高考物理复习 高效学习方略 章末综合检测12 机械振动.doc

2013高考复习 高效学习方略 章末综合检测(检测范围：第十二章)(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(每小题4分，共40分)1一根劲度系数为k的轻弹簧，上端固定，下端挂一质量为m的物体，让其上下振动，物体偏离平衡位置的最大位移为a，当物体运动到最高点时，其回复力大小为()amgka bmgkacka dkamg解析c设在平衡位置弹簧的伸长量为x0，则mgkx0，在最高点，回复力fmgk(ax0)ka，因此回复力大小为ka.2.有三根平行的弹性绳a、b、c，它们的左端处于同一直线mn上，让它们的左端同时分别开始振动，经过一定时间后出现了如图所示的情况，其中pq是平行于mn的一条直线由图中信息可知() a形成的三列波的传播速度相同b形成的三列波的波长相同c弹性绳a中的质点的振动频率最大d弹性绳a中的质点的振动周期最大解析c因为振动的时间相同，而波传播的距离不同，故波速不同，选项a错误；由波形可观察到弹性绳a、b、c上的三列波的波长不同，选项b错误；因为a弹性绳上的波产生波的个数最多，故a的频率最大，周期最小，故选项c正确、d错误3.如图所示，沿x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200 m/s，下列说法正确的是()a从图示时刻开始，质点b比质点a先到达平衡位置b从图示时刻开始，经过0.01 s质点a通过的路程为 0.4 mc若该波波源从o点沿x轴正向运动，则在x2 000 m处接收到的波的频率将小于50 hzd在传播中遇到宽约3 m的障碍物时，该波能发生明显的衍射现象解析bd由微平移法知b质点正向下运动，将比a质点后回到平衡位置，a错误；由题意知t0.02 s，故经0.01 s质点a通过的路程为2a，b正确；波源向接收处运动，则接收到的波的频率将大于50 hz，c错误；由图象可知，波的波长4 m，遇到3 m宽的障碍物能发生明显的衍射，d正确4.一个位于坐标原点的波源(可视为质点)，在介质中振动1.5个周期形成如图所示的简谐横波，则下列说法中不正确的是()a波源开始振动时是由平衡位置向上运动的b波源开始振动时是由平衡位置向下运动的c图中质点b与质点d此时刻的运动方向相反d图中的质点a与质点b某时刻运动方向可能相同解析b在波的传播路径上，任意质点的起振方向都是与波源的起振方向相同的，由此时质点f的运动方向就可以判断出波源的起振方向是由平衡位置向上运动的，选项a正确、b错误；由图可知，质点b与d平衡位置之间的距离等于半个波长，故此时刻它们的运动方向相反，选项c正确；当质点a与b在波峰或波谷的同一侧时，它们的运动方向一定相同，所以选项d正确，故选b.5.一质点做简谐运动的图象如图所示，则该质点()a在0.015 s时，速度和加速度都为x轴的负方向b在0.01 s至0.03 s内，速度与加速度先反方向后同方向，且速度是先减小后增大，加速度是先增大后减小c在第8个0.01 s内，速度与位移方向相同，且都在不断增大d在每1 s内，回复力的瞬时功率有100次为零解析bd在0.015 s时，从图象中可以看出，速度方向沿x轴的负方向，而加速度方向沿x轴正方向，a错误；在0.01 s至0.03 s时间内，速度方向先沿x轴的负方向，后沿x轴正方向，速度先减小后增大，而加速度方向始终沿x轴正方向，加速度大小先增大后减小，所以b正确；在第8个0.01 s内的位移沿x轴正方向且逐渐增大，而速度却在不断减小，所以c错误；由图象可知：t0.04 s，1 s内的周期数n25，当回复力为零时，回复力的功率为零，当回复力最大时，质点速度为零，回复力的功率也为零，这样，一个周期内，功率为零的时刻有4次，因此，在每1 s内回复力的瞬时功率为零的次数有425100次，所以d正确6关于波，下列说法中错误的是()a一切波都能发生干涉和衍射b插在水中的细棒对水波的传播没有影响c在墙外听到墙内有人讲话，这是波的反射现象d当障碍物的尺寸比波长大很多时，能发生明显的衍射现象解析cd干涉和衍射是波的特性一切波都能发生干涉和衍射现象，故a项正确；在b项中细棒的尺寸比波长小得多，发生明显的衍射现象，故b正确；c项是声波的衍射现象，故c错；d项违背了发生明显衍射现象的条件，故d项错误7.图中实线和虚线分别表示一列简谐横波在传播方向上相距3 m的两质点p和q的振动图象该波的波长可能为()a. m b. mc. m d. m解析bc根据p、q振动图象，若p、q传播的时间差ttnt，则n3 m，故 m(n0,1,2)由此确定，当n2时，b正确若p、q传播的时间差ttnt，则n3 m，m，由此确定当n3时，c正确，故选b、c.8在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，若测得的g值偏大，可能是因为()a摆球质量过大b单摆摆动时振幅较小c测量摆长时，只考虑了摆线长，忽略了小球的半径d测量周期时，把n次全振动误记为(n1)次全振动，使周期偏小解析d由t2得g，可知g的测量值与摆球的质量、振幅无关，a、b错误；若忽略了球的半径，会导致摆长变短，所以g的测量值会偏小，c错误；把n次全振动误记为(n1)次全振动，使周期偏小，导致g的测量值偏大，d正确9.图示为甲、乙两单摆做简谐运动的图象，则()a甲、乙两单摆的摆长之比为21b甲、乙两单摆的周期之比为21c甲、乙两单摆的振幅之比为21d甲、乙两单摆的机械能之比为21解析bc由题意知：t甲2t乙，a甲2a乙又因为t2，可得：l甲l乙故b、c正确10.如图所示，s1、s2是两个振动情况完全相同的机械波波源，振幅为a，a、b、c三点分别位于s1、s2连线的中垂线上，且ab=bc.某时刻a是两列波的波峰相遇点，c是两列波的波谷相遇点，则()aa处质点的位移始终是2abc处质点的位移始终是2acb处质点的振幅为2adc处质点的振幅为2a解析cd因为a、b、c三点均在s1、s2中垂线上，则各点到s1、s2的距离相等，则s1与s2到各点的波程差为零，s1与s2振动情况相同，在a、b、c各点振动加强，振动加强并不是位移不变，而是振幅为2a，则选项c、d正确，a、b不正确二、非选择题(共60分)11(8分)在测定重力加速度的实验中，某同学用一根细线和一均匀小球制成单摆他已经测得此单摆20个周期的时间为t.从悬挂点到小球顶端的线长为l，还需要测量的物理量为_将g用测得量表示，可得g_.解析还需要测量的物理量为小球直径d.周期为t，摆长为l(l)由单摆做简谐运动的周期公式t2得，g.【答案】小球的直径d12(9分)有一测量微小时间差的装置，是由两个摆长略有微小差别的单摆同轴水平悬挂构成两个单摆摆动平面前后相互平行(1)现测得两单摆完成50次全振动的时间，分别为50.0 s 和49.0 s，则两单摆的周期差t_s.(2)某同学利用此装置测量小于单摆周期的微小时间差，具体操作如下：把两摆球向右拉至相同的摆角处，先释放长摆摆球，接着再释放短摆摆球，测得短摆经过若干次全振动后，两摆恰好第1次同时同方向通过某位置，由此可得出释放两摆的微小时间差若测得释放两摆的时间差t0.165 s，则在短摆释放_s(填时间)后，两摆恰好第1次同时向_(填方向)通过_(填位置)(3)为了能更准确地测量微小的时间差，你认为此装置还可做的改进是_ _解析(1)t s0.02 s.(2)由t0.165 s(8)t，说明短摆完成8次全振动时两摆恰好第1次同时同方向通过某位置，说明该位置一定是平衡位置，短摆振动的时间为t8 s8.085 s，方向向左通过平衡位置【答案】(1)0.02(2)8.085左平衡位置(3)在摆长差相等时调整两摆的摆长变长一些13.(10分)如图所示，是一个质点的振动图象，根据图象回答下列各题：(1)振动的振幅；(2)振动的频率；(3)在t=0.1 s、0.3 s、0.5 s、0.7 s时质点的振动方向；(4)质点速度首次具有负方向最大值的时刻和位置；(5)质点运动的加速度首次具有负方向最大值的时刻和位置；(6)在0.60.8 s这段时间内质点的运动情况解析(1)振幅为最大位移的绝对值，从图象可知振幅a5 cm.(2)从图象可知周期t0.8 s，则振动的频率：f hz1.25 hz.(3)由各时刻的位移变化过程可判断出：t0.1 s、0.7 s时，质点的振动方向向上；t0.3 s、0.5 s时，质点的振动方向向下(4)质点在0.4 s通过平衡位置时，速度首次具有负方向的最大值(5)质点在0.2 s处于正向最大位移处时，加速度首次具有负方向的最大值(6)在0.60.8 s这段时间内，从图象上可以看出，质点沿负方向的位移不断减小，说明质点正沿着正方向由负向最大位移处向着平衡位置运动，所以质点做加速运动【答案】见解析14(10分)有几个登山运动员登上了一无名高峰，但不知道此山的高度，他们想迅速地估测出此高峰的海拔高度，但是他们只带了一些轻质绳子、小刀、小钢卷尺、可当作秒表用的手表和一些食品，附近还有石子、树木等其中一人根据物理知识很快就测量出了高峰的海拔高度，请你写出测量方法、需要记录的数据，并推导出计算高峰海拔高度的表达式解析用轻绳和小石子做一个摆长是l的单摆，测出它在山顶的周期t.利用上述数据计算出山顶处的重力加速度g.设高峰的海拔高度为h，则山顶处的重力加速度为gg，而地球表面处的重力加速度为g0g，所以hr，式中的r为地球半径【答案】见解析15(11分)如图所示，一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速大小为0.3 m/s，p点的横坐标为96 cm，从图中状态开始计时，求：(1)经过多长时间，p质点开始振动，振动时方向如何？(2)经过多长时间，p质点第一次到达波峰？解析(1)开始计时时，这列波的最前端的质点坐标是24 cm，根据波的传播方向，可知这一点沿y轴负方向运动，因此在波前进方向的每一个质点开始振动的方向都是沿y轴负方向运动，故p点开始振动时的方向是沿y轴负方向，p质点开始振动的时间是t s2.4 s.(2)波形移动法：质点p第一次到达波峰，即初始时刻这列波的波峰传到p点，因此所用的时间是t s3.0 s.【答案】(1)2.4 s沿y轴负方向(2)3.0 s16(12分)如图所示，甲为某一列简谐波tt0时刻的图象，乙是这列波上p点从这一时刻起的振动图象，试讨论：(1)波的传播方向和传播速度；(2)画出经过2.3 s后波的图象，并求02.3 s内p质点的位移和路程解析(1)根据振动图象可以判断p质点在tt0时刻在平衡位置且向负的最大位移运动，由此可确定波沿x轴正向传播由