高考物理一轮复习成套课时练习113第十一章机械振动和机械波 光 单末质量检测 选修34.docx
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高考物理一轮复习成套课时练习113第十一章机械振动和机械波光单末质量检测选修34
选修3-4第十一章机械振动和机械波光
（时间90分钟，满分120分）
命题设计
难度
题号
目标
较易
中等
稍难
简谐运动
1
13
机械波
2、3、6
7
实验
11
12
电磁波
9
综合应用
4、5
8、10、15
14、16
一、选择题（本大题共10个小题，每小题5分，共50分，每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1．（2009·上海高考）做简谐振动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的1/2，则单摆振动的（ ）
A．频率、振幅都不变B．频率、振幅都改变
C．频率不变，振幅改变D．频率改变，振幅不变
解析：
由单摆的周期公式T＝2π
可知，单摆摆长不变，则周期不变、频率不变；振幅A是反映单摆运动过程中的能量大小的物理量，由Ek＝
mv2可知，摆球经过平衡位置时的动能改变，因此振幅改变，所以C正确．
答案：
C
2.如图1所示是一列简谐横波在t＝0时刻的波形图，已知这列波沿x轴正方向传播，波速v为20m/s.P是离原点2m的一个介质质点，则在t＝0.17s时刻，质点P的（ ）
A．速度和加速度都沿y轴正方向
B．速度沿y轴正方向，加速度沿y轴负方向
C．速度和加速度都正在增大
D．速度正在增大，加速度正在减小
解析：
由波形图知λ＝4m，由T＝
得T＝0.2s，由波的传播方向和质点振动方向间的关系知t＝0时刻，P质点速度沿－y方向，经T＞0.17s＞
T，质点P已经通过正向最大位移正向平衡位置移动，所以D正确．
答案：
D
3.（2008·重庆高考）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2所示）．在一次地震中，震
源在地震仪下方，观察到两振子相差5s开始振动，则（ ）
A．P先开始振动，震源距地震仪约36km
B．P先开始振动，震源距地震仪约25km
C．H先开始振动，震源距地震仪约36km
D．H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：
x＝36km.
答案：
A
4.如图3所示，一波源O产生的横波向左、右两侧传播，先后
通过介质中的P、Q两质点．已知波速v＝80m/s，频率f＝100
Hz，P、O两点相距为d1＝9.1m，Q、O两点相距为d2＝4.5
m，若以P质点开始振动的时刻作为计时的零点，则P质点的
振动图象如图4甲所示．由此可知Q质点的振动图象是图4乙中的（ ）
解析：
此横波的波长为λ＝
＝0.8m，因为d1－d2＝4.6m＝5λ＋
λ，所以当P点开始振动时Q质点已经振动了5
T，故C选项正确．
答案：
C
5．（2009·浙江高考）一列波长大于1m的横波沿着x轴正方向传播．处在x1＝1m和x2＝2m的两质点A、B的振动图象如图5所示．由此可知（ ）
A．波长为
m
B．波速为1m/s
C．3s末A、B两质点的位移相同
D．1s末A点的振动速度大于B点的振动速度
解析：
由A、B两质点的的振动图象及传播可画出
t=0时刻的波动图象如图所示，由此可得λ=_m，
A正确；由振动图象得周期T=4s，故v=_=_m/s=_
m/s，B错误；由振动图象知3s末A质点位移为-2
cm，B质点位移为0，故C错误；由振动图象知1s末
A质点处于波峰，振动速度为零，B质点处于平衡位
置，振动速度最大，故D错误．
答案：
A
6.一列简谐横波沿直线由a向b传播，相距10.5m的
a、b两处的质点振动图象如图6中a、b所示，则
（ ）
A．该波的振幅是20cm
B．该波的波长可能是8.4m
C．该波的波速可能是10.5m/s
D．该波由a传播到b可能历时7s
解析：
题目中给出了两个质点的振动图象，从图中直接可以看出振动的振幅为10cm，周期为4s，A错误；因为波是由a向b传播，所以从振动形式可以看出，b比a至少晚振动3/4个周期，满足t＝nT＋3，（n＝0,1,2…），同时应有（n＋
）λ＝10.5，所以λ＝
（n＝0,1,2,3…），再利用v＝
＝
，可得B、C错，D正确．
答案：
D
7.一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝6s末的波形如图7
所示，A、B、C分别是x＝0、x＝1m和x＝2m处的三个质
点．已知该波周期为4s，则（ ）
A．对质点A来说，在第7s内回复力对它做正功
B．对质点A来说，在第7s内回复力对它做正功
C．对质点B和C来说，在第7s内回复力对它们不做功
D．该列波的传播速度是1m/s
解析：
从图象可以看出，对质点A来说，在第7s内它从平衡位置运动到负方向最大位移，回复力对它做负功，所以A项错，B项错误；对质点B和C来说，回复力对C做负功，对B做正功，C项不正确；因为该波周期为4s，波长是4m，所以传播速度是1m/s，D项正确．
答案：
D
8．波速均为v＝1.2m/s的甲、乙两列简谐横波都沿x轴正方向传播，某时刻波的图象分别如图8所示，其中P、Q处的质点均处于波峰．关于这两列波，下列说法正确的是（ ）
A．如果这两列波相遇可能发生稳定的干涉图样
B．甲波的周期大于乙波的周期
C．甲波中P处质点比M处质点先回到平衡位置
D．从图示的时刻开始，经过1.0s，P、Q质点通过的路程均为1.2m
解析：
由题图可得：
T甲＝
s＝
s，T乙＝
s＝
s，即f甲≠f乙，则甲与乙相遇不会发生稳定的干涉图样；T甲＜T乙；甲图中质点M在图示时刻的振动方向向上，其第一次回到平衡位置的时间大于T甲/4，P点先回到平衡位置；P、Q两质点在1.0s内沿y轴方向的运动路程均小于1.2m.
答案：
C
9．（2009·北京高考）类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率．在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处．某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正确的是（ ）
A．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用
B．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
C．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播
D．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波
解析：
电磁波是电磁场传播形成的．在传播过程中电场的电场强度E的方向和磁场的磁感应强度B的方向都与波的传播方向垂直；场强E的方向可以理解为波的“振动”方向，所以电磁波应为横波．故选D.
答案：
D
10．（2010·宿州模拟）图9甲所示为一列简谐横波在t＝0.10s时刻的波形图，P是平衡位置为x＝1m处的质点，Q是平衡位置为x＝4m处的质点，图9乙所示为质点Q的振动图象，则（ ）
A．t＝0.15s时，质点Q的加速度达到正向最大
B．t＝0.15s时，质点P的运动方向沿y轴正方向
C．从t＝0.10s到t＝0.25s，该波沿x轴正方向传播了6m
D．从t＝0.10s到t＝0.25s，质点P通过的路程为30cm
解析：
由质点Q的振动图象可知，t＝0.15s时，Q正处于最低点，加速度达到正向最大，A对；t＝0.10s时，Q正处于平衡位置且向下运动，故波沿x轴负方向传播的，所以t＝0.15s时，质点P运动方向沿y轴负方向，B错；由图象可知，波长λ＝8m，周期T＝0.2s，所以波速v＝
＝40m/s，所以从t＝0.10s到t＝0.25s，波传播的距离为s＝vt＝40×0.15m＝6m，方向沿x轴负方向，C错；从t＝0.10s到t＝0.25s，经历时间t＝0.15s＝
T，但t＝0.1s时P没有位于平衡位置或最大位移处，所以质点P通过的路程不等于30cm，D错．
答案：
A
二、实验题（本大题共2个小题，共10分）
11．（4分）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，用游标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：
1
2
3
数的次数
61
81
71
时间（s）
60.40
79.80
70.60
这个单摆振动周期的测定值是__________s，当地重力加速度的值是__________m/s2.（取三位有效数字）
解析：
由题可知单摆的周期
T1＝
s≈2.013s
T2＝
s＝1.995s
T3＝
s≈2.017s
则周期T＝
≈2.01s
摆长l＝l′＋
＝（0.966＋
×0.0526）m＝0.9923m
故重力加速度
g＝
＝
m/s2≈9.69m/s2.
答案：
2.01 9.69
12．（6分）有一测量微小时间差的装置，是由两个摆长略有微小差别的单摆同轴水平悬挂构成，两个单摆摆动平面前后相互平行．
（1）现测得两单摆完成50次全振动的时间分别为50.0s和49.0s，则两单摆周期差ΔT＝________s.
（2）某同学利用此装置测量小于单摆周期的微小时间差．具体操作如下：
把两摆球向右拉至相同的摆角处，先释放长摆摆球，接着再释放短摆摆球，测得短摆经过若干次全振动后，两摆恰好第一次同时同方向通过某位置，由此可得出释放两摆的微小时间差．若测得释放两摆的时间差Δt＝0.165s，则在短摆释放________s（填时间）后，两摆恰好第一次同时向________（填方向）通过________（填位置）；
（3）为了能更准确地测量微小的时间差，你认为此装置还可做的改进是________________．
解析：
（1）ΔT＝T1－T2＝（
－
）s＝0.02s
（2）设短摆释放后经过t秒与长摆达同一位置，则两摆完成全振动的次数一样，长摆运动的时间为（t＋Δt）s，有：
＝
代入数据，解得：
t＝8.085s＝8
T2
即短摆振动了8
个周期，此时恰向左通过平衡位置．
（3）减小两单摆摆长差等．
答案：
（1）0.02
（2）8.085 左 平衡位置
（3）减小两单摆摆长差等
三、计算题（本大题共4个小题，共40分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位）
13.（8分）由长度分别为L和2L的AC和BC两根细绳悬挂着小球，如图10所示，每根细绳与竖直方向的夹角均为30°.当该小球向纸内做微小摆动时，其摆动周期为T1，若将BC的长度改为L，其他条件均不改变，当该小球向纸内做微小摆动时，其周期为T2，试求T1与T2之比．
解析：
本题是一个双线摆问题，求其周期，首先得确定其等效摆长L′，连接AB，然后过摆作竖直线交AB于O点，则OC为该摆的等效摆长，如图所示．
所以L′＝
＝
L
故T1＝2π
当BC长度改为L后，等效摆长
L″＝Lcos30°＝
L
故T2＝2π
解以上各式得
＝
＝
＝
答案：
14．（10分）如图11甲所示，波源S从平衡位置y＝0处开始竖直向上振动（y轴的正方向），振动周期为T＝0.01s，产生的简谐波向左、右两个方向传播，波速均为v＝80m/s.经过一段时间后，P、Q两点开始振动，已知距离SP＝1.2m，SQ＝2.6m.
（1）求此波的频率和波长．
（2）若以Q点开始振动的时刻作为计时的零点，试在图乙中分别画出P、Q两点的振动图象．
解析：
（1）由T＝0.01s，f＝
得f＝
Hz＝100Hz，
λ＝vT＝80×0.01m＝0.8m.
（2）波源S起振的方向竖直向上，则波传到P、O两点时，P、Q的起振方向均竖直向上，因SP＝1.2m＝1
λ，
SQ＝2.6m＝3
λ，
可见，当Q开始振动时，质点P已振动了1
T，
即Q开始振动时，质点P在波谷，因此P、Q的振动图线如图所示．
答案：
（1）100Hz 0.8m
（2）见解析图
15．（10分）一均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点间的距离均为0.1m，如图12（a）所示．一列横波沿该直线向右传播，t＝0时到达质点1，质点1开始向下运动，振幅为0.2m，经过时间0.3s第一次出现如图（b）所示的波形．
（1）求该列横波传播的速度；
（2）在介质中还有一质点P，P点距质点1的距离为10.0m（P在质点1右侧），求再经多长时间P点处于波峰？
解析：
（1）由于质点1起振方向向下，故最前面质点的起振方向也向下，t＝0.3s时的完整波形如下图所示．
可知0.3s内波传播了Δx＝1.5λ＝1.2m，故波速v＝
＝
m/s＝4m/s.
（2）t＝0.3s时，最前面的波峰为质点7，故波峰传到P点的时间Δt′＝
＝
s＝2.35s.
答案：
（1）4m/s
（2）2.35s
16．（12分）（2010·安庆模拟）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13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T＝0.4s
B点比A点晚振动的时间
Δt＝nT＋
T（n＝0,1,2,3，…）
所以A、B间的距离为
Δx＝nλ＋
λ（n＝0,1,2,3，…）
则波长为λ＝
＝
因为λ>2m，所以n＝0,1
当n＝0时，λ1＝
m，v1＝
＝
m/s＝
m/s
当n＝1时，λ2＝
m，v2＝
＝
m/s＝
m/s
答案：
m/s或
m/s
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