高中物理高考 专题10 质量检测卷（原卷版）

专题10 机械振动和机械波

质量检测卷

第Ⅰ卷(选择题，共48分)

一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。)

1.(2020·浙江杭十四中选考模拟)悬挂在竖直方向上的弹簧振子，周期为2 s，从最低点的位置向上运动时开始计时，它的振动图象如图所示，由图可知(　　)

A．t＝1.25 s时振子的加速度为正，速度为正

B．t＝1.7 s时振子的加速度为负，速度为负

C．t＝1.0 s时振子的速度为零，加速度为负的最大值

D．t＝1.5 s时振子的速度为零，加速度为负的最大值

2.(2021·浙江1月选考·13)两列频率、振幅均相同的简谐波Ⅰ和Ⅱ分别从绳子的两端持续相向传播，在相遇区域发生了干涉，在相距0.48 m的A、B间用频闪相机连续拍摄，依次获得1、2、3、4、5五个波形，如图所示，且1和5是同一振动周期内绳上各点位移都达到最大值时拍摄的波形．已知频闪时间间隔为0.12 s，下列说法正确的是(　　)

A．简谐波Ⅰ和Ⅱ的波长均为0.24 m

B．简谐波Ⅰ和Ⅱ的周期均为0.48 s

C．绳上各点均做振幅相同的简谐运动

D．两波源到A点和C点的路程差之差的绝对值是0.48 m

3.(多选)(2021·浙江1月选考·15)为了提高松树上松果的采摘率和工作效率，工程技术人员利用松果的惯性发明了用打击杆、振动器使松果落下的两种装置，如图甲、乙所示．则(　　)

A．针对不同树林，落果效果最好的振动频率可能不同

B．随着振动器频率的增加，树干振动的幅度一定增大

C．打击杆对不同粗细树干打击结束后，树干的振动频率相同

D．稳定后，不同粗细树干的振动频率始终与振动器的振动频率相同

4.(多选)(2021·浙江超级全能生2月联考)如图所示，某同学在水槽中做水波干涉实验时拍了一张黑白照片，两振源的步调一致，A、B两处是“白”的，C处是“黑”的，下列说法正确的是(　　)

A．A、B两点振幅相同

B．C处的小纸片会飘到水槽边缘

C．A点到两波源的距离差是波长的整数倍

D．B点位移始终小于A点

5．(多选)(2020·浙江杭高模拟)在O点有一波源，t＝0时刻由平衡位置开始向上振动，形成向右传播的一列横波．t1＝4 s时，距离O点3 m处的A点第一次达到波峰；t2＝7 s时，距离O点4 m处的B点第一次达到波谷．则以下说法正确的是(　　)

A．该横波的波长为2 m

B．该横波的周期为4 s

C．该横波的波速为1 m/s

D．距离O点为6 m的质点第一次开始向下振动的时刻为6 s末

6．(多选)小明在实验室做单摆实验时得到如图甲所示的单摆振动情形，O是它的平衡位置，B、C是摆球所能到达的左右最远位置．小明根据实验情况绘制了单摆的振动图象如图乙所示，若图中单摆向右摆动为正方向，g＝π2 m/s2，则下列选项正确的是(　　)

A．此单摆的振动频率是0.5 Hz

B．根据图乙可知开始计时时摆球在C点

C．图中P点向正方向振动

D．根据已知数据可以求得此单摆的摆长为1.0 m

7.(多选)(2020·浙江名校协作体模拟)如图所示是某绳波形成过程的示意图，1、2、3、4…为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向．质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端．t＝0时质点1开始竖直向上运动，经过四分之一周期，质点5开始运动．下列判断正确的是(　　)

A．质点5开始振动时的运动方向向上

B．t＝时质点6的加速度方向向上

C．t＝时质点10的运动方向向下

D．t＝T时质点17开始运动

8.(2021·浙江绍兴市新昌县知新中学月考)图甲是利用沙摆演示简谐运动图象的装置．当盛沙的漏斗下面的薄木板被水平匀速拉出时，做简谐运动的漏斗漏出的沙会在板上显示出沙摆的振动位移随时间变化的关系曲线．已知木板被水平拉动的速度为0.20 m/s，图乙所示的一段木板的长度为0.60 m，则这次实验沙摆的摆长大约为(取g＝π2 m/s2)(　　)

A．0.56 m   B．0.65 m

C．1.00 m   D．2.25 m

9.(多选)一根不可伸长的细线，上端悬挂在O点，下端系一个小球，如图甲所示，某同学利用此装置来探究周期与摆长的关系．该同学用米尺测得细线两端的长度，用游标卡尺测量小球的直径，二者相加为l，通过改变细线的长度，测得对应的周期T，得到该装置的l－T2图象如图乙所示．利用所学单摆相关知识，选择下列说法正确的选项(取π2＝9.86)(　　)

A．T＝2 s时摆长为1 m B．T＝2 s时摆长约为0.994 m

C．摆球半径为0.006 m D．当地重力加速度为9.86 m/s2

10.(多选)(2020·浙江衢州市调研)一列简谐横波沿直线传播，以波源O由平衡位置开始振动为计时零点，质点A的振动图象如图所示，已知O、A的平衡位置相距0.9 m，以下说法正确的是(　　)

A．波长为1.2 m

B．波源起振方向沿y轴正方向

C．波速大小为0.4 m/s

D．质点A的动能在t＝4 s时最大

11.(多选)(2020·浙江稽阳联谊学校联考)如图所示为沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图，其波速为200 m/s，则下列说法正确的是(　　)

A．从图示时刻开始，经0.01 s质点a通过的路程为40 cm，此时相对平衡位置的位移为零

B．图中质点b的加速度在增大

C．从图示时刻开始，经0.01 s质点b位于平衡位置上方，并向上做减速运动

D．若要发生明显的衍射现象，该波所遇到障碍物的尺寸一定不小于200 m

12.(2020·浙江杭州市检测)如图所示，实线是一列正弦波在t＝0时刻的波形图，虚线是该列波在t＝1 s时的波形图．质点P(图中未画出)是平衡位置在x＝2 021 cm处的该列波上的一点，若t＝0时刻P点向下振动，则下列说法正确的是(　　)

A．这列波的最小波速是12 m/s

B．这列波的频率一定为 Hz

C．质点P在t＝0到t＝2 020 s这段时间内至少完成了1 515次全振动

D．若这列波能够与另一列波发生干涉，则干涉后每个质点的振幅都变为10 cm

第Ⅱ卷(非选择题，共62分)

二、实验题(本题共2小题，共14分)

13.(6分)(2020·浙江名校协作体第二次联考)(1)在做“探究单摆周期与摆长的关系”的实验时，先测出摆球的直径如图4所示，直径d为________ mm.

(2)实验测得的g值比实际值偏大，可能的原因是______．

A．摆球的密度过小

B．摆球经平衡位置时启动停表并开始计数，当摆球第50次经过平衡位置时制动停表，若读数为t，则周期为T＝

C．摆线上端未固定牢，摆动过程中出现松动，使摆线增长

14.（8分）(2020·山东菏泽市调研)在探究单摆运动的实验中：

(1)图(a)是用力传感器对单摆振动过程进行测量的装置图，图(b)是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的F-t图象，根据图(b)的信息可得，从t＝0时刻开始摆球第一次摆到最低点的时刻为________s，摆长为________m(取π2＝10，重力加速度大小g＝10 m/s2)．

(2)单摆振动的回复力是________．

A．摆球所受的重力

B．摆球重力在垂直摆线方向上的分力

C．摆线对摆球的拉力

D．摆球所受重力和摆线对摆球拉力的合力

(3)某同学的操作步骤如下，其中正确的是________．

A．取一根细线，下端系住直径为d的金属小球，上端固定在铁架台上

B．用米尺量得细线长度l，测得摆长为l

C．在摆线偏离竖直方向5°位置静止释放小球

D．让小球在水平面内做圆周运动，测得摆动周期，再根据公式计算重力加速度

三、计算论述题(本题共4小题，共48分。解答时写出必要的文字说明和重要的演算步骤，只写出答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值的单位)

15.（10分）一列简谐横波沿x轴传播，图甲为t＝0时刻的波形图，图乙为质点P的振动图象．求：

(1)波的传播速度大小；

(2)从t＝2 s到t＝4 s过程中，质点P运动的路程；

(3)请在图甲中用虚线画出t＝3 s时刻的波形图．

16.（12分）(2020·江苏南京、盐城二模)一简谐横波沿x轴正向传播，依次经过x轴上相距d＝10 m的两质点P和Q，它们的振动图象分别如图甲和图乙所示，则：

(1)t＝0.2 s时质点P的振动方向；

(2)这列波的最大传播速度。

17.(2020·福建宁德高三上学期期末)(12分)如图甲所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图．已知x＝1 m处的质点做简谐运动的图象如图乙所示．

(1)求波传播的速度大小．

(2)从t＝0时刻开始经过多长时间位于x＝5 m处的质点P开始振动？并求出在0～20 s内质点P运动的路程．

18．（14分）一列沿x轴传播的简谐横波，其周期为T，某时刻的波形图象如图中的实线所示，再经t＝0.2 s的波形图如图中的虚线所示．求：

(1)若t小于T，则此列波的波速为多大？

(2)若t大于T，则此列波的波速为多大？