2021高考物理（选择性考试）人教版一轮章末检测：13 机械振动　机械波 14页

www.ks5u.com 章末检测13　机械振动　机械波 ‎（时间90分钟　满分100分）‎ 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分.在每小题给出的选项中，有可能有多个选项是正确的，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错或不选的得0分）‎ ‎1.下列说法正确的是（　　）‎ A.在同一均匀介质中，经过一个周期的时间，波传播的距离为一个波长 B.真空中的光速在不同的惯性参考系中可能不同 C.各种电磁波中最容易表现出衍射现象的是γ射线 D.验钞机是利用紫外线的特性工作的 E.做简谐运动的物体每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同 答案：ADE ‎2.如图所示，在一根绷紧的横绳上挂几个摆长不等的单摆，其中A、E的摆长相等且为L，重力加速度为g，A摆球的质量远大于其他各摆.当A摆振动起来后，带动其余各摆球也随之振动起来，达到稳定后，以下关于各摆的振动（不计空气和摩擦阻力的影响），下列说法正确的是（　　）‎ A.A摆完成30次用的时间为60π B.C摆振动的周期最长 C.各摆振动的周期都相等 D.如果E摆摆球质量增到原来的2倍，稳定后周期不变 E.如果将B、C、D三摆去掉，仅保留A、E两摆，当先让A摆振动起来后，A、E摆将同步摆动 答案：ACD ‎3.（2019·沈阳三模）下列关于单摆的认识说法正确的是（　　）‎ A.伽利略通过对单摆的深入研究，得到了单摆周期公式 B.将摆钟由广州移至哈尔滨，为保证摆钟的准确，需要将钟摆调长 C.在利用单摆测量重力加速度的实验中，将绳长当作摆长代入周期公式会导致计算结果偏小 D.将单摆的摆角从5°改为3°，单摆的周期不变 E.摆球运动到平衡位置时，合力为零 答案：BCD ‎4.（2019·长沙模拟）一简谐振子沿x轴振动，平衡位置在坐标原点，t＝0时刻振子的位移x＝－0.1 m；t＝ s时刻x＝0.1 m；t＝4 s时刻x＝0.1 m.该振子的振幅和周期可能为（　　）‎ A.0.1 m， s　　　　　 B.0.1 m，8 s C.0.2 m， s D.0.2 m，8 s E.0.2 m，10 s 答案：ACD ‎5.图甲为一列简谐横波在t＝0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置在x＝1.0 m处的质点，Q是平衡位置在x＝4.0 m处的质点；图乙为质点Q的振动图象.下列说法正确的是（　　）‎ 甲　　　　　　　　乙　‎ A.在t＝0.10 s时，质点Q向y轴正方向运动 B.在t＝0.25 s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同 C.从t＝0.10 s到t＝0.25 s，该波沿x轴负方向传播了6 m D.从t＝0.10 s到t＝0.25 s，质点P通过的路程为30 cm E.质点Q做简谐运动的表达式为y＝0.10sin 10πt（m）‎ 答案：BCE ‎6.（多选）在t＝0时刻向平静水面的O处投下一块石头，水面波向各个方向传播开去，当t＝1 s时水面波向西刚好传到M点（图中只画了东西方向，其他方向没画出），OM的距离为1 m.振动的最低点N距离原水平面15 cm，如图.则以下分析正确的是（　　）‎ A.t＝1 s时，O点的运动方向向下 B.该水面波的波长为2 m C.振动后原来水面上的M点和N点有可能在某时刻速度相同 D.t＝2 s时刻N点处于平衡位置 E.t＝1.25 s时刻M点和N点处于同一水平线上 答案：BCE ‎7.波速均为1.0 m/s的两列简谐横波，分别从波源x＝0、x＝12 m处沿x轴相向传播.t＝0时的波形图如图所示.下列说法正确的是（　　）‎ A.两列波的频率均为0.25 Hz B.t＝0.2 s时，两列波相遇 C.两列波相遇过程中，x＝5 m处和x＝7 m处的质点振动加强 D.t＝3 s时，x＝6 m处的质点位移达到最大值 E.当波源从x＝0处沿x轴正向运动时，在x＝12 m处的观察者观察到该简谐横波的频率变大 答案：ADE ‎8.如图甲所示，沿波的传播方向上有间距均为0.1 m的六个质点a、b、c、d、e、f均静止在各自的平衡位置，t＝0时刻振源a从平衡位置开始沿y轴正方向做简谐振动，其振动图象如图乙所示，形成的简谐横波以0.1 m/s的速度水平向右传播，则下列说法正确的是（　　）‎ ‎ 甲　　　　　　　乙 A.这列波的周期为4 s B.0～4 s时间内质点b运动路程为6 cm C.4～5 s时间内质点c的加速度在减小 D.6 s时质点e的振动方向沿y轴正方向 E.质点d起振后的运动方向始终与质点b的运动方向相反 答案：ABE ‎9.（2019·河北唐山模拟 ‎）如图所示为一列向左传播的横波的图象，图中实线表示t时刻的波形，虚线表示又经Δt＝0.2 s时刻的波形，已知波长为2 m，下列说法正确的是（　　）‎ A.波的周期的最大值为2 s B.波的周期的最大值为 s ‎ C.波的速度的最小值为9 m/s D.这列波不能发生偏振现象 E.这列波遇到直径r＝1 m的障碍物会发生明显的衍射现象 解析：0.2 m＝λ，因波向左传播，则由图象可知波向左传播的距离为λ（n＝0，1，2，…），所以0.2 s＝T（n＝0，1，2，…），n＝0时，周期最大，为Tm＝ s，波速最小，为vmin＝＝9 m/s，所以A错误，B、C正确；横波可以发生偏振现象，D错误；因为障碍物的直径r＝1 m<λ＝2 m，则这列波遇到此障碍物可以发生明显的衍射现象，E正确.‎ 答案：BCE ‎10.如图所示，两单摆摆长相同，平衡时两摆球刚好接触.现将摆球A在两摆球线所在平面内向左拉开一小角度后释放，碰撞后，两摆球分开各自做简谐运动.以mA、mB分别表示摆球A、B的质量，则（　　）‎ A.如果mA>mB，下一次碰撞将发生在平衡位置右侧 B.如果mA>mB，下一次碰撞将发生在平衡位置左侧 C.无论两摆球的质量之比是多少，下一次碰撞可能在平衡位置左侧 D.无论两摆球的质量之比是多少，下一次碰撞一定在平衡位置 解析：根据周期公式T＝2π知，两单摆的周期相同与质量无关，所以相撞后两球分别经过T后回到各自的平衡位置.这样必然是在平衡位置相遇；所以不管A、B的质量如何，下一次碰撞都在平衡位置，故A、B、C错误，D正确.‎ 答案：D ‎11.如图所示，A、B两处为在同一均匀介质中且振动频率均为f的振源，两振源的振动步调完全相同，O点为两振源连线的中点.已知两振源在该介质中形成的机械波的振幅均为A、波速均为v，AB＝a，两振源的振动方向与初相位均相同.则下列说法正确的是（　　）‎ A.当O点开始振动后其振动频率等于振源的振动频率f B.当O点开始振动后其振动频率等于振源的振动频率2f C.当O点开始振动后其振幅等于2A D.当两振源之间的距离a＝n（n＝1，2，3，…）时，O点开始振动后其振幅一定小于2A E.当O点开始振动后，其振动不一定与两振源的振动步调相同 解析：在机械波传播的过程中，各质点的振动频率均等于振源的振动频率，即当O点开始振动后其振动频率等于振源的振动频率f，A正确，B错误；由叠加原理可知，当O点开始振动后振幅应等于两列机械波的振幅之和，即为2A，C正确；因为O点为两振源连线的中点，到两振源的距离差等于零，因此O点为振动加强点，其振幅始终为 ‎2A，D错误；只有距离等于波长的整数倍的点其振动步调与振源的振动步调才相同，所以O点的振动不一定与两振源的振动步调相同，E正确.‎ 答案：ACE ‎12.（2019·广东佛山检测）一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图中实线所示，t＝0.3 s时刻的波形如图中的虚线所示，则（　　）‎ A.该波的波长为8 m B.波的周期可能为0.4 s C.波的传播速度可能为60 m/s D.质点P在t＝0.3 s时刻向上运动 ‎ E.x＝4 m与x＝6 m两质点的运动方向总是相反 解析：由题图得，该波的波长λ＝8 m.故A项正确；波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图中实线所示，t＝0.3 s时刻的波形如图中的虚线所示，则T＝0.3 s（n＝0，1，2，3，…），解得T＝ s（n＝0，1，2，3，…）.故B项错误；t＝0时刻的波形如图中实线所示，t＝0.3 s时刻的波形如图中的虚线所示，则波速v＝＝ m/s（n＝0，1，2，3，…），当n＝2时，v＝ m/s＝60 m/s.故C项正确；将t＝0.3 s时刻的波形沿x轴正方向平移稍许可得，质点P在t＝0.3 s时刻向上运动.故D项正确；x＝4 m与x＝6 m 两质点的水平距离相差λ，两质点的运动方向不会总是相反，故E项错误.‎ 答案：ACD 二、非选择题（共52分）‎ ‎13.（6分）某同学用单摆测当地的重力加速度.他测出了摆线长度L和摆动周期T，如图甲所示.通过改变悬线长度L，测出对应的摆动周期T，获得多组T与L，再以T2为纵轴、L为横轴画出函数关系图象如图乙所示.由图象可知，摆球的半径r＝　　　　m，当地重力加速度g＝　　　　m/s2；由此种方法得到的重力加速度值与实际的重力加速度值相比会　　　　（选填“偏大”“偏小”或“一样”）.‎ 甲　　　　乙 　　‎ 答案：1.0×10－2　9.86　一样 ‎14.（8分）在“用单摆测定重力加速度”的实验中：（1）摆动时满足的条件是偏角小于5°，为了减小测量周期的误差，计时开始时，摆球应是经过最　　　　（选填“高”或“低”）点的位置，且用停表测量单摆完成多次全振动所用的时间，求出周期.图甲中停表示数为一单摆全振动50次所用的时间，则单摆振动周期为　　　　.‎ ‎　甲　　　　　乙 ‎（2）用最小刻度为1 mm的刻度尺测摆长，测量情况如图乙所示.O为悬挂点，从图乙中可知单摆的摆长为　　　　m.‎ ‎（3）若用L表示摆长，T表示周期，那么重力加速度的表达式为g＝　　　　.‎ ‎（4）考虑到单摆振动时空气浮力的影响后，学生甲说：“因为空气浮力与摆球重力方向相反，它对球的作用相当于重力加速度变小，因此振动周期变大.”学生乙说：“浮力对摆球的影响好像用一个轻一些的摆球做实验，因此振动周期不变.”这两个学生中　　　　.‎ A.甲的说法正确 B.乙的说法正确 C.两个学生的说法都是错误的 解析：（1）摆球经过最低点时小球速度最大，容易观察和计时；图甲中停表的示数为1.5 min＋12.5 s＝102.5 s，则周期T＝ s＝2.05 s.‎ ‎（2）从悬点到球心的距离即为摆长，可得L＝0.998 0 m.‎ ‎（3）由单摆周期公式T＝2π，‎ 可得g＝.‎ ‎（4）由于受到空气浮力的影响，小球的质量没变而相当于小球所受重力减小，即等效重力加速度减小，因而振动周期变大，选项A正确.‎ 答案：（1）低　2.05 s　（2）0.998 0　（3）　（4）A ‎15.（8分）如图所示，一列波以速率v传播，t1时刻的波形为实线，t2时刻的波形为虚线.已知Δt＝t2－t1＝0.03 s，且小于一个周期T，求该列波的速度大小.‎ 解析：已知0