第十六單元機(jī)械振動與機(jī)械波 B卷 教師版

1、.此卷只裝訂不密封班級 姓名 準(zhǔn)考證號 考場號 座位號 單元訓(xùn)練金卷·高三·物理B卷第十六單元 機(jī)械振動與機(jī)械波 本卷須知：1答題前，先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號填寫在試題卷和答題卡上，并將準(zhǔn)考證號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。2選擇題的作答：每題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑，寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。3非選擇題的作答：用簽字筆直接答在答題卡上對應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。4考試完畢后，請將本試題卷和答題卡一并上交。 一、 此題共10小題，每題6分，在每題給出的四個選項中，第16題只有一項符合

2、題目要求，第710題有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分1做簡諧運動的單擺擺長不變，假設(shè)擺球質(zhì)量減小為原來的，擺球經(jīng)過平衡位置時速度增大為原來的2倍，那么單擺振動的A頻率、振幅都不變 B頻率、振幅都改變C頻率不變、振幅改變 D頻率改變、振幅不變【答案】C2圖中，兩單擺擺長一樣，平衡時兩擺球剛好接觸。現(xiàn)將擺球a在兩擺球線所在平面內(nèi)向左拉開一小角度后釋放，碰撞后，兩擺球分開各自做簡諧運動。以ma、mb分別表示擺球a、b的質(zhì)量，那么 A假如ma >mb，下一次碰撞將發(fā)生在平衡位置右側(cè)B假如ma >mb，下一次碰撞將發(fā)生在平衡位置左側(cè)C無論兩擺球的質(zhì)量之

3、比是多少，下一次碰撞可能在平衡位置左側(cè)D無論兩擺球的質(zhì)量之比是多少，下一次碰撞一定在平衡位置【答案】D3如圖甲所示，彈簧振子以O(shè)點為平衡位置，在A、B兩點之間做簡諧運動。取向右為正方向，振子的位移x隨時間t的變化圖象如圖乙所示，以下說法正確的選項是At0.8 s時，振子的速度方向向左Bt0.2 s時，振子在O點右側(cè)6 cm處Ct0.4 s和t1.2 s時，振子的加速度完全一樣Dt0.4 s到t0.8 s的時間內(nèi)，振子的速度逐漸減小【答案】A【解析】從t0.8 s時起，再過一段微小時間，振子的位移為負(fù)值，因為取向右為正方向，故t0.8 s時，速度方向向左，A正確；由題圖乙得振子的位移x12sin

4、 t cm，故t0.2 s時，x6 cm，故B錯誤；t0.4 s和t1.2 s時，振子的位移方向相反，加速度方向相反，C錯誤；t0.4 s到t0.8 s的時間內(nèi)，振子的位移逐漸變小，故振子逐漸靠近平衡位置，其速度逐漸變大，故D錯誤。4如下圖，彈簧下面掛一質(zhì)量為m的物體，物體在豎直方向上做振幅為A的簡諧運動，當(dāng)物體振動到最高點時，彈簧正好處于原長，彈簧在彈性限度內(nèi)，那么物體在振動過程中A彈簧的最大彈性勢能等于2mgAB彈簧的彈性勢能和物體動能總和不變C物體在最低點時的加速度大小應(yīng)為2gD物體在最低點時所受彈簧的彈力大小應(yīng)為mg【答案】A【解析】因物體振動到最高點時，彈簧正好處于原長，此時彈簧彈力

5、等于零，物體的重力 mgF回kA，當(dāng)物體在最低點時，彈簧的彈性勢能最大等于2mgA，A對；在最低點，由F回mgma知，C錯；由F彈mgF回得F彈2mg，D錯；由能量守恒知，彈簧的彈性勢能和物體的動能、重力勢能三者的總和不變，B錯。5如圖是某時刻t兩列波的疊加圖，S1、S2是相干波源，它們的振動情況完全一樣，發(fā)出兩列完全一樣的水波，波峰、波谷分別用實線、虛線表示，以下說法錯誤的選項是 A某時刻B、D質(zhì)點也可能位于平衡位置BC、E連線的中點是振動減弱點CB、D連線的中點是振動加強(qiáng)點D經(jīng)過半個周期，B質(zhì)點變?yōu)椴ǚ?，D質(zhì)點變?yōu)椴ü取敬鸢浮緽【解析】此時B質(zhì)點處是兩列波波谷與波谷相遇處，D質(zhì)點是波峰與波

6、峰相遇處，是振動加強(qiáng)點，但隨著時間推移，波峰與波谷位置在變化，即某時刻B、D質(zhì)點也可能位于平衡位置，故A正確；質(zhì)點C和質(zhì)點E位置是兩列波波峰與波谷疊加的地方，振動始終是最弱的，而D、B質(zhì)點處是兩列波波峰與波峰、波谷與波谷，振動始終是最強(qiáng)的，B、D連線上所有的點都是振動加強(qiáng)點，故B錯誤，C正確；從圖示時刻開場，B質(zhì)點經(jīng)過半個周期變?yōu)椴ǚ?，D質(zhì)點經(jīng)過半個周期變?yōu)椴ü龋蔇正確。6彈簧振子做簡諧運動，O為平衡位置，當(dāng)它經(jīng)過點O時開場計時，經(jīng)過0.3 s，第一次到達(dá)點M，再經(jīng)過0.2 s第二次到達(dá)點M，那么彈簧振子的周期可能為A0.53 sB1.4 sC1.6 s D2 s E3 s【答案】A【解析】

7、如圖甲所示，設(shè)O為平衡位置，OBOC代表振幅，振子從OC所需時間為。因為簡諧運動具有對稱性，所以振子從MC所用時間和從CM所用時間相等，故0.3 s0.4 s，解得T1.6 s；如圖乙所示，假設(shè)振子一開場從平衡位置向點B運動，設(shè)點M與點M關(guān)于點O對稱，那么振子從點M經(jīng)過點B到點M所用的時間與振子從點M經(jīng)過點C到點M所需時間相等，即0.2 s。振子從點O到點M、從點M到點O及從點O到點M所需時間相等，為 s，故周期為T0.5 s s0.53 s。7一列簡諧波沿x軸傳播，其波源位于坐標(biāo)原點O。質(zhì)點O剛好完成一次全振動時，形成的簡諧橫波波形如下圖，波速為8 m/s，波源O簡諧運動的周期為0.4 s，

8、B是沿波傳播方向上介質(zhì)中的一個質(zhì)點，那么A圖中x軸上O、A之間的間隔 為1.6 mB波源O的起振方向沿y軸正方向C在一個周期時間質(zhì)點A將向右運動一個波長D圖示時刻質(zhì)點B所受的回復(fù)力方向沿y軸正方向【答案】AD【解析】波長 = vT = 4×0.8 m =3.2 m，O、A 之間的間隔 為/2 =1.6 m，故A錯誤；波源O開場振動時的運動方向與波前質(zhì)點的起振方向一樣，沿y軸負(fù)方向，故B錯誤；質(zhì)點只是在平衡位置附近上下振動，并不隨波遷移，故C錯誤；圖示時刻質(zhì)點B所受的合外力方向指向平衡位置，即沿y軸正方向，故D正確。8有一個在y方向上做簡諧運動的物體，其振動圖像如下圖。以下關(guān)于圖甲、乙

9、、丙、丁的判斷不正確的選項是選項中v、F、a分別表示物體的速度、受到的回復(fù)力和加速度A甲可作為該物體的v­t圖像 B乙可作為該物體的F­t圖像C丙可作為該物體的F­t圖像 D丁可作為該物體的a­t圖像【答案】ABD【解析】在簡諧運動中，速度與位移是互余的關(guān)系，故圖乙可作為v­t圖像，A、B錯誤；由Fkx可知，回復(fù)力的圖像與位移圖像的相位相反，故丙可作為F­t圖像，C正確；又由Fma可知a與F的圖像形狀一樣，丙可作為a­t圖像，D錯誤。9關(guān)于受迫振動和共振，以下說法正確的選項是A火車過橋時限制速度是為了防止火車發(fā)生共振B假設(shè)驅(qū)

10、動力的頻率為5 Hz，那么受迫振動穩(wěn)定后的振動頻率一定為5 HzC當(dāng)驅(qū)動力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時，受迫振動的振幅最大D一個受迫振動系統(tǒng)在非共振狀態(tài)時，同一振幅對應(yīng)的驅(qū)動力頻率一定有兩個【答案】BCD【解析】火車過橋時限制速度是為了防止橋發(fā)生共振，A錯誤；對于一個受迫振動系統(tǒng)，假設(shè)驅(qū)動力的頻率為5 Hz，那么振動系統(tǒng)穩(wěn)定后的振動頻率也一定為5 Hz，B正確；由共振的定義可知，C正確；根據(jù)共振現(xiàn)象可知，D正確。10一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t時刻波形圖如圖中的實線所示，此時波剛好傳到P點，t0.6 s時刻的波形如圖中的虛線所示，a、b、c、P、Q是介質(zhì)中的質(zhì)點，那么以下說法正確的選項是A這

11、列波的波速可能是50 m/sB質(zhì)點a在這段時間內(nèi)通過的路程一定小于30 cmC質(zhì)點c在這段時間內(nèi)通過的路程可能為60 cmD假設(shè)周期T0.8 s，那么在t0.8 s時刻，質(zhì)點Q速度最大【答案】AC【解析】由題圖波形圖可知波長40 m，且0.6 snTTn0，1，2，解得周期T sn0，1，2，當(dāng)n0時，T0.8 s，波速v50 m/s，A正確；由傳播方向沿x軸正方向可知質(zhì)點a在t時刻向上運動，當(dāng)n0時，T0.8 s，那么質(zhì)點a在0.6 s內(nèi)通過的路程小于30 cm，當(dāng)n1，2，3時，質(zhì)點a在0.6 s內(nèi)通過的路程大于30 cm，B錯誤；假設(shè)n1，那么T s，波傳播到c點所用時間為T，0.6 s

12、，那么0.6 s內(nèi)質(zhì)點c振動的時間為TTT，故在這段時間內(nèi)質(zhì)點c通過的路程為6A60 cm，C正確；假設(shè)T0.8 s，在t0.8 s時刻，質(zhì)點Q位于正向最大位移處，速度為零，選項D錯誤。二、此題共4小題，共50分。把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答。解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位 118分在用“單擺測重力加速度的實驗中：1有以下備選器材中，需選用哪些器材較好_。A長1 m左右的粗一點結(jié)實棉線 B長1 m左右的細(xì)棉線 C帶細(xì)孔的直徑2 cm左右的鐵球    

13、60; D帶細(xì)孔的直徑2 cm左右的橡膠球E時鐘     F秒表G學(xué)生用刻度尺     H最小刻度是毫米的米尺 2甲同學(xué)先用米尺測得擺線長，再用游標(biāo)卡尺測得擺球直徑如圖甲所示為_cm，然后用秒表記錄單擺完成50次全振動所用的時間，從圖乙可讀出時間為_s。3實驗中，假如擺球密度不均勻，無法確定重心位置，乙同學(xué)設(shè)計了一個巧妙的方法而不用測量擺球的半徑。詳細(xì)作法如下：第一次懸線長為L1時，測得振動周期為T1；第二次增大懸線長為L2時，測得振動周期為T2；根據(jù)單擺周期公式可求得重力加速度為g =_。用題給符號表示【答案】1

14、BCFH 22.06 75.2 3 【解析】1用單擺測重力加速度實驗，為減小實驗誤差，擺線應(yīng)選長1 m左右的細(xì)線；實驗時應(yīng)使用質(zhì)量大且體積小，即密度大的擺球，故擺球應(yīng)選直徑2 cm左右的鐵球；實驗需要測出單擺的周期，因此需要選擇秒表；測擺長時為減小實驗誤差，應(yīng)選擇準(zhǔn)確度是1 mm的刻度尺。故需要的實驗器材為：B、C、F、H。2直徑：主尺：2.0 cm，游標(biāo)尺對齊格數(shù)：6個格，讀數(shù)：6×0.1 mm = 0.6 mm = 0.06 cm；所以直徑為：2.0 + 0.06 = 2.06 cm；秒表讀數(shù)：內(nèi)圈：1分鐘 = 60 s，外圈：15.2 s，所以讀數(shù)為：75.2 s。3設(shè)擺球的重

15、心到線與球結(jié)點的間隔 為r，根據(jù)單擺周期的公式，故，聯(lián)立兩式解得。 1214分如下圖，ACB為光滑弧形槽，弧形槽半徑為R，C為弧形槽最低點，RA。甲球從弧形槽的球心處自由下落，乙球從A點由靜止釋放，問：1兩球第1次到達(dá)C點的時間之比；2假設(shè)在弧形槽的最低點C的正上方h處由靜止釋放甲球，讓其自由下落，同時將乙球從弧形槽左側(cè)由靜止釋放，欲使甲、乙兩球在弧形槽最低點C處相遇，那么甲球下落的高度h是多少？【解析】1甲球做自由落體運動Rgt12，所以t1乙球沿弧形槽做簡諧運動由于AR，可認(rèn)為偏角<5°。此運動與一個擺長為R的單擺運動模型一樣，故此等效擺長為R，因此乙球第1次到達(dá)C處的時間

16、為t2T×2所以t1t22。2甲球從離弧形槽最低點h高處自由下落，到達(dá)C點的時間為t甲 由于乙球運動的周期性，所以乙球到達(dá)C點的時間為t乙n2n1n0，1，2，由于甲、乙兩球在C點相遇，故t甲t乙聯(lián)立解得：hn0，1，2，。1314分如圖甲所示為一列沿x軸傳播的簡諧橫波在t1 = 0.1 s時的波形圖，A、B兩點為簡諧波上平衡位置在xA = 1.0 m、xB = 1.2 m處的質(zhì)點。圖乙為質(zhì)點A的振動圖象。求：1該簡諧橫波的傳播速度以及A點的振動方程；2從t = 0.1 s時開場計時，質(zhì)點B回到平衡位置的時間?！窘馕觥?由圖象可知，周期T = 0.2 s，波長 = 2 m所

17、以又，A = 20 cm所以。2由“上下坡法可知，波沿x軸負(fù)方向傳播，由“平移法可知，“平衡位置狀態(tài)傳到B所用的時間為：根據(jù)波的對稱性可知，質(zhì)點B回到平衡位置所用的時間為，其中n = 0，1，2，1414分 在某種均勻介質(zhì)中，S1、S2處有相距4 m的兩個波源，沿垂直紙面方向做簡諧運動，其周期分別為T10.8 s和T20.4 s，振幅分別為A12 cm和A21 cm，在該介質(zhì)中形成的簡諧波的波速v5 m/s，S處有一質(zhì)點，它到S1的間隔 為3 m，且SS1S1S2。在t0時刻，兩波源同時開場垂直紙面向外振動，那么求：1t0時刻的振動傳到S處的時間差；2t10 s時，S處質(zhì)點分開平衡位置的位移大小?！窘馕觥? 由題意可知：SS25 mS1在t0時的