【名師一號(hào)】2011屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第七章 機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波(A卷)單元檢測(cè)卷.doc

第七章 機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波（A卷）一、本題共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分.1.一水平彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是（）A.加速度增大時(shí)，速度必增大B.加速度增大時(shí)，速度必減小C.位移相同時(shí)，速度必相同D.速度相同時(shí)，位移必相同解析：如下圖所示，振子在A、B間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，O點(diǎn)為平衡位置，C、D關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱(chēng).由圖可知，當(dāng)振子遠(yuǎn)離平衡位置O運(yùn)動(dòng)時(shí)，位移增大，加速度增大，而速度減??；當(dāng)振子向平衡位置O運(yùn)動(dòng)時(shí)，位移減小，加速度減小，而速度增大.所以在簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，速度和加速度的變化趨勢(shì)總是相反的.選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確.振子由O向B運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)和由B向O運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)，位移相同，速度大小相等，但方向相反，說(shuō)明位移相同時(shí)，速度不一定相同.選項(xiàng)C錯(cuò)誤.振子由B向O運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)和由O向A運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)，速度大小相等，方向相同，而位移雖然大小相等，但方向相反，說(shuō)明速度相同時(shí)，位移不一定相同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案：B2.如圖所示，物體放在輕彈簧上，沿豎直方向在AB之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).物體沿DC方向由D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)（D、C兩點(diǎn)未在圖上標(biāo)出）的過(guò)程中，彈簧的彈性勢(shì)能減少了3.0 J,物體的重力勢(shì)能增加了1.0 J，則在這段過(guò)程中()A.物體經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向是指向平衡位置的B.物體的動(dòng)能增加了4.0 JC.D點(diǎn)的位置一定在平衡位置以上D.物體的運(yùn)動(dòng)方向可能是向下的解析：由機(jī)械能守恒定律可知,動(dòng)能應(yīng)增加2.0 J,由D到C,動(dòng)能變大,即速度增加,故C點(diǎn)一定比D點(diǎn)接近平衡位置,故A對(duì),B錯(cuò).重力勢(shì)能增加,物體應(yīng)向上運(yùn)動(dòng),C、D錯(cuò). 答案：A3.公路巡警開(kāi)車(chē)在高速公路上以100 km/h的恒定速度巡查.在同一車(chē)道上巡警車(chē)向前方的一輛轎車(chē)發(fā)出一個(gè)已知頻率的電磁波，如果該電磁波被那輛轎車(chē)反射回來(lái)時(shí)，巡警車(chē)接收到的電磁波頻率比發(fā)出時(shí)低，說(shuō)明那輛轎車(chē)的車(chē)速（）A.大于100 km/h B.小于100 km/hC.等于100 km/h D.無(wú)法確定解析：用多普勒效應(yīng)解釋現(xiàn)象.巡警車(chē)接收到的頻率低了，即觀察者接收到的頻率低，說(shuō)明轎車(chē)和巡警車(chē)正在相互遠(yuǎn)離，而巡警車(chē)速度恒定，因此可以判定轎車(chē)速度比巡警車(chē)大，故選A.答案：A4.已知懸掛在地球表面附近的擺長(zhǎng)為l的單擺，擺動(dòng)周期為T(mén)，地球半徑為R，則可測(cè)得地球平均密度為（）A.3l/GRT2 B.GRT2/3lC.l/GRT2D.2l2/GRT2解析：?jiǎn)螖[周期T=2，地球表面重力約等于萬(wàn)有引力mg=G，又M=R3，由可得=.答案：A5.一列平面簡(jiǎn)諧波，波速為20 m/s，沿x軸正方向傳播，在某一時(shí)刻這列波的圖象如圖所示.由圖可知()A.這列波的周期是0.2 sB.質(zhì)點(diǎn)P、Q此時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向都沿y軸正方向C.質(zhì)點(diǎn)P、R在任意時(shí)刻的位移都相 D.質(zhì)點(diǎn)P、S在任意時(shí)刻的速度都相同解析：由波動(dòng)圖象可知波長(zhǎng)為=4 m，由=vT得波的周期T=/v=0.2 s，選項(xiàng)A正確；由波沿x軸正方向傳播可知P、Q此時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向都沿y軸正方向，選項(xiàng)B正確；由波動(dòng)圖象可知P、S兩點(diǎn)是相同點(diǎn)，在任意時(shí)刻的位移、速度都相同，選項(xiàng)C錯(cuò)D正確.答案：ABD6.一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向以v=4 m/s的速度傳播，在某一時(shí)刻的波形如圖所示，從圖示時(shí)刻開(kāi)始，經(jīng)過(guò)t=1 s,+x軸上的某質(zhì)點(diǎn)P，處在x軸下方且向+y方向運(yùn)動(dòng)，則質(zhì)點(diǎn)P距離y軸可能是()A.1 m B.3 m C.7 m D.11 m解析：本題考查波的圖象，根據(jù)波的圖象反映的信息結(jié)合題目條件可以知道該列波的波長(zhǎng)是8 m，波速4 m/s，周期2 s，經(jīng)過(guò)1 s后，波動(dòng)圖象關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng)，作出1 s后的波 答案：BD7.如圖所示，一輕彈簧的左端固定在豎直墻上，右端與質(zhì)量為M的滑塊相連，組成彈簧振子，在光滑的水平面上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).當(dāng)滑塊運(yùn)動(dòng)到右側(cè)最大位移處時(shí)，在滑塊上輕輕放上一木塊組成新振子，繼續(xù)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，新振子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程與原振子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程相比()A.新振子的最大速度比原來(lái)的最大速度小 B.新振子的最大動(dòng)能比原振子的最大動(dòng)能小C.新振子的振動(dòng)周期比原振子的振動(dòng)周期大D.新振子的振幅比原振子的振幅小解析：物體在最大位移處時(shí)彈性勢(shì)能一定,等于平衡位置的動(dòng)能,即Ep=Mv2.當(dāng)M換成M+m時(shí),v變小,故A正確.物體再次回到平衡位置的過(guò)程中,質(zhì)量變大,周期變大,故C正確.答案：AC8.一架低空飛行的飛機(jī)，從遠(yuǎn)處水平勻速地飛至某同學(xué)頭頂上空.若飛機(jī)振動(dòng)的頻率始終不變，從聽(tīng)到聲音開(kāi)始至飛機(jī)飛臨該同學(xué)頭頂上空時(shí)刻前，他聽(tīng)到的飛機(jī)聲音的音調(diào)（）A.不變，且一直與飛機(jī)實(shí)際發(fā)出的聲音音調(diào)相同B.不變，且一直比飛機(jī)實(shí)際發(fā)出的聲音音調(diào)低 C.不變，且一直比飛機(jī)實(shí)際發(fā)出的聲音音調(diào)高D.一直比飛機(jī)實(shí)際發(fā)出的聲音音調(diào)高，但音調(diào)逐漸變低，越來(lái)越接近飛機(jī)實(shí)際發(fā)出的解析：由多普勒效應(yīng)知，飛機(jī)的頻率不變，當(dāng)飛機(jī)由遠(yuǎn)飛近時(shí)人接收的頻率變大，聽(tīng)到飛機(jī)聲音的音調(diào)比較高，當(dāng)飛機(jī)逐漸靠近時(shí)人接收的頻率會(huì)逐漸和飛機(jī)自身的頻率接近，人聽(tīng)到的聲音會(huì)接近飛機(jī)本身發(fā)出的.答案：D9.如圖所示，在xOy平面內(nèi)有一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，波速為1 m/s，振幅為4 cm，頻率為2.5 Hz，波上P、Q兩點(diǎn)的平衡位置相距0.3 m，在t=0時(shí)刻，Q點(diǎn)位于其平衡位置上方最大位移處，則P點(diǎn)()A.在t=0到0.1 s時(shí)間內(nèi)的位移是-4 cmB.在0.1 s末的加速度最大C.在0.1 s末的速度方向向下D.在t=0到0.1 s時(shí)間內(nèi)經(jīng)過(guò)的路程是4 cm解析：由v=f得= m=0.4 m，而P、Q兩點(diǎn)相距0.3 m=，所以t=0時(shí)刻，P點(diǎn)恰在平衡位置且向上振動(dòng)，由已知條件可知振動(dòng)周期T為0.4 s，所以0.1 s末即后質(zhì)點(diǎn)P到達(dá)正向最大位移處，速度為零，A、C錯(cuò)；加速度最大，B正確；在t=0到0.1 s時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)P經(jīng)過(guò)的路程為一振幅，即4 cm，D正確.答案：BD10.如圖所示，曲軸上懸掛一彈簧振子，轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，曲軸可以帶動(dòng)彈簧振子上下振動(dòng).開(kāi)始時(shí)不轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，而使振子自由上下振動(dòng)，測(cè)得其頻率為2 Hz，然后勻速轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，轉(zhuǎn)速為240 r/min，當(dāng)振子振動(dòng)穩(wěn)定時(shí)，它的振動(dòng)周期為（）A.0.5 s B.0.25 s C.2 s D.4 s解析：勻速轉(zhuǎn)動(dòng)搖把時(shí)，振子受迫振動(dòng).當(dāng)搖把的頻率恒定時(shí)，所在振子受迫振動(dòng)的頻率與它相同，則可得到答案為B.答案：B二、本題共2小題共13分，把答案填寫(xiě)在題中的橫線(xiàn)上或按要求作圖.11.在用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)中（1）擺動(dòng)的擺角要滿(mǎn)足的條件是_.（2）圖中O點(diǎn)是懸掛點(diǎn)，圖中的擺長(zhǎng)為_(kāi)m.（3）要選密度均勻的材料作擺球，是因?yàn)椋篲.（4）一位同學(xué)的刻度尺只有15 cm長(zhǎng)，不宜用來(lái)直接測(cè)量擺長(zhǎng)，他做了兩個(gè)擺長(zhǎng)不等的單擺，用這把刻度尺量出兩擺長(zhǎng)之差為a（a15 cm），分別測(cè)出較長(zhǎng)的擺的周期為T(mén)1，較短的擺的周期為T(mén)2，則重力加速度g=_m/s2.解析：根據(jù)單擺振動(dòng)特點(diǎn)及擺長(zhǎng)要求，可求（1）（2）（3）.（4）T1=設(shè)l1l2a=l1-l2=；則g=答案：（1）小于5（2）0.9960（3）密度均勻的球的重心在球心（4）12.某同學(xué)在進(jìn)行“研究彈簧振子的周期和小球質(zhì)量的關(guān)系”課題實(shí)驗(yàn)時(shí)，利用如圖所示裝置進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)：讓彈簧振子穿過(guò)一光滑的水平橫桿，在彈簧振子的小球上安裝一支筆，下面放一條紙帶.當(dāng)小球振動(dòng)時(shí)，垂直于振動(dòng)方向以恒定的加速度拉動(dòng)紙帶，加速度大小為a，這時(shí)筆在紙帶上畫(huà)出如圖乙所示的一條曲線(xiàn)，請(qǐng)根據(jù)圖乙中所測(cè)得的長(zhǎng)度s1、s2，寫(xiě)出計(jì)算彈簧振子振動(dòng)周期的表達(dá)式：T=_.換用不同質(zhì)量的小球?qū)嶒?yàn)，分別得到彈簧振子小球的質(zhì)量m與振動(dòng)周期T及對(duì)應(yīng)的T2數(shù)據(jù)，如下表：次數(shù)12345小球質(zhì)量m（kg）0.050.100.150.200.25振動(dòng)周期T（s）0.500.700.861.01 1.11T2（s2）0.250.490.741.021.23根據(jù)上表數(shù)據(jù)，為直觀反映T與m間的關(guān)系，請(qǐng)?jiān)谏厦娣礁褡鴺?biāo)紙中選擇恰當(dāng)?shù)奈锢砹拷⒆鴺?biāo)系，并作出圖線(xiàn).從圖線(xiàn)可以得到該實(shí)驗(yàn)中彈簧振子振動(dòng)的周期與小球質(zhì)量之間的關(guān)系是：_.答案： T2=km（k取4.95.1之間均正確）三、本題共5題，共67分，解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟，只寫(xiě)出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位.13.如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量相等的彈性小球1和2分別掛在輕線(xiàn)上.開(kāi)始時(shí)兩線(xiàn)平行，兩球的重心在同一水平線(xiàn)上，且兩球相接觸.線(xiàn)長(zhǎng)分別為L(zhǎng)1=0.25m，L2=1m.把1球拉開(kāi)一小角度（小于5）后釋放，則它在6s的時(shí)間內(nèi)與2球共碰撞多少次？（取=3.14）解析：本題中是兩個(gè)質(zhì)量相等的小球發(fā)生彈性碰撞，其結(jié)果是運(yùn)動(dòng)的小球停下來(lái)而靜止的小球運(yùn)動(dòng)起來(lái).同時(shí)注意兩個(gè)小球的運(yùn)動(dòng)周期.根據(jù)題意有：第一個(gè)過(guò)程：小球1的周期T1=2=1s，小球2的周期T2=2=2 s.從物理過(guò)程看，小球1經(jīng)時(shí)間與小球2碰撞，即t1=0.25 s.第二個(gè)過(guò)程：碰撞后，小球1停止，小球2運(yùn)動(dòng)起來(lái)，經(jīng)時(shí)間與小球1碰撞.即t2=1 s.接著小球2停止，小球1運(yùn)動(dòng)起來(lái)，經(jīng)時(shí)間與小球2碰撞.即t3=0.5 s接著重復(fù)第二個(gè)過(guò)程，當(dāng)小球1、2在第二個(gè)過(guò)程中完成6次碰撞即用時(shí)1.53=4.5（s）后剩余的時(shí)間為6-0.25-4.5=1.25 s小球2與小球1可再碰撞1次.在6 s內(nèi)兩球碰撞的次數(shù)為1+6+1=8次.答案：8次14.兩列完全相同的橫波分別從波源A、B兩點(diǎn)沿直線(xiàn)Ox軸相向傳播，某一刻的波形圖如圖所示，如果兩列波的波速都是1 ms，試判斷從圖示時(shí)刻開(kāi)始，最短再經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間，質(zhì)點(diǎn)P的位移最大？解析：波的傳播可以看成波形保持不變沿傳播方向平移，在兩列波疊加的區(qū)域，每一點(diǎn)的位移由兩列波共同決定，由題意可知，當(dāng)兩列波都再傳播波長(zhǎng)時(shí)，兩列波的波谷在P點(diǎn)相遇，此時(shí)P點(diǎn)的位移將達(dá)到最大，故t=v=0.3 s.P點(diǎn)的“位移”最大，是指兩列波引起的分振動(dòng)的位移矢量和最大.答案：0.3 s15.在某介質(zhì)中形成一列簡(jiǎn)諧波，t=0時(shí)刻的波形如圖中的實(shí)線(xiàn)所示.(1)若波向右傳播，零時(shí)刻剛好傳到B點(diǎn)，且再經(jīng)過(guò)0.6s，P點(diǎn)也開(kāi)始起振，求： 該列波的周期T；從t=0時(shí)刻起到P點(diǎn)第一次達(dá)到波峰時(shí)止，O點(diǎn)對(duì)平衡位置的位移y0及其所經(jīng)過(guò)的路程s0各為多少？(2)若該列波的傳播速度大小為20 m/s，且波形中由實(shí)線(xiàn)變成虛線(xiàn)需要經(jīng)歷0.525 s時(shí)間，則該列波的傳播方向如何？解析：由圖象可知=2 m，A=2 cm（1）當(dāng)波向右傳播時(shí)，點(diǎn)B的起振方向豎直向下，包括P點(diǎn)在內(nèi)的各質(zhì)點(diǎn)的起振方向均為豎直向下.波速v=m/s=10 m/s由v=得T=v=0.2 s由t=0至P點(diǎn)第一次到達(dá)波峰止，經(jīng)歷的時(shí)間t2=t1+T=0.75 s=(3+)T，而t=0時(shí)O點(diǎn)的振動(dòng)方向豎直向上（沿y軸正方向），故經(jīng)t2時(shí)間，O點(diǎn)振動(dòng)到波谷，即y0=-2 cms0=n4A=(3+)4A=0.3 m.（2）當(dāng)波速v=20 m/s時(shí)，經(jīng)歷0.525 s時(shí)間，波沿x軸方向傳播的距離x=vt=10.5 m,即x=(5+),實(shí)線(xiàn)波形變?yōu)樘摼€(xiàn)波形經(jīng)歷了（5+）T，故波沿x軸負(fù)方向傳播.答案：（1）0.2 s-2 cm0.3 m（2）沿x軸負(fù)方向傳播16.如圖所示，將質(zhì)量為mA=1000 g的平臺(tái)A連結(jié)在勁度系數(shù)k=200 N/m的彈簧上端，彈簧下端固定在地上，形成豎直方向的彈簧振子，在A的上方放置mB=mA的物塊B，使A，B一起上下振動(dòng)，彈簧原長(zhǎng)為5 cm.A的厚度可忽略不計(jì)，g取10 m/s2.求（1）當(dāng)系統(tǒng)做小振幅簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，A的平衡位置離地面C多高？（2）當(dāng)振幅為0.5 cm時(shí)，B對(duì)A的最大壓力有多大？（3）為使B在振動(dòng)中始終與A接觸，振幅不能超過(guò)多大？解析：（1）振幅很小時(shí)，A，B間不會(huì)分離，將A與B整體做為振子，當(dāng)它們處于平衡位置時(shí)，根據(jù)平衡條件得kx0=（mA+mB）g.得形變量x0=m=0.01 m=1 cm.平衡位置距離地面高度h=l0-x0=（5-1） cm=4 cm. （2）當(dāng)A，B運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，有向上的最大加速度，此時(shí)A，B間相互作用力最大，設(shè)振幅為Ao.最大加速度am=.取B為研究對(duì)象，有N-mBg=mBam.得A，B間相互作用力N=mBg+mBam=mB（g+am）=0.1（10+5） N=1.5 N.由牛頓第三定律知，B對(duì)A的最大壓力大小為N=N=1.5（N）.（3）為使B在振動(dòng)中始終與A接觸，在最高點(diǎn)時(shí)相互作用力應(yīng)滿(mǎn)足：N0.取B為研究對(duì)象，mBg-N=mBa，當(dāng)N=0時(shí)，B振動(dòng)的加速度達(dá)到最大值，且最大值am=g=10 m/s2（方向豎直向下）.因amA=amB=g，表明A，B僅受重力作用，此刻彈簧的彈力為零，彈簧處于原長(zhǎng),最大振幅A=x0=1 cm.振幅不能大于1 cm.答案：（1）4 cm(2)1.5 N(3)1 cm17.下圖中的實(shí)線(xiàn)是一列簡(jiǎn)諧波在某一