【名師一號(hào)】2021年人教版物理雙基限時(shí)練-選修3-4：階段性檢測(cè)(一)

階段性檢測(cè)(一)(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)第Ⅰ卷(選擇題，共48分)一、選擇題(本題有12小題，每小題4分，共48分．)1.一列簡(jiǎn)諧波在兩時(shí)刻的波形如下圖中實(shí)線和虛線所示，由圖可確定這列波的()A．周期 B．波速C．波長(zhǎng) D．頻率解析：由題圖可知波長(zhǎng)λ＝4m，故本題正確選項(xiàng)為C.答案：C2．下列說(shuō)法中不正確的是()A．機(jī)械波的傳播方向就是波中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向B．機(jī)械波的傳播方向就是振動(dòng)能量傳遞的方向C．機(jī)械波傳播的是振動(dòng)這種運(yùn)動(dòng)形式，質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移D．波不但能傳遞能量也能傳遞信息解析：機(jī)械波的傳播方向不同于質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，而是振動(dòng)能量傳遞的方向．機(jī)械波傳播的是振動(dòng)這種形式，介質(zhì)本身不隨波遷移，我們用語(yǔ)言溝通，利用聲波傳遞信息，因此波不但能傳遞能量也能傳遞信息，所以不正確的是A項(xiàng)．答案：A3．以下說(shuō)法正確的是()A．在室內(nèi)講話的聲音比在曠野講話的聲音洪亮，是聲波的多普勒效應(yīng)B．在水里的人能聽(tīng)到岸上的聲音，是聲波的干涉現(xiàn)象C．“聞其聲而不見(jiàn)其人”是聲波的衍射現(xiàn)象D．迎面駛來(lái)的汽車(chē)?guó)Q笛時(shí)聲音越來(lái)越大，是聲波的干涉現(xiàn)象答案：C4．兩列沿相反方向傳播的振幅和波長(zhǎng)都相同的半波(如圖甲)，在相遇的某一時(shí)刻(如圖乙)兩列波“消逝”，此時(shí)圖中a、b質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向是()甲乙A．a(chǎn)向上，b向下 B．a(chǎn)向下，b向上C．a(chǎn)、b都靜止 D．a(chǎn)、b都向上解析：由波的疊加原理知，波在相遇時(shí)互不影響地相互通過(guò)，通過(guò)后各自保持原有的狀態(tài)連續(xù)傳播．在圖乙所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻，兩列波都引起a向下振動(dòng)，引起b向上振動(dòng)，所以選項(xiàng)B正確．答案：B5．(多選題)一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，如圖所示，在0.2s到0.3s這段時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀況是()A．沿負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，且速度不斷增大B．沿負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，且位移不斷增大C．沿正方向運(yùn)動(dòng)，且速度不斷增大D．沿正方向運(yùn)動(dòng)，且加速度不斷減小解析：由圖象可看出，在0.2s至0.3s這段時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)沿負(fù)方向的位移不斷減小，說(shuō)明質(zhì)點(diǎn)正沿正方向由負(fù)的最大位移向著平衡位置運(yùn)動(dòng)，由此可推斷答案中A、B是錯(cuò)誤的；0.2s至0.3s之間質(zhì)點(diǎn)加速度不斷減小，而加速度方向沿正方向，故選項(xiàng)D正確；又質(zhì)點(diǎn)的速度方向與加速度方向都是正方向，故質(zhì)點(diǎn)做變加速運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)速度不斷增大，所以選項(xiàng)C也是正確的．答案：CD6.如圖所示，在兩根等長(zhǎng)的細(xì)線下懸掛一個(gè)小球(體積可忽視)組成了所謂的雙線擺，若擺線長(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)，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：這是一個(gè)變形的單擺，可以用單擺的周期公式T＝2πeq\r(\f(l,g))求解，但留意此處的l與題中的擺線長(zhǎng)不同，公式中的l指質(zhì)點(diǎn)到懸點(diǎn)(等效懸點(diǎn))的距離，即做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑．單擺的等效擺長(zhǎng)為lsinα，所以周期T＝2πeq\r(\f(lsinα,g)).答案：D7．(多選題)圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖象，圖乙為質(zhì)點(diǎn)P以此時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)的振動(dòng)圖象．從今時(shí)刻起()甲乙A．經(jīng)過(guò)0.35s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q距平衡位置的距離小于質(zhì)點(diǎn)P距平衡位置的距離B．經(jīng)過(guò)0.25s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q的加速度大于質(zhì)點(diǎn)P的加速度C．經(jīng)過(guò)0.15s，波沿x軸的正方向傳播了3mD．經(jīng)過(guò)0.1s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸正方向解析：由圖乙知P點(diǎn)在t＝0時(shí)刻向下振動(dòng)，可得簡(jiǎn)諧波向右傳播．t1＝0.35s＝1eq\f(3,4)T時(shí)刻，P點(diǎn)處于波峰，Q點(diǎn)的位移為0～－0.2m之間的某值，A正確；t2＝0.25s＝1eq\f(1,4)T時(shí)刻，P點(diǎn)處于波谷，加速度最大，故B錯(cuò)誤；經(jīng)過(guò)t3＝0.15s＝eq\f(3,4)T時(shí)，波向正方向傳播了s3＝eq\f(3,4)λ＝3m，故C正確；t4＝0.1s＝eq\f(1,2)T時(shí)刻，Q點(diǎn)的位移為正，速度方向?yàn)閥軸負(fù)方向，D錯(cuò)誤．答案：AC8.(多選題)如圖所示是某一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象，下列說(shuō)法正確的是()A．在第1s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)速度漸漸增大B．在第2s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)速度漸漸增大C．在第3s內(nèi)，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能D．在第4s內(nèi)，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能解析：質(zhì)點(diǎn)在第1s內(nèi)，由平衡位置向正向最大位移處運(yùn)動(dòng)，做減速運(yùn)動(dòng)，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在第2s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)由正向最大位移處向平衡位置運(yùn)動(dòng)，做加速運(yùn)動(dòng)，所以選項(xiàng)B正確；在第3s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)由平衡位置向負(fù)向最大位移處運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能，所以選項(xiàng)C正確；在第4s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)由負(fù)向最大位移處向平衡位置運(yùn)動(dòng)，勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：BC9．光滑的水平面上放有質(zhì)量分別為m和eq\f(1,2)m的兩木塊，下方木塊與一勁度系數(shù)為k的彈簧相連，彈簧的另一端固定在墻上，如圖所示．已知兩木塊之間的最大靜摩擦力為f，為使這兩個(gè)木塊組成的系統(tǒng)能像一個(gè)整體一樣地振動(dòng)，系統(tǒng)的最大振幅為()A.eq\f(f,k) B.eq\f(2f,k)C.eq\f(3f,k) D.eq\f(4f,k)解析：f＝0.5ma，kA＝1.5ma，由上兩式解得A＝eq\f(3f,k).答案：C10.如圖為一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t＝0時(shí)的波形，當(dāng)R點(diǎn)在t＝0時(shí)的振動(dòng)狀態(tài)傳到S點(diǎn)時(shí)，PR范圍內(nèi)(含P、R)有一些質(zhì)點(diǎn)正在向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，這些質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)取值范圍是()A．2cm≤x≤4cm B．2cm<x<4cmC．2cm≤x<3cm D．2cm<x≤3cm解析：當(dāng)R點(diǎn)在t＝0時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)傳到S點(diǎn)時(shí)，其波形如圖所示．由圖可推斷正在向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)應(yīng)在1cm<x<3cm和5cm<x<7cm，符合題意的選項(xiàng)應(yīng)為C.答案：C11．如圖所示為一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡(jiǎn)諧波在某一時(shí)刻的圖象，下列說(shuō)法中正確的是()A．該時(shí)刻a點(diǎn)和d點(diǎn)處的質(zhì)點(diǎn)位移相同，加速度方向相反B．該時(shí)刻b點(diǎn)和c點(diǎn)處的質(zhì)點(diǎn)位移相同，速度方向也相同C．質(zhì)點(diǎn)b比質(zhì)點(diǎn)c先回到平衡位置D．質(zhì)點(diǎn)a比質(zhì)點(diǎn)d先回到平衡位置解析：題圖時(shí)刻a、d兩點(diǎn)位移相同，加速度相同，A錯(cuò)．b、c兩點(diǎn)位移相同，速度方向相反，B錯(cuò)誤．據(jù)“上坡下、下坡上”可以推斷a、b兩點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，c、d兩點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，所以c比b先回到平衡位置，a比d先回到平衡位置，C錯(cuò)，D對(duì)．答案：D12．(多選題)一砝碼和一輕彈簧構(gòu)成彈簧振子，圖甲所示的裝置可用于爭(zhēng)辯該彈簧振子的受迫振動(dòng)．勻速轉(zhuǎn)動(dòng)把手時(shí)，曲桿給彈簧振子以驅(qū)動(dòng)力，使振子做受迫振動(dòng)．把手勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的周期就是驅(qū)動(dòng)力的周期，轉(zhuǎn)變把手勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的速度就可以轉(zhuǎn)變驅(qū)動(dòng)力的周期．若保持把手不動(dòng)，給砝碼一向下的初速度，砝碼便做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)圖線如圖乙所示．當(dāng)把手以某一速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，受迫振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，砝碼的振動(dòng)圖象如圖丙所示．()甲乙丙若用T0表示彈簧振子的固有周期，T表示驅(qū)動(dòng)力的周期，Y表示受迫振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定后砝碼振動(dòng)的振幅，則()A．由圖線可知T0＝4sB．由圖線可知T0＝8sC．當(dāng)T在4s四周時(shí)，Y顯著增大，當(dāng)T比4s小得多或大得多時(shí)，Y很小D．當(dāng)T在8s四周時(shí)，Y顯著增大，當(dāng)T比8s小得多或大得多時(shí)，Y很小解析：由題中圖乙可知彈簧振子的固有周期T0＝4s，故A選項(xiàng)正確、B選項(xiàng)錯(cuò)誤．依據(jù)受迫振動(dòng)的特點(diǎn)：當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的周期與系統(tǒng)的固有周期相同時(shí)發(fā)生共振，振幅最大；當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的周期與系統(tǒng)的固有周期相差越多時(shí)，受迫振動(dòng)物體振動(dòng)穩(wěn)定后的振幅越小，故C選項(xiàng)正確、D選項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：AC第Ⅱ卷(非選擇題，共52分)二、試驗(yàn)題(本題有2小題，共14分．請(qǐng)按題目要求作答)13．(6分)有兩個(gè)同學(xué)利用假期分別去參觀位于天津市的“南開(kāi)高?！焙蜕虾Ｊ械摹皬?fù)旦高校”，他們各拘束那里的物理試驗(yàn)室利用先進(jìn)的DIS系統(tǒng)較精確?????地探究了單擺周期T和擺長(zhǎng)L的關(guān)系．然后他們通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)溝通試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并由計(jì)算機(jī)繪制了T2－L圖象，如圖甲所示，已知天津市比上海市的緯度高，則去“南開(kāi)”的同學(xué)所測(cè)得的試驗(yàn)結(jié)果對(duì)應(yīng)的圖線是________(填“A”或“B”)．另外，去“復(fù)旦”做爭(zhēng)辯的同學(xué)還利用計(jì)算機(jī)繪制了他試驗(yàn)用的a、b兩個(gè)擺球的振動(dòng)圖象，如圖乙所示，由圖象可知兩單擺擺長(zhǎng)之比eq\f(La,Lb)＝________，在t＝2s時(shí)b球振動(dòng)方向是：________(填“y軸正方向”或“y軸負(fù)方向”)．甲乙解析：(1)T2－L圖線的斜率為eq\f(4π2,g)，南開(kāi)高校所處緯度高，重力加速度大，對(duì)應(yīng)斜率小，故B圖線為去南開(kāi)高校的同學(xué)所作．由圖乙可知eq\f(Ta,Tb)＝eq\f(2,3)，又T2∝L，則eq\f(La,Lb)＝eq\f(4,9).由圖象可看出t＝2s時(shí)b的振動(dòng)方向沿y軸正向．答案：B(2分)4∶9(2分)y軸正方向(2分)14．(8分)將一單擺裝置豎直懸掛于某一深度為h(未知)且開(kāi)口向下的小筒中(單擺的下部分露于筒外)，如圖甲所示，將懸線拉離平衡位置一個(gè)小角度后由靜止釋放，設(shè)單擺搖擺過(guò)程中懸線不會(huì)遇到筒壁，假如本試驗(yàn)的長(zhǎng)度測(cè)量工具只能測(cè)量出筒的下端口到擺球球心的距離L，并通過(guò)轉(zhuǎn)變L而測(cè)出對(duì)應(yīng)的搖擺周期T，再以T2為縱軸、L為橫軸作出函數(shù)關(guān)系圖象，那么就可以通過(guò)此圖象得出小筒的深度h和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭.甲乙丙(1)現(xiàn)有如下測(cè)量工具：A.時(shí)鐘；B.秒表；C.天平；D.毫米刻度尺．本試驗(yàn)所需的測(cè)量工具有_____________________________________________________________.(2)假照試驗(yàn)中所得到的T2－L關(guān)系圖象如圖乙所示，那么真正的圖象應(yīng)當(dāng)是a、b、c中的________．(3)由圖象可知，小筒的深度h＝________m；當(dāng)?shù)豨＝________m/s2.解析：本試驗(yàn)主要考查用單擺測(cè)重力加速度的試驗(yàn)步驟、試驗(yàn)方法和數(shù)據(jù)處理方法．(1)測(cè)量筒的下端口到擺球球心之間的距離L要用到毫米刻度尺，測(cè)單擺的周期需要用秒表，所以測(cè)量工具選B、D項(xiàng)．(2)設(shè)擺線在筒內(nèi)部分的長(zhǎng)度為h，由T＝2πeq\f(L＋h,g)得，T2＝eq\f(4π2,g)L＋eq\f(4π2,g)h，可知T2－L關(guān)系圖象為a.(3)將T2＝0，L＝－30cm代入上式可得h＝30cm＝0.3m將T2＝1.20，L＝0代入上式可求得g＝π2≈9.86m/s2答案：(1)BD(2分)(2)a(2分)(3)0.3(2分)9.86(2分)三、計(jì)算題(本題有3小題，共38分．解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟，只寫(xiě)出最終答案的不得分．有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必需明確寫(xiě)出數(shù)值和單位)15．(11分)漁船常利用超聲波來(lái)探測(cè)遠(yuǎn)處魚(yú)群的方位．已知某超聲波頻率為1.0×105Hz，某時(shí)刻該超聲波在水中傳播的波動(dòng)圖象如圖所示．(1)從該時(shí)刻開(kāi)頭計(jì)時(shí)，畫(huà)出x＝7.5×10－3m(2)現(xiàn)測(cè)得超聲波信號(hào)從漁船到魚(yú)群來(lái)回一次所用時(shí)間為4s，求魚(yú)群與漁船間的距離(忽視船和魚(yú)群的運(yùn)動(dòng))．解析：(1)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期T＝eq\f(1,f)＝1.0×10－5s，所以x＝7.5×10－3m(2)從題圖讀出λ＝15×10－3m求出v＝λf＝1500m/s(3分)s＝eq\f(vt,2)＝3000m(3分)答案：(1)見(jiàn)解析圖(2)3000m16.(12分)如圖所示，小球m自A點(diǎn)以沿AD方向的初速度v漸漸接近固定在D點(diǎn)的小球n.已知eq\o\ac(AB,\s\up15(︵))＝0.8m，圓弧AB半徑R＝10m，AD＝10m，A、B、C、D在同一水平面上，則v為多大時(shí)，才能使m恰好遇到小球n？(設(shè)g取10m/s2，不計(jì)一切摩擦)解析：小球m的運(yùn)動(dòng)由兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)合成，這兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)分別是：以速度v沿AD方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和在圓弧面AB方向上的往復(fù)運(yùn)動(dòng)．由于eq\x\to(AB)?R，所以小球在圓弧面上的往復(fù)運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性，是類(lèi)單擺，其圓弧半徑R即為類(lèi)單擺的擺長(zhǎng)．設(shè)小球m恰好能遇到小球n，則有：AD＝vt，(3分)且滿足t＝kT(k＝1,2,3…)，(3分)又T＝2πeq\r(\f(R,g))，(3分)解以上方程得v＝eq\f(5,kπ)m/s(k＝1,2,3…)．(3分)答案：eq\f(5,kπ)m/s(k＝1,2,3…)17．(15分)一列簡(jiǎn)諧橫波沿直線傳播，在波的傳播方向上有P、Q兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，它們相距0.8m．當(dāng)t＝0時(shí)，P、Q兩點(diǎn)的位移恰好是正最大值，且P、Q間只有一個(gè)波谷．當(dāng)t＝0.6s時(shí)，P、Q兩點(diǎn)正好處于平衡位置，且P、Q兩點(diǎn)只有一個(gè)波峰和一個(gè)波谷，且波峰距Q點(diǎn)的距離第一次為0.2m．求：(1)波由P傳至Q，波的周期．(2)波由Q傳至P，波的速度．(3)波由Q傳至P，從t＝0時(shí)開(kāi)頭觀看，哪些時(shí)刻P、Q間(P、Q除外)只有一個(gè)