【紅對(duì)勾】2013高考物理復(fù)習(xí)單元綜合測(cè)試12機(jī)械振動(dòng)機(jī)械波

1、單元綜合測(cè)試十二( 機(jī)械振動(dòng)機(jī)械波 )本試卷分第卷( 選擇題 ) 和第卷 ( 非選擇題 ) 兩部分，試卷滿分為100 分考試時(shí)間為90 分鐘第卷 ( 選擇題，共40 分 )一、選擇題 ( 本題共 10 小題，每題4 分，共 40 分有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確，把正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi))1(2011 ·重慶卷 ) 介質(zhì)中坐標(biāo)原點(diǎn)O處的波源在t 0 時(shí)刻開(kāi)始振動(dòng)， 產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧波沿x 軸正向傳播， t 0 時(shí)刻傳到 L 處，波形如圖 1 所示下列能描述x0 處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的圖象是()圖 1解析：因波沿x 軸正向傳播，由“上下坡法”可知t t 0 時(shí) L 處的質(zhì)點(diǎn)

2、振動(dòng)方向向下，可知 x0 處的起振方向向下，故A、B 兩項(xiàng)均錯(cuò)；還可判斷x0 處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向也向下，故C項(xiàng)正確， D項(xiàng)錯(cuò)誤答案： C圖 22如圖 2 是甲、乙兩個(gè)單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象，以向右的方向作為擺球偏離平衡位置位移的正方向，從t 0 時(shí)刻起，當(dāng)甲第一次到達(dá)右方最大位移處時(shí)()A乙在平衡位置的左方，正向右運(yùn)動(dòng)B乙在平衡位置的左方，正向左運(yùn)動(dòng)C乙在平衡位置的右方，正向右運(yùn)動(dòng)用心愛(ài)心專心1D乙在平衡位置的右方，正向左運(yùn)動(dòng)解析：當(dāng)甲第一次到達(dá)正向最大位移處時(shí)是在1.5 s 末，從圖象可以看出此時(shí)乙的位移為正，即乙在平衡位置右側(cè)；另外，位移圖象斜率表示速度，此時(shí)乙的斜率為負(fù)，即表示乙在向左運(yùn)動(dòng)答

3、案： D圖 33如圖 3 所示，是一個(gè)單擺的共振曲線( g 取 10 m/s 2)()A此單擺的擺長(zhǎng)約為2.8 mB此單擺的周期約為0.3 sC若擺長(zhǎng)增大，共振曲線的峰值向上移動(dòng)D若擺長(zhǎng)增大，共振曲線的峰值向右移動(dòng)解析：由單擺的共振曲線知，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率為0.3 Hz對(duì)單擺發(fā)生共振，因此單擺的10l固有頻率為0.3 Hz ，固有周期為T0 3 s ，故 B 錯(cuò)；由 T 2g得單擺的擺長(zhǎng) l 約為 lT2g4 22.8 m ，所以A 對(duì)；當(dāng)擺長(zhǎng)增大時(shí)，周期變大，固有頻率變小，曲線的峰值應(yīng)向左移，故 C、D 均錯(cuò)答案： A圖 44如圖 4 所示，將小球甲、乙、丙( 都可視為質(zhì)點(diǎn) ) 分別從 A、

4、B、 C三點(diǎn)由靜止同時(shí)釋放，最后都到達(dá)豎直面內(nèi)圓弧的最低點(diǎn) D，其中甲是從圓心 A 出發(fā)做自由落體運(yùn)動(dòng)，乙沿弦軌道從一端 B到達(dá)另一端 D，丙沿圓弧軌道從 C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 D，且 C點(diǎn)很靠近 D點(diǎn)如果忽略一切摩擦阻力，那么下列判斷正確的是()A甲球最先到達(dá)D點(diǎn)，乙球最后到達(dá)D點(diǎn)B甲球最先到達(dá)D點(diǎn)，丙球最后到達(dá)D點(diǎn)C丙球最先到達(dá)D點(diǎn)，乙球最后到達(dá)D點(diǎn)D甲球最先到達(dá) D點(diǎn)，無(wú)法判斷哪個(gè)球最后到達(dá)D點(diǎn)t 12Rt 2，設(shè) BD傾角為 ，則 a gsin . BD解析：甲球運(yùn)動(dòng)時(shí)間g ，乙球運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)為 2 sin . 故 212/ ，丙球做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，t1/ sin sin 2， 223 ×22

5、RR2gttR g4R g用心愛(ài)心專心2R/ g.答案： A5(2011 ·四川卷 ) 如下圖 5 為一列沿x 軸負(fù)方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t 0 時(shí)的波形圖，當(dāng) Q點(diǎn)在 t 0 時(shí)的振動(dòng)狀態(tài)傳播到P點(diǎn)時(shí)，則 ()圖 5A 1 cm<x<3 cm 范圍內(nèi)的質(zhì)點(diǎn)正在向y 軸的負(fù)方向運(yùn)動(dòng)B 處的質(zhì)點(diǎn)此時(shí)的加速度沿y軸的正方向QC Q處的質(zhì)點(diǎn)此時(shí)正在波峰位置D Q處的質(zhì)點(diǎn)此時(shí)運(yùn)動(dòng)到P 處3解析：畫(huà)出將Q點(diǎn)的振動(dòng)狀態(tài)傳到P 點(diǎn)，即 t 4T 時(shí)的波形圖 ( 如圖 6) ，由波的傳播方向知， 1 cm<x<2 cm 范圍內(nèi)的質(zhì)點(diǎn)沿 y 軸正方向運(yùn)動(dòng)， A 錯(cuò)誤；此時(shí) Q處的

6、質(zhì)點(diǎn)在波谷，具有沿 y 軸正向的加速度，所以 B 正確， C、 D 錯(cuò)誤圖 6答案： B圖 76如圖 7 所示，沿x 軸正方向傳播的一列橫波在某時(shí)刻的波形圖為一正弦曲線，其波速為 200 m/s ，下列說(shuō)法中正確的是()A從圖示時(shí)刻開(kāi)始，經(jīng)過(guò) 0.01 s 質(zhì)點(diǎn) a 通過(guò)的路程為 0.4 m B從圖示時(shí)刻開(kāi)始，質(zhì)點(diǎn) b 比質(zhì)點(diǎn) a 先到平衡位置C若此波遇到另一列波并產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉條紋，則另一列波的頻率為50 HzD若該波在傳播中遇到寬約3.999 m 的障礙物能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象解析：由題圖可判斷出 4 mT / v 0.02 s ，經(jīng)過(guò) 0.01 s質(zhì)點(diǎn) a 通過(guò)的路程為2 個(gè)振幅即0.4

7、m 故選項(xiàng)A 是正確的質(zhì)點(diǎn)b 先向下振動(dòng)，再向上振動(dòng)，而質(zhì)點(diǎn)a 直接向下振動(dòng)， 所以質(zhì)點(diǎn) b 比質(zhì)點(diǎn) a 后到平衡位置， 故選項(xiàng) B 是錯(cuò)誤的 若此波遇到另一列波并產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉條紋，則它們的頻率必相等，為50 Hz，故選項(xiàng) C是正確的寬度3.999 m 與 4 m 相差不多，所以能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故選項(xiàng)D 是正確的用心愛(ài)心專心3答案： ACD7(2009 ·重慶高考) 同一音叉發(fā)出的聲波同時(shí)在水和空氣中傳播，某時(shí)刻的波形曲線見(jiàn)圖 8，以下說(shuō)法正確的是()圖 8A聲波在水中波長(zhǎng)較大，b 是水中聲波的波形曲線B聲波在空氣中波長(zhǎng)較大，b 是空氣中聲波的波形曲線C水中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)頻率較高，

8、a 是水中聲波的波形曲線D空氣中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)頻率較高，a 是空氣中聲波的波形曲線解析：本題考查波在不同的介質(zhì)中傳播時(shí)波長(zhǎng)、頻率和波速之間的關(guān)系，以及波的圖象等知識(shí)， 意在考查考生對(duì)機(jī)械波的掌握情況因聲波的波速在水中較空氣中快，而波的頻率等于振源的振動(dòng)頻率，則聲波在水和空氣中傳播的頻率相同，再由v f 知，聲波在水中傳播的波長(zhǎng)長(zhǎng)答案： A圖 98(2009 ·浙江高考) 一列波長(zhǎng)大于1 m 的橫波沿著x 軸正方向傳播，處在x1 1 m 和x22 m 的兩質(zhì)點(diǎn) A、 B的振動(dòng)圖象如圖9 所示由此可知()4A波長(zhǎng)為 3 mB波速為1 m/sC 3 s 末 A、 B兩質(zhì)點(diǎn)的位移相同D 1 s 末

9、 A 點(diǎn)的振動(dòng)速度大于B 點(diǎn)的振動(dòng)速度解析：本題考查振動(dòng)圖象和波的知識(shí)，意在考查考生理解振動(dòng)圖象的含義及與波的知識(shí)由振動(dòng)圖象可知，振動(dòng)的周期為4 s ， 3 s 末質(zhì)點(diǎn) A的位移為 2 cm ，質(zhì)點(diǎn) B 的位移為零， C錯(cuò)； 1 s 末質(zhì)點(diǎn) A 的振動(dòng)速度為零，質(zhì)點(diǎn)B 的振動(dòng)速度最大，D 錯(cuò)；由圖可知AB兩點(diǎn)341相距為 4 ，所以其波長(zhǎng)為3 m，波速為 3 m/s ， A 正確， B 錯(cuò)答案： A圖 10用心愛(ài)心專心49(2010 ·全國(guó)卷 ) 一簡(jiǎn)諧橫波以4m/s 的波速沿 x 軸正方向傳播已知 t 0 時(shí)的波形如圖 10 所示，則 ()A波的周期為 1sB x0處的質(zhì)點(diǎn)在 t

10、0 時(shí)向 y 軸負(fù)向運(yùn)動(dòng)C x01處的質(zhì)點(diǎn)在 t s 時(shí)速度為 041D x0處的質(zhì)點(diǎn)在 t 4s 時(shí)速度值最大解析：根據(jù)題圖可知，波長(zhǎng) 4 m，則周期 T / v 1 s，選項(xiàng) A 正確；波沿 x 軸正1方向傳播，則 x 0 處的質(zhì)點(diǎn)在 t 0 時(shí)向 y 軸負(fù)向運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B 正確； x0 處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò) 4s( T/4) 到達(dá)平衡位置下方但沒(méi)有達(dá)到負(fù)向最大位移處，因而選項(xiàng)C、 D均錯(cuò)答案： AB圖 1110一列簡(jiǎn)諧橫波以1 m/s 的速度沿繩子由A 向 B 傳播質(zhì)點(diǎn)A、 B 間的水平距離x 3m，如圖 11 所示若 t 0 時(shí)質(zhì)點(diǎn) A 剛從平衡位置開(kāi)始向上振動(dòng)，其振動(dòng)方程為y 2sin 2 t

11、cm.則 B 點(diǎn)的振動(dòng)圖象為下圖中的()2解析： T4 s， vT4 m，從 A 傳到 B需 3 s，且 B點(diǎn)起振動(dòng)方向向上，B 對(duì)答案： B第卷 ( 非選擇題，共60 分)二、填空題 ( 本題共 2 小題，每題8 分，共 16 分 )11單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)中圖 12(1) 實(shí)驗(yàn)時(shí)用20 分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球直徑，示數(shù)如圖12 甲所示，該擺球的直徑d _ mm.用心愛(ài)心專心5(2) 接著測(cè)量了擺線的長(zhǎng)度為l 0，實(shí)驗(yàn)時(shí)用拉力傳感器測(cè)得擺線的拉力F 隨時(shí)間 t 變化的圖象如圖乙所示，則重力加速度的表達(dá)式g _( 用題目中的物理量表示 ) (3) 某小組改變擺線長(zhǎng)度 l0，測(cè)量了多組數(shù)據(jù)在

12、進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，甲同學(xué)把擺線長(zhǎng)l 0作為擺長(zhǎng)， 直接利用公式求出各組重力加速度值再求出平均值；乙同學(xué)作出 T2 l 0 圖象后求出斜率，然后算出重力加速度兩同學(xué)處理數(shù)據(jù)的方法對(duì)結(jié)果的影響是：甲_，乙_( 填“偏大”、“偏小”或“無(wú)影響” ) 解析： (1) 從游標(biāo)卡尺上讀出擺球直徑d 14.15 mm.(2) 由 F t 圖象，單擺周期00dT 4t ，擺長(zhǎng) l l2根據(jù) 2l ， 2l0 12 2dTgg4t01(3) 實(shí)際擺長(zhǎng)為 l 0 2d，故甲同學(xué)測(cè)量結(jié)果偏小，而乙同學(xué)處理數(shù)據(jù)的方法對(duì)測(cè)量結(jié)果無(wú)影響21 l0答案： (1)14.15(2) 2d(3) 偏小 無(wú)影響4t2012(2011

13、 ·上海卷 ) 兩列簡(jiǎn)諧波沿x 軸相向而行，波速均為v 0.4 m/s ，兩波源分別位于 A、 B 處， t 0時(shí)的波形如圖13 所示當(dāng) t 2.5 s 時(shí)， M點(diǎn)的位移為 _cm， N點(diǎn)的位移為 _cm.圖 13解析：由圖可知，兩列波的波長(zhǎng)分別為 A 0.2 m ， B 0.4 m ，波源的起振方向都沿y軸負(fù)方向，可知兩波的周期分別為AA 0.5 s ， B B 1 s 由于t0時(shí) 點(diǎn)距ATvTvM波波前 0.5 m，距B波波前 0.3 m ，故兩波傳播到點(diǎn)時(shí)經(jīng)歷的時(shí)間分別為tA 1.25 s，MB 0.75 s當(dāng)2.5 s 時(shí)，波使點(diǎn)已振動(dòng)的時(shí)間為5ttAttA 1.25 s T

14、A，引起質(zhì)M2點(diǎn) M的位移 x 0； B 波使 M點(diǎn)已振動(dòng)的時(shí)間為 t t 1.75 s 14T ，引起質(zhì)點(diǎn) M位移 xBAB3 B2.0 cm ，由波的疊加可知此時(shí)質(zhì)點(diǎn)M的位移 x xAxB 2.0 cm. N點(diǎn)位移可用同樣的方法判定答案： 20三、計(jì)算題 ( 本題共 4 小題， 13、 14 題各 10 分， 15、 16題各 12 分，共 44分，計(jì)算時(shí)必須有必要的文字說(shuō)明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)13(2011 ·江蘇卷 ) 將一勁度系數(shù)為k 的輕質(zhì)彈簧豎直懸掛，下端系上質(zhì)量為m 的物塊將物塊向下拉離平衡位置后松開(kāi)，物塊上下做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)周期恰好等于以物塊平用心

15、愛(ài)心專心6衡時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為擺長(zhǎng)的單擺周期請(qǐng)由單擺的周期公式推算出該物塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期T.l解析：?jiǎn)螖[周期公式T2g，且 kl mgm解得 T 2k答案：見(jiàn)解析圖 1414(2011 ·山東卷 ) 如圖 14 所示，一列簡(jiǎn)諧橫波沿 x 軸傳播，實(shí)線為 t 10 時(shí)的波形圖，此時(shí) P質(zhì)點(diǎn)向 y 軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，虛線為 t 2 0.01 s 時(shí)的波形圖已知周期 T >0.01 s.波沿 x 軸 _( 填“正”或“負(fù)” ) 方向傳播求波速解析：根據(jù)“下坡上”判斷，向正方向傳播由題意知， 8 m1t 2 t 1 8Tv T聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)解得v100 m/s. 答案：正100 m/s1

16、5有一種沙漠蝎子既沒(méi)有眼睛，也沒(méi)有耳朵它捕食獵物靠的是一種地震儀式的本領(lǐng)它有八條腿，趴伏時(shí)大致對(duì)稱地放置在軀體四周( 如圖 15 所示 ) 不遠(yuǎn)處的小蟲(chóng)一有騷動(dòng)，就會(huì)在沙面上引起一陣地震波蝎子從哪只腿先感到地震波就能判斷小蟲(chóng)所在的方向，并從 P 波和 S 波到達(dá)的時(shí)間差就可以“算出”小蟲(chóng)到它的距離方位和距離都知道了，它就能撲上去捕獲小蟲(chóng)了已知 P 波速度為 150 m/s ，S 波速度為 50 m/s. 如果兩波到達(dá)沙漠蝎子的時(shí)間差為 3.5 ×10 3 s ，則小蟲(chóng)離它的距離多大？圖 15解析：從 P波和 S波到達(dá)沙漠蝎子的時(shí)間差及其波速即可確定小蟲(chóng)與沙漠蝎子間的距離，根據(jù) x vt ，結(jié)合題意有：x x t ，即：x x3.5 ×10 3 s，解得： x0.2625 m26v1v250150用心愛(ài)心專心7cm.答案： 26 cm16如圖 16 所示，在坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一波源S，它沿 y 軸做頻率為50 Hz，振幅為 2 cm的簡(jiǎn)諧振動(dòng)，形成的波可沿 x 軸正、負(fù)方向傳播，波速為 20 cm/s ，開(kāi)始振動(dòng)時(shí)， S 恰