第十六单元机械振动与机械波 B卷 教师版

1、.此卷只装订不密封班级 姓名 准考证号 考场号 座位号 单元训练金卷·高三·物理B卷第十六单元 机械振动与机械波 本卷须知：1答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2选择题的作答：每题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4考试完毕后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 一、 此题共10小题，每题6分，在每题给出的四个选项中，第16题只有一项符合

2、题目要求，第710题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分1做简谐运动的单摆摆长不变，假设摆球质量减小为原来的，摆球经过平衡位置时速度增大为原来的2倍，那么单摆振动的A频率、振幅都不变 B频率、振幅都改变C频率不变、振幅改变 D频率改变、振幅不变【答案】C2图中，两单摆摆长一样，平衡时两摆球刚好接触。现将摆球a在两摆球线所在平面内向左拉开一小角度后释放，碰撞后，两摆球分开各自做简谐运动。以ma、mb分别表示摆球a、b的质量，那么 A假如ma >mb，下一次碰撞将发生在平衡位置右侧B假如ma >mb，下一次碰撞将发生在平衡位置左侧C无论两摆球的质量之

3、比是多少，下一次碰撞可能在平衡位置左侧D无论两摆球的质量之比是多少，下一次碰撞一定在平衡位置【答案】D3如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化图象如图乙所示，以下说法正确的选项是At0.8 s时，振子的速度方向向左Bt0.2 s时，振子在O点右侧6 cm处Ct0.4 s和t1.2 s时，振子的加速度完全一样Dt0.4 s到t0.8 s的时间内，振子的速度逐渐减小【答案】A【解析】从t0.8 s时起，再过一段微小时间，振子的位移为负值，因为取向右为正方向，故t0.8 s时，速度方向向左，A正确；由题图乙得振子的位移x12sin

4、 t cm，故t0.2 s时，x6 cm，故B错误；t0.4 s和t1.2 s时，振子的位移方向相反，加速度方向相反，C错误；t0.4 s到t0.8 s的时间内，振子的位移逐渐变小，故振子逐渐靠近平衡位置，其速度逐渐变大，故D错误。4如下图，弹簧下面挂一质量为m的物体，物体在竖直方向上做振幅为A的简谐运动，当物体振动到最高点时，弹簧正好处于原长，弹簧在弹性限度内，那么物体在振动过程中A弹簧的最大弹性势能等于2mgAB弹簧的弹性势能和物体动能总和不变C物体在最低点时的加速度大小应为2gD物体在最低点时所受弹簧的弹力大小应为mg【答案】A【解析】因物体振动到最高点时，弹簧正好处于原长，此时弹簧弹力

5、等于零，物体的重力 mgF回kA，当物体在最低点时，弹簧的弹性势能最大等于2mgA，A对；在最低点，由F回mgma知，C错；由F弹mgF回得F弹2mg，D错；由能量守恒知，弹簧的弹性势能和物体的动能、重力势能三者的总和不变，B错。5如图是某时刻t两列波的叠加图，S1、S2是相干波源，它们的振动情况完全一样，发出两列完全一样的水波，波峰、波谷分别用实线、虚线表示，以下说法错误的选项是 A某时刻B、D质点也可能位于平衡位置BC、E连线的中点是振动减弱点CB、D连线的中点是振动加强点D经过半个周期，B质点变为波峰，D质点变为波谷【答案】B【解析】此时B质点处是两列波波谷与波谷相遇处，D质点是波峰与波

6、峰相遇处，是振动加强点，但随着时间推移，波峰与波谷位置在变化，即某时刻B、D质点也可能位于平衡位置，故A正确；质点C和质点E位置是两列波波峰与波谷叠加的地方，振动始终是最弱的，而D、B质点处是两列波波峰与波峰、波谷与波谷，振动始终是最强的，B、D连线上所有的点都是振动加强点，故B错误，C正确；从图示时刻开场，B质点经过半个周期变为波峰，D质点经过半个周期变为波谷，故D正确。6弹簧振子做简谐运动，O为平衡位置，当它经过点O时开场计时，经过0.3 s，第一次到达点M，再经过0.2 s第二次到达点M，那么弹簧振子的周期可能为A0.53 sB1.4 sC1.6 s D2 s E3 s【答案】A【解析】

7、如图甲所示，设O为平衡位置，OBOC代表振幅，振子从OC所需时间为。因为简谐运动具有对称性，所以振子从MC所用时间和从CM所用时间相等，故0.3 s0.4 s，解得T1.6 s；如图乙所示，假设振子一开场从平衡位置向点B运动，设点M与点M关于点O对称，那么振子从点M经过点B到点M所用的时间与振子从点M经过点C到点M所需时间相等，即0.2 s。振子从点O到点M、从点M到点O及从点O到点M所需时间相等，为 s，故周期为T0.5 s s0.53 s。7一列简谐波沿x轴传播，其波源位于坐标原点O。质点O刚好完成一次全振动时，形成的简谐横波波形如下图，波速为8 m/s，波源O简谐运动的周期为0.4 s，

8、B是沿波传播方向上介质中的一个质点，那么A图中x轴上O、A之间的间隔 为1.6 mB波源O的起振方向沿y轴正方向C在一个周期时间质点A将向右运动一个波长D图示时刻质点B所受的回复力方向沿y轴正方向【答案】AD【解析】波长 = vT = 4×0.8 m =3.2 m，O、A 之间的间隔 为/2 =1.6 m，故A错误；波源O开场振动时的运动方向与波前质点的起振方向一样，沿y轴负方向，故B错误；质点只是在平衡位置附近上下振动，并不随波迁移，故C错误；图示时刻质点B所受的合外力方向指向平衡位置，即沿y轴正方向，故D正确。8有一个在y方向上做简谐运动的物体，其振动图像如下图。以下关于图甲、乙

9、、丙、丁的判断不正确的选项是选项中v、F、a分别表示物体的速度、受到的回复力和加速度A甲可作为该物体的v­t图像 B乙可作为该物体的F­t图像C丙可作为该物体的F­t图像 D丁可作为该物体的a­t图像【答案】ABD【解析】在简谐运动中，速度与位移是互余的关系，故图乙可作为v­t图像，A、B错误；由Fkx可知，回复力的图像与位移图像的相位相反，故丙可作为F­t图像，C正确；又由Fma可知a与F的图像形状一样，丙可作为a­t图像，D错误。9关于受迫振动和共振，以下说法正确的选项是A火车过桥时限制速度是为了防止火车发生共振B假设驱

10、动力的频率为5 Hz，那么受迫振动稳定后的振动频率一定为5 HzC当驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大D一个受迫振动系统在非共振状态时，同一振幅对应的驱动力频率一定有两个【答案】BCD【解析】火车过桥时限制速度是为了防止桥发生共振，A错误；对于一个受迫振动系统，假设驱动力的频率为5 Hz，那么振动系统稳定后的振动频率也一定为5 Hz，B正确；由共振的定义可知，C正确；根据共振现象可知，D正确。10一列简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻波形图如图中的实线所示，此时波刚好传到P点，t0.6 s时刻的波形如图中的虚线所示，a、b、c、P、Q是介质中的质点，那么以下说法正确的选项是A这

11、列波的波速可能是50 m/sB质点a在这段时间内通过的路程一定小于30 cmC质点c在这段时间内通过的路程可能为60 cmD假设周期T0.8 s，那么在t0.8 s时刻，质点Q速度最大【答案】AC【解析】由题图波形图可知波长40 m，且0.6 snTTn0，1，2，解得周期T sn0，1，2，当n0时，T0.8 s，波速v50 m/s，A正确；由传播方向沿x轴正方向可知质点a在t时刻向上运动，当n0时，T0.8 s，那么质点a在0.6 s内通过的路程小于30 cm，当n1，2，3时，质点a在0.6 s内通过的路程大于30 cm，B错误；假设n1，那么T s，波传播到c点所用时间为T，0.6 s

12、，那么0.6 s内质点c振动的时间为TTT，故在这段时间内质点c通过的路程为6A60 cm，C正确；假设T0.8 s，在t0.8 s时刻，质点Q位于正向最大位移处，速度为零，选项D错误。二、此题共4小题，共50分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位 118分在用“单摆测重力加速度的实验中：1有以下备选器材中，需选用哪些器材较好_。A长1 m左右的粗一点结实棉线 B长1 m左右的细棉线 C带细孔的直径2 cm左右的铁球    

13、60; D带细孔的直径2 cm左右的橡胶球E时钟     F秒表G学生用刻度尺     H最小刻度是毫米的米尺 2甲同学先用米尺测得摆线长，再用游标卡尺测得摆球直径如图甲所示为_cm，然后用秒表记录单摆完成50次全振动所用的时间，从图乙可读出时间为_s。3实验中，假如摆球密度不均匀，无法确定重心位置，乙同学设计了一个巧妙的方法而不用测量摆球的半径。详细作法如下：第一次悬线长为L1时，测得振动周期为T1；第二次增大悬线长为L2时，测得振动周期为T2；根据单摆周期公式可求得重力加速度为g =_。用题给符号表示【答案】1

14、BCFH 22.06 75.2 3 【解析】1用单摆测重力加速度实验，为减小实验误差，摆线应选长1 m左右的细线；实验时应使用质量大且体积小，即密度大的摆球，故摆球应选直径2 cm左右的铁球；实验需要测出单摆的周期，因此需要选择秒表；测摆长时为减小实验误差，应选择准确度是1 mm的刻度尺。故需要的实验器材为：B、C、F、H。2直径：主尺：2.0 cm，游标尺对齐格数：6个格，读数：6×0.1 mm = 0.6 mm = 0.06 cm；所以直径为：2.0 + 0.06 = 2.06 cm；秒表读数：内圈：1分钟 = 60 s，外圈：15.2 s，所以读数为：75.2 s。3设摆球的重

15、心到线与球结点的间隔 为r，根据单摆周期的公式，故，联立两式解得。 1214分如下图，ACB为光滑弧形槽，弧形槽半径为R，C为弧形槽最低点，RA。甲球从弧形槽的球心处自由下落，乙球从A点由静止释放，问：1两球第1次到达C点的时间之比；2假设在弧形槽的最低点C的正上方h处由静止释放甲球，让其自由下落，同时将乙球从弧形槽左侧由静止释放，欲使甲、乙两球在弧形槽最低点C处相遇，那么甲球下落的高度h是多少？【解析】1甲球做自由落体运动Rgt12，所以t1乙球沿弧形槽做简谐运动由于AR，可认为偏角<5°。此运动与一个摆长为R的单摆运动模型一样，故此等效摆长为R，因此乙球第1次到达C处的时间

16、为t2T×2所以t1t22。2甲球从离弧形槽最低点h高处自由下落，到达C点的时间为t甲 由于乙球运动的周期性，所以乙球到达C点的时间为t乙n2n1n0，1，2，由于甲、乙两球在C点相遇，故t甲t乙联立解得：hn0，1，2，。1314分如图甲所示为一列沿x轴传播的简谐横波在t1 = 0.1 s时的波形图，A、B两点为简谐波上平衡位置在xA = 1.0 m、xB = 1.2 m处的质点。图乙为质点A的振动图象。求：1该简谐横波的传播速度以及A点的振动方程；2从t = 0.1 s时开场计时，质点B回到平衡位置的时间。【解析】1由图象可知，周期T = 0.2 s，波长 = 2 m所

17、以又，A = 20 cm所以。2由“上下坡法可知，波沿x轴负方向传播，由“平移法可知，“平衡位置状态传到B所用的时间为：根据波的对称性可知，质点B回到平衡位置所用的时间为，其中n = 0，1，2，1414分 在某种均匀介质中，S1、S2处有相距4 m的两个波源，沿垂直纸面方向做简谐运动，其周期分别为T10.8 s和T20.4 s，振幅分别为A12 cm和A21 cm，在该介质中形成的简谐波的波速v5 m/s，S处有一质点，它到S1的间隔 为3 m，且SS1S1S2。在t0时刻，两波源同时开场垂直纸面向外振动，那么求：1t0时刻的振动传到S处的时间差；2t10 s时，S处质点分开平衡位置的位移大小。【解析】1 由题意可知：SS25 mS1在t0时的