高三物理總復(fù)習(xí)單元綜合測試卷第十二單元機(jī)械振動與機(jī)械波新人教版

1、新課標(biāo)人教版2013屆高三物理總復(fù)習(xí)單元綜合測試卷第十二單元機(jī)械振動與機(jī)械波本試卷分第卷(選擇題)和第卷(非選擇題)兩部分試卷滿分為100分?？荚嚂r間為90分鐘。第卷(選擇題，共40分)一、選擇題(本大題包括10小題，每小題4分，共40分。)1一彈簧振子做簡諧振動，周期為t，則()a若t時刻和(tt)時刻振子運(yùn)動位移的大小相等、方向相同，則t一定等于t的整數(shù)倍b若t時刻和(tt)時刻振子運(yùn)動的速度的大小相等、方向相反，則t一定等于t/2的整數(shù)倍c若tt，則在t時刻和(tt)時刻振子運(yùn)動的加速度一定相等d若tt/2，則在t時刻和(tt)時刻彈簧的長度一定相等解析：此題若用圖象來解決將更直觀、方便

2、.設(shè)彈簧振子的振動圖象如圖1所示.b、c兩點的位移大小相等、方向相同，但b、c兩點的時間間隔tt，a錯誤；b、c兩點的速度大小相等、方向相反，但tt/2，b錯誤；a、d兩點間的位移大小和方向均相等，又是相鄰的兩點，所以a、d兩點的時間間隔tt，a、d兩點的位移大小和方向均相等，所以a、d兩點的加速度一定相等，c正確；a、c兩點的時間間隔tt/2，a點與c點位移大小相等、方向相反，在a點彈簧是伸長的，在c點彈簧是壓縮的，所以在a、c兩點彈簧的形變量大小相同，而彈簧的長度不相等，d錯誤.圖1答案：c2把一個篩子用四根彈簧支起來，篩子上裝一個電動偏心輪，它每轉(zhuǎn)一周給篩子一個驅(qū)動力，這就做成了一個共振

3、篩，篩子自由振動時，完成20次全振動用15 s，在某電壓下，電動偏心輪轉(zhuǎn)速是88 r/min，已知增大電動偏心輪的電壓，可以使其轉(zhuǎn)速提高；增加篩子質(zhì)量，可以增大篩子的固有周期.要使篩子振幅增大，下列做法中正確的有()降低輸入電壓提高輸入電壓增加篩子質(zhì)量減小篩子質(zhì)量abc d解析：增大振幅，應(yīng)使驅(qū)動力的頻率與篩子的固有頻率接近，最好相等.由題意知驅(qū)動力周期：t驅(qū) s s，篩子的固有周期：t固 s，t驅(qū)t固.辦法：可以減小t固，即減小篩子質(zhì)量，也可以增加t驅(qū)，即減小轉(zhuǎn)速，降低電壓.故、正確.答案：b3如圖2(a)是演示簡諧運(yùn)動圖象的裝置，當(dāng)盛沙漏斗下面的薄木板n被勻速拉出時，擺動著的漏斗中漏出的沙

4、在板上形成的曲線顯示出擺的位移隨時間變化的關(guān)系，板上的直線oo代表時間軸.圖2(b)是兩個擺中的沙在各自木板上形成的曲線，若n1和n2板拉動的速度v1和v2的關(guān)系為v22v1，則板n1、n2上曲線所代表的振動周期t1和t2的關(guān)系為()圖2at2t1 bt22t1ct24t1 dt2t1解析：圖(a)是課本中演示單擺振動圖線的實驗裝置圖，由圖(b)圖線中可以看出，板n1、n2拉動的距離s相同，拉n1板和拉n2板所用的時間為t1和t2，則sv1t1v2t2，因為v22v1，所以t2t1/2.由圖(b)知，t1t1，t22t2代入得2t2，即t2.故正確選項為d.答案：d4如圖3所示，沿x軸正方向傳

5、播的一列橫波在某時刻的波形圖為一正弦曲線，其波速為200 m/s，下列說法中正確的是()圖3a從圖示時刻開始，經(jīng)過0.01 s質(zhì)點a通過的路程為0.4 mb從圖示時刻開始，質(zhì)點b比質(zhì)點a先到平衡位置c若此波遇到另一列波并產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉條紋，則另一列波的頻率為50 hzd若該波在傳播中遇到寬約3.999 m的障礙物能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象解析：由題圖可判斷出4 mt/v0.02 s，經(jīng)過0.01 s質(zhì)點a通過的路程為2個振幅即0.4 m故選項a是正確的.質(zhì)點b先向下振動，再向上振動，而質(zhì)點a直接向下振動，所以質(zhì)點b比質(zhì)點a后到平衡位置，故選項b是錯誤的.若此波遇到另一列波并產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉條紋，則它們

6、的頻率必相等，為50 hz，故選項c是正確的.寬度3.999 m與4 m相差不多，所以能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故選項d是正確的.答案：acd5如圖4所示，s1、s2是振幅均為a的兩個水波波源，某時刻它們形成的波峰和波谷分別由實線和虛線表示.則下列說法中正確的是()圖4a兩列波在相遇區(qū)域發(fā)生干涉b兩列波在相遇區(qū)域內(nèi)發(fā)生疊加c此時各點的位移是：xa0，xb2a，xc2ada處振動始終減弱，b、c處振動始終加強(qiáng)解析：兩列波發(fā)生干涉的條件是：頻率相同，相差恒定.從圖上可知122，則2f1f2，這兩列波不是相干波，故不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象.兩列機(jī)械波在相遇區(qū)域發(fā)生疊加，這是波的基本現(xiàn)象之一.其結(jié)果是：任何一個質(zhì)

7、點的總位移，都等于這兩列波引起的位移的矢量和.所以b、c選項正確.由于頻率不同，疊加情況會發(fā)生變化.如c處此時兩波峰相遇，但經(jīng)，s2在c處是波谷，s1則不是，故c處不能始終加強(qiáng)，d錯.答案：bc62004年12月下旬，由于印度洋海底的特大地震而引發(fā)的海嘯使印尼及附近的沿海地區(qū)遭受了巨大的損失，但在遇難的尸體中并沒有發(fā)現(xiàn)一具其它動物的尸體.其原因是()a許多動物都有超聲定位系統(tǒng)，能夠發(fā)射和接收超聲波b許多動物對外界刺激比較敏感，能夠接收次聲波c臺風(fēng)海嘯能產(chǎn)生超聲波d臺風(fēng)海嘯能產(chǎn)生次聲波解析：臺風(fēng)、海嘯能產(chǎn)生次聲波，動物能夠感覺到，提前逃離危險區(qū)，而人的聽覺范圍在2020000 hz之間，根本接收

8、不到次聲波，不能及時離開，所以人受到的危害最大.答案：bd7.同一音叉發(fā)出的聲波同時在水和空氣中傳播，某時刻的波形曲線見圖5，以下說法正確的是()圖5a聲波在水中波長較大，b是水中聲波的波形曲線b聲波在空氣中波長較大，b是空氣中聲波的波形曲線c水中質(zhì)點振動頻率較高，a是水中聲波的波形曲線d空氣中質(zhì)點振動頻率較高，a是空氣中聲波的波形曲線解析：本題考查波在不同的介質(zhì)中傳播時波長、頻率和波速之間的關(guān)系，以及波的圖象等知識，意在考查考生對機(jī)械波的掌握情況.因聲波的波速在水中較空氣中快，而波的頻率等于振源的振動頻率，則聲波在水和空氣中傳播的頻率相同，再由vf知，聲波在水中傳播的波長長.答案：a8.一列

9、波長大于1 m的橫波沿著x軸正方向傳播，處在x11 m和x22 m的兩質(zhì)點a、b的振動圖象如圖6所示.由此可知()圖6a波長為 mb波速為1 m/sc3 s末a、b兩質(zhì)點的位移相同d1 s末a點的振動速度大于b點的振動速度解析：本題考查振動圖象和波的知識，意在考查考生理解振動圖象的含義及與波的知識.由振動圖象可知，振動的周期為4 s，3 s末質(zhì)點a的位移為2 cm，質(zhì)點b的位移為零，c錯；1 s末質(zhì)點a的振動速度為零，質(zhì)點b的振動速度最大，d錯；由圖可知ab兩點相距為，所以其波長為 m，波速為 m/s，a正確，b錯.答案：a9.圖7為一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡諧橫波，實線為t0時刻的波形圖，虛線

10、為t0.6 s時的波形圖，波的周期t0.6 s，則()圖7a波的周期為2.4 sb在t0.9 s時，p點沿y軸正方向運(yùn)動c經(jīng)過0.4 s，p點經(jīng)過的路程為4 md在t0.5 s時，q點到達(dá)波峰位置解析：本題考查機(jī)械波和機(jī)械振動的綜合問題，意在考查考生的理解能力、推理能力、分析綜合能力.從兩時刻的波形圖可以看出，在t0.6 s時間內(nèi)，波傳播的距離x6 m，故傳播時間t0.6 s，周期t0.8 s，a項錯誤；同時可求波速為10 m/s；t0時刻p點向y軸負(fù)方向振動，經(jīng)過t0.9 s1t，p點正向y軸負(fù)方向振動，b項錯誤；經(jīng)過t0.4 s，即半個周期，p點經(jīng)過的路程為2a0.4 m，c項錯誤；經(jīng)過t

11、0.5 s，波向x軸負(fù)向平移xvt5 m，可知q點處于波峰，d項正確.答案：d10.圖8甲為一列簡諧橫波在t0.10 s時刻的波形圖，p是平衡位置為x1 m處的質(zhì)點，q是平衡位置為x4 m處的質(zhì)點，圖8乙為質(zhì)點q的振動圖象，則()圖8at0.15 s時，質(zhì)點q的加速度達(dá)到正向最大bt0.15 s時，質(zhì)點p的運(yùn)動方向沿y軸負(fù)方向c從t0.10 s到t0.25 s，該波沿x軸正方向傳播了6 md從t0.10 s到t0.25 s，質(zhì)點p通過的路程為30 cm解析：本題考查簡諧運(yùn)動和簡諧波的規(guī)律、圖象及其應(yīng)用；意在考查考生利用圖象獲取信息的能力和應(yīng)用信息分析判斷的能力及其對簡諧運(yùn)動和簡諧波的理解.a選

12、項，由乙圖象看出，t0.15 s時，質(zhì)點q位于負(fù)方向的最大位移處，而簡諧運(yùn)動的加速度大小與位移成正比，方向與位移方向相反，所以加速度為正向最大值；b選項中，由乙圖象看出，簡諧運(yùn)動的周期為t0.20 s，t0.10 s時，質(zhì)點q的速度方向沿y軸負(fù)方向， 由甲圖可以看出，波的傳播方向應(yīng)該沿x軸負(fù)方向，因甲圖是t0.10 s的波形，所以t0.15 s時，經(jīng)歷了0.05 s的時間，圖甲的波形向x軸負(fù)方向平移了2 m的距離，如圖9所示，因波向x軸負(fù)方向傳播，則此時p點的運(yùn)動方向沿y軸負(fù)方向；d選項中，由圖甲可以看出，由于t0.10 s時刻質(zhì)點p不處于平衡位置，故從t0.10 s到t0.25 s質(zhì)點p通過

13、的路程不為30 cm，本題正確選項為ab.圖9答案：ab第卷(非選擇題，共60分)二、實驗題(每小題10分，共20分)11.實驗時，若擺球在垂直紙面的平面內(nèi)擺動，為了將人工記錄振動次數(shù)改為自動記錄振動次數(shù)，在擺球運(yùn)動最低點的左、右兩側(cè)分別放置一激光光源與光敏電阻，如圖10甲所示.光敏電阻與某一自動記錄儀相連，該儀器顯示的光敏電阻阻值r隨時間t變化圖線如圖10乙所示，則該單擺的振動周期為_.若保持懸點到小球頂點的繩長不變，改用直徑是原小球直徑2倍的另一小球進(jìn)行實驗，則該單擺的周期將_(填“變大”、“不變”或“變小”)，圖10乙中的t將_(填“變大”、“不變”或“變小”).解析：本題主要考查對單擺

14、的周期公式的理解以及閱讀圖形的能力，意在考查考生的分析綜合能力與實驗?zāi)芰?通過r隨t的變化圖象可知，單擺半個周期的時間為(t1t0)t1t0，所以單擺的周期為2t0.當(dāng)換用直徑為原來2倍的小球做實驗時，該單擺的擺長將會變大，周期t將會變大.t表示小球通過光敏電阻與激光器之間的時間，當(dāng)擺球直徑變大時，通過的時間將變大.答案：2t0變大變大12.某同學(xué)在探究影響單擺周期的因素時有如下操作，請判斷是否恰當(dāng)(填“是”或“否”).把單擺從平衡位置拉開約5°釋放；_在擺球經(jīng)過最低點時啟動秒表計時；_用秒表記錄擺球一次全振動的時間作為周期._該同學(xué)改進(jìn)測量方法后，得到的部分測量數(shù)據(jù)見表，用螺旋測微

15、器測量其中一個擺球直徑的示數(shù)見圖11，該球的直徑為_mm，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以初步判斷單擺周期隨_的增大而增大.圖11數(shù)據(jù)組編號擺長/mm擺球質(zhì)量/g周期/s123456999.39993799279925011501132.21653221653221652.02018181414解析：本題由用單擺測重力加速度的實驗衍生而來，同時考查了螺旋測微器的讀數(shù)，意在考查考生對基本的實驗工具的使用和讀數(shù)、基本實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理的掌握程度.單擺的擺角小于5°時，單擺做簡諧振動.當(dāng)球擺到最低點時，速度最大，此位置開始計時誤差小.為了減小誤差，應(yīng)該記錄3050次全振動的時間，然后再計算出單擺的周

16、期.分析表格中的數(shù)據(jù)可知，當(dāng)兩擺的擺長相同，質(zhì)量不同時，周期相同，而質(zhì)量相同，擺長長的周期大.答案：是；是；否20.685(20.68320.687)擺長三、計算題(每小題10分，共40分)13如圖12所示，質(zhì)量m的物體在豎直彈簧上做簡諧運(yùn)動，當(dāng)振幅為a時，木塊對彈簧壓力的最大值為木塊重力的1.5倍，求：圖12(1)木塊對彈簧壓力的最小值為多少？(2)欲使木塊不脫離彈簧，其振幅不能超過多少？解析：因為木塊在豎直方向上做簡諧運(yùn)動，依題意木塊在最低點時對彈簧的壓力最大，在最高點對彈簧的壓力最小.(1)在最低點根據(jù)牛頓第二定律有fnmgma，代入數(shù)據(jù)解得a0.5 g由最高點和最低點相對平衡位置對稱，

17、加速度大小等值反向，所以最高點的加速度大小為a0.5 g，在最高點根據(jù)牛頓第二定律有mgfnma，故fnmgma0.5 mg.(2)要使木塊不脫離彈簧，設(shè)其振幅不能超過a，此時木塊振到最高點恰在彈簧原長處，此時的最大加速度為g，由ax知，當(dāng)振幅為a時，在最低點有0.5 ga；當(dāng)振幅為a時，在最高點有g(shù)a，由此可得a2a.答案：(1)0.5 mg(2)2a14一列橫波如圖13所示，波長8 m，實線表示t10時刻的波形圖，虛線表示t20.005 s時刻的波形圖.則：圖13(1)波速多大？(2)若2t>t2t1>t，波速又為多大？(3)若t<t2t1，并且波速為3600 m/s，則

18、波向哪個方向傳播？解析：(1)若波沿x軸正方向傳播t2t1nt，得：t s波速v400(4n1) m/s(n0,1,2，)若波沿x軸負(fù)方向傳播，t2t1tnt得：t s波速v400(4n3) m/s(n0,1,2，)(2)若波沿x軸正方向傳播t2t1t，t0.004 s所以波速v2000 m/s若波沿x軸負(fù)方向傳播t2t1t，t s所以速度v2800 m/s(3)令v400(4n1) m/s3600 m/s得n2，所以波速3600 m/s，符合沿x軸正方向傳播的情況.若令v400(4n3) m/s3600 m/s則n不為整數(shù)值，所以波只能沿x軸正方向傳播.答案：(1)400(4n1) m/s(n0,1,2，)400(4n3) m/s(n0,1,2，)(2)2000 m/s2800 m/s(3)沿x軸正方向傳播15有一種沙漠蝎子既沒有眼睛，也沒有耳朵.它捕食獵物靠的是一種地震儀式的本領(lǐng).它有八條腿，趴伏時大致對稱地放置在軀體四周(如圖14所示).不遠(yuǎn)處的小蟲一有騷動，就會在沙面上引起一陣地震波.蝎子