1、2011高考物理二轮复习 机械振动、机械波 专题预测2 一、选择题(本题共12小题，共48分，在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1一单摆的摆长l98cm，在t0时，正从平衡位置向右运动，取g9.8m/s2，则当t1.2s时，下列关于摆球的运动描述，正确的是()A正向左做减速运动，加速度正在增加B正向左做加速运动，加速度正在减小C正向右做减速运动，加速度正在增加D正向右做加速运动，加速度正在减小【解析】单摆的周期T22s，所以摆球在t1.2s时，正在平衡位置的左边且向左运动之中故正向左做减速运动，加速度正在增
2、加，即选项A正确【答案】A2(2011广西模拟)关于多普勒效应的叙述，下列说法正确的是()A产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化B产生多普勒效应的原因是观察者和波源之间发生了相对运动C甲乙两列车相向行驶，两车均鸣笛，且所发生的笛声频率相同，乙车中的某旅客听到的甲车笛声频率低于他所听到的乙车笛声频率D哈勃太空望远镜发现所接受到的来自于遥远星系上的某种原子光谱，与地球上同种原子的光谱相比较，光谱中各条谱线的波长均变长(称为哈勃红移)，这说明该星系正在远离我们而去。【解析】由产生多普勒效应的原因可知，A错，B对；观察者和波源靠近，则他所听到的频率变大，故选项C错；由cf知波长变长，则频率变小，由
3、多普勒效应，说明该星系正在远离我们而去，故选项D对【答案】BD3一列简谐横波沿x轴负方向传播，图(甲)是t1s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 ()Ax0处的质点Bx1m处的质点Cx2m处的质点 Dx3m处的质点【解析】由题图(乙)知，1s时，质点正经平衡位置向下振动(和邻近的下一个时刻的位移相比较得出)由题图(甲)，用“上坡下振”判出：这样的质点为x0或x4m处的质点故答案选A.【答案】A4(2011湖北重点中学联考)一列简谐波在均匀介质中沿直线向右以v的速度传播，图中上半部分所示的各质点的平衡位
4、置在同一直线上，间距相等，以质点1从平衡位置开始竖直向上运动起为起始时刻，经过时间t，前13个质点第一次形成如图下半部分所示波形图，则两质点平衡位置的间距d为()A.B.C.D.【解析】由题意可知；各质点的起振方向竖直向上，前13个质点第一次形成如图下半部分所示波形图说明波已经传播了2T，即2Tt；而该波的波长vT；由图象可知：8d.联立得：d，故D正确【答案】D5(2011天津六校联考)铺设轶轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速运行的列车经过轨端接缝处时，车轮就会受到一次冲击由于每根钢轨长度相等，所以这个冲击力是周期性的，列车受到周期性的冲击做受迫振动，若发生共振，列车是危险的为
5、了在保证列车安全行驶下提高列车的运行速度，下列措施可行的是()A增加钢轨的长度 B增大列车的固有频率C减小钢轨的长度 D增大列车的固有周期【解析】最大运行速度vlf，所以增加钢轨的长度或增大列车的固有频率，有利于提高列车的运行速度，即AB正确【答案】AB6(2011保定调研)一列简谐波沿x轴传播，某时刻波的图象如图所示此时A、B两质点的位移相同，此后A和B分别经过最短时间0.1s和0.7s回到该时刻位置则()A该波沿x轴负方向传播B该波的传播速度为2.5m/sC图示时刻A点的速度方向和加速度方向相同D图示时刻B点的速度方向和加速度方向相反【解析】题图中所示A和B位置都在正方向上，加速度方向均指
6、向y轴负方向，A回到原来位置所用时间为0.1s，B回到原位置所用时间为0.7s，可以看出A先向y轴正方向运动，B先向y轴负方向运动，故C、D错误由于A正向上运动，根据“平移法”可知此波正向x轴负方向传播，A正确A和B回到原位置的过程刚好组成一个周期质点的运动，故此波的周期为0.8s，则v2.5(m/s)，B正确【答案】AB7(2011石家庄质检)如图所示，沿波的传播方向上有间距均为1m的五个质点，均静止在各自的平衡位置，一列简谐横波以1m/s的速度水平向右传播，t0时到达质点a，质点a开始由平衡位置向下运动t3s时质点a第一次到达平衡位置上方的最高点，则下列判断正确的是()A质点d是开始振动后
7、的振动周期为4sBt4s时波恰好传到质点eC在3st4s这段时间内质点c的速度方向向上D质点b开始振动时速度方向向上8一列沿x轴正方向传播的横波，t0时刻的波形如图中实线所示，t0.2s时刻的波形如图中的虚线所示，则()A质点P的运动方向向右B波的周期可能为0.27sC波的频率可能为1.25HzD波的传播速度可能为20m/s【解析】因为横波沿x轴正方向传播，所以选项A错由图知24m,0.2s(n1/4)T，故T0.8/(4n1)s，n0,1,2.又f1/T，故f(4n1)/0.8Hz，n0,1,2，.v/T30(4n1)m/s，n0,1, 2.故选项C对，B、D错【答案】C9(2011临沂模拟
8、)如图是用频闪照相的方法获得的弹簧振子的位移时间图象，下列有关该图象的说法正确的是()A该图象的坐标原点是建立在弹簧振子小球的平衡位置处B从图象可以看出小球在振动过程中沿t轴方向移动的C为了显示小球在不同时刻偏离平衡位置的位移，让底片沿垂直x轴方向匀速运动D图象中小球的疏密显示出相同时间内小球位置变化快慢不同【解析】从图象看出，小球振动方向是沿x轴的，故B错；平衡位置附近小球疏，表示运动快；小球密处表示运动慢，故D对【答案】ACD10(高考重庆理综)某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4km/s和9km/s.一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成(如图所示)在一次地震中，震源
9、在地震仪下方，观察到两振子相差5s开始振动，则()AP先开始振动，震源距地震仪约36kmBP先开始振动，震源距地震仪约25km CH先开始振动，震源距地震仪约36kmDH先开始振动，震源距地震仪约25km【解析】由于纵波的传播速度快些，所以纵波先到达地震仪处，所以P先开始振动设地震仪距震源为x，则有5，解得：x36km. 【答案】A11如图甲所示，在弹簧振子的小球上安装了一支记录用的笔P，在下面放一条纸带当小球做简谐运动时，沿垂直于振动方向拉动纸带，笔P在纸带上画出了一条振动曲线已知在某次实验中如图方向拉动纸带，且在某段时间内得到如图乙所示的曲线，根据曲线可知这段时间内()A纸带在加速运动B纸
10、带在减速运动C振子的振动周期在逐渐增加D振子的振动周期在逐渐减小【解析】振子做简谐振动，其周期不发生变化，C、D错误，由纸带上的轨迹可以看出相等时间内的位移在增大，所以纸带在加速运动，A对，B错注意纸带的运动方向和位移变化之间的关系【答案】A12(2011东北模拟)有两个静止的声源，发出声波1和声波2，在空气中传播，如图所示为某时刻这两列波的图象，则下列说法中正确的是 ()A声波1的波速比声波2的波速大B相对于同一障碍物，波1比波2更容易发生明显的衍射现象C这两列波相遇时，不会产生干涉现象D远离两个声源运动的观察者，听到的这两列波的频率均与从声源发出时的频率相同【解析】波的传播速度由介质决定，
11、与波的波长无关，A项错；根据波发生明显衍射的条件可知，波长较大的波1空易发生明显的衍射现象B项正确；两列波频率不同，故不能发生干涉现象，C项正确；由于波的多普勒效应，远离声源运动的观察者听到的波的频率均比声源的频率低，D项错【答案】BC二、实验题(本题共2小题，共18分)13在用单摆测重力加速度的实验中，(1)需要用到的测量仪器有_实验中需要直接测出的物理量有_可推导出g_.(2)在这个实验中，为减小误差，尽量准确地测出重力加速度，实验中要使：摆绳长度远_摆球直径，摆绳的质量远_摆球的质量，并在悬挂后进行摆长的测量；最大摆角_10；先测出单摆摆动3050次的总时间，再计算出摆动的周期；测摆动时
12、间要选取摆求通过_时为计时的起、止点【解析】(1)摆长是悬点到球心的距离，故要用到游标卡尺测摆球的直径，用秒表测时间(2)摆球通过最低点的速度最大，此时作为计时的起、止点，能减少计时误差【答案】(1)游标卡尺、米尺、秒表摆长l和摆动周期T14在“用单摆测定重力加速度”的实验中，用刻度尺量悬点到小球的距离为96.60cm，用卡尺量得小球直径是5.260cm，测量周期有3次，每次都在摆球通过最低点时按下秒表开始计时，同时将此次通过最低点作为第一次，接着一直数到计时终止，结果如下表：123数的次数618171时间(s)60.4079.8070.60这个单摆振动周期的测量值是_s，当地重力加速度的值是
13、_m/s2.(取三位有效数字)【解析】由题可知单摆的周期T1s2.013sT2s1.995sT3s2.017s则周期T2.01s摆长ll(0.9660.0526)m0.9923m故重力加速度gm/s29.69m/s2.【答案】2.019.69三、计算题(本题共包括4小题，共54分，解答时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)15在湖中，甲、乙两人分别乘坐在相距24m的两只小船上，有一列水波从湖面传来，每只船每分钟上、下浮动20次，当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有一个波峰，求水波的波速【解析】由题意知，周
14、期T60/20s3s，且甲、乙两点间相隔1.5个波长，故波长24/1.5m16m，所以波速v/T5.3m/s.【答案】5.3m/s16(2011无锡模拟)一列横波上有相距4m的A、B两点，波的传播方向是由A向B，波长大于2m，如图所示的是A、B两质点的振动图象，求这列波可能的波速【解析】由振动图象得：质点振动周期T0.4sB点比A点晚振动的时间tnTT(n1,2,3，)所以A、B间的距离为sk(k0,1,2,3，)则波长为因为2m，所以k0,1当n0时，1m，v1m/sm/s当n1时，2m，v2m/sm/s【答案】m/s或m/s17在火车车厢里用悬线吊一个小球，由于铁轨结合处的震动使球摆动，如
15、果铁轨轨长为L12.5m，单摆悬线长l40cm，当单摆摆动振幅有较长时间最大时，则可估算火车在此时间内行驶速度为多大？(g取10m/s2)【解析】当摆球与火车发生共振时，球摆动的振幅最大，摆球做受迫振动，驱动力的频率即为火车与铁轨结合处相撞击的频率，由共振条件知：f驱f固即T驱T固而T驱又T固2所以2解得v 10m/s.【答案】10m/s18如图所示，实线为某时刻的波形图，虚线是0.2s后的波形图(1)若波向左传播，请在实线波形图上标出此时刻图中P点的振动方向；(2)若波向右传播，求它的最大周期；(3)若波速是35m/s，求波的传播方向【解析】 (1)竖直向上(图略)(2)当波向右传播时，由图可知：tkTT(k0,1,2,3，)T，当k0时，T最大，T4t0.8s (3)当v35m/s时，波传播的位移：svt350.2m7m4m3m所以，波向左传播【答案】(1)竖直向上(图略)(2)0.8s(3)向左传播