广西玉林市田家炳中学2015届高三上学期单元测试物理试卷(机械振动和机械波)

1、广西玉林市田家炳中学2015届高三上学期单元测试物理试卷（机械振动和机械波）一选择题下面各题中至少有一个选项符合要求1如图所示是用频闪照相的方法拍摄到的一个弹簧振子的振动情况，甲图是振子静止在平衡位置时的照片，乙图是振子被拉到左侧距平衡位置20cm处放手后向右运动周期内的频闪照片，已知频闪的频率为10Hz，则下列说法正确的是( )A该振子振动的周期为1.6sB该振子振动的周期为1.2sC振子在该周期内做加速度逐渐减小的变加速运动D从图乙可以看出再经过0.2s振子将运动到平衡位置右侧10cm处考点：简谐运动的振幅、周期和频率；简谐运动的回复力和能量 分析：通过频闪的频率知道频闪的周期，从而知道振

2、子的振动周期简谐运动具有时间的对称性，平衡位置两侧对称的点到平衡位置的时间是相等的解答：解：A、频闪的频率为f=10Hz，则周期为T=0.1s，即相邻两次闪光的时间间隔t0=0.1s从乙图可看个振动周期为0.3s，所以振子振动的周期为1.2s故A错误，B正确；C、该周期振子正在向平衡位置运动，回复力方向向右与运动方向相同，所以振子加速，又回复力逐渐减小，则加速度逐渐减小，故振子做加速度逐渐减小的变加速运动，C正确；D、个振动周期为0.3s，则结合数学三角函数知识知再过0.1s相当于sin（）=10cm，即振子向右运动到10cm处，0.2s在10cm右侧，故D正确故选：BCD点评：解决本题的关键

3、是知道简谐运动的周期表示什么以及知道简谐运动时间的对称性2将一单摆向左拉至水平标志线上，从静止释放，当摆球运动到最低点时，摆线碰到障碍物，摆球继续向右摆动用频闪照相机拍到如图所示的单摆运动过程的频闪照片，以下说法正确的是( )A摆线碰到障碍物前后的摆长之比为9：4B摆线碰到障碍物前后的摆长之比为3：2C摆线经过最低点时，线速度不变，半径减小，摆线张力变大D摆线经过最低点时，角速度变大，半径减小，摆线张力不变大考点：单摆周期公式；简谐运动的回复力和能量 专题：单摆问题分析：频闪照片拍摄的时间间隔一定，根据间隔得出摆线与障碍物碰撞前后的周期之比，从而根据单摆的周期公式得出摆长之比摆线经过最低点时，

4、碰撞前后的线速度大小不变，半径变化，根据牛顿第二定律判断绳子张力的变化，以及通过v=r比较角速度的变化解答：解：A、频闪照片拍摄的时间间隔一定，右图可知，摆线与障碍物碰撞前后的周期之比为3：2，根据单摆的周期公式得，摆长之比为9：4故A正确，B错误C、摆线经过最低点时，线速度不变，半径变小，根据知，张力变大根据v=r，知角速度增大，故C正确，D错误故选AC点评：解决本题的关键掌握单摆的周期公式，以及知道摆线经过最低点时与障碍物碰撞前后的线速度大小不变3某振动系统的固有频率为f0，在周期性驱动力的作用下做受迫振动，驱动力的频率为f，若驱动力的振幅保持不变，下列说法正确的是( )A当ff0时，该振

5、动系统的振幅随f的增大而减小B当ff0时，该振动系统的振幅随f的减小而增大C该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f0D该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f考点：自由振动和受迫振动；产生共振的条件及其应用 分析：受迫振动的频率等于驱动力的频率，当系统的固有频率等于驱动力的频率时，系统达到共振，振幅达最大解答：解：A、当f=f0时，系统达到共振，振幅最大，故ff0时，随f的增大，振幅振大，故A错误；B、当ff0时，随f的减小，驱动力的频率接近固有频率，故该振动系统的振幅增大，故B正确；C、该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于驱动力的频率，故C错误；D、系统的振动稳定后，系统的振动频率等于驱

6、动力的频率，故振动频率等于f，故D正确；故选：BD点评：本题应明确受迫振动的频率等于驱动力的频率，而当驱动力的频率等于物体的固有频率时，物体的振动最强烈4一个单摆做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力的频率f的关系）如图所示，则( )A此单摆的固有周期约为0.5sB此单摆的摆长约为1mC若摆长增大，单摆的固有频率增大D若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动考点：产生共振的条件及其应用；自由振动和受迫振动 专题：单摆问题分析：由共振曲线可知，出现振幅最大，则固有频率等于受迫振动的频率解答：解：A、由图可知，此单摆的振动频率与固有频率相等，则周期为2s故A错误；B、由图可知，此单摆的振动频率与固有频率

7、相等，则周期为2s由公式T=，可得L1m故B正确；C、若摆长增大，单摆的固有周期增大，则固有频率减小故C错误；D、若摆长增大，则固有频率减小，所以共振曲线的峰将向左移动故D错误；故选：B点评：受迫振动的频率等于驱动力的频率；当受迫振动中的固有频率等于驱动力频率时，出现共振现象5如图所示，放在光滑水平面上弹簧振子，振子质量为m，振子以O为平衡位置，在B和C之间振动，设振子经平衡位置时的速率为v，则它在由OBOC的整个运动过程中，弹簧弹力对振子所做功的大小为 ( )A2mv2Bmv2C3mv2Dmv2考点：动能定理的应用 专题：简谐运动专题分析：对运动过程进行分析，由动能定理可求得弹簧振子所做的功

8、解答：解：在振子由OBOC的整个过程分析可知，该过程中只有弹簧的弹力做功；则由动能定理可知：W=mv2故选：B点评：本题考查动能定理的应用，要注意明确OB和BC过程弹力做功相互抵消6一列简谐横波沿x轴负方向传播，图甲是t=3s时的波形图，图乙是波中某振动质点位移随时间变化的振动图线（两图用同一时间起点）则图乙可能是图甲中哪个质点的振动图线( )Ax=0处的质点Bx=1 m处的质点Cx=2 m处的质点Dx=3 m处的质点考点：波长、频率和波速的关系；横波的图象 分析：由振动图象2读出t=3s时刻质点的运动状态，在波动图象1上找出相对应的质点解答：解：图2上t=3s时质点经平衡位置向上图1上，t=

9、3s时刻，只有x=2m处质点、x=4m处质点经过平衡位置简谐横波沿x轴负方向传播，根据波形平移法可知，x=2m处质点经平衡位置向上，与图2t=1s时刻质点的状态相同故选：C点评：根据波的传播方向判断出质点的振动方向，由振动图象读出质点的振动方向都是应具有的基本能力7一列简谐横波沿x轴正方向传播，波速为v=4m/s，已知距坐标原点x=0.8m处质点的震动图象如图所示，在下列4幅图中能够正确表示t=0.35s时的波形图的是( )ABCD考点：横波的图象；波长、频率和波速的关系 专题：振动图像与波动图像专题分析：根据振动图象判定出t=0.35s时坐标x=0.8m处质点的位置和振动方向，利用排除法即可

10、完成该题解答：解：根据距坐标原点x=0.8m处质点的振动图象可知：t=0.35s时该点在Y轴负方向上且向上振动A、由图知，简谐横波沿x轴正方向传播，距坐标原点x=0.8m处的质点处在Y轴负方向上且向下振动，故A正确；B、该质点处在Y轴负方向上，正向上振动，故B错误；C、该质点处在波峰，故C错误；D、该质点处在Y轴正方向上，正向下振动，故D错误故选：A点评：“排除法”是作图象选择题常用的方法本题要注意振动图象和波动图象的区别，并能把握它们之间的联系8图甲为一列简谐横波在t=0.7s时刻的波形图，图乙为质点P的振动图象，则下列说法正确的是( )A波速v=20m/s，向右传播B波速v=20m/s，向

11、左传播C从t=0.7s时刻开始，再经0.15s，波向左传播了3mD从t=0.7s时刻开始，再经0.15s，质点P向左运动了3m考点：波长、频率和波速的关系；横波的图象 分析：由振动图象读出t=0.7s时刻P点的振动方向，判断波的传播方向由波动图象读出波长，由振动图象读出周期，可求出波速分析波动过程，根据时间与周期的关系，从而即可求解解答：解：A、由图知：=4m，T=0.2s，则波速为：v=m/s=20m/s；由图乙可知，在t=0.7s时刻，质点P的振动方向沿y轴正方向，根据上下坡法可知，波向左传播，故A错误，B正确C、从t=0.7s时刻开始，再经0.15s，波向左传播的位移x=vt=20

12、15;0.15m=3m，故C正确；D、再经0.15s，质点P完成，质点只会在平衡位置来回振动，不可能向左或向右运动故D错误故选：BC点评：波的图象往往先判断质点的振动方向和波的传播方向间的关系同时，熟练要分析波动形成的过程，分析物理量的变化情况9质点以坐标原点O为中心位置在y轴上做简谐运动，其振动图象如图所示，振动在介质中产生的简谐横波沿x轴正方向传播，波速为1.0m/s.0.3s后，此质点立即停止运动，再经过0.1s后的波形图为( )ABCD考点：简谐运动的振动图象 专题：简谐运动专题分析：根据振动图象t=0时刻质点的振动方向确定波传播时各质点起振的方向由振动图象读出周期，求出波长，分析再经

13、过0.1s后，即总共经过0.4s时波传播的距离，确定波形图解答：解：根据振动图象得知，t=0时刻质点沿y轴正方向振动，则介质中各质点的起振方向均沿y轴正方向，与波最前头的质点振动方向由振动图象读出周期T=0.4s，波长=vT=0.4m，则再经过0.1s后，即0.4s后波总共传播的距离为=0.4m故选C点评：本题要抓住质点的振动与波动之间关系的理解基本题10一列简谐横波在某一时刻的波形图如图1所示，图中P、Q两质点的横坐标分别为x=1.5m和x=4.5mP点的振动图象如图2所示在下列四幅图中，Q点的振动图象可能是( )ABCD考点：横波的图象；波长、频率和波速的关系 专题：压轴题；振动图像与波动

14、图像专题分析：由题，根据PQ横坐标之间的距离为3m，可知PQ间的距离是波长的倍，结合波形可判断：波若向左传播，P点处于波峰时，Q在平衡位置向上振动；若波向右传播，P点处于波谷时，Q在平衡位置向上振动解答：解：PQ横坐标之间的距离为3m，是波长的倍A、此振动图象与Q点的振动图象相同，说明P、Q是同相点，它们平衡位置之间的距离应波长的整数倍，与题设条件不符故A错误B、波若向右传播，t=0时刻，P在平衡位置向上振动时，Q点处于波峰，与t=0时图B中质点的振动情况相符故B正确C、若波向左传播，t=0时刻，P在平衡位置向上振动时，Q点处于波谷，与t=0时图C中质点的振动情况相符故C正确D、此振动图象与Q

15、点的振动图象反相，两者平衡位置之间距离等于半个波长奇数倍，与题设条件不符故D错误故选BC点评：本题的解题关键是掌握波动和振动的之间关系，要结合波形进行分析对于振动图象往往抓住同一时刻进行比较，比如t=0时刻，分析两个质点的状态11一列波长大于1m的横波沿着x轴正方向的播处x1=1m和x2=2m的两质点A、B的振动图象如图所示由此可知( )A波长为mB波速为1m/sC3s末A、B两质点的位移相同D1s末A点的振动速度大于B点的振动考点：波长、频率和波速的关系；波的形成和传播；横波的图象 专题：压轴题；振动图像与波动图像专题分析：由振动图象可得出周期，在图象上的同一时刻可知两点相距的距离与波长的关

16、系，则可求得可能的波长；由波长、频率及波速的关系可得出波速的值解答：解：A、x=x2x1=1m，由于波沿x正方向传播，所以A先振动，又由于波长大于1m，所以，故A正确；B、波速，B错误；C、由振动图象知，在3s末，A、B两质点的位移不相同，C错误；D、由振动图象可知，1s末A点速度为零，B点速度最大，D错误故选A点评：本题重点在于明确振动图象的性质，并能从振动图象中找出两点在空间上的距离12内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都发出噪声干涉型消声器可以削弱这种噪声，其结构及气流运行如图所示气流产生的波长为的声波沿水平管道自左向右传播，在声波到达a处时，分成两束相干波，它们分别通过r1和r

17、2的路程后，在b处相遇而发生干涉，若r=r1r2，为达到削弱噪声的目的，则r等于( )A波长的整数倍B波长的奇数倍C半波长的偶数倍D半波长的奇数倍考点：波长、频率和波速的关系；横波的图象 分析：由波的干涉特点可知：当某点到波源的距离差为半波长的奇数倍时，此点的振动减弱解答：解：A、B、根据干涉特点知，两相干波源的距离差为波长的整数倍时，此点为振动增强点，而消除噪声不能加强，故AB均错误；C、D、距离差为半波长的奇数倍时，此点为振动减弱点，本题为消除噪声，要减弱声音，所以C错误，D正确；故选：D点评：本题是科学技术在现代生产生活中的应用，是2015届高考考查的热点；关键是记住干涉的条件二、解答题

18、13某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图1所示这样做的目的是AC（填字母代号）A保证摆动过程中摆长不变B可使周期测量得更加准确C需要改变摆长时便于调节D保证摆球在同一竖直平面内摆动他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度L=0.9990m，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图2所示，则该摆球的直径为12.1mm，单摆摆长为0.99295m如图振动图象真实地描述了对摆长为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程，图中横坐标原点表示计时开始，A、B、C均为30次全振动

19、的图象，已知sin5°=0.087，sin15°=0.26，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是A（填字母代号）考点：用单摆测定重力加速度 专题：实验题；单摆问题分析：当摆角小于等于5°时，我们认为小球做单摆运动，游标卡尺的示数等于主尺示数与游标尺示数之和；摆长为悬点到球心的距离；对于测量误差可根据实验原理进行分析；解答：解：（1）在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，是为了防止动过程中摆长发生变化，如果需要改变摆长来探究摆长与周期关系时，方便调节摆长，故AC正确，故选AC（2）游标卡尺示数为：d=12mm+1×

20、;0.1mm=12.1mm；单摆摆长为L=l=0.9990m0.00605m=0.99295m（3）当摆角小于等于5°时，我们认为小球做单摆运动，所以振幅约为：1×0.087m=8.7cm，当小球摆到最低点开始计时，误差较小，测量周期时要让小球做3050次全振动，求平均值，所以A合乎实验要求且误差最小故选A故答案为：AC12.10.99295A点评：掌握单摆的周期公式，从而求解加速度，摆长、周期等物理量之间的关系单摆的周期采用累积法测量可减小误差对于测量误差可根据实验原理进行分析14一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图所示，介质中质点P、Q分别位于x=2m、x

21、=4m处从t=0时刻开始计时，当t=15s时质点Q刚好第4次到达波峰求波速写出质点P做简谐运动的表达式（不要求推导过程）考点：波长、频率和波速的关系 专题：压轴题；振动图像与波动图像专题分析：（1）根据波形图得到波长；从t=0时刻开始计时，当t=15s时质点Q刚好第4次到达波峰，判断出周期；然后根据计算波速；（2）根据波形图得到振幅A，然后根据公式y=Asint列式求解解答：解：根据波形图得到波长=4m；t=0时刻，质点Q正向下运动；从t=0时刻开始计时，当t=15s时质点Q刚好第4次到达波峰，故有3T+=t解得T=故波速为；t=0时刻，质点P正在向上运动，振幅为：A=0.2m；角频率为：=rad/s故质点P做简谐运动的表达式为：y=0.2sin