2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專項(xiàng)練習(xí)單元質(zhì)檢七機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波

單元質(zhì)檢七機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波(時(shí)間:45分鐘滿分:100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共5小題,每小題6分,共30分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)符合題目要求)1.2024年6月17日,四川省長寧縣發(fā)生地震,成都提前61秒收到預(yù)警,成都高新減災(zāi)探討所通過社區(qū)喇叭、手機(jī)短信、電視等途徑向社區(qū)居民發(fā)布預(yù)警信息,如圖所示是播放的倒計(jì)時(shí)畫面。已知:地震發(fā)生時(shí)主要發(fā)出縱波和橫波,縱波振動(dòng)方向與波傳播方向一樣,而橫波振動(dòng)方向與波傳播方向垂直,縱波傳播速度約為8km/s,橫波傳播速度約為4km/s,一般來說縱波的振幅比橫波小。依據(jù)以上信息,下列說法正確的是()A.一般來說,縱波造成的危害比橫波大B.在震源中心地區(qū)的人們先感受到上下振動(dòng),過一小會(huì)兒再感受到水平晃動(dòng)C.依據(jù)以上信息可以推斷長寧縣距離成都市不足200kmD.該新聞?wù)f明人類已經(jīng)駕馭在地震發(fā)生前提前“預(yù)料地震”的技術(shù)了2.我們生活中的物理現(xiàn)象隨處可見,下列物理現(xiàn)象分別屬于波的()(1)聞其聲而不見其人;(2)在春天里一次閃電過后,有時(shí)雷聲轟鳴不絕;(3)當(dāng)正在鳴笛的火車向著我們急駛而來時(shí),我們聽到汽笛聲的音調(diào)變高。A.反射、衍射、多普勒效應(yīng)B.折射、衍射、干涉C.反射、折射、多普勒效應(yīng)D.衍射、反射、多普勒效應(yīng)3.如圖所示為某時(shí)刻的兩列簡諧橫波在同一介質(zhì)中沿相同方向傳播的波形圖,M為a波與b波的交點(diǎn),且a波上的M質(zhì)點(diǎn)正在向上運(yùn)動(dòng),則下列說法不正確的是()A.兩列波具有相同的波速B.此時(shí)b波上的質(zhì)點(diǎn)M正在向下運(yùn)動(dòng)C.兩列波相遇時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象D.在a波振源完成6次全振動(dòng)的時(shí)間內(nèi)b波振源可完成4次全振動(dòng)4.某物理愛好小組設(shè)計(jì)制作出一種結(jié)構(gòu)簡潔的橫波演示儀,如圖所示為選定的兩個(gè)小鋼球?，F(xiàn)對(duì)最左端的小鋼球施加一個(gè)垂直于豎直面方向的略微擾動(dòng),小鋼球在輕細(xì)線和彈性軟繩的共同作用下起先在垂直于豎直面的方向上做簡諧運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)俯視視察,測出這列波的周期為0.8s。在規(guī)定y軸正方向后,發(fā)覺在t=0時(shí)刻小鋼球a位于正向最大位移處,小鋼球b位于平衡位置且向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)。已知a、b兩球平衡位置之間的距離小于一個(gè)波長。則在t=0.2s時(shí)刻的波形圖為()5B超成像的基本原理是探頭向人體放射一組超聲波,遇到人體組織會(huì)產(chǎn)生不同程度的反射,探頭接收到的超聲波信號(hào)由計(jì)算機(jī)處理,從而形成B超圖像。如圖所示為血管探頭沿x軸正方向發(fā)送的簡諧超聲波圖像,t=0時(shí)刻波恰好傳到質(zhì)點(diǎn)M,已知此超聲波的頻率為1×107Hz,下列說法正確的是()A.血管探頭發(fā)出的超聲波在血管中的傳播速度為1.4×103m/sB.質(zhì)點(diǎn)M起先振動(dòng)的方向沿y軸正方向C.0~1.25×10-7s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)M的路程為0.175mmD.t=1.25×10-7s時(shí)質(zhì)點(diǎn)M運(yùn)動(dòng)到橫坐標(biāo)x=35×10-2mm處二、多項(xiàng)選擇題(本題共3小題,每小題6分,共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分)6.如圖所示,下列關(guān)于機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波的說法正確的是()A.圖甲:粗糙斜面上的金屬球在彈簧的作用下運(yùn)動(dòng),該運(yùn)動(dòng)是簡諧運(yùn)動(dòng)B.圖乙:單擺的擺長為L,擺球的質(zhì)量為m、位移為x,此時(shí)回復(fù)力為F=-mgLxC.圖丙:實(shí)線為t1=0時(shí)刻的波形圖,虛線為t2=0.25s時(shí)刻的波形圖,該波的周期大于0.25s,若這列波沿x軸向右傳播,則波速為2m/sD.圖丁:如圖所示為兩列振幅均為1cm的相干水波某時(shí)刻的波峰和波谷位置(實(shí)線表示波峰,虛線表示波谷),圖示時(shí)刻A、B兩點(diǎn)的豎直高度差為2cm7.一水平長繩上系著一個(gè)彈簧和小球組成的振動(dòng)系統(tǒng),小球振動(dòng)的固有頻率為2Hz,現(xiàn)在長繩兩端的振源P、Q同時(shí)起先以相同振幅A上下振動(dòng)了一段時(shí)間,某時(shí)刻兩振源在長繩上形成的波形如圖所示,兩列波先后間隔一段時(shí)間經(jīng)過彈簧振子所在位置,視察到小球先后出現(xiàn)了兩次振動(dòng),小球第一次振動(dòng)時(shí)起振方向向上,且振動(dòng)并不顯著,而小球其次次則產(chǎn)生了較猛烈的振動(dòng),則()A.由Q振源產(chǎn)生的波先到達(dá)振動(dòng)系統(tǒng)B.Q振源離振動(dòng)系統(tǒng)較遠(yuǎn)C.由Q振源產(chǎn)生的波的波速較接近4m/sD.兩列波不會(huì)形成穩(wěn)定的干涉圖樣8.一根長而軟的彈簧水平放于光滑平面上,其上有A、B兩點(diǎn),相距14m,如圖所示。一列簡諧縱波沿此彈簧向右傳播,若A點(diǎn)的位移達(dá)到向右最大時(shí),B點(diǎn)恰好在平衡位置,且向左運(yùn)動(dòng),經(jīng)過1s后(周期T>1s),A點(diǎn)位于平衡位置,且向左運(yùn)動(dòng),而B點(diǎn)的位移向左達(dá)到最大,則此簡諧縱波的波速可能等于()A.143m/s B.C.2m/s D.14m/s三、試驗(yàn)題(本題共2小題,共20分)9.(10分)用如圖所示的試驗(yàn)裝置做“用單擺測量重力加速度”的試驗(yàn)。(1)組裝好單擺后在擺球自然懸垂的狀況下,用刻度尺測出擺線長為l,用游標(biāo)卡尺測量擺球直徑為d。則單擺擺長為(用字母l、d表示)。再用秒表記錄單擺n次全振動(dòng)所用的時(shí)間為t,用上述測得的物理量符號(hào)寫出重力加速度的表達(dá)式g=。

(2)為了提高試驗(yàn)精確度,下列說法正確的是(選填字母代號(hào))。

A.用塑料球做擺球B.當(dāng)擺球經(jīng)過平衡位置時(shí)起先計(jì)時(shí)C.把擺球從平衡位置拉開一個(gè)很大的角度后釋放D.測量一次全振動(dòng)的周期,依據(jù)公式計(jì)算重力加速度g(3)下列選項(xiàng)中會(huì)導(dǎo)致測量的重力加速度g值偏小的是(選填字母代號(hào))。

A.把懸點(diǎn)到擺球下端的長度記為擺長B.當(dāng)小球擺到最高點(diǎn)時(shí)起先計(jì)時(shí)C.試驗(yàn)中誤將擺球經(jīng)過平衡位置49次數(shù)為50次D.擺線上端未堅(jiān)實(shí)地系于懸點(diǎn),在振動(dòng)過程中出現(xiàn)松動(dòng),使擺線長度增加了10.(10分)甲、乙兩個(gè)學(xué)習(xí)小組分別利用單擺測當(dāng)?shù)刂亓铀俣取?1)甲組同學(xué)接受如圖所示的試驗(yàn)裝置。由于沒有游標(biāo)卡尺,無法測小球的直徑d,試驗(yàn)中將懸點(diǎn)到小球最低點(diǎn)的距離作為擺長L,測得多組周期T和L的數(shù)據(jù),作出L-T2圖像,如圖所示。①試驗(yàn)得到的L-T2圖線是;

②小球的直徑是cm。

(2)乙組同學(xué)在圖示裝置的基礎(chǔ)上再增加一個(gè)速度傳感器,將擺球拉開一個(gè)小角度使其做簡諧運(yùn)動(dòng),速度傳感器記錄了擺球在搖擺過程中速度隨時(shí)間變更的關(guān)系,如圖所示。①該單擺的周期T=s;

②變更擺線長度L后,多次測量,依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù),利用計(jì)算機(jī)作出T2-L圖線(L為擺線長),并依據(jù)圖線擬合得到方程T2=4.04L+0.024(s2)。由此可以得出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=m/s2。(取π2=9.86,結(jié)果保留3位有效數(shù)字)

四、計(jì)算題(本題共2小題,共32分)11.(14分)一質(zhì)點(diǎn)A做簡諧運(yùn)動(dòng),某時(shí)刻起先計(jì)時(shí),其位移和時(shí)間的關(guān)系如圖甲所示。由于A質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)形成的簡諧橫波沿x軸正方向傳播,在波的傳播方向所在的直線上有一質(zhì)點(diǎn)B,它距A的距離為0.5m,如圖乙所示。在波動(dòng)過程中,起先計(jì)時(shí)時(shí)B質(zhì)點(diǎn)正經(jīng)過平衡位置向上運(yùn)動(dòng),求:(1)t=0.75×10-2s時(shí)質(zhì)點(diǎn)(2)在t=0到t=9×10-2s時(shí)間內(nèi),質(zhì)點(diǎn)(3)該簡諧橫波傳播的速度大小。12.(18分)如圖甲所示,在某勻整介質(zhì)的xOy平面內(nèi)有兩完全相同的波源S1和S2,波源S1的坐標(biāo)為(0,0.15m),其振動(dòng)圖像如圖乙所示;波源S2的坐標(biāo)為(0,-0.15m),其振動(dòng)圖像如圖丙所示。在x=0.4m處有一平行于y軸的直線,與x軸交于N點(diǎn),直線上M點(diǎn)的坐標(biāo)為(0.4m,0.15m)。兩波源發(fā)出的波的波長均為0.2m,求:(1)兩波源發(fā)出的波傳播到M點(diǎn)的時(shí)間;(2)t=214s時(shí),質(zhì)點(diǎn)M參考答案單元質(zhì)檢七機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波1.B地震波分為縱波和橫波,縱波傳播快,破壞性弱,橫波傳播慢,破壞性強(qiáng),故A錯(cuò)誤;地震波從深處傳到地表,縱波傳播速度快,在震源中心地區(qū)的人們先感受到上下晃動(dòng),故B正確;s=vt=4km/s×61s=244km,故C錯(cuò)誤;監(jiān)測到地震時(shí)地震已經(jīng)發(fā)生,不能說明人類已經(jīng)駕馭在地震發(fā)生前提前“預(yù)料地震”的技術(shù),故D錯(cuò)誤。2.D“聞其聲而不見其人”,聽到聲音,卻看不見人,這是聲音的衍射;春天里在一次閃電過后,有時(shí)雷聲轟鳴不絕,是由于聲音在云層間來回傳播,這是聲音的反射;當(dāng)正在鳴笛的火車向著我們急駛而來時(shí),我們聽到汽笛聲的音調(diào)變高,音調(diào)變高就是頻率變高,這是多普勒效應(yīng)現(xiàn)象;故D正確。3.C兩列簡諧橫波在同一介質(zhì)中傳播,故具有相同的波速,A正確;a波上的M質(zhì)點(diǎn)正在向上運(yùn)動(dòng),則波向x軸正方向傳播,故b波上的質(zhì)點(diǎn)M正在向下運(yùn)動(dòng),B正確;由題圖知,a、b波的波長之比為2∶3,故周期比為2∶3,兩列波相遇時(shí)不會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象,C錯(cuò)誤;由題圖知,a、b波的波長之比為2∶3,故周期比為2∶3,在a波振源完成6次全振動(dòng)的時(shí)間內(nèi)b波振源可完成4次全振動(dòng),D正確。4.A由題意可知,在t=0時(shí)刻小鋼球a位于正向最大位移處,小鋼球b位于平衡位置且向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),經(jīng)過0.2s即四分之一個(gè)周期,小鋼球a運(yùn)動(dòng)到平衡位置,小鋼球b運(yùn)動(dòng)到y(tǒng)軸負(fù)方向最大位移處即波谷位置,且a、b兩球平衡位置之間的距離小于一個(gè)波長,故選A。5.A由題圖可知,超聲波的波長為λ=1.4×10-4m,故其傳播速度為v=λT=λf=1.4×103m/s,故A正確;由題圖可知,質(zhì)點(diǎn)M起先振動(dòng)的方向?yàn)閥軸負(fù)方向,故B錯(cuò)誤;由題圖可知,該波的振幅為A=0.4mm,周期為T=10-7s,1.25×10-7s為54T,故質(zhì)點(diǎn)M的運(yùn)動(dòng)路程為56.BC粗糙斜面上的金屬球在運(yùn)動(dòng)過程中,要不斷克服摩擦力做功,系統(tǒng)的機(jī)械能減小,金屬球最終靜止,所以該運(yùn)動(dòng)不是簡諧運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;單擺模型中擺球的回復(fù)力等于重力沿運(yùn)動(dòng)方向上的分力,即有F=mgsinθ,因?yàn)棣容^小,故有sinθ=xl,考慮到回復(fù)力的方向與位移x的方向相反,所以有F=-mglx,故B正確;若波向右傳播,傳播的距離為Δx=0.5m,波速為v=ΔxΔt=0.50.25m/s=2m/s,C正確;實(shí)線表示波峰,虛線表示波谷,則A、D是波峰與波峰相遇,B點(diǎn)是波谷與波谷相遇,它們均屬于振動(dòng)加強(qiáng)區(qū),7.BCD由題意知P振源起振方向向上,Q振源起振方向向下,由于小球第一次振動(dòng)時(shí)起振方向向上,故先經(jīng)過彈簧振子所在位置的是P波,故A錯(cuò)誤;s=vt,由于兩列波在同一介質(zhì)中傳播,波速相等,Q波后到達(dá)彈簧振子所在位置,故Q振源離振動(dòng)系統(tǒng)較遠(yuǎn),故B正確;Q晚到達(dá)彈簧振子所在位置,且小球產(chǎn)生了較猛烈的振動(dòng),即共振,故Q的振動(dòng)頻率接近2Hz,則周期接近0.5s,波速v=λT=28.AC依據(jù)題意得n+34λ=14m,n=0,1,2…解得λ1=563m,λ2=8m,λ3=5611m,λ4=5615m,λ5周期T>1s,則m+14T=1s,m=0,解得周期T=4s,依據(jù)v=λT得v1=563÷4m/s=143m/s,v2=8÷4m/s=2m/s,v3=5611÷4m/s=1411m/s,v4=5615÷4m/s=1415m/s,v5=9.答案(1)l+d24n解析(1)單擺擺長為擺線的長度加擺球的半徑,故單擺擺長為L=l+d2,由題意知,單擺n次全振動(dòng)所用的時(shí)間為t,故單擺的周期為T=tn,由單擺周期公式T=2πLg,得重力加速度的表達(dá)式(2)為了提高試驗(yàn)精確度,小球應(yīng)選用密度比較大的,故A錯(cuò)誤;為了提高試驗(yàn)精確度,須要當(dāng)擺球經(jīng)過平衡位置時(shí)起先計(jì)時(shí),故B正確;用單擺測重力加速度的試驗(yàn)中,只有在一個(gè)比較小的角度下?lián)u擺才可以看成簡諧運(yùn)動(dòng),才可以用單擺的周期公式進(jìn)行計(jì)算,所以試驗(yàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)把擺球從平衡位置拉開一個(gè)較小的角度后釋放,故C錯(cuò)誤;在測量單擺的周期時(shí),只測量一次全振動(dòng)的時(shí)間誤差太大,應(yīng)當(dāng)用統(tǒng)計(jì)規(guī)律去測量其周期,再依據(jù)公式計(jì)算重力加速度g,故D錯(cuò)誤。(3)由單擺周期公式T=2πLg可知g=4π2LT10.答案(1)①c②1.2(2)①2.0②9.76解析(1)單擺的周期T=2πL所以L=g4π2T則L-T2圖像為直線,其斜率k=g縱截距b=d2>所以圖像為c,由圖像可知b=d2=0.6cm,得d=1.(2)依據(jù)題圖知,單擺的周期T=2.0s依據(jù)T=2πL得T2=4π2對(duì)比圖線方程,可知圖線的斜率k=4π2g,解得g=9.11.答案(1)2cm(2)36cm(3)1004n+3解析(1)由題圖可知A=2cmT=2×10-2s當(dāng)t=0.75×10-2s時(shí),質(zhì)點(diǎn)A相對(duì)平衡位置的位移大小為2cm。(2)在t=0至t=9.0×10-2s時(shí)間內(nèi)有4.5個(gè)周期,質(zhì)點(diǎn)的路程為s=18A=36cm(3)起先計(jì)時(shí)時(shí)B質(zhì)點(diǎn)正經(jīng)過平衡位置向上運(yùn)動(dòng),這時(shí)A點(diǎn)在波谷的位置。則A、B間有n個(gè)完整的波長加上34個(gè)波