【高考導(dǎo)航】2013屆高考物理一輪復(fù)習(xí)單元過(guò)關(guān)檢測(cè)(十一)機(jī)械振動(dòng)機(jī)械波

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1、《高考導(dǎo)航》2013屆高考物理一輪復(fù)習(xí)單元過(guò)關(guān)檢測(cè)（H^一）：機(jī)械 振動(dòng)機(jī)械波（人教版） （時(shí)間：90分鐘滿分：100分） 一、選擇題（本題共10小題，每小題5分，共計(jì)50分.每小題只有一個(gè)答案正確，把正確 選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi) ） 1.如圖所示是一個(gè)單擺做受迫振動(dòng)時(shí)的共振曲線，表示振幅 A與驅(qū)動(dòng)力的頻率f的關(guān)系, 下列說(shuō)法正確的是（ ） 0 0,25 0,5 出75L0 麗 9 A.擺長(zhǎng)約為10 cm B.發(fā)生共振時(shí)單擺的周期為 1 s C.若增大擺長(zhǎng)，共振曲線的“峰”將向右移動(dòng) D.若增大擺長(zhǎng)，共振曲線的“峰”將向左移動(dòng) 解析：由單擺做受迫振動(dòng)時(shí)的共

2、振曲線可知，當(dāng)單擺發(fā)生共振時(shí)，固有頻率等于驅(qū)動(dòng) 力的頻率，即固有頻率為 0.5 Hz ,因而固有周期為 2 s ,由單擺的周期公式可知，此 單擺的擺長(zhǎng)約為1 m；若增大擺長(zhǎng)，周期變長(zhǎng)，頻率變小，共振曲線的“峰”將向左移 動(dòng)，D正確. 答案：D 2.我國(guó)探月的“嫦娥工程”已啟動(dòng)，在不久的將來(lái)，我國(guó)宇航員將登上月球.假如宇航員 在月球上測(cè)彳#擺長(zhǎng)為l的單擺做小振幅振動(dòng)的周期為 T,將月球視為密度均勻、半徑為 r的球體，則月球的密度為 （ A. 兀l 3GrT B. 3兀l GrT2 D. 3兀l 16GrT2 16兀l C. 3GrT2 解析：設(shè)月

3、球表面的重力加速度為 g0 ntGMm . l 則-p-=mg, T= 2 71yg 一 M 4 3 號(hào)度P = V，V= 3兀r 〃/口 3 兀 l . 解得P =GrT>, B對(duì). 答案：B 3 .兩個(gè)彈簧振子，甲的固有頻率為 100 Hz,乙的固有頻率為 400 Hz,若它們均在頻率為 300 Hz的驅(qū)動(dòng)力作用下振動(dòng)，則（ ） A.甲的振幅較大，振動(dòng)頻率是 100 Hz B.乙的振幅較大，振動(dòng)頻率是 300 Hz C.甲的振幅較大，振動(dòng)頻率是 300 Hz D.乙的振幅較大，振動(dòng)頻率是 400 Hz 解析：因?yàn)榧?、乙兩個(gè)彈簧振子都在做受迫振動(dòng)，所以它們的振動(dòng)頻

4、率都等于驅(qū)動(dòng)力 頻率300 Hz.乙的固有頻率與驅(qū)動(dòng)力頻率更接近，所以乙的振動(dòng)更激烈，即乙的振幅較 大.選B. 答案：B 4 .如圖是一列簡(jiǎn)諧橫波某一時(shí)刻的波的圖象，下列說(shuō)法不正確的是 （ ） A.波一定沿x軸正方向傳播 B.此時(shí)a、b兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度方向相反 C.質(zhì)點(diǎn)a此時(shí)的速度方向可能沿 y軸正方向 D.質(zhì)點(diǎn)b此時(shí)的速度方向可能沿 y軸正方向 解析：此題不能判定波的傳播方向，故選項(xiàng) A錯(cuò)誤；不管波向哪個(gè)方向傳播， a、b兩 質(zhì)點(diǎn)在兩個(gè)趨勢(shì)不同的“坡”上，其振動(dòng)方向一定相反，選項(xiàng) B正確；由于波的傳播 方向不確定，a、b兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向也不確定，若波向右傳播，

5、a質(zhì)點(diǎn)沿y軸正方向 振動(dòng)，b質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向振動(dòng)；若波向左傳播， a質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向振動(dòng)，b質(zhì)點(diǎn)沿 y軸正方向振動(dòng)，選項(xiàng) C、D正確. 答案：A 5. （ 2012 ?西城模擬）振源A帶動(dòng)細(xì)繩上各點(diǎn)上下做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)， t = 0時(shí)刻繩上形成的波 形如圖所示。規(guī)定繩上質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)?x軸的正方向，則 P點(diǎn)的振動(dòng)圖像是圖中的 （ ） a B. C. D. 解析：由繩上形成的波形可知， P點(diǎn)開(kāi)始時(shí)向下振動(dòng)，故 B正確。 答案：B 6. 一列波長(zhǎng)大于1 m的橫波沿著x軸正方向傳播，處在 xi= 1 m和X2=2 m的兩質(zhì)點(diǎn) A B 的振動(dòng)圖象如圖所示.由

6、此可知 （ ） A.波長(zhǎng)為-m 3 B.波速為1 m/s C. 3 s末A、B兩質(zhì)點(diǎn)的位移相同 D. 1 s末A點(diǎn)的振動(dòng)速度大于 B點(diǎn)的振動(dòng)速度 解析：由A、B兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象及傳播可畫出 t=0時(shí)刻的波動(dòng)圖 A 4 一一_ - 4 -，一一…… 象如圖所不，由此可得 入=-m, A正確；由振動(dòng)圖象得周期 T= 4 3 s,故丫= = 二7 m/s =\ m/s , B錯(cuò)誤；由振動(dòng)圖象知 3 s末A 13X4 3 質(zhì)點(diǎn)位移為一2 cm, B質(zhì)點(diǎn)位移為 0,故C錯(cuò)誤；由振動(dòng)圖象知 1 s末A質(zhì)點(diǎn)處于波峰, 振動(dòng)速度為零，B質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置，振

7、動(dòng)速度最大，故 D錯(cuò)誤. 答案：A 7. A、B兩列波在某時(shí)刻的波形如圖所示，經(jīng)過(guò) t = TA時(shí)間（Ta為波A的周期），兩波再次出 現(xiàn)如圖所示波形，則兩波的波速之比 VA : VB不可能是（ ） A. 1 ： 3 C. 2 ： 1 解析：由圖可得 a "I lh a H B . 1 ： 2 D . 3 ： 1 入 a= ：a,入 b= |a,貝|. 3 3 入 b 1 經(jīng)1=%時(shí)間，兩圖中波形依舊，故可知 Ta= （n+1）T&n= 0,1,2 …） 據(jù)VA= 入A 一Va 2 則有S，1,2…) 故A、B、C選項(xiàng)符合題意. 答案

8、：D a、b、c、d是波傳播方向上 8. 一列簡(jiǎn)諧波沿 x軸正方向傳播，某時(shí)刻波形圖如圖甲所示 3 的四個(gè)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置，如再過(guò) 2個(gè)周期，其中某質(zhì)點(diǎn)繼續(xù)振動(dòng)的圖象如圖乙所本, 則該質(zhì)點(diǎn)是（ 乙 b處質(zhì)點(diǎn) d處質(zhì)點(diǎn) A. a處質(zhì)點(diǎn) C. c處質(zhì)點(diǎn) 解析：由波的傳播方向可以判斷得出，該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn) b的振動(dòng)方向沿y軸正方向，d的振 3 動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向，而質(zhì)點(diǎn) a和c處于最大位移處，再過(guò) 2個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)d恰好回到 平衡位置，且振動(dòng)方向沿 y軸正方向，此后的振動(dòng)圖象符合圖乙所示的情況，故正確 答案為D. 答案：D 9. 一簡(jiǎn)諧橫波沿 x軸正方

9、向傳播，若在 x=1 m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖所示，則該波在 t = 0.3 s時(shí)刻的波形曲線為（ ） jc/m 振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)位移隨時(shí)間變化的振動(dòng)圖線 甲中的（ ） c n 解析：由題圖可知t = 0.3 s時(shí)刻處于x= 1 m處的質(zhì)點(diǎn)在波谷位置. 顯然選項(xiàng)中t =0.3 s時(shí)刻的波形圖中只有 A選項(xiàng)對(duì)應(yīng)了 x=1 m處的質(zhì)點(diǎn)處在波谷位置， A正確. 答案：A 10. 一列簡(jiǎn)諧橫波沿 x軸負(fù)方向傳播，圖甲所示是 t=1 s時(shí)的波形圖，圖乙所示是波中某 （兩圖用同一時(shí)間起點(diǎn)），則該振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)可能是圖 甲 乙 A. x=0處的質(zhì)點(diǎn) C. x=2 m處的質(zhì)點(diǎn) B

10、 . x=1 m處的質(zhì)點(diǎn) D . x=3 m處的質(zhì)點(diǎn) 解析：圖甲中各點(diǎn)處于 t = 1 s時(shí)刻，圖乙中t = 1 s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置且振動(dòng)方 向向下，對(duì)應(yīng)于圖甲中 x=0和x=2 m處質(zhì)點(diǎn)，由于波沿 x軸負(fù)方向傳播，可知 x= 0 處質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向向下, x= 2 m處質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向向上，故 A選項(xiàng)正確. 答案：A 二、非選擇題（本題共6小題，共50分，解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和演算步 驟，有數(shù)值計(jì)算白^要注明單位 ） 11.（4分）在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，用刻度尺量懸點(diǎn)到小球的距離為 96.60 cm,用游標(biāo)卡尺量彳#小球直徑是 5.260 c

11、m ,測(cè)量周期有3次，每次都在擺球通過(guò)最低 點(diǎn)時(shí)按下秒表開(kāi)始計(jì)時(shí)，同時(shí)將此次通過(guò)最低點(diǎn)作為第一次，接著一直數(shù)到計(jì)時(shí)終止， 結(jié)果如下表: 1 2 3 數(shù)的次數(shù) 61 81 71 時(shí)間（s） 60.40 79.80 70.60 這個(gè)單擺振動(dòng)周期的測(cè)定值是 s,當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹凳?m/s2.（取三 位有效數(shù)字） 解析：由題可知單擺的周期 60.40 ⑹一1)/2 013 s 79. gg (81-1)/2 s= 1. 995 70, 60 (71-D/2 則周期T= T1 + 丁2+ 丁3 ? 3 2.01 s

12、 … ，d 1 擺長(zhǎng) l=l +2=(0.966 +2X0.0526) m = 0.9923 m 故重力加速度 4兀2l g= t2 4X3.14 2X0.9923 2 = c ?2 m/s =9.69 m/s 2.01 答案：2.01 9.69 12. (6分)有一測(cè)量微小時(shí)間差的裝置， 是由兩個(gè)擺長(zhǎng)略有微小差別的單擺同軸水平懸掛構(gòu) 成，兩個(gè)單擺擺動(dòng)平面前后相互平行. (1)現(xiàn)測(cè)得兩單擺完成 50次全振動(dòng)的時(shí)間分別為 50.0 s和49.0 s ,則兩單擺周期差 A T=s. (2)某同學(xué)利用此裝置測(cè)量小于單擺周期的微小時(shí)間差，具體操作如下：把兩擺球向右 拉至相同

13、的擺角處，先釋放長(zhǎng)擺擺球，接著再釋放短擺擺球，測(cè)得短擺經(jīng)過(guò)若干次全 振動(dòng)后，兩擺恰好第一次同時(shí)同方向通過(guò)某位置，由此可得出釋放兩擺的微小時(shí)間差， 若測(cè)得釋放兩擺的時(shí)間差 At = 0.165 s,則在短擺釋放 s(填時(shí)間)后，兩擺恰 好第一次同時(shí)向 (填方向)通過(guò)(填位置)； ⑶為了能更準(zhǔn)確地測(cè)量微小的時(shí)間差，你認(rèn)為此裝置還可做的改進(jìn)是 丘 k 50 49 斛析：⑴ AT= T1-T2=（而-而）s=0.02 s (2)設(shè)短擺釋放后經(jīng)過(guò)t秒與長(zhǎng)擺達(dá)同一位置，則兩擺完成全振動(dòng)的次數(shù)一樣，長(zhǎng)擺運(yùn) 動(dòng)的時(shí)間為(t + At) s ,有: t+ At _ 二一=T2

14、- - 1 代入數(shù)據(jù)，解得：t = 8.085 s =8彳亂 1 即短擺振動(dòng)了 84個(gè)周肌此時(shí)恰向左通過(guò)平衡位置. (3)減小兩單擺擺長(zhǎng)差等. 答案：(1)0.02 (2)8.085 左 平衡位置 (3)減小兩單擺擺長(zhǎng)差等 13. (9分)(2011年山東理綜)如圖所示，一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，實(shí)線為11 = 0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 t2 = 0.01 s時(shí)的波形圖.已知周期 T>0.01 s. ⑴波沿x軸(填“正”或“負(fù)”)方向傳播. (2)求波速. 解析：(1)根據(jù)“下坡上”判斷，向正方向傳播. (2)由題意知入=8 m 1 一

15、t2—tl=/① 8 入… v=〒② 由①②代入數(shù)據(jù)得 v = 100 m/s. 答案： ⑴正 (2)100 m/s 14. (9分)如圖甲所示，波源 S從平衡位置y=0處開(kāi)始豎直向上振動(dòng)(y軸的正方向)，振 動(dòng)周期為T= 0.01 s ,產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧波向左、右兩個(gè)方向傳播，波速均為 v= 80 m/s.經(jīng) 過(guò)一段時(shí)間后，P、Q兩點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)，已知距離 S2 1.2 m , SO 2.6 m 。點(diǎn) , 2點(diǎn) 隼 乙 (1)求此波的頻率和波長(zhǎng)； (2)若以Q點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)的時(shí)刻作為計(jì)時(shí)的零點(diǎn)，試在圖乙中分別畫出 P、Q兩點(diǎn)的振動(dòng) 圖象. 解析：(1)由 T= 0.01 s

16、 , f = T得 f =0-01 Hz = 100 Hz, 入=vT= 80X0.01 m =0.8 m. (2)波源S起振的方向豎直向上，則波傳到 P、Q兩點(diǎn)時(shí)，P、Q的起振方向均豎直向上， 因 SP= 1.2 m =12 入， SQ= 2.6 m = 34 入， .. 3 可見(jiàn)，當(dāng)Q開(kāi)始振動(dòng)時(shí)，質(zhì)點(diǎn) P已振動(dòng)了 1-T, 4 即Q開(kāi)始振動(dòng)時(shí)，質(zhì)點(diǎn) P在波谷，因此 P、Q的振動(dòng)圖線如圖所示. 答案：(1)100 Hz 0.8 m (2)見(jiàn)解析圖 15. (10分)一列簡(jiǎn)諧橫波沿 x軸正向傳播，t = 0時(shí)刻的波形如圖所示，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期 T= 0.2 s ,

17、求：  ⑴波的振幅A、波長(zhǎng)入、波速v； (至少畫一 (2)畫出平衡位置在 x=1.5 m處的質(zhì)點(diǎn)，以該時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)的振動(dòng)圖象. 個(gè)周期) 解析：(1)由圖可得：A= 8 cm,入=2 m … 入 2 . .一. 則 丫 =斤=0"2- m/s = 10 m/s. 答案：(1)8 cm 2 m 10 m/s (2)圖象見(jiàn)解析 波長(zhǎng)大于 16. (12分)一列橫波上有相距 4 m的A、B兩點(diǎn)，波的傳播方向是由 A向B, 2 m,如圖所示的是 A B兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，求這列波可能的波速. 解析：由振動(dòng)圖象得：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期 T= 0

18、.4 s B點(diǎn)比A點(diǎn)晚振動(dòng)的時(shí)間 _ 3_ At = nT+ 4T(n=0,1,2,3 ,…) 所以A B間的距離為 3 As=nX +4 入(n=0,1,2,3 ,…) 4As 16 則波長(zhǎng)為入=三獸= 4n + 3 4n + 3 因?yàn)?入＞ 2 m,所以n= 0,1 當(dāng) n = 0 時(shí)， 入1 = 16 v m， 3 入 vi = = 16 m/s 40 =V m/s 3 3X0.4 當(dāng) n = 1 時(shí)， 入2 = 16 入2 16 m/s 40 / =m/s 7 m, V2— t — 7X0.4 答案: 430 m/s 或 470 m/s