【名師一號】2021年人教版物理雙基限時練-選修3-4：階段性檢測(一)

階段性檢測(一)(時間：90分鐘滿分：100分)第Ⅰ卷(選擇題，共48分)一、選擇題(本題有12小題，每小題4分，共48分．)1.一列簡諧波在兩時刻的波形如下圖中實線和虛線所示，由圖可確定這列波的()A．周期 B．波速C．波長 D．頻率解析：由題圖可知波長λ＝4m，故本題正確選項為C.答案：C2．下列說法中不正確的是()A．機(jī)械波的傳播方向就是波中各質(zhì)點(diǎn)的振動方向B．機(jī)械波的傳播方向就是振動能量傳遞的方向C．機(jī)械波傳播的是振動這種運(yùn)動形式，質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移D．波不但能傳遞能量也能傳遞信息解析：機(jī)械波的傳播方向不同于質(zhì)點(diǎn)的振動方向，而是振動能量傳遞的方向．機(jī)械波傳播的是振動這種形式，介質(zhì)本身不隨波遷移，我們用語言溝通，利用聲波傳遞信息，因此波不但能傳遞能量也能傳遞信息，所以不正確的是A項．答案：A3．以下說法正確的是()A．在室內(nèi)講話的聲音比在曠野講話的聲音洪亮，是聲波的多普勒效應(yīng)B．在水里的人能聽到岸上的聲音，是聲波的干涉現(xiàn)象C．“聞其聲而不見其人”是聲波的衍射現(xiàn)象D．迎面駛來的汽車鳴笛時聲音越來越大，是聲波的干涉現(xiàn)象答案：C4．兩列沿相反方向傳播的振幅和波長都相同的半波(如圖甲)，在相遇的某一時刻(如圖乙)兩列波“消逝”，此時圖中a、b質(zhì)點(diǎn)的振動方向是()甲乙A．a(chǎn)向上，b向下 B．a(chǎn)向下，b向上C．a(chǎn)、b都靜止 D．a(chǎn)、b都向上解析：由波的疊加原理知，波在相遇時互不影響地相互通過，通過后各自保持原有的狀態(tài)連續(xù)傳播．在圖乙所對應(yīng)的時刻，兩列波都引起a向下振動，引起b向上振動，所以選項B正確．答案：B5．(多選題)一質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動，如圖所示，在0.2s到0.3s這段時間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動狀況是()A．沿負(fù)方向運(yùn)動，且速度不斷增大B．沿負(fù)方向運(yùn)動，且位移不斷增大C．沿正方向運(yùn)動，且速度不斷增大D．沿正方向運(yùn)動，且加速度不斷減小解析：由圖象可看出，在0.2s至0.3s這段時間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)沿負(fù)方向的位移不斷減小，說明質(zhì)點(diǎn)正沿正方向由負(fù)的最大位移向著平衡位置運(yùn)動，由此可推斷答案中A、B是錯誤的；0.2s至0.3s之間質(zhì)點(diǎn)加速度不斷減小，而加速度方向沿正方向，故選項D正確；又質(zhì)點(diǎn)的速度方向與加速度方向都是正方向，故質(zhì)點(diǎn)做變加速運(yùn)動，質(zhì)點(diǎn)速度不斷增大，所以選項C也是正確的．答案：CD6.如圖所示，在兩根等長的細(xì)線下懸掛一個小球(體積可忽視)組成了所謂的雙線擺，若擺線長為l，兩線與天花板的左右兩側(cè)夾角均為α，當(dāng)小球垂直紙面做簡諧運(yùn)動時，周期為()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：這是一個變形的單擺，可以用單擺的周期公式T＝2πeq\r(\f(l,g))求解，但留意此處的l與題中的擺線長不同，公式中的l指質(zhì)點(diǎn)到懸點(diǎn)(等效懸點(diǎn))的距離，即做圓周運(yùn)動的半徑．單擺的等效擺長為lsinα，所以周期T＝2πeq\r(\f(lsinα,g)).答案：D7．(多選題)圖甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖象，圖乙為質(zhì)點(diǎn)P以此時刻為計時起點(diǎn)的振動圖象．從今時刻起()甲乙A．經(jīng)過0.35s時，質(zhì)點(diǎn)Q距平衡位置的距離小于質(zhì)點(diǎn)P距平衡位置的距離B．經(jīng)過0.25s時，質(zhì)點(diǎn)Q的加速度大于質(zhì)點(diǎn)P的加速度C．經(jīng)過0.15s，波沿x軸的正方向傳播了3mD．經(jīng)過0.1s時，質(zhì)點(diǎn)Q的運(yùn)動方向沿y軸正方向解析：由圖乙知P點(diǎn)在t＝0時刻向下振動，可得簡諧波向右傳播．t1＝0.35s＝1eq\f(3,4)T時刻，P點(diǎn)處于波峰，Q點(diǎn)的位移為0～－0.2m之間的某值，A正確；t2＝0.25s＝1eq\f(1,4)T時刻，P點(diǎn)處于波谷，加速度最大，故B錯誤；經(jīng)過t3＝0.15s＝eq\f(3,4)T時，波向正方向傳播了s3＝eq\f(3,4)λ＝3m，故C正確；t4＝0.1s＝eq\f(1,2)T時刻，Q點(diǎn)的位移為正，速度方向為y軸負(fù)方向，D錯誤．答案：AC8.(多選題)如圖所示是某一質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動的圖象，下列說法正確的是()A．在第1s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)速度漸漸增大B．在第2s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)速度漸漸增大C．在第3s內(nèi)，動能轉(zhuǎn)化為勢能D．在第4s內(nèi)，動能轉(zhuǎn)化為勢能解析：質(zhì)點(diǎn)在第1s內(nèi)，由平衡位置向正向最大位移處運(yùn)動，做減速運(yùn)動，所以選項A錯誤；在第2s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)由正向最大位移處向平衡位置運(yùn)動，做加速運(yùn)動，所以選項B正確；在第3s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)由平衡位置向負(fù)向最大位移處運(yùn)動，動能轉(zhuǎn)化為勢能，所以選項C正確；在第4s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)由負(fù)向最大位移處向平衡位置運(yùn)動，勢能轉(zhuǎn)化為動能，所以選項D錯誤．答案：BC9．光滑的水平面上放有質(zhì)量分別為m和eq\f(1,2)m的兩木塊，下方木塊與一勁度系數(shù)為k的彈簧相連，彈簧的另一端固定在墻上，如圖所示．已知兩木塊之間的最大靜摩擦力為f，為使這兩個木塊組成的系統(tǒng)能像一個整體一樣地振動，系統(tǒng)的最大振幅為()A.eq\f(f,k) B.eq\f(2f,k)C.eq\f(3f,k) D.eq\f(4f,k)解析：f＝0.5ma，kA＝1.5ma，由上兩式解得A＝eq\f(3f,k).答案：C10.如圖為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t＝0時的波形，當(dāng)R點(diǎn)在t＝0時的振動狀態(tài)傳到S點(diǎn)時，PR范圍內(nèi)(含P、R)有一些質(zhì)點(diǎn)正在向y軸負(fù)方向運(yùn)動，這些質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)取值范圍是()A．2cm≤x≤4cm B．2cm<x<4cmC．2cm≤x<3cm D．2cm<x≤3cm解析：當(dāng)R點(diǎn)在t＝0時的運(yùn)動狀態(tài)傳到S點(diǎn)時，其波形如圖所示．由圖可推斷正在向y軸負(fù)方向運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)應(yīng)在1cm<x<3cm和5cm<x<7cm，符合題意的選項應(yīng)為C.答案：C11．如圖所示為一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡諧波在某一時刻的圖象，下列說法中正確的是()A．該時刻a點(diǎn)和d點(diǎn)處的質(zhì)點(diǎn)位移相同，加速度方向相反B．該時刻b點(diǎn)和c點(diǎn)處的質(zhì)點(diǎn)位移相同，速度方向也相同C．質(zhì)點(diǎn)b比質(zhì)點(diǎn)c先回到平衡位置D．質(zhì)點(diǎn)a比質(zhì)點(diǎn)d先回到平衡位置解析：題圖時刻a、d兩點(diǎn)位移相同，加速度相同，A錯．b、c兩點(diǎn)位移相同，速度方向相反，B錯誤．據(jù)“上坡下、下坡上”可以推斷a、b兩點(diǎn)向上運(yùn)動，c、d兩點(diǎn)向下運(yùn)動，所以c比b先回到平衡位置，a比d先回到平衡位置，C錯，D對．答案：D12．(多選題)一砝碼和一輕彈簧構(gòu)成彈簧振子，圖甲所示的裝置可用于爭辯該彈簧振子的受迫振動．勻速轉(zhuǎn)動把手時，曲桿給彈簧振子以驅(qū)動力，使振子做受迫振動．把手勻速轉(zhuǎn)動的周期就是驅(qū)動力的周期，轉(zhuǎn)變把手勻速轉(zhuǎn)動的速度就可以轉(zhuǎn)變驅(qū)動力的周期．若保持把手不動，給砝碼一向下的初速度，砝碼便做簡諧運(yùn)動，振動圖線如圖乙所示．當(dāng)把手以某一速度勻速轉(zhuǎn)動，受迫振動達(dá)到穩(wěn)定時，砝碼的振動圖象如圖丙所示．()甲乙丙若用T0表示彈簧振子的固有周期，T表示驅(qū)動力的周期，Y表示受迫振動達(dá)到穩(wěn)定后砝碼振動的振幅，則()A．由圖線可知T0＝4sB．由圖線可知T0＝8sC．當(dāng)T在4s四周時，Y顯著增大，當(dāng)T比4s小得多或大得多時，Y很小D．當(dāng)T在8s四周時，Y顯著增大，當(dāng)T比8s小得多或大得多時，Y很小解析：由題中圖乙可知彈簧振子的固有周期T0＝4s，故A選項正確、B選項錯誤．依據(jù)受迫振動的特點(diǎn)：當(dāng)驅(qū)動力的周期與系統(tǒng)的固有周期相同時發(fā)生共振，振幅最大；當(dāng)驅(qū)動力的周期與系統(tǒng)的固有周期相差越多時，受迫振動物體振動穩(wěn)定后的振幅越小，故C選項正確、D選項錯誤．答案：AC第Ⅱ卷(非選擇題，共52分)二、試驗題(本題有2小題，共14分．請按題目要求作答)13．(6分)有兩個同學(xué)利用假期分別去參觀位于天津市的“南開高?！焙蜕虾Ｊ械摹皬?fù)旦高?！?，他們各拘束那里的物理試驗室利用先進(jìn)的DIS系統(tǒng)較精確?????地探究了單擺周期T和擺長L的關(guān)系．然后他們通過互聯(lián)網(wǎng)溝通試驗數(shù)據(jù)，并由計算機(jī)繪制了T2－L圖象，如圖甲所示，已知天津市比上海市的緯度高，則去“南開”的同學(xué)所測得的試驗結(jié)果對應(yīng)的圖線是________(填“A”或“B”)．另外，去“復(fù)旦”做爭辯的同學(xué)還利用計算機(jī)繪制了他試驗用的a、b兩個擺球的振動圖象，如圖乙所示，由圖象可知兩單擺擺長之比eq\f(La,Lb)＝________，在t＝2s時b球振動方向是：________(填“y軸正方向”或“y軸負(fù)方向”)．甲乙解析：(1)T2－L圖線的斜率為eq\f(4π2,g)，南開高校所處緯度高，重力加速度大，對應(yīng)斜率小，故B圖線為去南開高校的同學(xué)所作．由圖乙可知eq\f(Ta,Tb)＝eq\f(2,3)，又T2∝L，則eq\f(La,Lb)＝eq\f(4,9).由圖象可看出t＝2s時b的振動方向沿y軸正向．答案：B(2分)4∶9(2分)y軸正方向(2分)14．(8分)將一單擺裝置豎直懸掛于某一深度為h(未知)且開口向下的小筒中(單擺的下部分露于筒外)，如圖甲所示，將懸線拉離平衡位置一個小角度后由靜止釋放，設(shè)單擺搖擺過程中懸線不會遇到筒壁，假如本試驗的長度測量工具只能測量出筒的下端口到擺球球心的距離L，并通過轉(zhuǎn)變L而測出對應(yīng)的搖擺周期T，再以T2為縱軸、L為橫軸作出函數(shù)關(guān)系圖象，那么就可以通過此圖象得出小筒的深度h和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭.甲乙丙(1)現(xiàn)有如下測量工具：A.時鐘；B.秒表；C.天平；D.毫米刻度尺．本試驗所需的測量工具有_____________________________________________________________.(2)假照試驗中所得到的T2－L關(guān)系圖象如圖乙所示，那么真正的圖象應(yīng)當(dāng)是a、b、c中的________．(3)由圖象可知，小筒的深度h＝________m；當(dāng)?shù)豨＝________m/s2.解析：本試驗主要考查用單擺測重力加速度的試驗步驟、試驗方法和數(shù)據(jù)處理方法．(1)測量筒的下端口到擺球球心之間的距離L要用到毫米刻度尺，測單擺的周期需要用秒表，所以測量工具選B、D項．(2)設(shè)擺線在筒內(nèi)部分的長度為h，由T＝2πeq\f(L＋h,g)得，T2＝eq\f(4π2,g)L＋eq\f(4π2,g)h，可知T2－L關(guān)系圖象為a.(3)將T2＝0，L＝－30cm代入上式可得h＝30cm＝0.3m將T2＝1.20，L＝0代入上式可求得g＝π2≈9.86m/s2答案：(1)BD(2分)(2)a(2分)(3)0.3(2分)9.86(2分)三、計算題(本題有3小題，共38分．解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最終答案的不得分．有數(shù)值計算的題，答案中必需明確寫出數(shù)值和單位)15．(11分)漁船常利用超聲波來探測遠(yuǎn)處魚群的方位．已知某超聲波頻率為1.0×105Hz，某時刻該超聲波在水中傳播的波動圖象如圖所示．(1)從該時刻開頭計時，畫出x＝7.5×10－3m(2)現(xiàn)測得超聲波信號從漁船到魚群來回一次所用時間為4s，求魚群與漁船間的距離(忽視船和魚群的運(yùn)動)．解析：(1)質(zhì)點(diǎn)振動的周期T＝eq\f(1,f)＝1.0×10－5s，所以x＝7.5×10－3m(2)從題圖讀出λ＝15×10－3m求出v＝λf＝1500m/s(3分)s＝eq\f(vt,2)＝3000m(3分)答案：(1)見解析圖(2)3000m16.(12分)如圖所示，小球m自A點(diǎn)以沿AD方向的初速度v漸漸接近固定在D點(diǎn)的小球n.已知eq\o\ac(AB,\s\up15(︵))＝0.8m，圓弧AB半徑R＝10m，AD＝10m，A、B、C、D在同一水平面上，則v為多大時，才能使m恰好遇到小球n？(設(shè)g取10m/s2，不計一切摩擦)解析：小球m的運(yùn)動由兩個分運(yùn)動合成，這兩個分運(yùn)動分別是：以速度v沿AD方向的勻速直線運(yùn)動和在圓弧面AB方向上的往復(fù)運(yùn)動．由于eq\x\to(AB)?R，所以小球在圓弧面上的往復(fù)運(yùn)動具有等時性，是類單擺，其圓弧半徑R即為類單擺的擺長．設(shè)小球m恰好能遇到小球n，則有：AD＝vt，(3分)且滿足t＝kT(k＝1,2,3…)，(3分)又T＝2πeq\r(\f(R,g))，(3分)解以上方程得v＝eq\f(5,kπ)m/s(k＝1,2,3…)．(3分)答案：eq\f(5,kπ)m/s(k＝1,2,3…)17．(15分)一列簡諧橫波沿直線傳播，在波的傳播方向上有P、Q兩個質(zhì)點(diǎn)，它們相距0.8m．當(dāng)t＝0時，P、Q兩點(diǎn)的位移恰好是正最大值，且P、Q間只有一個波谷．當(dāng)t＝0.6s時，P、Q兩點(diǎn)正好處于平衡位置，且P、Q兩點(diǎn)只有一個波峰和一個波谷，且波峰距Q點(diǎn)的距離第一次為0.2m．求：(1)波由P傳至Q，波的周期．(2)波由Q傳至P，波的速度．(3)波由Q傳至P，從t＝0時開頭觀看，哪些時刻P、Q間(P、Q除外)只有一個