（京津魯瓊版）2023版高考物理總復(fù)習(xí)第十三章單元評(píng)估檢測(cè)（十三）（含解析）

〔京津魯瓊版〕2022版高考物理總復(fù)習(xí)第十三章單元評(píng)估檢測(cè)〔十三〕〔含解析〕PAGE17-單元評(píng)估檢測(cè)(十三)(時(shí)間：50分鐘分值：100分)一、選擇題(此題共7小題，每題6分，共42分，1～3為單項(xiàng)選擇題，4～7為多項(xiàng)選擇題)1．如下圖，在兩根等長(zhǎng)的曲線下懸掛一個(gè)小球(可視為質(zhì)點(diǎn))組成了所謂的雙線擺，假設(shè)擺長(zhǎng)為l，兩線與天花板的左、右兩側(cè)夾角均為α，當(dāng)小球垂直紙面做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，其周期為()A．2πeq\r(\f(l,g)) B．2πeq\r(\f(2l,g))C．2πeq\r(\f(2lcosα,g)) D．2πeq\r(\f(lsinα,g))解析：選D.根據(jù)公式T＝2πeq\r(\f(l′,g))，此題中l(wèi)′＝lsinα，故T＝2πeq\r(\f(lsinα,g))，D正確．2．以下說法正確的選項(xiàng)是()A．對(duì)于受迫振動(dòng)，驅(qū)動(dòng)力的頻率越大，受迫振動(dòng)的振幅越大B．眼睛瞇成一條線看到發(fā)光的電燈周圍有彩色條紋屬于光的干預(yù)現(xiàn)象C．只有障礙物的尺寸比波的波長(zhǎng)小或相差不多的時(shí)候才會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象D．火車向我們駛來鳴笛時(shí)，聽到的笛聲頻率將比聲源的頻率低解析：選C.當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于振子的固有頻率時(shí)，振子的振幅最大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；眼睛瞇成一條線看到發(fā)光的電燈周圍有彩色條紋，是光繞過障礙物傳播的現(xiàn)象，故屬于光的衍射現(xiàn)象，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；只有障礙物的尺寸比波的波長(zhǎng)小或相差不多的時(shí)候才會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，選項(xiàng)C正確；根據(jù)多普勒效應(yīng)，火車向我們駛來鳴笛時(shí)，聽到的笛聲頻率將比聲源的頻率高，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．3．如下圖是一列簡(jiǎn)諧波的圖象，其振幅為A，波長(zhǎng)為λ，那么以下說法正確的選項(xiàng)是()A．這列波的傳播不需要介質(zhì)B．介質(zhì)中每個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)后在一個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)通過的路程都是4AC．與坐標(biāo)原點(diǎn)O距離為λ的a點(diǎn)做變速運(yùn)動(dòng)，圖示時(shí)刻速度最小D．與坐標(biāo)原點(diǎn)O距離為λ的a點(diǎn)再過一個(gè)周期的時(shí)間，將到達(dá)與O點(diǎn)距離為2λ處解析：選B.機(jī)械波的傳播需要介質(zhì)，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤；做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)通過的路程都是四倍的振幅，所以選項(xiàng)B正確；做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，在通過平衡位置時(shí)速度最大，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤；波在傳播的過程中，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)只在自己的平衡位置附近振動(dòng)，并不隨波遷移，所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤．4．(2022·安陽模擬改編)以下四幅圖分別對(duì)應(yīng)四種說法，其中正確的選項(xiàng)是()A．圖A中，假設(shè)勻速拉動(dòng)木板的速度較大，那么由圖象測(cè)得簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期較大B．由圖B可知，系統(tǒng)的固有頻率為f0C．圖C中頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動(dòng)加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動(dòng)減弱，這種現(xiàn)象叫做波的干預(yù)D．圖D中泊松亮斑是小孔衍射形成的圖樣解析：選BC.演示簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象實(shí)驗(yàn)中，假設(shè)勻速拉動(dòng)木板的速度較大，會(huì)導(dǎo)致圖象的橫坐標(biāo)變大，但對(duì)應(yīng)的時(shí)間仍不變，簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期與單擺的固有周期相同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由圖B可知當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率f跟固有頻率f0相同時(shí)，才出現(xiàn)共振現(xiàn)象，振幅才最大，距固有頻率f0相差越大，振幅越小，選項(xiàng)B正確；頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動(dòng)加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動(dòng)減弱，這種現(xiàn)象叫做波的干預(yù)，選項(xiàng)C正確；泊松亮斑是光繞過圓形擋板后衍射形成的圖樣，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．5．一個(gè)質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象如下圖，以下說法正確的選項(xiàng)是()A．質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率為4HzB．在10s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程是20cmC．在5s末，質(zhì)點(diǎn)的速度為零，加速度最大D．t＝1.5s和t＝2.5s兩個(gè)時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移和速度方向都相反解析：選BC.由圖象可知，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期為4s，故頻率為0.25Hz，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在10s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)了2.5個(gè)周期，經(jīng)過的路程是10A＝20cm，選項(xiàng)B正確；在5s末，質(zhì)點(diǎn)處于正向最大位移處，速度為零，加速度最大，選項(xiàng)C正確；t＝1.5s和t＝2.5s兩個(gè)時(shí)刻的速度方向相同，故D錯(cuò)誤．6．(2022·湖北孝感調(diào)研)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，周期為T.在t＝0時(shí)的波形如下圖，波上有P、Q兩點(diǎn)，其縱坐標(biāo)分別為yP＝2cm，yQ＝2cm，以下說法正確的選項(xiàng)是()A．P點(diǎn)的振動(dòng)形式傳到Q點(diǎn)需要eq\f(T,2)B．P、Q在振動(dòng)過程中，位移的大小總相等C．在eq\f(5T,4)內(nèi)，P點(diǎn)通過的路程為20cmD．經(jīng)過eq\f(3T,8)，Q點(diǎn)回到平衡位置解析：選AB.由圖看出，P、Q兩點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的平衡位置間的距離等于半個(gè)波長(zhǎng)，因簡(jiǎn)諧橫波傳播過程中，在一個(gè)周期內(nèi)傳播一個(gè)波長(zhǎng)，那么P點(diǎn)的振動(dòng)形式傳到Q點(diǎn)需要半個(gè)周期eq\f(T,2)，P、Q兩點(diǎn)的振動(dòng)情況總是相反，所以在振動(dòng)過程中，它們的位移大小總是相等，應(yīng)選項(xiàng)A、B正確；假設(shè)圖示時(shí)刻P點(diǎn)在平衡位置或最大位移處，在eq\f(5,4)T內(nèi)，P點(diǎn)通過的路程為s＝5A＝5×4cm＝20cm，而實(shí)際上圖示時(shí)刻，P點(diǎn)不在平衡位置或最大位移處，所以在eq\f(5,4)T內(nèi)，P點(diǎn)通過的路程不是20cm，應(yīng)選項(xiàng)C錯(cuò)誤；圖示時(shí)刻，Q點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，速度減小，所以從圖示位置運(yùn)動(dòng)到波谷的時(shí)間大于eq\f(T,8)，再從波谷運(yùn)動(dòng)到平衡位置的時(shí)間為eq\f(T,4)，所以經(jīng)過eq\f(3,8)T，Q點(diǎn)沒有回到平衡位置，應(yīng)選項(xiàng)D錯(cuò)誤．7．圖甲為某一簡(jiǎn)諧波在t＝0時(shí)刻的波形圖，圖乙為圖甲中平衡位置位于x＝2m處的質(zhì)點(diǎn)B的振動(dòng)圖象，質(zhì)點(diǎn)C的平衡位置位于x＝4m處．那么以下說法正確的選項(xiàng)是()A．該簡(jiǎn)諧波沿x軸負(fù)方向傳播，其波速v＝4m/sB．在0～3.5s時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)B運(yùn)動(dòng)的路程為3.5mC．在t＝2s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)C恰好經(jīng)過平衡位置向y軸正方向運(yùn)動(dòng)D．要使該波能夠發(fā)生明顯的衍射，那么障礙物的尺寸應(yīng)遠(yuǎn)大于4m解析：選BC.由題圖乙質(zhì)點(diǎn)B的振動(dòng)圖象可知，0～0.5s，質(zhì)點(diǎn)B的振動(dòng)方向?yàn)檠貀軸負(fù)方向，對(duì)照題圖甲，可知該簡(jiǎn)諧波沿x軸正方向傳播，由題圖甲可知簡(jiǎn)諧波的波長(zhǎng)為λ＝4m，由題圖乙可知，波的周期為T＝2s，其波速v＝eq\f(λ,T)＝2m/s，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在0～3.5s時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)B運(yùn)動(dòng)路程為s＝7A＝7×0.5m＝3.5m，選項(xiàng)B正確；在t＝2s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)C經(jīng)過一個(gè)周期恰好經(jīng)過平衡位置向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確；要使該波能夠發(fā)生明顯的衍射，那么障礙物的尺寸應(yīng)小于4m或與4m差不多，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．二、實(shí)驗(yàn)題(此題共1小題，共12分)8．(12分)在“用單擺測(cè)定重力加速度〞的實(shí)驗(yàn)中：(1)擺動(dòng)時(shí)偏角滿足的條件是偏角小于5°，為了減小測(cè)量周期的誤差，計(jì)時(shí)開始時(shí)，擺球應(yīng)是經(jīng)過最________(填“高〞或“低〞)點(diǎn)的位置，且用停表測(cè)量單擺完成屢次全振動(dòng)所用的時(shí)間，求出周期．圖甲中停表示數(shù)為一單擺全振動(dòng)50次所用的時(shí)間，那么單擺振動(dòng)周期為________．(2)用最小刻度為1mm的刻度尺測(cè)擺長(zhǎng)，測(cè)量情況如圖乙所示．O為懸掛點(diǎn)，從圖乙中可知單擺的擺長(zhǎng)為________m.(3)假設(shè)用L表示擺長(zhǎng)，T表示周期，那么重力加速度的表達(dá)式為g＝________.(4)考慮到單擺振動(dòng)時(shí)空氣浮力的影響后，學(xué)生甲說：“因?yàn)榭諝飧×εc擺球重力方向相反，它對(duì)球的作用相當(dāng)于重力加速度變小，因此振動(dòng)周期變大〞，學(xué)生乙說：“浮力對(duì)擺球的影響好似用一個(gè)輕一些的擺球做實(shí)驗(yàn)，因此振動(dòng)周期不變〞，這兩個(gè)學(xué)生中________．A．甲的說法正確B．乙的說法正確C．兩學(xué)生的說法都是錯(cuò)誤的解析：(1)擺球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)小球速度最大，容易觀察和計(jì)時(shí)；圖甲中停表的示數(shù)為1.5min＋12.5s＝102.5s，那么周期T＝eq\f(102.5,50)s＝2.05s.(2)從懸點(diǎn)到球心的距離即為擺長(zhǎng)，可得L＝0.9970m.(3)由單擺周期公式T＝2πeq\r(\f(L,g))可得g＝eq\f(4π2L,T2).(4)由于受到空氣浮力的影響，小球的質(zhì)量沒變而相當(dāng)于小球所受重力減小，即等效重力加速度減小，因而振動(dòng)周期變大，選項(xiàng)A正確．答案：(1)低2.05s(2)0.9970(0.9970～0.9980均可)(3)eq\f(4π2L,T2)(4)A三、計(jì)算題(此題共3小題，共46分)9．(14分)(2022·河南八市質(zhì)檢)波源S的振動(dòng)圖象如圖甲所示，由此產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧波向右傳播，波上兩點(diǎn)S、P相距1.5m，如圖乙所示，波速v＝6m/s，求：(1)作出t＝0.25s時(shí)S、P間的波形圖；(2)在t＝0到t＝0.5s內(nèi)，P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程．解析：(1)由圖甲可知該波的周期為T＝0.2s所以該波的波長(zhǎng)λ＝vT＝1.2m又eq\f(SP,λ)＝1eq\f(1,4)波由S點(diǎn)傳到P點(diǎn)用時(shí)t1＝eq\f(SP,v)＝0.25s那么當(dāng)t＝0.25s時(shí)，P點(diǎn)開始振動(dòng)(向下振動(dòng))，SP間的波形圖如下圖．(2)在0～0.5s內(nèi)P點(diǎn)振動(dòng)的時(shí)間0.25s，運(yùn)動(dòng)的路程為x＝eq\f(0.25,0.2)×4A＝5A＝25cm.答案：(1)圖見解析(2)25cm10．(16分)一列橫波沿x軸傳播，圖中實(shí)線表示某時(shí)刻的波形，虛線表示從該時(shí)刻起0.005s后的波形．(1)如果周期大于0.005s，那么當(dāng)波向右傳播時(shí)，波速為多大？波向左傳播時(shí)，波速又是多大？(2)如果周期小于0.005s，那么當(dāng)波速為6000m/s時(shí)，求波的傳播方向．解析：(1)如果周期大于0.005s，波在0.005s內(nèi)傳播的距離小于一個(gè)波長(zhǎng)．如果波向右傳播，從題圖上看出傳播的距離為2m，由此可得波速為v右＝eq\f(Δx,Δt)＝400m/s；如果波向左傳播，從題圖上看出傳播的距離為6m，由此可得波速v左＝eq\f(Δx,Δt)＝1200m/s.(2)由題圖知波長(zhǎng)λ＝8m，波的傳播距離為Δx＝vΔt＝6000m/s×0.005s＝30m＝3.75λ，所以波向左傳播．答案：(1)400m/s1200m/s(2)向左傳播11．(16分)實(shí)線和虛線分別是沿x軸傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波在t1＝0和t2＝0.06s時(shí)刻的波形圖．在t＝0時(shí)刻，x＝1.5m處的質(zhì)點(diǎn)向y軸正方向運(yùn)動(dòng)．(1)判斷該波的傳播方向；(2)求該波的最小頻率；(3)假設(shè)3T<0.06s<4T，求該波的波速大?。馕觯?1)由題意可知該波向x軸正方向傳播．(2)因波的傳播具有周期性，設(shè)波的周期為T，t2＝0.06s時(shí)刻，那么有(以下各式中n＝0，1，2…)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(3,4)))T＝0.06s得T＝eq\f(0.24,4n＋3)s那么f＝eq\f(1,T)＝eq\f(4n＋3,0.24)Hz當(dāng)n＝0時(shí)，f最小為fmin＝eq\f(3,0.24)Hz＝12.5Hz.(3)法一：由3T<0.06s<4T，eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f