（江浙選考1）2020版高考物理總復習 第十三章 機械振動和機械波專題檢測卷10

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1、專題檢測卷十　機械振動和機械波 一、選擇題(共22題,每題4分,共88分) 1.(多選)一臺洗衣機的脫水桶正常工作時非常平衡,當切斷電源后,發(fā)現(xiàn)洗衣機先是振動越來越劇烈,然后振動逐漸減弱,下列說法中正確的是(　　) A.洗衣機做的是受迫振動 B.正常工作時,洗衣機脫水桶運轉(zhuǎn)的頻率比洗衣機的固有頻率大 C.正常工作時,洗衣機脫水桶運轉(zhuǎn)的頻率比洗衣機的固有頻率小 D.當洗衣機振動最劇烈時,脫水桶的運轉(zhuǎn)頻率恰好等于洗衣機的固有頻率 2.一彈簧振子沿一直線作簡諧振動,當振子的位移為負值時,下列說法正確的是(　　) A.其速度一定為正值,加速度一定為正值 B.其速度可能為負值,加速度一

2、定為正值 C.其速度一定為負值,加速度可能為負值 D.其速度一定為正值,加速度可能為正值 3. (多選)如圖為某物體做簡諧運動的圖象,下列說法正確的是(　　) A.由P→Q位移在增大 B.由P→Q速度在增大 C.由M→N位移先減小后增大 D.由M→N位移始終減小 4.(2018浙江臺州中學高三上學期第四次統(tǒng)練)置于同地點的甲、乙兩單擺的振動圖象如圖,下列說法正確的是(　　) A.甲、乙兩擺的擺長相等,最大偏角相等 B.甲擺長大于乙擺擺長,最大偏角小于乙最大偏角 C.甲擺在a時刻的重力勢能小于b時刻的重力勢能 D.減小擺球質(zhì)量,其周期將變小 5. (多選

3、)(2018浙江嘉興期末)如圖所示,為一質(zhì)點的振動圖象,曲線滿足正弦變化規(guī)律,則下列說法中正確的是(　　) A.該振動為簡諧振動 B.該振動的振幅為10 cm C.前0.08 s內(nèi),質(zhì)點發(fā)生的位移為20 cm D.0.04 s末,質(zhì)點的振動方向沿x軸負向 6. (多選)一質(zhì)點做簡諧運動的圖象如圖所示,關于該質(zhì)點的運動,下列說法正確的是(　　) A.質(zhì)點運動的頻率是4 Hz B.質(zhì)點振動的周期為4 s C.在10 s內(nèi),質(zhì)點經(jīng)過的路程是20 cm D.第4 s末,質(zhì)點的速度是零 7.(多選)(2018浙江溫州聯(lián)盟期末)如圖所示,a、b、c、d是均勻媒介中x軸上的四個質(zhì)點

4、,相鄰兩點的間距依次為2 m、4 m和6 m,一列簡諧橫波以2 m/s的波速沿x軸正向傳播,在t=0時刻到達質(zhì)點a處,質(zhì)點a由平衡位置開始豎直向下運動,t=3 s時a第一次到達最高點。下列說法正確的是(　　) A.在t=3 s時刻波恰好傳到質(zhì)點d處 B.在t=5 s時刻質(zhì)點c恰好經(jīng)過平衡位置向上運動 C.質(zhì)點b開始振動后,其振動周期為4 s D.該機械波遇到尺寸6 m的障礙物能發(fā)生明顯衍射 8. (多選)(2017浙江湖州一中期末)如圖所示,兩列簡諧橫波在同一繩上傳播時某時刻的波形圖,已知甲波向左傳,乙波向右傳。下列說法正確的是 (　　) A.甲波的速度v甲比乙波的速度v乙大

5、 B.兩列波的速度一樣大 C.兩列波相遇時不會發(fā)生干涉現(xiàn)象 D.兩列波相遇時繩上x=0的質(zhì)點始終為振動加強點 9.(多選)(2018浙江金華市十校高二上學期期末)將一條長x=16 m的均勻彈性繩沿水平拉直,M為繩的中點,兩端的波源P、Q同時開始沿豎直方向上下振動,兩波源振動0.4 s產(chǎn)生的波形如圖,A點距P點4 m,以下判斷正確的是 (　　) A.兩列波的波速均為10 m/s B.波源Q的振動頻率為5 Hz C.質(zhì)點M開始振動時,速度方向豎直向下 D.從兩波源開始振動經(jīng)時間1.0 s,質(zhì)點M恰好在平衡位置 10.(多選)(2018浙江選考十校聯(lián)盟適應性考試)下圖為兩列沿繩

6、傳播的(虛線表示甲波,實線表示乙波)簡諧橫波在某時刻的波形圖,M為繩上x=0.2 m處的質(zhì)點,則下列說法正確的是(　　) A.甲波的傳播速度v1比乙波的傳播速度v2大 B.這兩列波發(fā)生干涉現(xiàn)象時,質(zhì)點M的振動始終加強 C.由圖示時刻開始,再經(jīng)甲波的周期,M將位于波峰 D.位于原點的質(zhì)點與M點的振動方向總是相反的 11.(2018浙江新高考選考物理終極適應性考試)如圖所示,S1和S2是兩個相干波源,其振幅均為A,周期均為T。實線與虛線分別表示兩列波的波峰和波谷。此刻,c是波谷與波谷的相遇點,下列說法中正確的是(　　) A.a處質(zhì)點始終處于離平衡位置2A處 B.隨著時間的推移

7、,c處的質(zhì)點將向右移動 C.從該時刻起,經(jīng)過T,c處的質(zhì)點將通過平衡位置 D.若S2不動,S1沿S1b連線向b運動,則b處質(zhì)點仍然始終處于平衡位置 12.(多選)(2018浙江名校協(xié)作體模擬)在均勻介質(zhì)中,一列簡諧橫波沿x軸傳播,在t=0時刻的部分波形圖如圖所示,波速為v=4 m/s,P,Q兩點平衡位置坐標分別為(1.5 m,0)(4 m,0)且O、Q兩點此時都在波谷,則下列說法正確的是(　　) A.P、Q兩點的振動周期相等 B.若該波沿x軸正方向傳播,則t=0.875 s時P點在波峰 C.若該波沿x軸負方向傳播,Q點到達波峰時,P點向上振動 D.若該波沿x軸正方向傳播,則x

8、=7 m處的質(zhì)點開始振動時方向向上 13.(多選)(2018浙江杭州余杭高級中學模擬)圖甲所示為一列沿x軸正方向傳播的橫波在t=0時刻的波動圖象。乙圖可能是P質(zhì)點,也可能是N質(zhì)點的振動圖象,質(zhì)點振動方程為y =10 sin 5πt(cm)。則(　　) A.該波的振幅為10 cm B.乙圖為P質(zhì)點的振動圖象 C.該波的波速為10 m/s D.1 s內(nèi)質(zhì)點N通過的路程為1 m 14. (多選)(2018浙江溫州普通高中選考適應性測試)長為5 m的彈性繩左端O點從t=0時刻開始做簡諧運動,形成一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波,t=0.7 s時的波形圖如圖所示,則下列說法正確的是(　　)

9、 A.這列波的振幅為60 cm,波速為2.5 m/s B.波源O的起振方向沿y軸負方向 C.t=0.7 s時刻,x=1.25 m的質(zhì)點已經(jīng)振動了0.2 s D.從t=0至t=2.1 s的時間內(nèi),x=1.25 m的質(zhì)點運動總路程為2.4 m 15. (多選)(2018浙江名校新高考研究聯(lián)盟聯(lián)考)如圖所示,在一平靜水面上建立xOy坐標系,甲、乙兩波源分別在O1和O2位置先后以5 Hz的頻率上下振動,圖中A、B為某一時刻兩波剛到達的位置。波傳播過程中能量損耗不計。圖示時刻x=0.4 m處的質(zhì)點沿振動方向的位移為零,速度向下。已知水波的波速為0.5 m/s,振幅均為2 cm,兩波源

10、起振方式相同,則下列說法正確的是(　　) A.再經(jīng)0.5 s,兩波都到達x=0.9 m處 B.波源O1比O2開始振動的時間早0.4 s C.若某點為振動加強點,則該點位移始終為4 cm D.圖示時刻x=0.46 m處的質(zhì)點振動方向向上 16.(多選)(2018浙江嘉興第一中學高三上學期期末)將一根較長的彈性細繩沿x軸放置,左端記為坐標原點,將繩子拉平后,手握左端,以固定的頻率和振幅上下抖動(簡諧運動),如圖甲所示。從抖動開始計時,在t=0.3 s時的波形如圖乙所示,下列說法正確的是(　　) A.手抖動繩的頻率為2.5 Hz B.在t=0.75 s時,A點的速度方向向上 C.

11、在0~0.3 s的時間內(nèi),質(zhì)點B經(jīng)過的路程為6 cm D.該列波遇到寬度為6 m的障礙物時不能發(fā)生衍射 17. (多選)(2017浙江湖州高三上學期期末)一簡諧橫波沿x軸傳播,如圖所示,軸上a、b兩質(zhì)點相距12 m,t=0時a質(zhì)點位于波峰,b質(zhì)點位于波谷;t=0.5 s時,a質(zhì)點位于波谷,b質(zhì)點位于波峰。下列判斷正確的是(　　) A.波一定沿x軸正方向傳播 B.波長可能是8 m C.周期可能是0.2 s D.波速一定是24 m/s 18.如圖所示, P為橋墩,A為靠近橋墩浮出水面的葉片,波源S連續(xù)振動,形成水波,此時葉片A靜止不動。為使水波能帶動葉片振動,可用的方法是(

12、　　) A.提高波源頻率 B.降低波源頻率 C.增加波源距橋墩的距離 D.減小波源距橋墩的距離 19.(多選)(2018浙江嘉興期末)關于下列圖片中的物理現(xiàn)象,描述正確的是(　　) A.甲圖,水波由深水區(qū)傳播至淺水區(qū),波速方向改變,屬于波的反射現(xiàn)象 B.乙圖,水波穿過障礙物的小孔后,能傳播至兩側區(qū)域,屬于波的衍射現(xiàn)象 C.丙圖,兩列同頻率的水波在空間疊加,部分區(qū)域振動加強,屬于波的干涉現(xiàn)象 D.丁圖,竹竿舉起蜂鳴器快速轉(zhuǎn)動,聽到蜂鳴器頻率發(fā)生變化,屬于波的多普勒效應 20.(多選)(2018浙江杭州期末)如圖是在兩個不同介質(zhì)中沿x軸正方向傳播的兩列波的波形圖。圖中的

13、實線分別表示橫波甲和橫波乙在t=0時刻的波形圖,經(jīng)過0.5 s后,甲、乙的波形分別變成如圖中虛線所示。已知兩列波的周期均大于0.3 s,則下列說法中正確的是(　　) A.t=0時刻甲中x =2 m處的質(zhì)點向上振動 B.甲中x=1 m處的質(zhì)點振幅為20 cm C.波甲的周期一定等于波乙的周期 D.波甲的速度可能大于波乙的速度 21.(多選)(2018浙江嘉興期末)如圖所示,一列簡諧波在x軸上傳播,實線和虛線分別表示前后間隔1 s的兩個時刻的波形圖,則這列簡諧波的波速可能是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.0.60 m/s B.0.75 m/s C.

14、1.05 m/s D.1.15 m/s 22. 如圖為一大型娛樂場所內(nèi)進行“特技表演”時的俯視效果的草圖。表演者騎著摩托車在球體的內(nèi)壁以恒定的速率做飛檐走壁的表演,在離表演者很遠的觀眾席后排P點的觀眾聽到摩托聲的感覺應是(　　) A.觀眾接收到摩托車在A點發(fā)出聲音的頻率最大 B.觀眾接收到摩托車在B點發(fā)出聲音的頻率最大 C.觀眾接收到摩托車在C點發(fā)出聲音的頻率最大 D.觀眾接收到摩托車在C點和D點發(fā)出聲音的頻率相同 二、實驗題(共3題,共12分) 23.(4分)某實驗小組用單擺測重力加速度。先用游標卡尺測擺球直徑,結果如圖甲所示,則擺球的直徑為　　　　 cm。若將單擺懸掛后

15、,用刻度尺測得擺線的長是87.00 cm,測得單擺完成40次全振動的時間如圖乙表所示,則秒表讀數(shù)是　　　　 s,單擺的擺動周期是　　　　 s,由此計算當?shù)氐闹亓铀俣葹椤　　　?m/s2。(保留三位有效數(shù)字,π取3.14)? 24.(4分)有人說礦區(qū)的重力加速度偏大,某興趣小組用單擺測定重力加速度的實驗探究該問題。 (1)用刻度尺測得擺長為L,測量周期時用到了秒表,長針轉(zhuǎn)一周的時間為30 s,表盤上部的小圓共15大格,每一大格為1 min,該單擺擺動n=50次時,長短針的位置如圖所示,所用時間為t=　　　　 s。? (2)用以上直接測量的物理量的英文符號表示重力加速度的計算式為g

16、=　　　　　　　　　　(不必代入具體數(shù)據(jù))。? (3)若有一位同學在實驗時測出多組單擺的擺長l和運動周期T,作出T2-l圖象,就可以求出礦區(qū)的重力加速度。理論上T2-l圖象是一條過坐標原點的直線,該同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的圖象如圖所示。 ①造成圖象不過坐標原點的原因最有可能是　。? ②由圖象求出的重力加速度g=　　　　 m/s2(取π2=9.87)。? 25.(4分)(1)利用單擺測定重力加速度的實驗中, 若測得的g值偏小, 可能的原因是　　　　。? A.擺球在水平面上做圓周運動 B.測擺長時, 僅測了線長, 未加小球半徑 C.測周期時, 把n次全振動誤記為(n+1)次 D.

17、擺球上端未固定牢固,振動中出現(xiàn)松動 (2)某同學在做測重力加速度實驗時,單擺完成50次全振動秒表如圖所示,則秒表的讀數(shù)為　　　　 s。線長為98.50 cm,小球直徑用游標卡尺測得如圖所示,則擺長為　　　　 cm。當?shù)刂亓铀俣葹椤　　　　　　　　　　?m/s2(結果保留兩位有效數(shù)字)。? 專題檢測卷十　機械振動和機械波 1.ABD　2.B　3.AC　4.BC　5.AD　6.BC　7.BCD　8.BC　9.ABD　10.BCD 11.C　a處是波峰與波峰疊加,為振動加強點,振幅為2A,但質(zhì)點并不始終處于離平衡位置2A處,A錯誤;質(zhì)點只在平衡位置附近振動,并不隨波移動,B錯誤;從

18、該時刻起,經(jīng)過T,c處為平衡位置與平衡位置相遇,質(zhì)點將通過平衡位置,C正確;兩列波傳到b點的振動情況一直在變化,當S2不動,S1沿S1b連線向b運動,b處質(zhì)點不可能始終處于平衡位置,D錯誤。故選C。 12.AB　P、Q兩點是同一波源上的兩個質(zhì)點,故兩點的振動周期與波的周期相等,故A正確;由圖可知波長λ=4 m,則周期T= s=1 s,若該波沿x軸正方向傳播,根據(jù)“平移法”可知,在x軸負方向離P點最近的波峰的距離為d=3.5 m,則經(jīng)過時間t質(zhì)點P在波峰,則有t= s=0.875 s,故B正確;若該波沿x軸負方向傳播,Q點與P點的距離大于半個波長,故當Q點在波峰時P點應從平衡位置向下波谷運動,

19、即P點的振動方向向下,故C錯誤;由于圖中波最前列的質(zhì)點無法確定,所以無法確定各質(zhì)點剛開始振動時的方向,故D錯誤;故選AB。 13.ACD　由圖象可知,該波的振幅為10 cm,選項A正確;由波形圖可知,t=0時刻質(zhì)點P在平衡位置向下振動,可知乙圖不是P質(zhì)點的振動圖象,選項B錯誤;由y=10sin 5πt(cm),知ω=5π rad/s,則該波的周期為T= s=0.4 s,由甲圖讀出波長 λ=4 m,所以波速為v= m/s=10 m/s。故C正確。因為 t=1 s=2.5 T,所以1 s內(nèi),質(zhì)點P通過的路程為s=10 A=100 cm=1 m,故D正確。故選ACD。 14.CD　由波動圖象可知

20、,這列波振幅為30 cm,A選項錯誤;機械波中的每一個質(zhì)點起振方向都相同,波形最右端的點起振方向向上,則波源O的起振方向也向上,沿y軸正方向,B錯誤;由圖可知波長λ=2 m,波在0.7 s內(nèi)傳播到了平衡位置等于1.75 m處,波速v==2.5 m/s,根據(jù)公式v=得周期T=0.8 s,機械波到達x=1.25 m處時需要的時間t==0.5 s,則t=0.7 s時刻,x=1.25 m處質(zhì)點已經(jīng)振動0.2 s,C選項正確;t=0.5 s前x=1.25 m處質(zhì)點未開始振動,從t=0.5 s到t=2.1 s時間內(nèi),質(zhì)點振動1.6 s,即完成兩側全振動,質(zhì)點運動總路程為4倍振幅2.4 m,D正確。 15

21、.BD　再經(jīng)0.5 s,兩波傳播的距離為x=vt=0.5×0.5 m=0.25 m,則甲波到達0.6 m+0.25 m=0.85 m處,乙波到達0.7 m+0.25 m=0.95 m處,A錯誤;兩波已經(jīng)形成的時間分別為t甲= s=0.6 s,t乙= s=0.2 s。故波源O1比O2開始振動的時間早0.4 s,B正確;振動加強點,為振幅疊加,其位移也隨時間不斷變化,最大位移為4 cm,C錯誤;圖示時刻x=0.46 m處的質(zhì)點與O1的距離為x=0.46 m-0.3 m=0.16 m,而A處質(zhì)點剛起振,速度方向向下,結合波形可知,x=0.46 m處的質(zhì)點振動方向向上,D正確。 16.ABC　由圖可

22、知波傳播個波長用時0.3 s,則該波的周期T=0.4 s,頻率f==2.5 Hz,故A正確。0.3 s時,A點由平衡位置向上振動,在t=0.75 s時,即再經(jīng)過0.45 s,A點的速度方向向上,故B正確;0. 2 s時,B開始振動,經(jīng)0.1 s到達波谷位置,在0~0.3 s的時間內(nèi),質(zhì)點B經(jīng)過的路程為一個振幅,即6 cm,故C正確;由圖可知,波長λ=2 m,發(fā)生明顯衍射的條件是波長跟障礙物尺寸差不多,所以該列波遇到寬度為6 m的障礙物時不會發(fā)生明顯衍射,故D錯誤。 17.BC　由題意可知波的傳播方向是不確定的,故A錯誤;若a點為波峰,b點為波谷,則x=12 m=(n+)λ(n=0、1、2、3

23、…),則得λ= m,故λ的可能值有24 m、8 m…,故B正確;同理,對應的周期可能有:t=0.5 s=(k+)T(k=0、1、2、3…),T= s,則T的可能值有1 s、s、0.2 s…,故C正確;波速可能為v= m/s(n=0、1、2、3…,k=0、1、2、3…),當n=0,k=0時,v=24 m/s,波速可能是24 m/s,D錯誤。 18.B　葉片A之所以不動,是因為水波不能繞過橋墩傳過來,也就是說水波衍射不太明顯,而發(fā)生明顯衍射的條件是,障礙物的尺寸比波長小或差不多,所以要讓葉片A動起來方法只能是減小橋墩的尺寸或增大水波的波長,水波的速度一定,減小頻率會增大波長,增大頻率會減小波長,

24、故A錯誤,B正確;改變波源與橋墩的距離不會讓衍射現(xiàn)象更明顯,所以C、D錯誤。 19.BCD　水波從深水區(qū)傳到淺水區(qū)改變傳播方向的現(xiàn)象,是波的折射現(xiàn)象,故A錯誤;乙圖,水波穿過障礙物的小孔后,能傳播至兩側區(qū)域,屬于波的衍射現(xiàn)象,故B正確;丙圖,兩列同頻率的水波在空間疊加,部分區(qū)域振動加強,屬于波的干涉現(xiàn)象,故C正確;丁圖,竹竿舉起蜂鳴器快速轉(zhuǎn)動,聽到蜂鳴器頻率發(fā)生變化,屬于波的多普勒效應,故D正確。所以BCD正確,A錯誤。 20.AD　根據(jù)“上下坡法”可確定甲中x =2 m處的質(zhì)點向上振動,故A正確;振幅為質(zhì)點離平衡位置最大的距離,由圖甲可知,所有質(zhì)點的振幅為10 cm,故B錯誤;由兩圖可知

25、,兩波的周期+nT=0.5,即T=(n+1) s(n=0,1,2,…),所以兩列波的周期不一定相等,故C錯誤;由兩圖可知,兩波的波長分別為λ甲=4 m,λ乙=6 m,綜合C可知,波甲的速度可能大于波乙的速度,故D正確。 21.BC　由圖可知波長為:λ=60 cm。若波沿x軸正方向,傳播的距離為:x1=λ(n=0,1,2,…),波速為:v1= m/s= m/s(n=0,1,2,…),當n=1時, v1=0.75 m/s,故B正確;若波沿x軸負方向,傳播的距離為:x2=λ(n=0,1,2,…),波速為:v2= m/s= m/s(n=0,1,2,…),當n=1時, v2=1.05 m/s,故C正確

26、。所以選BC。 22.C　據(jù)多普勒效應可知,當聲源與觀察者靠近時,觀察者接收的頻率較高;當聲源與觀察者遠離時,觀察者接收的頻率較低;當聲源與觀察者距離不變時,觀察者接收的頻率不變,選項C正確。 23.答案 0.97　75.3　1.88　9.76 24.答案 (1)100.2　(2)　(3)測單擺擺長時漏掉了擺球的半徑　9.87 解析 (1)內(nèi)圈讀數(shù)為:1.5 min=90 s,外圈讀數(shù)為:10.2 s,相加得讀數(shù)為:100.2 s; (2)由單擺周期公式T=2π可得:g=,又T=,所以重力加速度表達式為:g=; (3)①如果測擺長l時,沒有包括擺球半徑r,則:T2=(l-r)=l-

27、r,則T2是l的一次函數(shù),而不是正比例函數(shù),故函數(shù)圖象不是過原點的直線的原因最可能是擺長沒包括球的半徑; ②擺長單位換算成米,由圖象的斜率可得斜率為:k==4.0 由=k得重力加速度為:g=π2=9.87 m/s2。 25.答案 (1)BD　(2)100.1　99.99　9.9 解析 (1)設擺線長為L,擺球直徑為d,則T=2π,解得:g=,測得的g值偏小,可能是擺長偏小或周期偏大造成的。擺球在水平面上做圓周運動,成了圓錐擺,設擺線與豎直方向夾角為θ,則mgtan θ=msin θ,解得:T=2π,即測得的周期偏小,測得的重力加速度偏大。故A項不可能。測擺長時,僅測了線長,未加小球半徑,據(jù)g=可知,測得的重力加速度偏小。故B項可能。測周期時, 把n次全振動誤記為(n+1)次,測得的周期偏小,測得的重力加速度偏大。故C項不可能。 D:擺球上端未固定牢固,振動中出現(xiàn)松動,擺線長度增大,測量得到的周期偏大,測得的重力加速度偏小。故D項可能。綜上,答案為BD。 (2)秒表如圖所示,則秒表的讀數(shù)為1 min+40.1 s=100.1 s,單擺周期T= s≈2.0 s 小球直徑用游標卡尺測得如圖所示,小球直徑d=29 mm+8×0.1 mm=29.8 mm,擺長l=L+=98.50 cm+×10-1 cm=99.99 cm,據(jù)T=2π,解得:g≈9.9 m/s2。 8