1、一 轮 单 元 训 练 金 卷 高 三 物 理 (A)卷第 十 六 单 元 机 械 振 动 与 机 械 波注 意 事 项 ：1 答 题 前 ， 先 将 自 己 的 姓 名 、 准 考 证 号 填 写 在 试 题 卷 和 答 题 卡 上 ， 并 将 准 考 证 号 条 形 码 粘贴 在 答 题 卡 上 的 指 定 位 置 。2 选 择 题 的 作 答 ： 每 小 题 选 出 答 案 后 ， 用 2B 铅 笔 把 答 题 卡 上 对 应 题 目 的 答 案 标 号 涂 黑 ，写 在 试 题 卷 、 草 稿 纸 和 答 题 卡 上 的 非 答 题 区 域 均 无 效 。3 非 选 择 题 的 作 答
2、 ： 用 签 字 笔 直 接 答 在 答 题 卡 上 对 应 的 答 题 区 域 内 。 写 在 试 题 卷 、 草 稿 纸和 答 题 卡 上 的 非 答 题 区 域 均 无 效 。4 考 试 结 束 后 ， 请 将 本 试 题 卷 和 答 题 卡 一 并 上 交 。一、选择题：本题共 10 小题，每小题 5 分。选对 1 个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得5 分。每选错 1 个扣 3 分，最低得分为 0 分。1(2018江西重点中学联考) 如图所示，曲轴上挂一个弹簧振子，转动摇把，曲轴可带动弹簧振子上下振动开始时不转动摇把，让振子自由振动，测得其频率为 2 Hz.现匀速转动
3、摇把，转速为 240 r/min.则( )A当振子稳定振动时，它的振动周期是 0.5 sB当振子稳定振动时，它的振动频率是 4 HzC当转速增大时，弹簧振子的振幅增大D当转速减小时，弹簧振子的振幅增大E振幅增大的过程中，外界对弹簧振子做正功2(2018兰州一中高三质检) 如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象，下列说法中正确的是( )A甲、乙两单摆的摆长相等B甲摆的振幅比乙摆大C甲摆的机械能比乙摆大D甲摆的周期比乙摆大E在 t0.5 s 时有正向最大加速度的是乙摆3.如图，a、b、c、d 是均匀媒质中 x 轴上的四个质点，相邻两点的间距依次为 2 m、4 m 和 6 m一列简谐横波以 2
4、m/s 的波速沿 x 轴正向传播，在 t0 时刻到达质点 a 处，质点 a 由平衡位置开始竖直向下运动，t3 s 时 a 第一次到达最高点下列说法正确的是( )A在 t6 s 时刻波恰好传到质点 d 处B在 t5 s 时刻质点 c 恰好到达最高点C质点 b 开始振动后，其振动周期为 4 sD在 4 st6 s 的时间间隔内质点 c 向上运动E当质点 d 向下运动时，质点 b 一定向上运动4如图甲所示为以 O 点为平衡位置，在 A、B 两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图象，由图可知下列说法中正确的是( )A在 t0.2 s 时，弹簧振子的加速度为正向最大B在 t0.1 s 与
5、 t0.3 s 两个时刻，弹簧振子在同一位置C从 t0 到 t0.2 s 时间内，弹簧振子做加速度增大的减速运动D在 t0.6 s 时，弹簧振子有最小的弹性势能E在 t0.2 s 与 t0.6 s 两个时刻，振子速度都为零5(2018温州八校联考)如图所示，把能在绝缘光滑水平面上做简谐运动的弹簧振子放在水平向右的匀强电场中，小球在 O 点时，弹簧处于原长，A、 B 为关于 O 对称的两个位置，现在使小球带上负电，并让小球从 B 点静止释放，那么下列说法不正确的是( )A小球仍然能在 A、B 间做简谐运动， O 点是其平衡位置B小球从 B 运动到 A 的过程中，动能一定先增大后减小C小球仍然能做
6、简谐运动，但其平衡位置不在 O 点D小球不可能再做简谐运动E小球从 B 点运动到 A 点，其动能的增加量一定等于电势能的减少量6(2018湖北襄阳四中模拟) 如图甲所示为一弹簧振子自由振动(即做简谐运动)时的位移随时间变化的图象，图乙为该弹簧振子在某外力的作用下做受迫振动时的位移随时间变化的图象，则下列说法中正确的是( )A由图甲可知该弹簧振子的固有周期为 4 sB由图乙可知弹簧振子的固有周期为 8 sC由图乙可知外力的周期为 8 sD如果改变外力的周期，在接近 4 s 的附近该弹簧振子的振幅较大E如果改变外力的周期，在接近 8 s 的附近该弹簧振子的振幅较大7(2018济南月考)甲、乙两弹簧
7、振子，振动图象如图所示，则可知( )A两弹簧振子完全相同B两弹簧振子所受回复力最大值之比 F 甲 F 乙 21C振子甲速度为零时，振子乙速度最大D两振子的振动频率之比 f 甲 f 乙 12E振子甲加速度为零时，振子乙速度最大8如图甲所示，在水平面内，有三个质点 a、b、c 分别位于直角三角形的三个顶点上，已知ab6 m，ac8 m在 t1 0 时刻 a、b 同时开始振动，振动图象均如图乙所示，所形成的机械波在水平面内传播，在 t24 s 时 c 点开始振动，则( )A该机械波的传播速度大小为 2 m/sBc 点的振动频率先是与 a 点相同，两列波相遇后 c 点的振动频率增大C该列波的波长是 2
8、 mD两列波相遇后，c 点振动加强E两列波相遇后，c 点振动先加强后减弱9(2018河北石家庄调研)如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中 x2 m处的质点 P 以此时刻为计时起点的振动图象下列说法正确的是( )A这列波的传播方向是沿 x 轴正方向B这列波的传播速度是 20 m/sC经过 0.15 s，质点 P 沿 x 轴的正方向传播了 3 mD经过 0.1 s，质点 Q 的运动方向沿 y 轴正方向E经过 0.35 s, 质点 Q 距平衡位置的距离小于质点 P 距平衡位置的距离10. (2015高考海南卷 )一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在 t0 时刻的波形如图所示，质点 P
9、的 x 坐标为 3 m已知任意振动质点连续 2 次经过平衡位置的时间间隔为 0.4 s，下列说法正确的是( )A波速为 4 m/sB波的频率为 1.25 HzCx 坐标为 15 m 的质点在 t0.6 s 时恰好位于波谷Dx 坐标为 22 m 的质点在 t0.2 s 时恰好位于波峰E当质点 P 位于波峰时，x 坐标为 17 m 的质点恰好位于波谷二、非选择题：本大题共 4 小题，共 60 分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。11有两个同学利用假期分别去参观北大和南大的物理实验室，各自在那里
10、利用先进的 DIS 系统较准确地探究了“单摆的周期 T 与摆长 l 的关系” ，他们通过校园网交换实验数据，并由计算机绘制了 T2l 图象，如图甲所示，去北大的同学所测实验结果对应的图线是_(选填“A”或“B”)另外，在南大做探究的同学还利用计算机绘制了 a、b 两个摆球的振动图象(如图乙所示) ，由图可知，两单摆摆长之比 _在 t1 s 时，b 球振动的方向是_lalb12(2015高考江苏卷)(1) 一渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比_A波速变大 B波速不变C频率变高 D频率不变(2)用 2106 Hz 的超声波检查胆结石，该超声波在结石
11、和胆汁中的波速分别为 2 250 m/s 和 1 500 m/s，则该超声波在结石中的波长是胆汁中的_ 倍用超声波检查胆结石是因为超声波的波长较短，遇到结石时_( 选填“容易”或“不容易 ”)发生衍射13实线和虚线分别是沿 x 轴传播的一列简谐横波在 t10 和 t20.06 s 时刻的波形图已知在t0 时刻，x 1.5 m 处的质点向 y 轴正方向运动(1)判断该波的传播方向；(2)求该波的最小频率；(3)若 3T0.06 s4T，求该波的波速大小14. 在某种均匀介质中，S 1、 S2 处有相距 4 m 的两个波源，沿垂直纸面方向做简谐运动，其周期分别为 T1 0.8 s 和 T20. 4
12、 s，振幅分别为 A12 cm 和 A21 cm，在该介质中形成的简谐波的波速 v5 m/s，S 处有一质点，它到 S1 的距离为 3 m，且 SS1S 1S2.在 t0 时刻，两波源同时开始垂直纸面向外振动，则求：t0 时刻的振动传到 S 处的时间差；t10 s 时，S 处质点离开平衡位置的位移大小一 轮 单 元 训 练 金 卷 高 三 物 理 (A)卷第 十 六 单 元 机 械 振 动 与 机 械 波答 案1.【 答 案 】 BDE【 解 析 】 选 BDE.摇把匀速转动的频率 fn Hz4 Hz，周期 T 0.25 s，当振子稳定24060 1f振动时，它的振动周期及频率均与驱动力的周期
13、及频率相等，A 错误，B 正确当转速减小时，其频率将更接近振子的固有频率 2 Hz，弹簧振子的振幅将增大，C 错误，D 正确外界对弹簧振子做正功，系统机械能增大，振幅增大，故 E 正确2.【 答 案 】 ABE【 解 析 】 选 ABE.可从题图上看出甲摆振幅大，B 正确；由题图知两摆周期相等，则摆长相等，因两摆球质量关系不明确，无法比较它们的机械能的大小，A 正确，C、D 错误；t0.5 s 时乙摆球在负的最大位移处，故有正向最大加速度，E 正确3.【 答 案 】 ACD【 解 析 】 选 ACD.由波的传播知 t6 s 时波传播的距离 svt26 m12 m，即传到 d 点，选项 A 正确
14、；t0 时 a 由平衡位置开始向下振动，t3 s 时第一次到达最高点，则 T3 s，得34T4 s；各质点振动周期相同 ，选项 C 正确；波传到 c 点所需时间 t s3 s，此时 c 点由平衡sv 62位置开始向下振动，1 s 后到达最低点，所以 4 st6 s 内质点 c 向上运动，选项 D 正确；5 s 时 c 点正在平衡位置，选项 B 错误；由 v 得 vT24 m8 m，bd 间距 x10 m1 ，其振动方T 14向并不始终相反，选项 E 错误4.【 答 案 】 BCE【 解 析 】 选 BCE.t0.2 s 时，弹簧振子的位移为正向最大值，而弹簧振子的加速度与位移大小成正比，方向与
15、位移方向相反，A 错误；在 t0.1 s 与 t0.3 s 两个时刻，弹簧振子的位移相同，B 正确；从 t0 到 t0.2 s 时间内，弹簧振子从平衡位置向最大位移处运动，位移逐渐增大，加速度逐渐增大，加速度方向与速度方向相反，弹簧振子做加速度增大的减速运动，C 正确；在 t0.6 s 时，弹簧振子的位移为负向最大值，即弹簧的形变量最大，弹簧振子的弹性势能最大，D 错误；t0.2 s 与 t0.6 s，振子在最大位移处，速度为零，E 正确 5.【 答 案 】 ABD【 解 析 】 选 ABD.小球在匀强电场中受到水平向左的电场力，设该电场力大小为 F0，小球合力为零的位置应该在 O 点左侧 ，
16、设为 O1，设 O1、O 点的间距为 x0，弹簧劲度系数为 k，则 F0kx 0；取水平向右为正方向，当小球从 O1 点向右运动的位移为 x 时，回复力 FF 0k (x0x)kx ，所以小球会以 O1 点为平衡位置做简谐运动 ，选项 A、D 错误，C 正确；因为不知道 A 点与平衡位置O1 点的位置关系，所以不能确定小球从 B 运动到 A 的过程中，动能如何变化，选项 B 错误；小球做简谐运动的过程中，小球的动能和电势能及弹簧的弹性势能之和守恒，小球从 B 点运动到 A 点，弹簧的弹性势能不变，所以小球动能的增加量一定等于电势能的减少量，选项 E 正确6.【 答 案 】 ACD【 解 析 】
17、 选 ACD.图甲是弹簧振子自由振动时的图象，由图甲可知，其振动的固有周期为 4 s，A 正确、B 错误；图乙是弹簧振子在驱动力作用下的振动图象，弹簧振子的振动周期等于驱动力的周期，即 8 s，C 正确；当固有周期与驱动力的周期相等时，其振幅最大，驱动力的周期越接近固有周期，弹簧振子的振幅越大，D 正确、E 错误7.【 答 案 】 CDE【 解 析 】 选 CDE.从图象中可以看出，两弹簧振子周期之比 T 甲 T 乙 21，得频率之比 f 甲 f乙 12，D 选项正确；弹簧振子周期与振子质量、弹簧劲度系数 k 有关，周期不同，说明两弹簧振子不同，A 错误；由于弹簧的劲度系数 k 不一定相同，
18、所以两振子所受回复力( Fkx) 的最大值之比 F 甲 F 乙 不一定为 21，所以 B 错误；由简谐运动的特点可知，在振子到达平衡位置时位移为零，速度最大；在振子到达最大位移处时，速度为零，从图象中可以看出，在振子甲到达最大位移处时，振子乙恰好到达平衡位置，所以 C 正确，同理 E 也正确8.【 答 案 】 ACD【 解 析 】 选 ACD.因为经过 4 s，振动由 a 点传到 c 点，则波的传播速度 v m/s2 m/s，选84项 A 正确；c 点的振动频率先是与 a 点相同，两列波相遇后 c 点的振动频率仍然是不变的，选项 B错误；该波的波长为 vT21 m2 m ，选项 C 正确；因为
19、 bcac2 m，故两列波相遇后，c 点振动加强 ，选项 D 正确、E 错误9.【 答 案 】 ABE【 解 析 】 选 ABE.由题中甲、乙两图可知，该波向 x 轴正方向传播，A 正确；由题图甲知波长4 m，由题图乙知周期 T 0.2 s，则波速 v m/s20 m/s，B 正确；质点不随波迁移，只T 40.2在其平衡位置附近振动，C 错误；经过 0.1 s T，质点 Q 的运动方向沿 y 轴负方向，D 错误；经12过 0.35 s1 T，质点 P 到达波峰，而质点 Q 在波谷与平衡位置之间，故 E 正确3410.【 答 案 】 BDE【 解 析 】 选 BDE.任意振动质点连续两次通过平衡
20、位置的时间间隔为 0.4 s，则 T0.4 s，解12得 T0.8 s，f 1.25 Hz，选项 B 正确；由题图知：该波的波长 4 m，波速 v 5 m/s，故1T T选项 A 错误；画出 t0.6 s 时的波形图如图所示，因 15 m3 ，故 x 坐标为 15 m 的质点与34x3 m 处的质点振动情况一样，即在平衡位置向下振动，选项 C 错误；画出 t0.2 s 时的波形图如图所示，因 22 m5 ，故 x22 m 处的质点与 x2 m 处的质点振动情况一样，即在波峰位置，12选项 D 正确；因质点 P 与 x17 m 处质点平衡位置间距离 x14 m3 ，故两质点振动步调12相反，选项
21、 E 正确11.【 答 案 】 B 沿 y 轴负方向49【 解 析 】 由单摆的周期公式 T2 得：T 2 l，即图象的斜率 k ，重力加速度越大，lg 42g 42g斜率越小，我们知道北京的重力加速度比南京的大，所以去北大的同学所测实验结果对应的图线是B；从题图乙可以得出 Tb1.5T a，由 T2 知，两单摆摆长之比 ；从题图乙可以看出，t 1 lg lalb 49s 时 b 球正在向负最大位移处运动，所以 b 球的振动方向沿 y 轴负方向12.【 答 案 】 (1)BC (2)1.5 不容易【 解 析 】 (1)渔船与鱼群发生相对运动，被鱼群反射回来的超声波的速度大小不变；由多普勒效应知
22、，反射回来的超声波的频率变高，故选项 B、C 正确 (2)由 vf 知，超声波在结石中的波长 1 ，在胆汁中的波长 2 ，则波长之比：v1f v2f 1.5.12 v1v2超声波遇到结石时，其波长远小于结石的线度，则超声波遇到结石时不容易发生衍射现象13.【 答 案 】 (1)向右传播 (2)12.5 Hz (3)75 m/s【 解 析 】 (1)由题意可知该波向右传播(2)因波的传播具有周期性，设波的周期为 T，t 20.06 s 时刻，则有(下列各式中 n0，1，2)T0.06 s(n 34)得 T s0.244n 3则 f Hz1T 4n 30.24当 n0 时，f 最小为fmin Hz
23、12.5 Hz.30.24(3)法一：由 3T0.06 s4T， T0.06 s 得：(n 34)n3，T0.016 s所以 v m/s75 m/s.T 1.20.016法二：由 3T0.06 s4T 知，n3，则波在 0.06 s 内传播距离为：x 4.5 m(3 34)v m/s75 m/s.xt 4.50.0614.【 答 案 】 0.4 s 2 cm【 解 析 】 由题意可知：SS 25 m ；S1 在 t0 时的振动传到 S 处质点的时间：t1 s0.6 sSS1v 35S2 在 t0 时的振动传到 S 处质点的时间：t2 s1 sSS2v 55S1、S 2 在 t0 时的振动传到 S 处质点的时间差为：tt 2 t1 s s0.4 s.55 35t10 s 时 S 处质点按 S1 的振动规律已经振动了：t1t t19. 4 s T1(11 34)即 t10 s 时 S1 引起 S 处质点的位移大小为：x1A 1 2 cm；t10 s 时 S 处质点按 S2 的振动规律已经振动了：t2t t29 s T2(22 12)即 t10 s 时 S2 引起 S 处质点的位移为 x20；t10 s 时 S 处质点离开平衡位置的位移为 S1 和 S2 单独传播引起 S 处质点位移的矢量和，故：xx 1x 2(2 0) cm2 cm .
