2022高考物理機(jī)械振動機(jī)械波單元綜合測試新課標(biāo)

單元綜合測試十二機(jī)械振動機(jī)械波本試卷分第Ⅰ卷選擇題和第Ⅱ卷非選擇題兩部分，試卷滿分為100分．考試時間為90分鐘．第Ⅰ卷選擇題，共40分一、選擇題本題共10小題，每題4分，共40分．有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確，把正確選項前的字母填在題后的括號內(nèi)1．一彈簧振子做簡諧振動，周期為T，則A．若t時刻和t＋Δt時刻振子運動位移的大小相等、方向相同，則Δt一定等于T的整數(shù)倍B．若t時刻和t＋Δt時刻振子運動的速度的大小相等、方向相反，則Δt一定等于T/2的整數(shù)倍C．若Δt＝T，則在t時刻和t＋Δt時刻振子運動的加快度一定相等D．若Δt＝T/2，則在t時刻和t＋Δt時刻彈簧的長度一定相等圖1解析：本題若用圖象來解決將更直觀、方便．設(shè)彈簧振子的振動圖象如圖1所示．B、C兩點的位移大小相等、方向相同，但B、C兩點的時間間隔Δt≠T，A錯誤；B、C兩點的速度大小相等、方向相反，但

Δt≠T/2，B錯誤；

A、D兩點間的位移大小和方向均相等，又是相鄰的兩點，所以

A、D兩點的時間間隔

Δt＝T，A、D兩點的位移大小和方向均相等，所以

A、D兩點的加快度一定相等，

C正確；A、C兩點的時間間隔

Δt＝T/2，A點與

C點位移大小相等、方向相反，在

A點彈簧是伸長的，在

C點彈簧是壓縮的，所以在

A、C兩點彈簧的形變量大小相同，而彈簧的長度不相等，D錯誤．答案：C2．把一個篩子用四根彈簧支起來，篩子上裝一個電動偏心輪，它每轉(zhuǎn)一周給篩子一個驅(qū)動力，這就做成了一個共振篩，篩子自由振動時，達(dá)成20次全振動用15，在某電壓下，電動偏心輪轉(zhuǎn)速是88r/min，已知增大電動偏心輪的電壓，能夠使其轉(zhuǎn)速提高；增加篩子質(zhì)量，能夠增大篩子的固有周期．要使篩子振幅增大，下列做法中正確的有①降低輸入電壓②提高輸入電壓③增加篩子質(zhì)量④減小篩子質(zhì)量A．①③

B．①④C．②③

D．②④解析：增大振幅，應(yīng)使驅(qū)動力的頻次與篩子的固有頻次靠近，最好相等．由題意知驅(qū)動力周期：

T驅(qū)＝錯誤!

＝錯誤!

，篩子的固有周期：

T固＝錯誤!

，T驅(qū)＜T固．辦法：能夠減小

T固，即減小篩子質(zhì)量，也能夠增加T驅(qū)，即減小轉(zhuǎn)速，降低電壓．故①、④正確．答案：B3．如圖

2a

是演示簡諧運動圖象的裝置，當(dāng)盛沙漏斗下面的薄木板

N被勻速拉出時，擺動著的漏斗中漏出的沙在板上形成的曲線顯示出擺的位移隨時間變化的關(guān)系，板上的直線OO′代表時間軸．圖

2b

是兩個擺中的沙在各自木板上形成的曲線，若

N1和

N2板拉動的速度v1和

v2的關(guān)系為

v2＝2v1，則板

N1、N2上曲線所代表的振動周期

T1和

T2的關(guān)系為圖2A．T2＝T1B．T2＝2T1C．T2＝4T1D．T2＝錯誤!T1解析：圖a是課本中演示單擺振動圖線的實驗裝置圖，由圖b圖線中能夠看出，板N1、N拉動的距離相同，拉N板和拉N板所用的時間為t和t，則＝vt＝vt，因為v＝2v，所21212112221以t2＝1/2由圖b知，t1＝1，2＝22代入得22＝錯誤!，即2＝錯誤!故正確選項為DtTtTTT答案：D圖34．如圖3所示，沿軸正方向流傳的一列橫波在某時刻的波形圖為一正弦曲線，其波速為200m/，下列說法中正確的選項是A．從圖示時刻開始，經(jīng)過質(zhì)點a經(jīng)過的行程為0.4mB．從圖示時刻開始，質(zhì)點b比質(zhì)點a先到平衡地點C．若此波碰到另一列波并產(chǎn)生穩(wěn)定的干預(yù)條紋，則另一列波的頻次為50HD．若該波在流傳中碰到寬約3.999m的障礙物能發(fā)生顯然的衍射現(xiàn)象解析：由題圖可判斷出λ＝4m．T＝λ/v＝，經(jīng)過質(zhì)點a經(jīng)過的行程為2個振幅即m．故選項

A是正確的．質(zhì)點

b先向下振動，再向上振動，而質(zhì)點

a

直接向下振動，所以質(zhì)點

b比質(zhì)點

a后到平衡地點，應(yīng)選項

B是錯誤的．若此波碰到另一列波并產(chǎn)生穩(wěn)定的干預(yù)條紋，則它們的頻次必相等，為

50H，應(yīng)選項

C是正確的．寬度

m與λ＝4m相差不多，所以能發(fā)生顯然的衍射現(xiàn)象，應(yīng)選項

D是正確的．答案：ACD5．如圖4所示，S1、S2是振幅均為A的兩個水波波源，某時刻它們形成的波峰和波谷分別由實線和虛線表示．則下列說法中正確的選項是圖4A．兩列波在相遇地區(qū)發(fā)生干預(yù)B．兩列波在相遇地區(qū)內(nèi)發(fā)生疊加C．此時各點的位移是：A＝0，B＝－2A，C＝2AD．A處振動始終減弱，B、C處振動始終加強(qiáng)解析：兩列波發(fā)生干預(yù)的條件是：頻次相同，相差恒定．從圖上可知λ1＝2λ2，則2f1＝f2，這兩列波不是相干波，故不能產(chǎn)生干預(yù)現(xiàn)象．兩列機(jī)械波在相遇地區(qū)發(fā)生疊加，這是波的基本特點之一．其結(jié)果是：任何一個質(zhì)點的總位移，都等于這兩列波惹起的位移的矢量和．所以B、C選項正確．由于頻次不同，疊加情況會發(fā)生變化．如C處此時兩波峰相遇，但經(jīng)錯誤!，S2在C處是波谷，S1則不是，故C處不能始終加強(qiáng)，D錯．答案：BC6．2022·重慶高考同一音叉發(fā)出的聲波同時在水和空氣中流傳，某時刻的波形曲線見圖5，以下說法正確的選項是圖5A．聲波在水中波長較大，b是水中聲波的波形曲線B．聲波在空氣中波長較大，b是空氣中聲波的波形曲線C．水中質(zhì)點振動頻次較高，a是水中聲波的波形曲線D．空氣中質(zhì)點振動頻次較高，a是空氣中聲波的波形曲線解析：本題考察波在不同的介質(zhì)中流傳時波長、頻次和波速之間的關(guān)系，以及波的圖象等知識，意在考察考生對機(jī)械波的掌握情況．因聲波的波速在水中較空氣中快，而波的頻次等于振源的振動頻次，則聲波在水和空氣中流傳的頻次相同，再由v＝λf知，聲波在水中傳播的波長長．答案：A7．2022·浙江高考一列波長大于

1m

的橫波沿著軸正方向流傳，處在

1＝1m

和

2＝2m的兩質(zhì)點A、B的振動圖象如圖6所示．由此可知A．波長為錯誤!mB．波速為1m/C．3末A、B兩質(zhì)點的位移相同D．1末A點的振動速度大于B點的振動速度圖6解析：本題考察振動圖象和波的知識，意在考察考生理解振動圖象的含義及與波的知識．由振動圖象可知，振動的周期為4，3末質(zhì)點A的位移為－2cm，質(zhì)點B的位移為零，C錯；1末質(zhì)點A的振動速度為零，質(zhì)點B的振動速度最大，D錯；由圖可知AB兩點相距為錯誤!λ，所以其波長為錯誤!m，波速為錯誤!m/，A正確，B錯．答案：A8．2022·全國卷Ⅱ下列對于簡諧運動和簡諧波的說法，正確的選項是A．媒質(zhì)中質(zhì)點振動的周期一定和相應(yīng)的波的周期相等B．媒質(zhì)中質(zhì)點振動的速度一定和相應(yīng)的波的波速相等C．波的流傳方向一定和媒質(zhì)中質(zhì)點振動的方向一致D．橫波的波峰與波谷在振動方向上的距離一定是質(zhì)點振幅的兩倍解析：媒質(zhì)中質(zhì)點振動的速度周期性變化，而簡諧波的波速不變，兩者不相等，故項錯；橫波中波的流傳方向和媒質(zhì)中質(zhì)點振動方向垂直，C選項錯．答案：AD

B選圖79．2022·全國卷Ⅱ一簡諧橫波以4m/的波速沿軸正方向流傳．已知t＝0時的波形如圖7所示，則A．波的周期為1B．＝0處的質(zhì)點在t＝0時向軸負(fù)向運動C．＝0處的質(zhì)點在t＝錯誤!時速度為0D．＝0處的質(zhì)點在t＝錯誤!時速度值最大解析：根據(jù)題圖可知，波長λ＝4m，則周期T＝λ/v＝1，選項A正確；波沿軸正方向流傳，則＝0處的質(zhì)點在t＝0時向軸負(fù)向運動，選項B正確；＝0處的質(zhì)點經(jīng)過錯誤!T/4達(dá)平衡地點下方但沒有達(dá)到負(fù)向最大位移處，因而選項C、D均錯．答案：AB

到圖

8如圖

10．一列簡諧橫波以1m/的速度沿繩子由A向B流傳．質(zhì)點A、B間的水平距離＝8所示．若t＝0時質(zhì)點A剛從平衡地點開始向上振動，其振動方程為＝2in錯誤!t

3m，點的振動圖象為下列圖中的解析：＝錯誤!＝4，λ＝＝4m，從A傳到B需3，且B點起振動方向向上，B對．TvT答案：B第Ⅱ卷非選擇題，共60分二、填空題本題共2小題，每題8分，共16分11．單擺測定重力加快度的實驗中圖

91實驗時用

20分度的游標(biāo)卡尺測量擺球直徑，示數(shù)如圖

9甲所示，該擺球的直徑

d＝________mm2接著測量了擺線的長度為

0，實驗時用拉力傳感器測得擺線的拉力

F隨時間

t

變化的圖象如圖乙所示，則重力加快度的表達(dá)式

g＝________用題目中的物理量表示．3某小組改變擺線長度

0，測量了多組數(shù)據(jù)．在進(jìn)行數(shù)據(jù)辦理時，

甲同學(xué)把擺線長

0作為擺長，直接利用公式求出各組重力加快度值再求出平均值；乙同學(xué)作出

T2－0圖象后求出斜率，然后算出重力加快度．兩同學(xué)辦理數(shù)據(jù)的方法對結(jié)果的影響是：甲

________，乙________填“偏大”、“偏小”或“無影響”．解析：1從游標(biāo)卡尺上讀出擺球直徑

d＝

mm2由F－t

圖象，單擺周期

T＝4t0，擺長＝

0＋錯誤!根據(jù)T＝2π錯誤!，g＝錯誤!3實際擺長為0＋錯誤!d，故甲同學(xué)測量結(jié)果偏小，而乙同學(xué)辦理數(shù)據(jù)的方法對測量結(jié)果無影響．答案：12錯誤!3偏小無影響12．兩個同學(xué)做“利用單擺測重力加快度”的實驗：1甲同學(xué)測得g值偏小，其可能原因是A．測擺線長時，擺線拉得過緊B．?dāng)[線未系牢，搖動中松弛了C．實驗中誤將49次全振動數(shù)計為50次D．實驗中誤將51次全振動數(shù)計為50次2乙同學(xué)做實驗時，一時找不到擺球，就用重錘代替擺球，兩次分別用不同的擺長做實驗，測擺長時只測擺線長，其長度分別為1和2，并相應(yīng)測出其周期為T1和T2，要用上述測量的數(shù)據(jù)正確計算出g值，那么他計算重力加快度的表達(dá)式應(yīng)為：＝________g解析：1由g＝錯誤!若g偏小，則測量值比真切值小或T測量值比真切值大，故B，D選項正確．2設(shè)重錘的等效半徑為r，由＝錯誤!，得＝錯誤!，＝錯誤!ggg由以上兩式解得g＝錯誤!答案：1BD2錯誤!三、計算題本題共4小題，13、14題各10分，15、16題各12分，共44分，計算時必須有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位圖1013．如圖10所示，質(zhì)量為m的物體在豎直彈簧上做簡諧運動，當(dāng)振幅為A時，木塊對彈簧壓力的最大值為木塊重力的倍，求：木塊對彈簧壓力的最小值為多少欲使木塊不脫離彈簧，其振幅不能超過多少解析：因為木塊在豎直方向上做簡諧運動，依題意木塊在最低點時對彈簧的壓力最大，在最高點對彈簧的壓力最?。?在最低點根據(jù)牛頓第二定律有N－＝，代入數(shù)據(jù)解得a＝0.5g．由最高點和最低Fmgma點相對平衡地點對稱，加快度大小等值反向，所以最高點的加快度大小為a′＝0.5g，在最高點根據(jù)牛頓第二定律有mg－F′＝ma′，故F′＝mg－ma′＝mgNN2要使木塊不脫離彈簧，設(shè)其振幅不能超過′，此時木塊振到最高點恰在彈簧原長處，A此時的最大加快度為g，由a＝－錯誤!知，當(dāng)振幅為A時，在最低點有0.5g＝－錯誤!A；當(dāng)振幅為A′時，在最高點有g(shù)＝－錯誤!A′，由此可得A′＝2A答案：1mg22A14．一列橫波如圖11所示，波長λ＝8m，實線表示t1＝0時刻的波形圖，虛線表示t2＝時刻的波形圖．則：圖11波速多大若2T>t2－t1>T，波速又為多大若T<t2－t1，并且波速為3600m/，則波向哪個方向流傳解析：1若波沿軸正方向流傳t2－t1＝錯誤!＋nT，得：T＝錯誤!波速v＝錯誤!＝4004n＋1m/n＝0,1,2，；若波沿軸負(fù)方向流傳，

t2－t1＝錯誤!T＋nT得：T＝錯誤!波速v＝錯誤!＝4004n＋3m/n＝0,1,2，．若波沿軸正方向流傳t2－t1＝錯誤!＋T，T＝所以波速v＝錯誤!＝2000m/；若波沿軸負(fù)方向流傳t2－t1＝錯誤!＋T，T＝錯誤!所以速度v＝錯誤!＝2800m/3令v＝4004n＋1m/＝3600m/得n＝2，所以波速3600m/，切合沿軸正方向流傳的情況．若令v＝4004n＋3m/＝3600m/則n不為整數(shù)值，所以波只能沿軸正方向流傳．答案：

14004n＋1m/

n＝0,1,2

，

4004n＋3m/

n＝0,1,2

，22000m/

2800m/

3沿軸正方向流傳15．有一種荒漠蝎子既沒有眼睛，

也沒有耳朵．它捕食獵物靠的是一種地震儀式的本領(lǐng)．

它有八條腿，趴伏時大概對稱地放置在軀體四周如圖

12所示．不遠(yuǎn)處的小蟲一有騷動，就會在沙面上惹起一陣地震波．蝎子從哪只腿先感覺地震波就能判斷小蟲所在的方向，并從

150m50