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1、高考导航2013届高考物理一轮复习单元过关检测（H一）：机械振动机械波（人教版）（时间：90分钟满分：100分）一、选择题（本题共10小题，每小题5分，共计50分.每小题只有一个答案正确，把正确 选项前的字母填在题后的括号内 ）1.如图所示是一个单摆做受迫振动时的共振曲线，表示振幅A与驱动力的频率f的关系,下列说法正确的是（）0 0,25 0,5 出75L0 丽#A.摆长约为10 cmB.发生共振时单摆的周期为1 sC.若增大摆长，共振曲线的“峰”将向右移动D.若增大摆长，共振曲线的“峰”将向左移动解析：由单摆做受迫振动时的共振曲线可知，当单摆发生共振时，固有频率等于驱动力的频率，即固有频率为
2、0.5 Hz ,因而固有周期为 2 s ,由单摆的周期公式可知，此单摆的摆长约为1 m；若增大摆长，周期变长，频率变小，共振曲线的“峰”将向左移 动，D正确.答案：D2.我国探月的“嫦娥工程”已启动，在不久的将来，我国宇航员将登上月球.假如宇航员在月球上测彳#摆长为l的单摆做小振幅振动的周期为T,将月球视为密度均匀、半径为r的球体，则月球的密度为 （A.兀l3GrTB.3兀l GrT2D.3兀l16GrT216兀lC. 3GrT2解析：设月球表面的重力加速度为g0ntGMm. l则-p-=mg, T= 2 71yg一 M 43号度P = V，V= 3兀r/口3 兀 l.解得P =GrT, B对
3、.答案：B3 .两个弹簧振子，甲的固有频率为100 Hz,乙的固有频率为 400 Hz,若它们均在频率为300 Hz的驱动力作用下振动，则（）A.甲的振幅较大，振动频率是100 HzB.乙的振幅较大，振动频率是300 HzC.甲的振幅较大，振动频率是300 HzD.乙的振幅较大，振动频率是400 Hz解析：因为甲、乙两个弹簧振子都在做受迫振动，所以它们的振动频率都等于驱动力频率300 Hz.乙的固有频率与驱动力频率更接近，所以乙的振动更激烈，即乙的振幅较大.选B.答案：B4 .如图是一列简谐横波某一时刻的波的图象，下列说法不正确的是（）A.波一定沿x轴正方向传播B.此时a、b两个质点的振动速度
4、方向相反C.质点a此时的速度方向可能沿 y轴正方向D.质点b此时的速度方向可能沿 y轴正方向解析：此题不能判定波的传播方向，故选项 A错误；不管波向哪个方向传播，a、b两质点在两个趋势不同的“坡”上，其振动方向一定相反，选项 B正确；由于波的传播 方向不确定，a、b两质点的振动方向也不确定，若波向右传播，a质点沿y轴正方向振动，b质点沿y轴负方向振动；若波向左传播，a质点沿y轴负方向振动，b质点沿y轴正方向振动，选项 C、D正确. 答案：A5. （ 2012 西城模拟）振源A带动细绳上各点上下做简谐运动，t = 0时刻绳上形成的波形如图所示。规定绳上质点向上运动的方向为x轴的正方向，则 P点的
5、振动图像是图中的（）aB.C.D.解析：由绳上形成的波形可知，P点开始时向下振动，故 B正确。答案：B6. 一列波长大于1 m的横波沿着x轴正方向传播，处在 xi= 1 m和X2=2 m的两质点 A B的振动图象如图所示.由此可知 （）A.波长为-m3B.波速为1 m/sC. 3 s末A、B两质点的位移相同D. 1 s末A点的振动速度大于 B点的振动速度解析：由A、B两质点的振动图象及传播可画出t=0时刻的波动图A 4 一一_-4-，一一象如图所不，由此可得 入=-m, A正确；由振动图象得周期T= 43s,故丫= = 二7 m/s = m/s , B错误；由振动图象知 3 s末A13X4 3
6、质点位移为一2 cm, B质点位移为0,故C错误；由振动图象知1 s末A质点处于波峰,振动速度为零，B质点处于平衡位置，振动速度最大，故 D错误.答案：A7. A、B两列波在某时刻的波形如图所示，经过t = TA时间（Ta为波A的周期），两波再次出现如图所示波形，则两波的波速之比VA : VB不可能是（）A. 1 ： 3C. 2 ： 1解析：由图可得a I lh a HB. 1 ： 2D. 3 ： 1入 a= ：a,入 b= |a,贝|.33 入 b 1经1=%时间，两图中波形依旧，故可知Ta= （n+1）T&n= 0,1,2 ）据VA=入A一Va 2则有S，1,2)故A、B、C选项符合题意.
7、答案：Da、b、c、d是波传播方向上8. 一列简谐波沿 x轴正方向传播，某时刻波形图如图甲所示 3的四个振动质点的平衡位置，如再过2个周期，其中某质点继续振动的图象如图乙所本,则该质点是（乙b处质点d处质点A. a处质点C. c处质点解析：由波的传播方向可以判断得出，该时刻质点b的振动方向沿y轴正方向，d的振3动方向沿y轴负方向，而质点 a和c处于最大位移处，再过 2个周期，质点d恰好回到平衡位置，且振动方向沿y轴正方向，此后的振动图象符合图乙所示的情况，故正确答案为D.答案：D9. 一简谐横波沿 x轴正方向传播，若在 x=1 m处质点的振动图象如图所示，则该波在t= 0.3 s时刻的波形曲线
8、为（）jc/m振动质点位移随时间变化的振动图线甲中的（）cn解析：由题图可知t = 0.3 s时刻处于x= 1 m处的质点在波谷位置.显然选项中t =0.3s时刻的波形图中只有 A选项对应了 x=1 m处的质点处在波谷位置，A正确.答案：A10. 一列简谐横波沿 x轴负方向传播，图甲所示是t=1 s时的波形图，图乙所示是波中某（两图用同一时间起点），则该振动质点可能是图甲乙A. x=0处的质点C. x=2 m处的质点B. x=1 m处的质点D. x=3 m处的质点解析：图甲中各点处于t = 1 s时刻，图乙中t = 1 s时刻质点处于平衡位置且振动方向向下，对应于图甲中x=0和x=2 m处质点
9、，由于波沿 x轴负方向传播，可知 x= 0处质点运动方向向下,x= 2 m处质点运动方向向上，故 A选项正确.答案：A 二、非选择题（本题共6小题，共50分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算白要注明单位 ）11.（4分）在“用单摆测定重力加速度”的实验中，用刻度尺量悬点到小球的距离为96.60cm,用游标卡尺量彳#小球直径是5.260 cm ,测量周期有3次，每次都在摆球通过最低点时按下秒表开始计时，同时将此次通过最低点作为第一次，接着一直数到计时终止，结果如下表:123数的次数618171时间（s）60.4079.8070.60这个单摆振动周期的测定值是 s,当地重力
10、加速度的值是 m/s2.（取三位有效数字）解析：由题可知单摆的周期60.40一1)/2013 s79. gg(81-1)/2s= 1. 99570, 60(71-D/2则周期T=T1 + 丁2+ 丁3 32.01 s，d1摆长 l=l +2=(0.966 +2X0.0526) m = 0.9923 m故重力加速度4兀2lg= t24X3.14 2X0.99232= c 2 m/s =9.69 m/s2.01答案：2.019.6912. (6分)有一测量微小时间差的装置，是由两个摆长略有微小差别的单摆同轴水平悬挂构成，两个单摆摆动平面前后相互平行.(1)现测得两单摆完成 50次全振动的时间分别为
11、 50.0 s和49.0 s ,则两单摆周期差 A T=s.(2)某同学利用此装置测量小于单摆周期的微小时间差，具体操作如下：把两摆球向右拉至相同的摆角处，先释放长摆摆球，接着再释放短摆摆球，测得短摆经过若干次全振动后，两摆恰好第一次同时同方向通过某位置，由此可得出释放两摆的微小时间差，若测得释放两摆的时间差 At = 0.165 s,则在短摆释放 s(填时间)后，两摆恰 好第一次同时向 (填方向)通过(填位置)；为了能更准确地测量微小的时间差，你认为此装置还可做的改进是丘 k5049斛析： AT= T1-T2=（而-而）s=0.02 s(2)设短摆释放后经过t秒与长摆达同一位置，则两摆完成全
12、振动的次数一样，长摆运动的时间为(t + At) s ,有:t+ At _二一=T2- -1代入数据，解得：t = 8.085 s =8彳乱1即短摆振动了 84个周肌此时恰向左通过平衡位置.(3)减小两单摆摆长差等.答案：(1)0.02(2)8.085 左 平衡位置(3)减小两单摆摆长差等13.(9分)(2011年山东理综)如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为11 = 0时的波形 图，此时P质点向y轴负方向运动，虚线为 t2 = 0.01 s时的波形图.已知周期 T0.01 s.波沿x轴(填“正”或“负”)方向传播.(2)求波速.解析：(1)根据“下坡上”判断，向正方向传播.(2)由题意知
13、入=8 m1 一t2tl=/8入 v=由代入数据得 v = 100 m/s.答案： 正 (2)100 m/s14. (9分)如图甲所示，波源 S从平衡位置y=0处开始竖直向上振动(y轴的正方向)，振 动周期为T= 0.01 s ,产生的简谐波向左、右两个方向传播，波速均为v= 80 m/s.经过一段时间后，P、Q两点开始振动，已知距离S2 1.2 m , SO 2.6 m。点 , 2点隼乙(1)求此波的频率和波长；(2)若以Q点开始振动的时刻作为计时的零点，试在图乙中分别画出P、Q两点的振动图象.解析：(1)由 T= 0.01 s , f = T得 f =0-01 Hz = 100 Hz,入=
14、vT= 80X0.01 m =0.8 m.(2)波源S起振的方向竖直向上，则波传到P、Q两点时，P、Q的起振方向均竖直向上，因 SP= 1.2 m =12 入，SQ= 2.6 m = 34 入， .3可见，当Q开始振动时，质点 P已振动了 1-T,4即Q开始振动时，质点 P在波谷，因此 P、Q的振动图线如图所示.答案：(1)100 Hz 0.8 m (2)见解析图15. (10分)一列简谐横波沿 x轴正向传播，t = 0时刻的波形如图所示，质点振动周期T=0.2 s ,求：波的振幅A、波长入、波速v；(至少画一(2)画出平衡位置在 x=1.5 m处的质点，以该时刻为计时起点的振动图象. 个周期)解析：(1)由图可得：A= 8 cm,入=2 m 入 2.一.则 丫 =斤=02- m/s = 10 m/s.答案：(1)8 cm 2 m 10 m/s (2)图象见解析波长大于16.
