2011年高考物理 复习机械振动和机械波综合检测 人教版

专心 爱心 用心1 第七章第七章 机械振动和机械波综合检测机械振动和机械波综合检测 一 选择题 本题共 12 小题 共 48 分 在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 有选错的得 0 分 1 一单摆的摆长l 98cm 在t 0 时 正从平衡位置向右运动 取g 9 8m s2 则 当t 1 2s 时 下列关于摆球的运动描述 正确的是 A 正向左做减速运动 加速度正在增加 B 正向左做加速运动 加速度正在减小 C 正向右做减速运动 加速度正在增加 D 正向右做加速运动 加速度正在减小 解析 单摆的周期T 2 2s 所以摆球在t 1 2s 时 正在平衡位置的左边 l g 且向左运动之中 故正向左做减速运动 加速度正在增加 即选项 A 正确 答案 A 2 2009 广西模拟 关于多普勒效应的叙述 下列说法正确的是 A 产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化 B 产生多普勒效应的原因是观察者和波源之间发生了相对运动 C 甲乙两列车相向行驶 两车均鸣笛 且所发生的笛声频率相同 乙车中的某旅客听 到的甲车笛声频率低于他所听到的乙车笛声频率 D 哈勃太空望远镜发现所接受到的来自于遥远星系上的某种原子光谱 与地球上同种 原子的光谱相比较 光谱中各条谱线的波长均变长 称为哈勃红移 这说明该星系正在远 离我们而去 解析 由产生多普勒效应的原因可知 A 错 B 对 观察者和波源靠近 则他所听 到的频率变大 故选项 C 错 由c f知波长变长 则频率变小 由多普勒效应 说明该 星系正在远离我们而去 故选项 D 对 答案 BD 3 一列简谐横波沿x轴负方向传播 图 甲 是t 1s 时的波形图 图 乙 是波中某振 动质点位移随时间变化的振动图线 两图用同一时间起点 则图 乙 可能是图 甲 中哪个 质点的振动图线 A x 0 处的质点 B x 1m 处的质点 C x 2m 处的质点 D x 3m 处的质点 解析 由题图 乙 知 1s 时 质点正经平衡位置向下振动 和邻近的下一个时刻 的位移相比较得出 由题图 甲 用 上坡下振 判出 这样的质点为x 0 或x 4m 处 的质点 故答案选 A 答案 A 4 2009 湖北重点中学联考 一列简谐波在均匀介质中沿直线向右以v的速度传播 图中上半部分所示的各质点的平衡位置在同一直线上 间距相等 以质点 1 从平衡位置开 始竖直向上运动起为起始时刻 经过时间t 前 13 个质点第一次形成如图下半部分所示波 形图 则两质点平衡位置的间距d为 专心 爱心 用心2 A B C D vt 4 vt 8 vt 12 vt 16 解析 由题意可知 各质点的起振方向竖直向上 前 13 个质点第一次形成如图下 半部分所示波形图说明波已经传播了 2T 即 2T t 而该波的波长 vT 由图象可 知 8d 联立 得 d 故 D 正确 vt 16 答案 D 5 2010 天津六校联考 铺设轶轨时 每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙 匀 速运行的列车经过轨端接缝处时 车轮就会受到一次冲击 由于每根钢轨长度相等 所以 这个冲击力是周期性的 列车受到周期性的冲击做受迫振动 若发生共振 列车是危险 的 为了在保证列车安全行驶下提高列车的运行速度 下列措施可行的是 A 增加钢轨的长度 B 增大列车的固有频率 C 减小钢轨的长度 D 增大列车的固有周期 解析 最大运行速度v lf 所以增加钢轨的长度或增大列车的固有频率 l T0 有利于提高列车的运行速度 即 AB 正确 答案 AB 6 2010 保定调研 一列简谐波沿x轴传播 某时刻波的图象如图所示 此时A B 两质点的位移相同 此后A和B分别经过最短时间 0 1s 和 0 7s 回到该时刻位置 则 A 该波沿x轴负方向传播 B 该波的传播速度为 2 5m s C 图示时刻A点的速度方向和加速度方向相同 D 图示时刻B点的速度方向和加速度方向相反 解析 题图中所示A和B位置都在正方向上 加速度方向均指向y轴负方向 A 回到原来位置所用时间为 0 1s B回到原位置所用时间为 0 7s 可以看出A先向y轴正方 向运动 B先向y轴负方向运动 故 C D 错误 由于A正向上运动 根据 平移法 可知 此波正向x轴负方向传播 A 正确 A和B回到原位置的过程刚好组成一个周期质点的运动 故此波的周期为 0 8s 则v 2 5 m s B 正确 T 2 0 8 答案 AB 7 2009 石家庄质检 如图所示 沿波的传播方向上有间距均为 1m 的五个质点 均 静止在各自的平衡位置 一列简谐横波以 1m s 的速度水平向右传播 t 0 时到达质点a 质点a开始由平衡位置向下运动t 3s 时质点a第一次到达平衡位置上方的最高点 则下 列判断正确的是 A 质点d是开始振动后的振动周期为 4s B t 4s 时波恰好传到质点e 专心 爱心 用心3 C 在 3s t 4s 这段时间内质点c的速度方向向上 D 质点b开始振动时速度方向向上 解析 质点a先向下运动 第一次到达最高点需四分之三周期 根据题意 经历 时间 3s 故该波的周期为 4s 该波经过的所有质点的振动周期均为 4s A 正确 t 4s 时 波传播了 4m 正好在质点e B 正确 波需要 2s 传播到质点c 又经 1s 质点c到达最低位 置 接下来的 1s 即 3s t 4s 时间段内质点c应向上运动 C 正确 因为波经过的所有质 点振动形式都相同 故质点b开始振动的方向应与质点a相同 向下运动 故 D 错误 答案 ABC 8 一列沿x轴正方向传播的横波 t 0 时刻的波形如图中实线所示 t 0 2s 时刻的 波形如图中的虚线所示 则 A 质点P的运动方向向右 B 波的周期可能为 0 27s C 波的频率可能为 1 25Hz D 波的传播速度可能为 20m s 解析 因为横波沿x轴正方向传播 所以选项 A 错 由图知 24m 0 2s n 1 4 T 故T 0 8 4n 1 s n 0 1 2 又f 1 T 故f 4n 1 0 8Hz n 0 1 2 v T 30 4n 1 m s n 0 1 2 故选项 C 对 B D 错 答案 C 9 2009 临沂模拟 如图是用频闪照相的方法获得的弹簧振子的位移 时间图象 下 列有关该图象的说法正确的是 A 该图象的坐标原点是建立在弹簧振子小球的平衡位置处 B 从图象可以看出小球在振动过程中沿t轴方向移动的 C 为了显示小球在不同时刻偏离平衡位置的位移 让底片沿垂直x轴方向匀速运动 D 图象中小球的疏密显示出相同时间内小球位置变化快慢不同 解析 从图象看出 小球振动方向是沿x轴的 故 B 错 平衡位置附近小球疏 表示运动快 小球密处表示运动慢 故 D 对 答案 ACD 10 2008 高考重庆理综 某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为 4km s 和 9km 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 5s 开始振动 则 A P先开始振动 震源距地震仪约 36km B P先开始振动 震源距地震仪约 25km C H先开始振动 震源距地震仪约 36km 专心 爱心 用心4 D H先开始振动 震源距地震仪约 25km 解析 由于纵波的传播速度快些 所以纵波先到达地震仪处 所以P先开始振 动 设地震仪距震源为x 则有 5 解得 x 36km x 4 x 9 答案 A 11 如图甲所示 在弹簧振子的小球上安装了一支记录用的笔P 在下面放一条纸 带 当小球做简谐运动时 沿垂直于振动方向拉动纸带 笔P在纸带上画出了一条振动曲 线 已知在某次实验中如图方向拉动纸带 且在某段时间内得到如图乙所示的曲线 根据 曲线可知这段时间内 A 纸带在加速运动 B 纸带在减速运动 C 振子的振动周期在逐渐增加 D 振子的振动周期在逐渐减小 解析 振子做简谐振动 其周期不发生变化 C D 错误 由纸带上的轨迹可以看 出相等时间内的位移在增大 所以纸带在加速运动 A 对 B 错 注意纸带的运动方向和位 移变化之间的关系 答案 A 12 2008 东北 有两个静止的声源 发出声波 1 和声波 2 在空气中传播 如图所 示为某时刻这两列波的图象 则下列说法中正确的是 A 声波 1 的波速比声波 2 的波速大 B 相对于同一障碍物 波 1 比波 2 更容易发生明显的衍射现象 C 这两列波相遇时 不会产生干涉现象 D 远离两个声源运动的观察者 听到的这两列波的频率均与从声源发出时的频率相同 解析 波的传播速度由介质决定 与波的波长无关 A项错 根据波发生明显衍 射的条件可知 波长较大的波 1 空易发生明显的衍射现象B项正确 两列波频率不同 故 不能发生干涉现象 C项正确 由于波的多普勒效应 远离声源运动的观察者听到的波的 频率均比声源的频率低 D项错 答案 BC 二 实验题 本题共 2 小题 共 18 分 13 在用单摆测重力加速度的实验中 1 需要用到的测量仪器有 实验中 需要直接测出的物理量有 可推导出g 2 在这个实验中 为减小误差 尽量准确地测出重力加速度 实验中要使 摆绳长度 远 摆球直径 摆绳的质量远 摆球的质量 并在悬挂后进行摆长的测 量 最大摆角 10 先测出单摆摆动 30 50 次的总时间 再计算出摆动的周期 测摆动时间要选取摆求通过 时为计时的起 止点 解析 1 摆长是悬点到球心的距离 故要用到游标卡尺测摆球的直径 用秒表测 专心 爱心 用心5 时间 2 摆球通过最低点的速度最大 此时作为计时的起 止点 能减少计时误差 答案 1 游标卡尺 米尺 秒表 摆长l和摆动周期T 4 2l T2 14 在 用单摆测定重力加速度 的实验中 用刻度尺量悬点到小球的距离为 96 60cm 用卡尺量得小球直径是 5 260cm 测量周期有 3 次 每次都在摆球通过最低点时 按下秒表开始计时 同时将此次通过最低点作为第一次 接着一直数到计时终止 结果如 下表 123 数的次数 618171 时间 s 60 4079 8070 60 这个单摆振动周期的测量值是 s 当地重力加速度的值是 m s2 取三位有效数字 解析 由题可知单摆的周期 T1 s 2 013s 60 40 60 1 2 T2 s 1 995s 79 80 81 1 2 T3 s 2 017s 70 60 71 1 2 则周期T 2 01s T1 T2 T3 3 摆长l l 0 966 0 0526 m 0 9923m d 2 1 2 故重力加速度 g m s2 9 69m s2 4 2l T2 4 3 142 0 9923 2 012 答案 2 01 9 69 三 计算题 本题共包括 4 小题 共 54 分 解答时应写出必要的文字说明 方程式和 重要演算步骤 只写出最后答案不能得分 有数值计算的题 答案中必须明确写出数值和 单位 15 在湖中 甲 乙两人分别乘坐在相距 24m 的两只小船上 有一列水波从湖面传来 每只船每分钟上 下浮动 20 次 当甲船位于波峰时 乙船位于波谷 这时两船之间还有一 个波峰 求水波的波速 解析 由题意知 周期T 60 20s 3s 且甲 乙两点间相隔 1 5 个波长 故波 长 24 1 5m 16m 所以波速v T 5 3m s 答案 5 3m s 16 2008 无锡模拟 一列横波上有相距 4m 的A B两点 波的传播方向是由A向 B 波长大于 2m 如图所示的是A B两质点的振动图象 求这列波可能的波速 解析 由振动图象得 专心 爱心 用心6 质点振动周期T 0 4s B点比A点晚振动的时间 t nT T n 1 2 3 3 4 所以A B间的距离为 s k k 0 1 2 3 3 4 则波长为 4 s 4k 3 16 4k 3 因为 2m 所以k 0 1 当n 0 时 1 m v1 m s m s 16 3 T 16 3 0 4 40 3 当n 1 时 2 m v2 m s m s 16 7 2 T 16 7 0 4 40 7 答案 m s 或m s 40 3 40 7 17 在火车车厢里用悬线吊一个小球 由于铁轨结合处的震动使球摆动 如果铁轨轨 长为L 12 5m 单摆悬线长l 40cm 当单摆摆动振幅有较长时间最大时 则可估算火车 在此时间内行驶速度为多大 g取 10m s2 解析 当摆球与火车发生共振时 球摆动的振幅最大 摆球做受迫振动 驱动力 的频率即为火车与铁轨结合处相撞击的频率 由共振条件知 f驱 f固 即T驱 T固 而T驱 L v 又T固 2 l g 所以 2 L v l g 解得v 10m s L 2 g l 答案