2011年高考物理二轮复习内化提升 机械振动和 机械波章末自测

20112011 年高考物理二轮复习内化提升 机械振动和机械波章末测年高考物理二轮复习内化提升 机械振动和机械波章末测 时间 90 分钟 满分 100 分 第 卷 选择题 一 选择题 本题包括 10 小题 共 40 分 每小题给出的四个选项中 有的只有一个选 项正确 有的有多个选项正确 全部选对的得 4 分 选对但不全的得 2 分 错选或不选的 得 0 分 1 人体内部器官的固有频率为 4 12 Hz 1986 年 法国次声波实验室次声波泄漏 造 成 30 多名农民在田间突然死亡 出现这一现象的主要原因是 A 次声波传播的速度快 B 次声波频率和人体内部器官固有频率相同 由于共振造成器官受损而死亡 C 人们感觉不到次声波 次声波可不知不觉地杀死人 D 次声波穿透能力强 穿过人体时造成伤害 解析 次声波的频率低于 20 Hz 当与人体内部器官的固有频率相同时 发生共振现 象 造成器官受损而死亡 答案 B 2 如图 1 所示 位于介质 和 分界面上的波源 S 产生两列分别沿 x 轴负方向与正 方向传播的机械波 若在两种介质中波的频率及传播速度分别为 f1 f2和 v1 v2 则 图 1 A f1 2f2 v1 v2 B f1 f2 v1 0 5v2 C f1 f2 v1 2v2 D f1 0 5f2 v1 v2 解析 同一波源的振动频率相同 f1 f2 由图知 L 1 3 2 再由 v f 可知 3 2 v1 2v2 答案 C 图 2 3 一列简谐横波沿 x 轴正方向传播 在 t1 0 时波传播到 x 轴上的质点 B 在它左边 的质点 A 恰好位于负最大位移处 如图 2 所示 在 t2 0 6 s 时 质点 A 第二次出现在正的 最大位移处 则 A 该简谐波的波速等于 10 m s B t2 0 6 s 时 质点 C 在平衡位置处且向下运动 C t2 0 6 s 时 质点 C 在平衡位置处且向上运动 D 当质点 D 第一次出现在正最大位移处时 质点 B 恰好在平衡位置且向下运动 解析 质点 A 第二次出现正的最大位移所需时间 t 0 6 s T 解得周期 T 0 4 s 则 3 2 波速 v m s 5 m s A 错 波传到 C 点需要 0 2 s 此时 C 点重复质点 B 的 T 2 0 4 2v T 2 运动 在平衡位置处且向上运动 再经 t 0 6 0 2 s 0 4 s T 质点 C 的运动状态跟 0 2 s 时相同 B 错 C 对 质点 D 第一次出现正的最大位移时 即 x 1 5 m 处质点的运动 传播到 D 需要 0 7 s 1 T 此时质点 B 处在负最大位移处 5 1 5 m 5 m s 3 4 答案 C 4 一列平面简谐波 波速为 20 m s 沿 x 轴正方向传播 在某一时刻这列波的图象如 图 3 所示 由图可知 图 3 A 这列波的周期是 0 2 s B 质点 P Q 此时刻的运动方向都沿 y 轴正方向 C 质点 P R 在任意时刻的位移都相同 D 质点 P S 在任意时刻的速度都相同 解析 由图象可知 4 m 据 vT 可知 T v 4 20 s 0 2 s 故 A 正确 据波的传播方向与质点的振动方向的关系可判断出 此时刻 P Q 的运动方向都沿 y 轴正方向 故 B 正确 由于 P S 两个质点的平衡位置间的距离等于一个波长 故 P S 振 动完全相同 故 D 正确 C 错 答案 ABD 5 下列说法中正确的是 A 将单摆从地球赤道移到南 北 极 振动频率将变大 B 将单摆从地面移至距地面高度为地球半径的高度时 则其振动周期将变到原来的 2 倍 C 将单摆移至绕地球运转的人造卫星中 其振动频率将不变 D 在摆角很小的情况下 将单摆的振幅增大或减小 单摆的振动周期保持不变 解析 单摆周期 T 2 南 北 极处的重力加速度比赤道处大 周期变小 频率变大 l g 选项 A 正确 由 mg G知 从地面移至距地面高度为地球半径的高度时 重力加速度 Mm r2 将变为原来的 则周期变为原来的 2 倍 选项 B 正确 人造卫星中的物体处于完全失重 1 4 状态 单摆不会摆动 故选项 C 错误 单摆的周期与振幅无关 选项 D 正确 答案 ABD 图 4 6 位于坐标原点的波源产生一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波 波速为 400 m s 已知 t 0 时 波刚好传播到 x 40 m 处 如图 4 所示 在 x 400 m 处有一接收器 图中未画出 则下列说法正确的是 A 波源开始振动时方向沿 y 轴正方向 B 波源的振动周期为 T 0 05 s C 若波源向 x 轴负方向运动 则接收器接收到的波的频率小于波源的频率 D 该简谐横波在传播过程中只有遇到尺寸小于或等于 20 m 的障碍物时才会发生明显 的衍射现象 解析 由图象知 波源开始振动的方向沿 y 轴负方向 A 错 20 m 则 T v 20 400 s 0 05 s B 正确 据多普勒效应 接收器接收到的波的频率小于波源的频率 C 正 确 据波发生明显衍射现象的条件知 D 错 答案 BC 7 图 5 甲是利用沙摆演示简谐运动图象的装置 当盛沙的漏斗下面的薄木板被水平匀 速拉出时 做简谐运动的漏斗漏出的沙在板上显示出沙摆的振动位移随时间变化的关系曲 线 已知木板被水平拉动的速度为 0 20 m s 图乙所示的一段木板的长度为 0 60 m 则这 次实验沙摆的摆长大约为 取 g 2 图 5 A 0 56 m B 0 65 m C 1 00 m D 2 25 m 解析 由于木板匀速拉动 据 s vt 则 t s 3 s 显然 t 2T 则 T 1 5 s s v 0 60 0 20 据 T 2 可计算出摆长 L 大约为 0 56 m 故 A 正确 L g 答案 A 8 图 6 甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图 图乙为质点 P 以此时刻为计时起点 的振动图象 从该时刻起 图 6 A 经过 0 35 s 时 质点 Q 距平衡位置的距离小于质点 P 距平衡位置的距离 B 经过 0 25 s 质点 Q 的加速度大于质点 P 的加速度 C 经过 0 15 s 波沿 x 轴的正方向传播了 3 m D 经过 0 1 s 时 质点 Q 的运动方向沿 y 轴正方向 解析 由图乙知 T 0 2 s t 0 s 时 P 点沿 y 轴负方向运动 由此可知波沿 x 轴正方 向传播 当 t 0 35 s t 1 T 时 P 点在波峰处 Q 点在平衡位置和波谷间 故 A 对 当 3 4 t 0 25 s t 1 T 时 P 点在波谷 加速度 a 最大 B 错 当 t 0 15 s t T 时 波沿 x 轴 1 4 3 4 正方向传播了 x 由甲图知 4 m 所以 x 3 m C 对 当 t 0 1 s t T 时 由 3 4 1 2 对称性可知 Q 点在平衡位置上方沿 y 轴负方向运动 D 错 答案 AC 9 2009 年四川成都高三一检 如图 7 甲所示 同一水平直线上相距 6 m 的 A B 两处 各有一个振源 C 为 A B 连线的中点 在 t0 0 时刻 A B 两处的质点以相同的振幅同 时开始做垂直于直线 AB 的上下振动 且都只振动了一个周期 它们的振动图象分别为图 乙和图丙 若 A 处振源向右传播的波与 B 处振源向左传播的波在 t1 0 3 s 时刻于 C 点相遇 则 图 7 A 两列波在 A B 间的传播速度均为 10 m s B 两列波的波长都是 4 m C 在两列波相遇的过程中 中点 C 为振动加强点 D 在 t2 0 7 s 时刻 B 处质点经过平衡位置且振动方向向下 解析 根据题意可知 两列波的传播速度均为 v m s 10 m s A 正确 由振 s t 3 0 3 动图象知两列波周期均为 0 2 s vT 10 0 2 m 2 m B 错误 中点 C 与两波源的路程 差为 0 但两波源的起始振动方向相反 故 C 为振动减弱点 C 错误 因 A 波经过 0 6 s 传 播至 B 处质点 故 0 7 s 时 B 处质点的振动情况和 0 1 s 时 A 处质点的振动情况相同 0 1 s 时 A 处质点正经地平衡位置向下运动 故 D 正确 答案 AD 图 8 10 一简谐横波在 x 轴上传播 波源振动周期 T 0 1 s 在某一时刻的波形如图 8 所 示 且此时 a 点向下运动 则 A 波速为 20 m s 波沿 x 轴正向传播 B 波速为 20 m s 波沿 x 轴负向传播 C 波速为 10 m s 波沿 x 轴负向传播 D 波速为 10 m s 波沿 x 轴正向传播 解析 由图象知波长 2 m 则波速 v 20 m s 根据 上坡质点向下动 下坡质点 T 向上动 的规律 由 a 点向下运动得出波沿 x 方向传播 B 正确 答案 B 第 卷 非选择题 二 填空与实验题 本题包括 2 小题 共 20 分 把答案填在相应的横线上或按题目要 求作答 11 一列沿着 x 轴正方向传播的横波 在 t 0 时刻的波形如图 9 甲所示 图甲中某质 点的振动图象如图乙所示 图 9 质点 N 的振幅是 m 振动周期为 s 图乙表示质点 从质点 K L M N 中选填 的振动图象 该波的波速为 m s 解析 由图甲可知 振幅为 0 8 m 由图乙可知 振动周期 T 4 s 由图乙可知该质点 在 t 0 时 正由平衡位置向 y 轴正方向振动 故它表示质点 L 的振动图象 由 vT 可得 v m s 0 5 m s T 2 4 答案 0 8 4 L 0 5 12 2009 年湖北八校一联 1 甲 乙两同学做 用单摆测重力加速度 实验 甲同学 用秒表测量单摆的周期 当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为 0 单摆每次经 过最低点计一次数 当数到 n 60 时秒表的示数如图甲所示 则该单摆的周期是 s 结果保留三位有效数字 乙同学用游标卡尺测量摆球的直径如图乙所示 则游 标卡尺的读数是 cm 图 10 2 在做实验时 可能导致重力加速度的测量结果偏大的有 A 振幅偏小 B 在未悬挂摆球之前先测定好摆长 C 摆球做圆锥摆运动 D 将摆线长和球的直径之和当成了摆长 解析 1 单摆每一个周期通过最低点两次 所以数 60 次的时间为 30 个周期 从秒表 中读数为 67 2 s 或 67 3 s 周期为 T 2 24 s 游标卡尺主尺读数为 15 mm 游标尺第 t 30 12 条刻度与主尺刻度对齐 L 15 mm 0 05 mm 12 15 60 mm 1 560 cm 2 根据单摆周期公式 T 2 可得 g 所以重力加速度测量值与振幅无关 A l g 4 2l T2 错 未悬挂摆球前测定摆长 l 值偏小 g 值偏小 B 错误 摆球做圆锥摆运动周期变短 g 值偏大 摆线长加摆球直径作为摆长 摆长偏大 g 值偏大 CD 正确 答案 1 2 24 1 560 2 CD 三 计算题 4 小题 共 40 分 图 11 13 一列横波波速 v 40 cm s 在某一时刻的波形如图 11 所示 在这一时刻质点 A 振 动的速度方向沿 y 轴正方向 求 1 这列波的频率 周期和传播方向 2 从这一时刻起在 0 5 s 内质点 B 运动的路程和位移 3 画出再经过 0 75 s 时的波形图 解析 1 从图中可得出波长 8 cm 这列波的频率和周期分别是 f 5 v Hz T 0 2 s A 点此刻振动的速度方向向上 说明波沿 x 轴负方向传播 1 f 2 质点 B 原来位于平衡位置 速度方向沿 y 轴负方向 0 5 s 即 2 5 个周期后质点又回到 平衡位置 速度方向变为竖直向上 则 B 点在 0 5 s 内的位移等于零 通过的路程为 s 2 5 4 0 1 m 1 m 3 波形如图 12 中虚线所示 图 12 答案 1 5 Hz 0 2 s 沿 x 轴负方向传播 2 1 m 0 3 略 14 如图 13 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 1 0 m s 开始阶段两波源的振 动图象如图 14 所示 图 13 图 14 图 15 1 在图 15 中定性画出 t 14 3 s 时 A 波所达位置一定区域内的实际波形 2 求时间 t 16 s 内从 A 发出的半波前进过程中所遇到的波峰个数 解析 1 波形图如图 16 所示 图 16 2 16 s 内两列波相对运动过的长度为 l lA lB d 2vt d 12 m A 波宽度为 a v 0 2 m A 2 TA 2 B 波波长为 B vTB 2 m 可知 A 波经过了 6 个波峰 答案 1 略 2 6 个 15 一列简谐波沿直线传播 A B C 是直线上的三点 如图 17 所示 某时刻波传 到 B 点 A 刚好位于波谷 已知波长大于 3 m 小于 5 m AB 5 m 周期 T 0 1 s 振幅 A 5 cm 再经过 0 5 s C 第一次到达波谷 则 A C 相距多远 到此时为止 A 点运动的 路程为多大 图 17 解析 1 若 AB 5 m n 1 4 m m 5 n 1 4 20 4n 1 由于 3 m 5 m 所以 n 1 4 m v 40 m s T AC vt 24 m 若 AB 5 m n 3 4 20 m 4n 3 此时无解 2 A 点运动路程 s 4A 1 25 m 0 5 s 5 4T 0 1 s 答案 24 m 1 25 m 16 有两列简谐横波 a b 在同一媒质中沿 x 轴正方向传播 波速均为 v 2 5 m s 在 t 0 时两列波的波峰正好在 x 2 5 m 处重合 如图 18 所示 图 18