一輪單元訓練金卷·高三·物理(B)卷第十六單元機械振動與機械波注意事項：1、答題前,先將自己的姓名、準考證號填寫在試題卷和答題卡上,并將準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：每小題選出答案后,用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑,寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區域均無效。3、非選擇題的作答：用簽字筆直接答在答題卡上對應的答題區域內。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區域均無效。4、考試結束后,請將本試題卷和答題卡一并上交。一、(本題共10小題,每小題6分,在每小題給出的四個選項中,第1～6題只有一項符合題目要求,第7～10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,若擺球質量減小為原來的eq\f(1,4),擺球經過平衡位置時速度增大為原來的2倍,則單擺振動的()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2、圖中,兩單擺擺長相同,平衡時兩擺球剛好接觸。現將擺球a在兩擺球線所在平面內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的質量,則()A、如果ma>mb,下一次碰撞將發生在平衡位置右側B、如果ma>mb,下一次碰撞將發生在平衡位置左側C、無論兩擺球的質量之比是多少,下一次碰撞可能在平衡位置左側D、無論兩擺球的質量之比是多少,下一次碰撞一定在平衡位置3、如圖甲所示,彈簧振子以O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,下列說法正確的是()A、t＝0.8s時,振子的速度方向向左B、t＝0.2s時,振子在O點右側6cm處C、t＝0.4s和t＝1.2s時,振子的加速度完全相同D、t＝0.4s到t＝0.8s的時間內,振子的速度逐漸減小4、如圖所示,彈簧下面掛一質量為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,則物體在振動過程中()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為2D、物體在最低點時所受彈簧的彈力大小應為mg5、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相同,發出兩列完全相同的水波,波峰、波谷分別用實線、虛線表示,下列說法錯誤的是（）A、某時刻B、D質點也可能位于平衡位置B、C、E連線的中點是振動減弱點C、B、D連線的中點是振動加強點D、經過半個周期,B質點變為波峰,D質點變為波谷6、彈簧振子做簡諧運動,O為平衡位置,當它經過點O時開始計時,經過0.3s,第一次到達點M,再經過0.2s第二次到達點M,則彈簧振子的周期可能為()A、0.53sB、1.4sC、1.6sD、2sE、3s7、一列簡諧波沿x軸傳播,其波源位于坐標原點O。質點O剛好完成一次全振動時,形成的簡諧橫波波形如圖所示,已知波速為8m/s,波源O簡諧運動的周期為0.4s,B是沿波傳播方向上介質中的一個質點,則()A、圖中x軸上O、A之間的距離為1.6mB、波源O的起振方向沿y軸正方向C、在一個周期時間質點A將向右運動一個波長D、圖示時刻質點B所受的回復力方向沿y軸正方向移,故C錯誤；圖示時刻質點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,其振動圖像如圖所示。下列關于圖甲、乙、丙、丁的判斷不正確的是(選項中v、F、a分別表示物體的速度、受到的回復力和加速度)()A、甲可作為該物體的v-t圖像B、乙可作為該物體的F-t圖像C、丙可作為該物體的F-t圖像D、丁可作為該物體的a-t圖像9、關于受迫振動和共振,下列說法正確的是()A、火車過橋時限制速度是為了防止火車發生共振B、若驅動力的頻率為5Hz,則受迫振動穩定后的振動頻率一定為5HzC、當驅動力的頻率等于系統的固有頻率時,受迫振動的振幅最大D、一個受迫振動系統在非共振狀態時,同一振幅對應的驅動力頻率一定有兩個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,t＋0.6s時刻的波形如圖中的虛線所示,a、b、c、P、Q是介質中的質點,則下列說法正確的是()A、這列波的波速可能是50m/sB、質點a在這段時間內通過的路程一定小于30cmC、質點c在這段時間內通過的路程可能為60cmD、若周期T＝0.8s,則在t＋0.8s時刻,質點Q速度最大二、(本題共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。有數值計算的題,答案中必須明確寫出數值和單位)11、(8分)在用“單擺測重力加速度”的實驗中：(1)有下列備選器材中,需選用哪些器材較好__________。A、長1m左右的粗一點結實棉線B、長1m左右的細棉線C、帶細孔的直徑2cm左右的鐵球D、帶細孔的直徑2cm左右的橡膠球E、時鐘

F、秒表G、學生用刻度尺

H、最小刻度是毫米的米尺(2)甲同學先用米尺測得擺線長,再用游標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,如果擺球密度不均勻,無法確定重心位置,乙同學設計了一個巧妙的方法而不用測量擺球的半徑。具體作法如下：①第一次懸線長為L1時,測得振動周期為T1；②第二次增大懸線長為L2時,測得振動周期為T2；③根據單擺周期公式可求得重力加速度為g=________。（用題給符號表示）12、(14分)如圖所示,ACB為光滑弧形槽,弧形槽半徑為R,C為弧形槽最低點,R?Aeq\x\to(B)。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C點的時間之比；(2)若在弧形槽的最低點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由靜止釋放,欲使甲、乙兩球在弧形槽最低點C處相遇,則甲球下落的高度h是多少？13、(14分)如圖甲所示為一列沿x軸傳播的簡諧橫波在t1=0.1s時的波形圖,A、B兩點為簡諧波上平衡位置在xA=1.0m、xB=1.2m處的質點。圖乙為質點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時開始計時,質點B回到平衡位置的時間。14、(14分)在某種均勻介質中,S1、S2處有相距4m的兩個波源,沿垂直紙面方向做簡諧運動,其周期分別為T1＝0.8s和T2＝0.4s,振幅分別為A1＝2cm和A2＝1cm,在該介質中形成的簡諧波的波速v＝5m/s,S處有一質點,它到S1的距離為3m,且SS1⊥S1S2。在t＝0時刻,兩波源同時開始垂直紙面向外振動,則求：(1)t＝0時刻的振動傳到S處的時間差；(2)t＝10s時,S處質點離開平衡位置的位移大小。一輪單元訓練金卷·高三·物理(B)卷第十六單元機械振動與機械波答案一、(本題共10小題,每小題6分,在每小題給出的四個選項中,第1～6題只有一項符合題目要求,第7～10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、【答案】C2、【答案】D3、【答案】A【解析】從t＝0.8s時起,再過一段微小時間,振子的位移為負值,因為取向右為正方向,故t＝0.8s時,速度方向向左,A正確；由題圖乙得振子的位移x＝12sineq\f(5π,4)tcm,故t＝0.2s時,x＝6eq\r(2)cm,故B錯誤；t＝0.4s和t＝1.2s時,振子的位移方向相反,加速度方向相反,C錯誤；t＝0.4s4、【答案】A【解析】因物體振動到最高點時,彈簧正好處于原長,此時彈簧彈力等于零,物體的重力mg＝F回＝kA,當物體在最低點時,彈簧的彈性勢能最大等于2mgA,A對；在最低點,由F回＝mg＝ma知,C錯；由F彈－mg＝F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、【答案】B【解析】此時B質點處是兩列波波谷與波谷相遇處,D質點是波峰與波峰相遇處,是振動加強點,但隨著時間推移,波峰與波谷位置在變化,即某時刻B、D質點也可能位于平衡位置,故A正確；質點C和質點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質點處是兩列波波峰與波峰、波谷與波谷,振動始終是最強的,B、D連線上所有的點都是振動加強點,故B錯誤,C正確；從圖示時刻開始,B質點經過半個周期變為波峰,D質點經過半個周期變為波谷,故D正確。6、【答案】A【解析】如圖甲所示,設O為平衡位置,OB(OC)代表振幅,振子從O→C所需時間為eq\f(T,4)。因為簡諧運動具有對稱性,所以振子從M→C所用時間和從C→M所用時間相等,故eq\f(T,4)＝0.3s＋eq\f(0.2s,2)＝0.4s,解得T＝1.6s；如圖乙所示,若振子一開始從平衡位置向點B運動,設點M′與點M關于點O對稱,則振子從點M′經過點B到點M′所用的時間與振子從點M經過點C到點M所需時間相等,即0.2s。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eq\f(0.3s－0.2s,3)＝eq\f(1,30)s,故周期為T＝0.5s＋eq\f(1,30)s≈0.53s。7、【答案】AD【解析】波長λ=vT=4×0.8m=3.2m,O、A之間的距離為λ/2=1.6m,故A錯誤；波源O開始振動時的運動方向與波前質點的起振方向相同,沿y軸負方向,故B錯誤；質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、【答案】ABD【解析】在簡諧運動中,速度與位移是互余的關系,故圖乙可作為v-t圖像,A、B錯誤；由F＝－kx可知,回復力的圖像與位移圖像的相位相反,故丙可作為F-t圖像,C正確；又由F＝ma可知a與F的圖像形狀相同,丙可作為a-t圖像,D錯誤。9、【答案】BCD【解析】火車過橋時限制速度是為了防止橋發生共振,A錯誤；對于一個受迫振動系統,若驅動力的頻率為5Hz,則振動系統穩定后的振動頻率也一定為5Hz,B正確；由共振的定義可知,C正確；根據共振現象可知,D正確。10、【答案】AC【解析】由題圖波形圖可知波長λ＝40m,且0.6s＝nT＋eq\f(3,4)T(n＝0,1,2,…),解得周期T＝eq\f(2.4,4n＋3)s(n＝0,1,2,…),當n＝0時,T＝0.8s,波速v＝eq\f(λ,T)＝50m/s,A正確；由傳播方向沿x軸正方向可知質點a在t時刻向上運動,當n＝0時,T＝0.8s,則質點a在0.6s內通過的路程小于30cm,當n＝1,2,3…時,質點a在0.6s內通過的路程大于30cm,B錯誤；若n＝1,則T＝eq\f(12,35)s,波傳播到c點所用時間為eq\f(1,4)T,0.6s＝eq\f(7T,4),則0.6s內質點c振動的時間為eq\f(7,4)T－eq\f(1,4)T＝eq\f(3,2)T,故在這段時間內質點c通過的路程為6A＝60cm,C正確；若T＝0.8s,在t＋0.8s時刻,質點Q位于正向最大位移處,速度為零,選項D錯誤。二、(本題共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。有數值計算的題,答案中必須明確寫出數值和單位)11、(8分)【答案】(1)BCFH(2)2.0675.2(3)【解析】(1)用單擺測重力加速度實驗,為減小實驗誤差,擺線應選長1m左右的細線；實驗時應使用質量大且體積小,即密度大的擺球,故擺球應選直徑2cm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,應選擇準確度是1mm的刻度尺。故需要的實驗器材為：B、C、F、H。(2)直徑：主尺：2.0cm,游標尺對齊格數：6個格,讀數：6×0.1mm=0.6mm=0.06cm；所以直徑為：2.0+0.06=2.06cm；秒表讀數：內圈：1分鐘=60s,外圈：15.2s,所以讀數為：75.2s。(3)設擺球的重心到線與球結點的距離為r,根據單擺周期的公式,故,,聯立兩式解得。12、(14分)【解析】(1)甲球做自由落體運動R＝eq\f(1,2)gt12,所以t1＝eq\r(\f(2R,g))乙球沿弧形槽做簡諧運動(由于Aeq\x\to(C)?R,可認為偏角θ<5°)。此運動與一個擺長為R的單擺運動模型相同,故此等效擺長為R,因此乙球第1次到達C處的時間為t2＝eq\f(1,4)T＝eq\f(1,4)×2πeq\r(\f(R,g))＝eq\f(π,2)eq\r(\f(R,g))所以t1∶t2＝2eq\r(2)∶π。(2)甲球從離弧形槽最低點h高處自由下落,到達C點的時間為t甲＝eq\r(\f(2h,g))由于乙球運動的周期性,所以乙球到達C點的時間為t乙＝eq\f(T,4)＋neq\f(T,2)＝eq\f(π,2)eq\r(\f(R,g))(2n＋1)(n＝0,1,2,…)由于甲、乙兩球在C點相遇,故t甲＝t乙聯立解得：h＝eq\f((2n＋1)2π2R,8)(n＝0,1,2