一輪單元訓(xùn)練金卷高三物理第十六單元 機械振動與機械波

一輪單元訓(xùn)練金卷·高三·物理(A)卷第十六單元機械振動與機械波注意事項：1、答題前,先將自己的姓名、準考證號填寫在試題卷和答題卡上,并將準考證號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。2、選擇題的作答：每小題選出答案后,用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標號涂黑,寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。3、非選擇題的作答：用簽字筆直接答在答題卡上對應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。4、考試結(jié)束后,請將本試題卷和答題卡一并上交。一、選擇題：本題共10小題,每小題5分。選對1個得2分,選對2個得4分,選對3個得5分。每選錯1個扣3分,最低得分為0分。1、(2018·江西重點中學(xué)聯(lián)考)如圖所示,曲軸上掛一個彈簧振子,轉(zhuǎn)動搖把,曲軸可帶動彈簧振子上下振動、開始時不轉(zhuǎn)動搖把,讓振子自由振動,測得其頻率為2Hz.現(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動搖把,轉(zhuǎn)速為240r/min.則()A、當振子穩(wěn)定振動時,它的振動周期是0.5sB、當振子穩(wěn)定振動時,它的振動頻率是4HzC、當轉(zhuǎn)速增大時,彈簧振子的振幅增大D、當轉(zhuǎn)速減小時,彈簧振子的振幅增大E、振幅增大的過程中,外界對彈簧振子做正功2、(2018·蘭州一中高三質(zhì)檢)如圖所示為同一地點的兩單擺甲、乙的振動圖象,下列說法中正確的是()A、甲、乙兩單擺的擺長相等B、甲擺的振幅比乙擺大C、甲擺的機械能比乙擺大D、甲擺的周期比乙擺大E、在t＝0.5s時有正向最大加速度的是乙擺3.如圖,a、b、c、d是均勻媒質(zhì)中x軸上的四個質(zhì)點,相鄰兩點的間距依次為2m、4m和6m、一列簡諧橫波以2m/s的波速沿x軸正向傳播,在t＝0時刻到達質(zhì)點a處,質(zhì)點a由平衡位置開始豎直向下運動,t＝3s時a第一次到達最高點、下列說法正確的是()A、在t＝6s時刻波恰好傳到質(zhì)點d處B、在t＝5s時刻質(zhì)點c恰好到達最高點C、質(zhì)點b開始振動后,其振動周期為4sD、在4s<t<6s的時間間隔內(nèi)質(zhì)點c向上運動E、當質(zhì)點d向下運動時,質(zhì)點b一定向上運動4、如圖甲所示為以O(shè)點為平衡位置,在A、B兩點間做簡諧運動的彈簧振子,圖乙為這個彈簧振子的振動圖象,由圖可知下列說法中正確的是()A、在t＝0.2s時,彈簧振子的加速度為正向最大B、在t＝0.1s與t＝0.3s兩個時刻,彈簧振子在同一位置C、從t＝0到t＝0.2s時間內(nèi),彈簧振子做加速度增大的減速運動D、在t＝0.6s時,彈簧振子有最小的彈性勢能E、在t＝0.2s與t＝0.6s兩個時刻,振子速度都為零5、(2018·溫州八校聯(lián)考)如圖所示,把能在絕緣光滑水平面上做簡諧運動的彈簧振子放在水平向右的勻強電場中,小球在O點時,彈簧處于原長,A、B為關(guān)于O對稱的兩個位置,現(xiàn)在使小球帶上負電,并讓小球從B點靜止釋放,那么下列說法不正確的是()A、小球仍然能在A、B間做簡諧運動,O點是其平衡位置B、小球從B運動到A的過程中,動能一定先增大后減小C、小球仍然能做簡諧運動,但其平衡位置不在O點D、小球不可能再做簡諧運動E、小球從B點運動到A點,其動能的增加量一定等于電勢能的減少量6、(2018·湖北襄陽四中模擬)如圖甲所示為一彈簧振子自由振動(即做簡諧運動)時的位移隨時間變化的圖象,圖乙為該彈簧振子在某外力的作用下做受迫振動時的位移隨時間變化的圖象,則下列說法中正確的是()A、由圖甲可知該彈簧振子的固有周期為4sB、由圖乙可知彈簧振子的固有周期為8sC、由圖乙可知外力的周期為8sD、如果改變外力的周期,在接近4s的附近該彈簧振子的振幅較大E、如果改變外力的周期,在接近8s的附近該彈簧振子的振幅較大7、(2018·濟南月考)甲、乙兩彈簧振子,振動圖象如圖所示,則可知()A、兩彈簧振子完全相同B、兩彈簧振子所受回復(fù)力最大值之比F甲∶F乙＝2∶1C、振子甲速度為零時,振子乙速度最大D、兩振子的振動頻率之比f甲∶f乙＝1∶2E、振子甲加速度為零時,振子乙速度最大8、如圖甲所示,在水平面內(nèi),有三個質(zhì)點a、b、c分別位于直角三角形的三個頂點上,已知ab＝6m,ac＝8m、在t1＝0時刻a、b同時開始振動,振動圖象均如圖乙所示,所形成的機械波在水平面內(nèi)傳播,在t2＝4s時c點開始振動,則()A、該機械波的傳播速度大小為2m/sB、c點的振動頻率先是與a點相同,兩列波相遇后c點的振動頻率增大C、該列波的波長是2mD、兩列波相遇后,c點振動加強E、兩列波相遇后,c點振動先加強后減弱9、(2018·河北石家莊調(diào)研)如圖甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖,圖乙為介質(zhì)中x＝2m處的質(zhì)點P以此時刻為計時起點的振動圖象、下列說法正確的是()A、這列波的傳播方向是沿x軸正方向B、這列波的傳播速度是20m/sC、經(jīng)過0.15s,質(zhì)點P沿x軸的正方向傳播了3mD、經(jīng)過0.1s,質(zhì)點Q的運動方向沿y軸正方向E、經(jīng)過0.35s,質(zhì)點Q距平衡位置的距離小于質(zhì)點P距平衡位置的距離10.(2015·高考海南卷)一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t＝0時刻的波形如圖所示,質(zhì)點P的x坐標為3m、已知任意振動質(zhì)點連續(xù)2次經(jīng)過平衡位置的時間間隔為0.4s,下列說法正確的是()A、波速為4m/sB、波的頻率為1.25HzC、x坐標為15m的質(zhì)點在t＝0.6s時恰好位于波谷D、x坐標為22m的質(zhì)點在t＝0.2s時恰好位于波峰E、當質(zhì)點P位于波峰時,x坐標為17m的質(zhì)點恰好位于波谷二、非選擇題：本大題共4小題,共60分。按題目要求作答。解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟,只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。11、有兩個同學(xué)利用假期分別去參觀北大和南大的物理實驗室,各自在那里利用先進的DIS系統(tǒng)較準確地探究了“單擺的周期T與擺長l的關(guān)系”,他們通過校園網(wǎng)交換實驗數(shù)據(jù),并由計算機繪制了T2－l圖象,如圖甲所示,去北大的同學(xué)所測實驗結(jié)果對應(yīng)的圖線是________(選填“A”或“B”)、另外,在南大做探究的同學(xué)還利用計算機繪制了a、b兩個擺球的振動圖象(如圖乙所示),由圖可知,兩單擺擺長之比eq\f(la,lb)＝________、在t＝1s時,b球振動的方向是__________、12、(2015·高考江蘇卷)(1)一漁船向魚群發(fā)出超聲波,若魚群正向漁船靠近,則被魚群反射回來的超聲波與發(fā)出的超聲波相比________、A、波速變大 B、波速不變C、頻率變高 D、頻率不變(2)用2×106Hz的超聲波檢查膽結(jié)石,該超聲波在結(jié)石和膽汁中的波速分別為2250m/s和1500m/s,則該超聲波在結(jié)石中的波長是膽汁中的________倍、用超聲波檢查膽結(jié)石是因為超聲波的波長較短,遇到結(jié)石時________(選填“容易”或“不容易”)發(fā)生衍射、13、實線和虛線分別是沿x軸傳播的一列簡諧橫波在t1＝0和t2＝0.06s時刻的波形圖、已知在t＝0時刻,x＝1.5m處的質(zhì)點向y軸正方向運動、(1)判斷該波的傳播方向；(2)求該波的最小頻率；(3)若3T<0.06s<4T,求該波的波速大小、14.在某種均勻介質(zhì)中,S1、S2處有相距4m的兩個波源,沿垂直紙面方向做簡諧運動,其周期分別為T1＝0.8s和T2＝0.4s,振幅分別為A1＝2cm和A2＝1cm,在該介質(zhì)中形成的簡諧波的波速v＝5m/s,S處有一質(zhì)點,它到S1的距離為3m,且SS1⊥S1S2.在t＝0時刻,兩波源同時開始垂直紙面向外振動,則求：①t＝0時刻的振動傳到S處的時間差；②t＝10s時,S處質(zhì)點離開平衡位置的位移大小、一輪單元訓(xùn)練金卷·高三·物理(A)卷第十六單元機械振動與機械波答案1.【答案】BDE【解析】選BDE.搖把勻速轉(zhuǎn)動的頻率f＝n＝eq\f(240,60)Hz＝4Hz,周期T＝eq\f(1,f)＝0.25s,當振子穩(wěn)定振動時,它的振動周期及頻率均與驅(qū)動力的周期及頻率相等,A錯誤,B正確、當轉(zhuǎn)速減小時,其頻率將更接近振子的固有頻率2Hz,彈簧振子的振幅將增大,C錯誤,D正確、外界對彈簧振子做正功,系統(tǒng)機械能增大,振幅增大,故E正確、2.【答案】ABE【解析】選ABE.可從題圖上看出甲擺振幅大,B正確；由題圖知兩擺周期相等,則擺長相等,因兩擺球質(zhì)量關(guān)系不明確,無法比較它們的機械能的大小,A正確,C、D錯誤；t＝0.5s時乙擺球在負的最大位移處,故有正向最大加速度,E正確、3.【答案】ACD【解析】選ACD.由波的傳播知t＝6s時波傳播的距離s＝vt＝2×6m＝12m,即傳到d點,選項A正確；t＝0時a由平衡位置開始向下振動,t＝3s時第一次到達最高點,則eq\f(3,4)T＝3s,得T＝4s；各質(zhì)點振動周期相同,選項C正確；波傳到c點所需時間t＝eq\f(s,v)＝eq\f(6,2)s＝3s,此時c點由平衡位置開始向下振動,1s后到達最低點,所以4s<t<6s內(nèi)質(zhì)點c向上運動,選項D正確；5s時c點正在平衡位置,選項B錯誤；由v＝eq\f(λ,T)得λ＝vT＝2×4m＝8m,bd間距Δx＝10m＝1eq\f(1,4)λ,其振動方向并不始終相反,選項E錯誤、4.【答案】BCE【解析】選BCE.t＝0.2s時,彈簧振子的位移為正向最大值,而彈簧振子的加速度與位移大小成正比,方向與位移方向相反,A錯誤；在t＝0.1s與t＝0.3s兩個時刻,彈簧振子的位移相同,B正確；從t＝0到t＝0.2s時間內(nèi),彈簧振子從平衡位置向最大位移處運動,位移逐漸增大,加速度逐漸增大,加速度方向與速度方向相反,彈簧振子做加速度增大的減速運動,C正確；在t＝0.6s時,彈簧振子的位移為負向最大值,即彈簧的形變量最大,彈簧振子的彈性勢能最大,D錯誤；t＝0.2s與t＝0.6s,振子在最大位移處,速度為零,E正確、5.【答案】ABD【解析】選ABD.小球在勻強電場中受到水平向左的電場力,設(shè)該電場力大小為F0,小球合力為零的位置應(yīng)該在O點左側(cè),設(shè)為O1,設(shè)O1、O點的間距為x0,彈簧勁度系數(shù)為k,則F0＝kx0；取水平向右為正方向,當小球從O1點向右運動的位移為x時,回復(fù)力F＝－F0＋k(x0－x)＝－kx,所以小球會以O(shè)1點為平衡位置做簡諧運動,選項A、D錯誤,C正確；因為不知道A點與平衡位置O1點的位置關(guān)系,所以不能確定小球從B運動到A的過程中,動能如何變化,選項B錯誤；小球做簡諧運動的過程中,小球的動能和電勢能及彈簧的彈性勢能之和守恒,小球從B點運動到A點,彈簧的彈性勢能不變,所以小球動能的增加量一定等于電勢能的減少量,選項E正確、6.【答案】ACD【解析】選ACD.圖甲是彈簧振子自由振動時的圖象,由圖甲可知,其振動的固有周期為4s,A正確、B錯誤；圖乙是彈簧振子在驅(qū)動力作用下的振動圖象,彈簧振子的振動周期等于驅(qū)動力的周期,即8s,C正確；當固有周期與驅(qū)動力的周期相等時,其振幅最大,驅(qū)動力的周期越接近固有周期,彈簧振子的振幅越大,D正確、E錯誤、7.【答案】CDE【解析】選CDE.從圖象中可以看出,兩彈簧振子周期之比T甲∶T乙＝2∶1,得頻率之比f甲∶f乙＝1∶2,D選項正確；彈簧振子周期與振子質(zhì)量、彈簧勁度系數(shù)k有關(guān),周期不同,說明兩彈簧振子不同,A錯誤；由于彈簧的勁度系數(shù)k不一定相同,所以兩振子所受回復(fù)力(F＝－kx)的最大值之比F甲∶F乙不一定為2∶1,所以B錯誤；由簡諧運動的特點可知,在振子到達平衡位置時位移為零,速度最大；在振子到達最大位移處時,速度為零,從圖象中可以看出,在振子甲到達最大位移處時,振子乙恰好到達平衡位置,所以C正確,同理E也正確、8.【答案】ACD【解析】選ACD.因為經(jīng)過4s,振動由a點傳到c點,則波的傳播速度v＝eq\f(8,4)m/s＝2m/s,選項A正確；c點的振動頻率先是與a點相同,兩列波相遇后c點的振動頻率仍然是不變的,選項B錯誤；該波的波長為λ＝vT＝2×1m＝2m,選項C正確；因為bc－ac＝2m＝λ,故兩列波相遇后,c點振動加強,選項D正確、E錯誤、9.【答案】ABE【解析】選ABE.由題中甲、乙兩圖可知,該波向x軸正方向傳播,A正確；由題圖甲知波長λ＝4m,由題圖乙知周期T＝0.2s,則波速v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(4,0.2)m/s＝20m/s,B正確；質(zhì)點不隨波遷移,只在其平衡位置附近振動,C錯誤；經(jīng)過0.1s＝eq\f(1,2)T,質(zhì)點Q的運動方向沿y軸負方向,D錯誤；經(jīng)過0.35s＝1eq\f(3,4)T,質(zhì)點P到達波峰,而質(zhì)點Q在波谷與平衡位置之間,故E正確、10.【答案】BDE【解析】選BDE.任意振動質(zhì)點連續(xù)兩次通過平衡位置的時間間隔為0.4s,則eq\f(1,2)T＝0.4s,解得T＝0.8s,f＝eq\f(1,T)＝1.25Hz,選項B正確；由題圖知：該波的波長λ＝4m,波速v＝eq\f(λ,T)＝5m/s,故選項A錯誤；畫出t＝0.6s時的波形圖如圖所示,因15m＝3λ＋eq\f(3,4)λ,故x坐標為15m的質(zhì)點與x＝3m處的質(zhì)點振動情況一樣,即在平衡位置向下振動,選項C錯誤；畫出t＝0.2s時的波形圖如圖所示,因22m＝5λ＋eq\f(1,2)λ,故x＝22m處的質(zhì)點與x＝2m處的質(zhì)點振動情況一樣,即在波峰位置,選項D正確；因質(zhì)點P與x＝17m處質(zhì)點平衡位置間距離Δx＝14m＝3λ＋eq\f(1,2)λ,故兩質(zhì)點振動步調(diào)相反,選項E正確、11.【答案】Beq\f(4,9)沿y軸負方向【解析】由單擺的周期公式T＝2πeq\r(\f(l,g))得：T2＝eq\f(4π2,g)l,即圖象的斜率k＝eq\f(4π2,g),重力加速度越大,斜率越小,我們知道北京的重力加速度比南京的大,所以去北大的同學(xué)所測實驗結(jié)果對應(yīng)的圖線是B；從題圖乙可以得出Tb＝1.5Ta,由T＝2πeq\r(\f(l,g))知,兩單擺擺長之比eq\f(la,lb)＝eq\f(4,9)；從題圖乙可以看出,t＝1s時b球正在向負最大位移處運動,所以b球的振動方向沿y軸負方向、12.【答案】(1)BC(2)1.5不容易【解析】(1)漁船與魚群發(fā)生相對運動,被魚群反射回來的超聲波的速度大小不變；由多普勒效應(yīng)知,反射回來的超聲波的頻率變高,故選項B、C正確、(2)由v＝λf知,超聲波在結(jié)石中的波長λ1＝eq\f(v1,f),在膽汁中的波長λ2＝eq\f(v2,f),則波長之比：eq\f(λ1,λ2)＝eq\f(v1,v2)＝1.5.超聲波遇到結(jié)石時,其波長遠小于結(jié)石的線度,則超聲波遇到結(jié)石時不容易發(fā)生衍射現(xiàn)象、13.【答案】(1)向右傳播(2)12.5Hz(3)75m/s【解析】(1)由題意可知該波向右傳播、(2)因波的傳播具有周期性,設(shè)波的周期為T,t2＝0.06s時刻,則有(下列各式中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則f＝eq\f(1,T)＝eq\f(4n＋3,0.24)Hz當n＝0時,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\a