2020-2021学年高二物理教科版选修3-4模块综合检测卷3-Word版含解析.docx

综合检测3一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分)1A、B两个完全一样的弹簧振子，把A振子移到平衡位置右边10 cm，把B振子移到平衡位置右边5 cm，然后同时放手，那么()AA、B运动的方向总是相同 BA、B运动的方向总是相反的CA、B运动的方向有时相同、有时相反 D无法推断A、B运动方向的关系2铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都必需留有肯定的间隙，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一根钢轨长度相等，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一般钢轨长为12.6 m，列车固有振动周期为0.315 s下列说法正确的是()A列车的危急速率为40 m/sB列车过桥需要减速，是为防止列车发生共振现象C列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等的D增加钢轨的长度有利于列车高速运行3如图1所示为一弹簧振子的振动图像，由此可知()图1A在t1时刻，振子的动能最大，所受的弹力最大B在t2时刻，振子的动能最大，所受的弹力最小C在t3时刻，振子的动能最大，所受的弹力最小D在t4时刻，振子的动能最大，所受的弹力最大4一弹簧振子做简谐运动，周期为T，则下列说法中正确的是()A若t时刻和(tt)时刻振子运动的位移大小相等、方向相同，则t肯定等于T的整数倍B若t时刻和(tt)时刻振子运动的位移大小相等、方向相反，则t肯定等于的整数倍C若tT，则在t时刻和(tt)时刻振子运动的加速度肯定相等D若t，则在t时刻和(tt)时刻弹簧的长度肯定相等5如图2所示，小球在光滑的圆槽内做简谐运动，为使振动周期变为原来的2倍，可接受的方法是()图2A小球质量减小为原来的一半B振幅变为原来的2倍C圆槽半径变为原来的4倍D将小球重力势能减为原来的一半6关于机械波的概念，下列说法中正确的是()A相隔一个周期的两个时刻，简谐波的图像相同B质点振动的方向总是垂直于波传播的方向C任一振动质点每经过一个周期沿波的传播方向移动一个波长D简谐波沿长绳传播，绳上相距半个波长的两质点振动位移的大小相等7一列简谐横波在x轴上传播，某时刻波形如图3所示，关于波的传播方向与质点a、b、c、d、e的运动状况，下列叙述正确的是()图3A若波沿x轴正方向传播，a运动的速度将减小B若波沿x轴负方向传播，c将向下运动C若e比d先回到平衡位置，则波沿x轴正方向传播D若波沿x轴正方向传播，再经过半个周期b将移到d现在的位置8已知一列波某时刻的波动图像和其上一点的振动图像，如图4所示，则有()图4A甲图是振动图像，波速为2104 m/s B甲图是波动图像，波速为2102 m/sC乙图是波动图像，波速为5102 m/s D乙图是振动图像，波速为5103 m/s9图5甲为一列简谐横波在t0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置为x1 m处的质点，Q是平衡位置为x4 m处的质点，图乙为质点Q的振动图像，则()图5At0.15 s时，质点Q的加速度达到正向最大Bt0.15 s时，质点P的运动方向沿y轴负方向C从t0.10 s到t0.25 s，该波沿x轴正方向传播了6 mD从t0.10 s到t0.25 s，质点P通过的路程为30 cm10下面关于多普勒效应的说法中正确的是()A发生多普勒效应时，波源的频率变化了B发生多普勒效应时，观测者接收的频率发生了变化C向你驶来的汽车发出的汽笛声特殊刺耳，这是多普勒效应D不仅机械波有多普勒效应，其他的波也都有此效应二、填空题(本题共2小题，第11题8分，第12题4分，共12分)11(1)在“用单摆测定重力加速度”的试验中，以下的做法中正确的是_A测量摆长的方法：用刻度尺量出从悬点到摆球间的细线的长B测量周期时，从小球到达最大位移位置开头计时，摆球完成50次全振动时，准时截止，然后求出完成一次全振动的时间C要保证单摆自始至终在同一竖直平面内摇摆D单摆振动时，应留意使它偏角开头时不能小于5(2)下表是该试验中获得的有关数据：摆长l/m0.50.60.81.1周期T2/s22.22.43.24.8图6利用上述数据在图6坐标系中描出lT2图像利用图线，取T24.2 s2时，l_m，重力加速度g_m/s2.12如图7所示，两列简谐波均沿x轴传播，传播速度的大小相等，其中一列沿正x方向传播(图中实线所示)，一列沿负x方向传播(图中虚线所示)这两列波的频率相等，振动方向均沿y轴，则图中x1、2、3、4、5、6、7、8各点中振幅最大的是x_的点，振幅最小的是x_的点图7三、计算题(本题共3小题，每小题16分，共48分)13弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点间做简谐运动，B、C相距20 cm.某时刻振子处于B点，经过0.5 s，振子首次到达C点求：(1)振动的周期和频率；(2)振子在5 s内通过的路程；(3)振子在B点的加速度大小跟它距O点4 cm处的P点加速度大小的比值14如图8所示为一单摆的共振曲线，求：(近似认为g2 m/s2)图8(1)该单摆的摆长约为多少？(2)共振时摆球的最大速度大小是多少？(3)若摆球的质量为50克，则摆线的最大拉力是多少？15某时刻的波形图如图9所示，波沿x轴正方向传播，质点P的坐标x0.32 m从今时刻开头计时，图9(1)若P点经2 s到达平衡位置，求波速(2)若此列波周期为2 s，它是由单摆振动产生的，则单摆的摆长约为多少？(g取10 m/s2)(3)若此列波周期为2 s，从今时刻开头计时，试写出坐标为x0.4 m质点的位移与时间关系式期中检测 答案1A2.AD3.B4.C5C小球的振动是简谐运动，等效摆长是圆槽的半径振动周期只与摆长和重力加速度有关，与振幅、质量及重力势能无关因此A、B、D选项不正确依据T2，半径变为原来的4倍，相当于摆长变为原来的4倍，则周期变为原来的2倍，C选项正确6AD质点的振动状态经过一个周期沿波的传播方向移动一个波长，而不是质点本身沿波的传播方向移动一个波长绳上相距半个波长的两质点位移总是大小相等、方向相反对于横波，质点的振动方向和波的传播方向垂直，而纵波中质点的振动方向和波的传播方向在同一条直线上，B、C错，A、D正确7B若波沿x轴正方向传播，则a向下运动，速度增大，e比d迟回到平衡位置；b不随波迁移到d，而是在平衡位置四周上下振动8D由图象特点可知：甲图为波动图象，波长10 m，乙图为振动图象，周期T2103 s，则波速v5103 m/s，D正确9AB由质点Q的振动图像可知，t0.15 s时，Q正处于最低点，加速度达到正向最大，选项A对；t0.10 s时，Q正处于平衡位置向下运动，故波是向左传播的，所以t0.15 s时，质点P运动方向沿y轴负方向，选项B对；由图像可知，波长8 m，周期T0.2 s，所以波速v40 m/s，所以从t0.10 s到t0.25 s，波传播的距离为svt400.15 m6 m，方向沿x轴负方向，选项C错；从t0.10s到t0.25 s，经受时间t0.15 sT，但t0.1 s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30 cm，选项D错10BCD发生多普勒效应时，波源的频率并不转变11(1)C(2)见解析图1.059.86解析(1)lT2图象如图中直线所示(2)T24.2 s2时，从图中画出的直线上可读出其摆长l1.05 m，将T2与l代入公式g得g9.86 m/s2.124、82、6解析两列频率相同的波叠加的结果具有稳定的振动加强区和振动减弱区，并且振动加强区或振动减弱区的空间位置是不变的由图可知，实线所示的波向右传播，在4、8两点引起的振动方向分别为4向上，8向下虚线所示的波向左传播，可知在4、8两点引起的振动方向也是4向上，8向下，由于频率相同，所以振动方向始终相同，是振动加强点，振幅最大同理可知，2、6为振动方向始终相反的点，是振动减弱点，振幅最小13(1)1.0 s1.0 Hz(2)2 m(3)52解析(1)设振幅为A，由题意知，由于2A20 cm，所以A10 cm.振子从B到C所用时间t0.5 s，为周期T的一半，所以t，T1.0 s，f1.0 Hz.(2)振子在一个周期内通过的路程为4A，故在t5 s5T内通过的路程为s4A2 m.(3)由牛顿其次定律，振子的加速度为ax，ax，所以aBaPxBxP10452.14(1)1 m(2)0.25 m/s(3)0.497 N解析(1)由T2，T得l m1 m.(2)发生共振时，单摆振动的振幅最大，A8 cm，设摆线偏离竖直方向的最大偏角为，摆球摆到最低点时有最大速度，由机械能守恒定律得mgl(1cos )mvm2，而(1cos )2sin2 2()2(很小时)，所以vm m/s0.25 m/s.(3)在最低点由牛顿其次定律：Fmgm，得：Fmgm0.052 N0.05 N0.497 N15(1)v(0.160.2n) m/s (n0,1,2,3，)(2)l1 m(3)y0.1sin t m解析(1)波向右传播x0.32 m，P点恰好第一次到达平衡位置，由周期性可知波传播的可能距离x0.32n，n0,1,2,3，可能波速v m/s m/s(0.160.2n) m/s (n0,1,2,3，)(2)由于此列波周期为2 s，所以单摆振动的周期也为2 s，依据周期公式T2 ，则单摆的摆长l m1 m.(3)坐标为x0.4 m的质点此时处在平衡位置，由于波沿x轴正方向传播，所以质点向上运动，又该波为正弦波，周期为2 s，所以质点的振动周期也为2 s，从题图上可以看出振幅为10 cm，因此坐标为x0.4 m质点的位移与时间关系式为y0.1sin t m0.1sin t m.