（京津鲁琼版）2023版高考物理总复习第十三章单元评估检测（十三）（含解析）

〔京津鲁琼版〕2022版高考物理总复习第十三章单元评估检测〔十三〕〔含解析〕PAGE17-单元评估检测(十三)(时间：50分钟分值：100分)一、选择题(此题共7小题，每题6分，共42分，1～3为单项选择题，4～7为多项选择题)1．如下图，在两根等长的曲线下悬挂一个小球(可视为质点)组成了所谓的双线摆，假设摆长为l，两线与天花板的左、右两侧夹角均为α，当小球垂直纸面做简谐运动时，其周期为()A．2πeq\r(\f(l,g)) B．2πeq\r(\f(2l,g))C．2πeq\r(\f(2lcosα,g)) D．2πeq\r(\f(lsinα,g))解析：选D.根据公式T＝2πeq\r(\f(l′,g))，此题中l′＝lsinα，故T＝2πeq\r(\f(lsinα,g))，D正确．2．以下说法正确的选项是()A．对于受迫振动，驱动力的频率越大，受迫振动的振幅越大B．眼睛眯成一条线看到发光的电灯周围有彩色条纹属于光的干预现象C．只有障碍物的尺寸比波的波长小或相差不多的时候才会发生明显的衍射现象D．火车向我们驶来鸣笛时，听到的笛声频率将比声源的频率低解析：选C.当驱动力的频率等于振子的固有频率时，振子的振幅最大，选项A错误；眼睛眯成一条线看到发光的电灯周围有彩色条纹，是光绕过障碍物传播的现象，故属于光的衍射现象，选项B错误；只有障碍物的尺寸比波的波长小或相差不多的时候才会发生明显的衍射现象，选项C正确；根据多普勒效应，火车向我们驶来鸣笛时，听到的笛声频率将比声源的频率高，选项D错误．3．如下图是一列简谐波的图象，其振幅为A，波长为λ，那么以下说法正确的选项是()A．这列波的传播不需要介质B．介质中每个质点振动后在一个周期的时间内通过的路程都是4AC．与坐标原点O距离为λ的a点做变速运动，图示时刻速度最小D．与坐标原点O距离为λ的a点再过一个周期的时间，将到达与O点距离为2λ处解析：选B.机械波的传播需要介质，所以选项A错误；做简谐振动的质点在一个周期内通过的路程都是四倍的振幅，所以选项B正确；做简谐振动的质点，在通过平衡位置时速度最大，所以选项C错误；波在传播的过程中，介质中的质点只在自己的平衡位置附近振动，并不随波迁移，所以选项D错误．4．(2022·安阳模拟改编)以下四幅图分别对应四种说法，其中正确的选项是()A．图A中，假设匀速拉动木板的速度较大，那么由图象测得简谐运动的周期较大B．由图B可知，系统的固有频率为f0C．图C中频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，这种现象叫做波的干预D．图D中泊松亮斑是小孔衍射形成的图样解析：选BC.演示简谐运动的图象实验中，假设匀速拉动木板的速度较大，会导致图象的横坐标变大，但对应的时间仍不变，简谐运动的周期与单摆的固有周期相同，选项A错误；由图B可知当驱动力的频率f跟固有频率f0相同时，才出现共振现象，振幅才最大，距固有频率f0相差越大，振幅越小，选项B正确；频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，这种现象叫做波的干预，选项C正确；泊松亮斑是光绕过圆形挡板后衍射形成的图样，选项D错误．5．一个质点做简谐运动的图象如下图，以下说法正确的选项是()A．质点振动的频率为4HzB．在10s内质点经过的路程是20cmC．在5s末，质点的速度为零，加速度最大D．t＝1.5s和t＝2.5s两个时刻质点的位移和速度方向都相反解析：选BC.由图象可知，质点振动的周期为4s，故频率为0.25Hz，选项A错误；在10s内质点振动了2.5个周期，经过的路程是10A＝20cm，选项B正确；在5s末，质点处于正向最大位移处，速度为零，加速度最大，选项C正确；t＝1.5s和t＝2.5s两个时刻的速度方向相同，故D错误．6．(2022·湖北孝感调研)一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为T.在t＝0时的波形如下图，波上有P、Q两点，其纵坐标分别为yP＝2cm，yQ＝2cm，以下说法正确的选项是()A．P点的振动形式传到Q点需要eq\f(T,2)B．P、Q在振动过程中，位移的大小总相等C．在eq\f(5T,4)内，P点通过的路程为20cmD．经过eq\f(3T,8)，Q点回到平衡位置解析：选AB.由图看出，P、Q两点所对应的平衡位置间的距离等于半个波长，因简谐横波传播过程中，在一个周期内传播一个波长，那么P点的振动形式传到Q点需要半个周期eq\f(T,2)，P、Q两点的振动情况总是相反，所以在振动过程中，它们的位移大小总是相等，应选项A、B正确；假设图示时刻P点在平衡位置或最大位移处，在eq\f(5,4)T内，P点通过的路程为s＝5A＝5×4cm＝20cm，而实际上图示时刻，P点不在平衡位置或最大位移处，所以在eq\f(5,4)T内，P点通过的路程不是20cm，应选项C错误；图示时刻，Q点向下运动，速度减小，所以从图示位置运动到波谷的时间大于eq\f(T,8)，再从波谷运动到平衡位置的时间为eq\f(T,4)，所以经过eq\f(3,8)T，Q点没有回到平衡位置，应选项D错误．7．图甲为某一简谐波在t＝0时刻的波形图，图乙为图甲中平衡位置位于x＝2m处的质点B的振动图象，质点C的平衡位置位于x＝4m处．那么以下说法正确的选项是()A．该简谐波沿x轴负方向传播，其波速v＝4m/sB．在0～3.5s时间内，质点B运动的路程为3.5mC．在t＝2s时刻，质点C恰好经过平衡位置向y轴正方向运动D．要使该波能够发生明显的衍射，那么障碍物的尺寸应远大于4m解析：选BC.由题图乙质点B的振动图象可知，0～0.5s，质点B的振动方向为沿y轴负方向，对照题图甲，可知该简谐波沿x轴正方向传播，由题图甲可知简谐波的波长为λ＝4m，由题图乙可知，波的周期为T＝2s，其波速v＝eq\f(λ,T)＝2m/s，选项A错误；在0～3.5s时间内，质点B运动路程为s＝7A＝7×0.5m＝3.5m，选项B正确；在t＝2s时刻，质点C经过一个周期恰好经过平衡位置向y轴正方向运动，选项C正确；要使该波能够发生明显的衍射，那么障碍物的尺寸应小于4m或与4m差不多，选项D错误．二、实验题(此题共1小题，共12分)8．(12分)在“用单摆测定重力加速度〞的实验中：(1)摆动时偏角满足的条件是偏角小于5°，为了减小测量周期的误差，计时开始时，摆球应是经过最________(填“高〞或“低〞)点的位置，且用停表测量单摆完成屡次全振动所用的时间，求出周期．图甲中停表示数为一单摆全振动50次所用的时间，那么单摆振动周期为________．(2)用最小刻度为1mm的刻度尺测摆长，测量情况如图乙所示．O为悬挂点，从图乙中可知单摆的摆长为________m.(3)假设用L表示摆长，T表示周期，那么重力加速度的表达式为g＝________.(4)考虑到单摆振动时空气浮力的影响后，学生甲说：“因为空气浮力与摆球重力方向相反，它对球的作用相当于重力加速度变小，因此振动周期变大〞，学生乙说：“浮力对摆球的影响好似用一个轻一些的摆球做实验，因此振动周期不变〞，这两个学生中________．A．甲的说法正确B．乙的说法正确C．两学生的说法都是错误的解析：(1)摆球经过最低点时小球速度最大，容易观察和计时；图甲中停表的示数为1.5min＋12.5s＝102.5s，那么周期T＝eq\f(102.5,50)s＝2.05s.(2)从悬点到球心的距离即为摆长，可得L＝0.9970m.(3)由单摆周期公式T＝2πeq\r(\f(L,g))可得g＝eq\f(4π2L,T2).(4)由于受到空气浮力的影响，小球的质量没变而相当于小球所受重力减小，即等效重力加速度减小，因而振动周期变大，选项A正确．答案：(1)低2.05s(2)0.9970(0.9970～0.9980均可)(3)eq\f(4π2L,T2)(4)A三、计算题(此题共3小题，共46分)9．(14分)(2022·河南八市质检)波源S的振动图象如图甲所示，由此产生的简谐波向右传播，波上两点S、P相距1.5m，如图乙所示，波速v＝6m/s，求：(1)作出t＝0.25s时S、P间的波形图；(2)在t＝0到t＝0.5s内，P点运动的路程．解析：(1)由图甲可知该波的周期为T＝0.2s所以该波的波长λ＝vT＝1.2m又eq\f(SP,λ)＝1eq\f(1,4)波由S点传到P点用时t1＝eq\f(SP,v)＝0.25s那么当t＝0.25s时，P点开始振动(向下振动)，SP间的波形图如下图．(2)在0～0.5s内P点振动的时间0.25s，运动的路程为x＝eq\f(0.25,0.2)×4A＝5A＝25cm.答案：(1)图见解析(2)25cm10．(16分)一列横波沿x轴传播，图中实线表示某时刻的波形，虚线表示从该时刻起0.005s后的波形．(1)如果周期大于0.005s，那么当波向右传播时，波速为多大？波向左传播时，波速又是多大？(2)如果周期小于0.005s，那么当波速为6000m/s时，求波的传播方向．解析：(1)如果周期大于0.005s，波在0.005s内传播的距离小于一个波长．如果波向右传播，从题图上看出传播的距离为2m，由此可得波速为v右＝eq\f(Δx,Δt)＝400m/s；如果波向左传播，从题图上看出传播的距离为6m，由此可得波速v左＝eq\f(Δx,Δt)＝1200m/s.(2)由题图知波长λ＝8m，波的传播距离为Δx＝vΔt＝6000m/s×0.005s＝30m＝3.75λ，所以波向左传播．答案：(1)400m/s1200m/s(2)向左传播11．(16分)实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在t1＝0和t2＝0.06s时刻的波形图．在t＝0时刻，x＝1.5m处的质点向y轴正方向运动．(1)判断该波的传播方向；(2)求该波的最小频率；(3)假设3T<0.06s<4T，求该波的波速大小．解析：(1)由题意可知该波向x轴正方向传播．(2)因波的传播具有周期性，设波的周期为T，t2＝0.06s时刻，那么有(以下各式中n＝0，1，2…)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(3,4)))T＝0.06s得T＝eq\f(0.24,4n＋3)s那么f＝eq\f(1,T)＝eq\f(4n＋3,0.24)Hz当n＝0时，f最小为fmin＝eq\f(3,0.24)Hz＝12.5Hz.(3)法一：由3T<0.06s<4T，eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f