2012高三物理一轮复习 机械振动机械波单元评估课时练习

用心 爱心 专心 1 单元评估单元评估 一 选择题 1 如下图所示 S1 S2为水波槽中的两个波源 它们分别激起两列水波 图中实线表示 波峰 虚线表示波谷 已知两列波的波长分别为 1和 2且 1 2 该时刻在 P 点为两列波的 波峰与波峰相遇 则以下叙述正确的是 A P 点有时在波峰 有时在波谷 振动始终加强 B P 点始终在波峰 C P 点的振动不遵守波的叠加原理 P 点运动也不始终加强 D P 点的振动遵守波的叠加原理 但并不始终加强 答案 D 2 某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为 4 km s 和 9 km s 一种简易地震仪由 竖直弹簧振子 P 和水平弹簧振子 H 组成 如下图所示 在一次地震中 震源在地震仪下方 观察到两振子相差 5 s 开始振动 则 A P 先开始振动 震源距地震仪约 36 km B P 先开始振动 震源距地震仪约 25 km C H 先开始振动 震源距地震仪约 36 km D H 先开始振动 震源距地震仪约 25 km 解析 由两种波的传播速率可知 纵波先传到地震仪 设所震时间为 t 则横波传到 地震仪的时间为 t 5 由位移关系可得 4 t 5 9t t 4 s 距离 l vt 36 km 故 A 正确 答案 A 3 2009 年全国卷 下列关于简谐振动和简谐波的说法 正确的是 A 介质中质点振动的周期一定和相应的波的周期相等 B 介质中质点振动的速度一定和相应的波的波速相等 用心 爱心 专心 2 C 波的传播方向一定和媒质中质点振动的方向一致 D 横波的波峰与波谷在振动方向上的距离一定是质点振幅的两倍 解析 机械波的周期取决于波源即振动质点的振动周期 故 A 对 波速取决于媒质和 波的频率 质点的振动速度与媒质无关 故 B 错 对于横波来说 波的传播方向与质点的振动 方向互相垂直 所以 C 错 振幅是质点离开平衡位置的最大距离 波峰是正向位移最大 波谷 是负向位移最大 故波峰与波谷在振动方向上的距离就是振幅的 2 倍 所以选项 D 正确 答案 AD 4 据日本气象厅地震观测室观测 中国汶川大地震时产生的震动 地震波 绕地球表面跑 了两圈 地震波绕地球两圈是在发生里氏 8 级以上地震时出现的现象 下图是某一地震波的 传播图 其振幅为 A 波长为 某一时刻某质点 a 的坐标为 0 经 周期该质点的坐标和 1 4 该波的属性分别是 A 纵波 B A 横波 5 4 0 C A 纵波 D 横波 5 4 A 解析 由于波的传播方向与振动方向垂直 所以该波属于横波 A C 错 又因质点不 随波迁移 而在平衡位置附近且垂直于 x 轴振动 所以 D 错 T 后 质点恰由平衡位置运动到 1 4 负的最大位移处 B 正确 答案 B 5 如下图所示 实线为某列波在 t 0 时刻的波形图像 虚线为 t 0 3 s T 0 3 s 时的波 形图像 其中 P 点在 t 0 时刻的振动速度正在增大 则下列说法中正确的是 A 波速为 13 m s 1 3 B 波速为 10 m s 用心 爱心 专心 3 C 在 0 T 4 内质点 P 运动的平均速度大于 0 4 m s D 在 0 T 4 内质点 P 运动的平均速度等于 10 m s 解析 由波形图像可知波长 4 m 由 P 点在 t 0 时刻的振动速度正在增大可知 P 点向上运动 波沿 x 轴负方向传播 经过 t 0 3 s 波沿 x 轴负方向传播 3 4 3 m 所以波动周 期 T 0 4 s 波速为 v T 10 m s A 错误 B 正确 在 0 T 4 内质点 P 运动的距离大于 4 cm 平均速度大于 0 4 m s C 正确 D 错误 答案 BC 6 如下图所示 A B 分别为单摆做简谐振动时摆球的不同位置 其中 位置 A 为摆球 摆动的最高位置 虚线为过悬点的竖直线 以摆球最低位置为重力势能零点 则摆球在摆动 过程中 A 位于 B 处时动能最大 B 位于 A 处时势能最大 C 在位置 A 的势能大于在位置 B 的动能 D 在位置 B 的机械能大于在位置 A 的机械能 解析 单摆在摆动过程中 机械能守恒 在最高点重力势能最大 在最低位置时动能 最大 故 B 正确 A 错误 在 B 点 EB EkB EpB EpA 故 C 正确 D 错误 答案 BC 7 一质点处于静止状态 现对该质点施加力 F 力 F 随时间 t 按下图所示的正弦规律变 化 力 F 的方向始终在同一直线上 在 0 4 s 内 下列说法正确的是 A 第 2 s 末 质点距离出发点最远 B 第 2 s 末 质点的动能最大 C 第 4 s 末 质点距离出发点最远 D 第 4 s 末 质点的动能最大 解析 对质点 不计摩擦力 拉力由图示的规律变化时 质点在前 2 s 内做加速度先 增大后减小的加速运动 2 s 时刻速度最大 2 s 4 s 内质点做加速度 反方向 先增大后减小的 减速运动 4 s 时刻速度为零 质点始终沿一方向运动 故 B C 正确 答案 BC 用心 爱心 专心 4 8 一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波 t 0 时刻的波形图中实线所示 t 0 2 s 时刻的 波形如下图中的虚线所示 下列说法中不正确的是 A t 0 2 s 时质点 P 的运动方向向上 即沿 y 轴正向 B P 质点的振动周期可能是 0 4 s C 当 x 6 m 处的质点运动到波峰位置时 x 12 m 处的质点恰运动到平衡位置且沿 y 轴正方向运动 D 当 x 12 m 处的质点运动到波峰位置时 x 24 m 处的质点恰运动到波谷位置 答案 B 9 一列简谐横波 某时刻的波形图象如下图甲所示 从该时刻开始计时 波上 A 质点 的振动图象如下图乙所示 则 A 若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象 则该波所遇到的波的频率为 2 5 Hz B 若该波能发生明显的衍射现象 则该波所遇到的障碍物尺寸一定比 20 m 大 C 从该时刻起 再经过 t 0 4 s P 质点通过的路程为 4 m D 从该时刻起 质点 P 将比质点 Q 先回到平衡位置 解析 只有频率相等的两列波叠加时 才能发生稳定的干涉现象 由图中振动图象可 知质点的振动频率为 1 25 Hz 而质点的振动频率等于波的频率 所遇波的频率也应为 1 25 Hz 才能发生稳定的干涉现象 故 A 错 只有当障碍物的尺寸与波长相差不多或比波长更小时才会 发生明显的衍射现象 而由图可知该波波长为 20 m 因此 障碍物的尺寸应等于或小于 20 m 故 B 错 质点在一个周期内通过的路程为 8 m 周期 T 0 8 s 所以在 0 4 s 内的路程应为 4 m 故 C 正确 由乙图知 t 0 时 A 点振动方向向上 故波向左传播 质点 P 向下振动 所以质点 Q 比质点 P 先回到平衡位置 D 错误 答案 C 10 如下图 a 为水波演示槽 可演示两列水波叠加的情形 S1 S2为两个波源 能连续 不断地上下振动产生水波 P 为水面上的一点 1 2 图 b c 分别为 S1 S2波源的振动 PSPS 用心 爱心 专心 5 图象 则 A 水面上不能形成干涉图样 B 由于水波波速未知 不能判断 P 点属振动加强点或减弱点 C P 点属振动加强点 D P 点振动的振幅为 1 cm 解析 由于 2 S1 S2为相同波源 T 相同 起始点方向相同 故选 C PS1PS 答案 C 11 一列简谐横波 某时刻的图象如下图甲所示 从该时刻开始计时 A 质点的振动图 象如图乙所示 则 A 波沿 x 轴正向传播 B 波速是 25 m s C 经过 t 0 4 s 质点 A 通过的路程是 4 m D 质点 P 比质点 Q 先回到平衡位置 解析 由 A 质点的振动图象知 A 质点在 t 0 时刻在平衡位置且向上振动 则波必定 沿 x 轴负方向传播 A 错误 由图甲知 20 m 由图乙知 T 8 10 1 s 所以波速 v 25 T m s B 正确 0 4 s 所以质点 A 通过的路程为 2A 4 m C 正确 由于波沿 x 轴负方向传播 T 2 P 点振动方向向下 回到平衡位置的时间大于 而 Q 点回到平衡位置的时间为 所以 D 错 T 4 T 4 误 答案 BC 12 一列简谐横波以 1 m s 的速度沿绳子由 A 向 B 传播 质点 A B 间的水平距离 x 3 m 如图甲所示 若 t 0 时质点 A 刚从平衡位置开始向上振动 其振动图象如图乙所示 则 B 点的振动图象为 用心 爱心 专心 6 解析 振动从 A 传到 B 的时间为 3 s 即 B 从 t 3 s 开始振动 其振动与 t 0 时 A 的 振动相同 故 B 正确 答案 B 二 非选择题 13 2009 年宝鸡质模 将一单摆装置竖直悬挂于某一深度为 h 未知 且开口向下的小筒中 单摆的下部分露于筒外 如下图甲所示 将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放 设单摆摆动过程中悬线不会碰到筒壁 如果本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端口到 摆球球心的距离 L 并通过改变 L 而测出对应的摆动周期 T 再以 T2为纵轴 L 为横轴作出 函数关系图象 那么就可以通过此图象得出小筒的深度 h 和当地的重力加速度 g 1 现有如下测量工具 A 时钟 B 秒表 C 天平 D 毫米刻度尺 本实验所需的测量工 具有 2 如果实验中所得到的 T2 L 关系图象如上图乙所示 那么真正的图象应该是 a b c 中的 3 由图象可知 小筒的深度 h m 当地 g m s2 解析 1 测量筒的下端口到摆球球心之间的距离 L 用到毫米刻度尺 测单摆的周期 用秒表 所以测量工具选 B D 2 设摆线在筒内部分的长度为 h 由 T 2 得 T2 L h 可知 T2 L 关系图 L h g 4 2 g 4 2 g 象为 a 3 将 T2 0 L 30 cm 代入上式可得 用心 爱心 专心 7 h 30 cm 0 3 m 将 T2 1 20 L 0 代入上式可求得 g 2 9 86 m s2 答案 1 BD 2 a 3 0 3 9 86 14 如下图所示为一列简谐波在 t1 0 时刻的图象 此时波中质点 M 的运动方向沿 y 轴 负方向 且 t2 0 55 s 时质点 M 恰好第 3 次到达 y 轴正方向最大位移处 试求 1 此波沿什么方向传播 2 波速是多大 3 从 t1 0 至 t3 1 2 s 质点 N 运动的路程和相对于平衡位置的位移分别是多少 解析 1 此波沿 x 轴负方向传播 2 在 t1 0 到 t2 0 55 s 这段时间时 质点 M 恰好第 3 次到达沿 y 轴正方向的最大位移处 则有 2 T 0 55 s 得 T 0 2 s 3 4 由图象得简谐波的波长为 0 4 m 则波速 v 2 m s T 3 在 t1 0 至 t3 1 2 s 这段时间 波中质点 N 经过了 6 个周期 即质点 N 回到始点 所以 走过的路程为 s 6 5 4 cm 120 cm 相对于平衡位置的位移为 2 5 cm 答案 1 沿 x 轴负方向 2 2 m s 3 120 cm 2 5 cm 15 如下图甲所示 在某介质中波源 A B 相距 d 20 m t 0 时两者开始上下振动 A 只振动了半个周期 B 连续振动 所形成的波传播速度 v