.简述受迫振动的特点。（）解答：受迫振动的特点包括：①频率等于驱动力的频率，与固有频率无关；②当驱动频率等于固有频率时，发生共振，振幅最大。4.简述机械波传播过程中介质质点的运动特点。（）解答：机械波传播过程中，介质质点只在平衡位置附近振动，不随波迁移，能量通过介质传递。5.简述波的干涉现象的条件。（）解答：波的干涉现象的条件包括：①两列波频率相同；②相位差恒定；③振动方向相同或相反。6.简述多普勒效应的原理。（）解答：多普勒效应的原理是波源和观察者相对运动时，观察者接收到的频率与波源频率不同。当波源远离观察者时，接收到的频率低于波源频率；当波源靠近观察者时，接收到的频率高于波源频率。7.简述共振现象的特点。（）解答：共振现象的特点包括：①当驱动频率等于固有频率时，振幅最大；②系统的机械能守恒；③需要持续的外力驱动。8.简述波的衍射现象的特点。（）解答：波的衍射现象的特点包括：①波绕过障碍物的现象；②波长越长，衍射越明显；③波的能量不会损失，只是能量重新分布。五、应用题（本大题共8小题，每小题4分，共24分）1.一质点做简谐运动，振幅为10cm，周期为2s，求质点在t=0时刻的速度和加速度。（）解答：质点在t=0时刻位于平衡位置，速度最大，vmax=Aω=0.1m×πrad/s=0.314m/s。加速度为零。2.一单摆的摆长为1m，求其在天津（g≈9.8m/s²）的周期。（）解答：单摆的周期为T=2π√(L/g)=2π√(1m/9.8m/s²)≈2π√(0.102s²)≈2π×0.319s≈2.00s。3.一质点做受迫振动，固有频率为50Hz，驱动频率为60Hz，求其振幅的变化情况。（）解答：驱动频率高于固有频率，质点振幅逐渐减小，最终做与驱动力同频率的振动。4.一列简谐波沿x轴正方向传播，波速为20m/s，波长为4m，求波的频率和周期。（）解答：波的频率为f=v/λ=20m/s/4m=5Hz，周期为T=1/f=1/5s=0.2s。5.两列波沿同一直线传播，频率相同，相位差为π，求两列波干涉的结果。（）解答：两列波干涉的结果为振动减弱，因为相位差为π，振动始终相反。6.一声源以10m/s的速度远离观察者，声波在空气中的速度为340m/s，求观察者接收到的频率。（）解答：观察者接收到的频率为f'=f(v/(v-vs))=f(340m/s/(340m/s-10m/s))=f(340/330)≈1.03f。7.一系统固有频率为100Hz，驱动力频率为100Hz，求其共振时的振幅。（）解答：共振时系统的振幅最大，但具体数值需要知道驱动力幅值和阻尼情况。8.一列波长为2m的波通过一个宽度为1m的缝隙，求衍射现象的明显程度。（）解答：缝隙宽度与波长接近，衍射现象明显。【标准答案及解析】一、单项选择题1.B2.D3.B4.A5.A6.B7.B8.无正确选项（需修改题目）9.A10.B二、填空题1.F=-kx，k，N/m2.T=2π√(L/g)，L，g3.驱动力的频率，固有频率4.不，会5.2kπ，(2k+1)π6.频率，不同，低于7.持续的外力，守恒8.衍射，穿过障碍物9.dsinθ=±kλ，双缝间距，相邻亮条纹间的角距离，波长10.v=λf三、判断题1.√2.×3.√4.×5.×6.×7.×8.√9.×10.√四、简答题1.简谐运动的特征包括：①回复力与位移成正比，方向相反；②加速度与位移成正比，方向相反；③振动图像为正弦或余弦曲线；④机械能守恒。2.单摆的周期公式为T=2π√(L/g)，适用条件为：①摆角小于5°，②摆线不可伸长