云南省2012届高三物理 《机械振动机械波》单元测试 新人教版

用心 爱心 专心 1 云南省新人教版物理云南省新人教版物理 20122012 届高三单元测试届高三单元测试 3434 机械振动机械振动 机械波机械波 时间 90 分钟 满分 100 分 一 选择题 1 在飞机的发展史中有一个阶段 飞机上天后不久 飞机的机翼很快就抖动起来 而且越抖越 厉害 后来人们经过了艰苦地探索 利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法解决了这一 问题 在飞机机翼前装置配重杆的主要目的是 A 加大飞机的惯性 B 使机体更加平衡 C 使机翼更加牢固 D 改变机翼的固有频率 答案 选 D 详解 飞机飞上天后 在气流周期性驱动力作用下做受迫振动 机翼越抖越厉害说明气流驱 动力周期与机翼的固有周期非常接近或相等 在机翼前缘处装置配重杆 目的是通过改变机翼 的质量来改变其固有频率 使驱动力频率与固有频率相差较大 从而达到减振的目的 故 D 选 项正确 2 某振动系统的固有频率为 f0 在周期性驱动力的作用下做受迫振动 驱动力的频率为 f 若 驱动力的振幅保持不变 下列说法中正确的是 A 当 f f0时 该振动系统的振幅随 f 增大而减小 B 当 f f0时 该振动系统的振幅随 f 减小而增大 C 该振动系统的振动稳定后 振动的频率等于 f0 D 该振动系统的振动稳定后 振动的频率等于 f 答案 选 B D 详解 受迫振动的振幅 A 随驱动力频率的变化规律如图所示 显然 A 错 B 对 振动稳定 时系统的频率等于驱动力的频率 故 C 错 D 对 3 做简谐振动的单摆 在摆动的过程中 A 只有在平衡位置时 回复力才等于重力和细绳拉力的合力 用心 爱心 专心 2 B 只有在最高点时 回复力才等于重力和细绳拉力的合力 C 小球在任意位置处 回复力都等于重力和细绳拉力的合力 D 小球在任意位置处 回复力都不等于重力和细绳拉力的合力 答案 B 详解 单摆在一个圆弧上来回运动 摆球做圆周运动的向心力由重力沿悬线方向的分力和 悬线拉力的合力提拱 而回复力是指重力沿圆弧切线方向的分力 摆球在平衡位置速度不为 零 向心力不为零 而回复力为零 所以合力不是回复力 摆球在最高点时 速度为零 向 心力为零 合力等于回复力 故选项 B 正确 4 如图所示 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 A f1 2f2 v1 v2 B f1 f2 v1 0 5v2 C f1 f2 v1 2v2 D f1 0 5f2 v1 v2 答案 C 详解 因为机械波的波速由介质决定 频率由振源决定 所以f1 f2 由图知 1 3 2 L 得 1 2 2 由v f得v1 2v2 故 C 正确 3 2 5 图中实线和虚线分别是x轴上传播的一列简谐横波在t 0 和t 0 03 s 时刻的波形图 x 1 2 m 处的质点在t 0 03 s 时刻向y轴正方向运动 则 A 该波的频率可能是 125 Hz B 该波的波速可能是 10 m s C t 0 时x 1 4 m 处质点的加速度方向沿y轴正方向 D 各质点在 0 03 s 内随波迁移 0 9 m 答案 A 用心 爱心 专心 3 详解 由题可知波向右传播 则 0 03 nT T T 当n 3 时 T 0 008 3 4 0 03 n 3 4 s f 125 Hz A 选项正确 波速v 1 2 m 代入数据得 B 选项错误 当t 0 时 T 刻 x 1 4 m 时 质点加速度方向沿y轴负方向 C 选项错误 各质点只是上下振动 不随 波迁移 D 选项错误 6 公路上匀速行驶的货车受一扰动 车上货物随车厢底板上下振动但不脱离底板 一段时 间内货物在竖直方向的振动可视为简谐运动 周期为T 取竖直向上为正方向 以某时刻作为 计时起点 即t 0 其振动图象如图所示 则 A t T时 货物对车厢底板的压力最大 1 4 B t T时 货物对车厢底板的压力最小 1 2 C t T时 货物对车厢底板的压力最大 3 4 D t T时 货物对车厢底板的压力最小 3 4 答案 C 详解 物体对车厢底板的压力与物体受到的支持力大小相等 当物体的加速度向上时 支 持力大于重力 当物体的加速度向下时 支持力小于重力 t T时 货物向下的加速度最 1 4 大 货物对车厢底板的压力最小 t T时 货物的加速度为零 货物对车厢底板的压力等 1 2 于重力大小 t T时 货物向上的加速度最大 则货物对车厢底板的压力最大 3 4 7 表 1 表示某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系 若该振动系统的固有频率为f固 则 表 1 驱动力频率 Hz 304050607080 受迫振动振幅 cm 10 216 827 228 116 58 3 A f固 60 Hz B 60 Hz f固 70 Hz C 50 Hz f固 60 Hz D 以上选项都不对 用心 爱心 专心 4 答案 C 详解 由如图 6 所示的共振曲线可判断出f驱与f固相差越大 受迫振动的振幅越小 f驱 与f固越接近 受迫振动的振幅越大 并从中看出f驱越接近f固 振幅的变化越慢 比较各 组数据知f驱在 50 60 Hz 范围内时 振幅变化最小 因此 50 Hz f固 60 Hz 8 正在运转的机器 当其飞轮以角速度 0匀速转动时 机器的振动不强烈 切断电源 飞 轮的转动逐渐慢下来 在某一小段时间内机器却发生了强烈的振动 此后飞轮转速继续变慢 机器的振动也随之减弱 在机器停下来之后若重新启动机器 使飞轮转动的角速度从 0 较缓 慢地增大到 0 在这一过程中 A 机器不一定还会发生强烈的振动 B 机器一定还会发生强烈的振动 C 若机器发生强烈振动 强烈振动可能发生在飞轮角速度为 0时 D 若机器发生强烈振动 强烈振动时飞轮的角速度肯定不为 0 答案 BD 详解 飞轮在转速逐渐减小的过程中 机器出现强烈的振动 说明发生共振现象 共振现 象产生的条件是驱动力频率等于系统的固有频率 故当机器重新启动时 飞轮转速缓慢增大 的过程中 一旦达到共振条件 机器一定还会发生强烈的振动 由题意可知 发生强烈共振 时 飞轮的角速度一定小于 0 9 如图所示 S1 S2为两个振动情况完全一样的波源 两列波的波长都为 它们在介质 中产生干涉现象 S1 S2在空间共形成 6 个振动减弱的区域 图中虚线处 P 是振动减弱区 域中的一点 从图中可看出 A P 点到两波源的距离差等于 1 5 用心 爱心 专心 5 B 两波源之间的距离一定在 2 5 个波长到 3 5 个波长之间 C P 点此时刻振动最弱 过半个周期后 振动变为最强 D 当一列波的波峰传到 P 点时 另一列波的波谷也一定传到 P 点 答案 ABD 10 一简谐振子沿x轴振动 平衡位置在坐标原点 0t 时刻振子的位移0 1mx 4 s 3 t 时刻0 1mx 4st 时刻0 1mx 该振子的振幅和周期可能为 A 0 1 m 8 s 3 B 0 1 m 8s C 0 2 m 8 s 3 D 0 2 m 8s 答案 A 解析 在t 3 4 s 和t 4s 两时刻振子的位移相同 第一种情况是此时间差是周期的整数倍 nT 3 4 4 当 n 1 时 3 8 Ts 在 3 4 s 的半个周期内振子的位移由负的最大变为正的最大 所以振幅是 0 1m A 正确 第二种情况是此时间差不是周期的整数倍则 2 3 4 4 0 3 4 T nT 当 n 0 时 8 Ts 且由于 2 t 是 1 t 的二倍说明振幅是该位移的二倍为 0 2m 如图答案 D 类型二 简谐运动的图象 二 非选择题 11 如图所示 在公路的十字路口东侧路边 甲以速度 v1向东行走 在路口北侧 乙站在路 边 一辆汽车以速度 v2通过路口向东行驶并鸣笛 已知汽车笛声的频率为 f0 车速 v2 v1 甲 听到的笛声的频率为 f1 乙听到的笛声的频率为 f2 司机自己听到的笛声的频率为 f3 则此 三人听到笛声的频率由高至低顺序为 用心 爱心 专心 6 答案 f1 f3 f2 详解 由于 v2 v1 所以汽车和甲的相对距离减小 甲听到的频率变大 即 f1 f0 由于 乙静止不动 则汽车和乙的相对距离增大 乙听到的频率变低 即 f2 f0 由于司机和汽车 相对静止 所以司机听到的频率不变 即 f3 f0 综上所述 三人听到笛声的频率由高至低顺 序为 f1 f3 f2 详解 从 S1 S2的中点起到向右三条虚线上 S1 S2的距离差依次为 0 5 1 5 2 5 12 如图所示 一根柔软的弹性绳子右端固定 左端自由 A B C D 为绳上等间隔的 点 点间间隔为 50 cm 现用手拉着绳子的端点A使其上下振动 若A点开始向上 经 0 1 s 第一次达到最大位移 C点恰好开始振动 则 1 绳子形成的向右传播的横波速度为多大 2 从A开始振动 经多长时间J点第一次向下达到最大位移 3 画出当J点第一次向下达到最大位移时的波形图象 答案 1 v波 10 m s x t 1 m 0 1 s 2 波由波源传到J需时间t由t1 s 0 45 s s v 4 5 10 波刚传到J时 J也向上起振 到负最大位移需t2时间 则t2 T 0 3 s 3 4 所以对应总时间t t1 t2 0 75 s 3 波形图如图所示 用心 爱心 专心 7 13 一列简谐横波在x轴上传播 在t1 0 和t2 0 5 s 两时刻的波形分别如图中的实线和 虚线所示 求 1 若周期大于t2 t1 波速多大 2 若周期小于t2 t1 则波速又是多少 3 若波速为 92 m s 求波的传播方向 答案 1 若波向右传播 波速为 4 m s 若波向左传播 波速为 12 m s 2 若波向右传播 波速为 4 16n m s n 1 2 3 若波向左传播 波速为 12 16n m s n 1 2 3 3 向左传播 详解 1 若波向右传播 x1 2 m t t2 t1 0 5 s 则v1 4 m s x1 t 若波向左传播 x2 6 m t t2