高三物理测试卷机械振动、机械波

2005－2006学年度高三物理测试卷：机械振动、机械波本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。满分150分，考试用时120分钟。第Ⅰ卷（选择题，共40分）一、选择题，每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.1．海面上有一列沿某一方向传播的简谐波，波长为λ，波速为v,有同时间一艘小船以速度u（uv）沿波的传播方向前进,则两相邻波峰到达船所需时间t1为（）A．u;B．uv;C．uv;D．λ(v+u)2．关于波的叠加和干涉，下列说法正确的是A．两列频率不相同的波相遇时，因为没有稳定的干涉图样，所以波没有叠加B．两列频率相同的波相遇时，振动加强的点只是波峰与波峰相遇的点C．两列频率相同的波相遇时，如果介质中的某点振动是加强的，某时刻该质点的位移F可能是零D．两列频率相同的波相遇时，振动加强的质点的位移总是比振动减弱的质点位移大3．一列简谐横波，在t=0时刻的波形如图所示，自右向左传播,已知在t1=0.7s时,P点出现第二次波峰(0.7s内P点出现两次波峰),Q点的坐标是(-7.0),则以下判断中正确的是（）A．质点A和质点B在t=0时刻的位移是相等的B．在t=0时刻，质点C向上运动C．在t2=0.9S末,Q点第一次出现波峰D．在t3=1.26s末,Q点第一次出现波峰4．如图所示，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，周期为T，P点是x=4m处的质点，则下列判断正确的是（）A．在t=2T时刻，质点P的位置在（8m，-0.5cm）B．在t=89T时刻,质点P的振动方向沿y轴正方向C．在t=89T时刻,质点P的速度将变小D．在t=89T时刻,x=10m处的质点加速度将变大5.一列简谐波沿波的传播方向先后有相距6米的A、B两点，且A、B间距离小于该波3倍波长。当A点位移达到正向最大时，B点的位移恰好为零，且向正向运动。经0.5s（小于该波的4倍周期）后，A点位移恰好为零，且沿正向运动，而B点的位移恰好达到负的最大。则这列波的波速（）A.最小值是3m/s。B.最小值是4m/s。C.最大值是36m/s。D.最大值是180m/s。6．如图所示，一列简谐波向右以8.0m/s速度传播，某一时刻沿波的传播方向上有a、b两质点位移大小相等，方向相同，以下说法正确的是（）A．无论再经过多长时间，a、b两质点位移不可能大小相等，方向相反B．再经过0.25s，a、b两质点位移第一次大小相等，方向相反C．再经过1.0s，a、b两质点位移第一次大小相等，方向相反D．再经过1.5s，a、b两质点位移第一次大小相等，方向相反7．图中所示为一简谐横波在某一时刻的波形图，已知此时质点A正向上运动，如图中箭头所示，由此可断定此横波A．向右传播，且此时质点B正向上运动B．向右传播，且此时质点C正向下运动C．向左传播，且此时质点D正向上运动D．向左传播，且此时质点E正向下运动8．图是一水平弹簧振子做简谐振动的振动的振动图像(x-t图),由图可推断,振动系统()Ovb12345678x/my/cmaA．在t1和t2时刻具有相等的动能和相同的动量B．在t3和t4时刻具有相等的势能和相同的动量C．在t4和t6时刻具有相同的位移和速度D．在t1和t6时刻具有相同的速度和加速度9．一个单摆,分别在Ⅰ、Ⅱ两个行星上做简谐振动的周期为T1和T2,若这两个行星的质量之比为M1：M2=4：1,半径之比为R1：R2=2：1,则()A．T1：T2=1：1B．T1：T2=2：1C．T1：T2=4：1D．T1：T2=22：10．一弹簧振子作简谐运动，周期为T，则（）A．若t时刻和(t+△t)时刻振子运动位移的大小相等，方向相同，则△t一定等于周期的正数倍。B．若t时刻和(t+△t)时刻振子运动位移的大小相等，方向相反，则△t一定等于周期的正数倍。C．若△t=T，则在t时刻和(t+△t)时刻振子振动的加速度一定相等。D．若△t=t/2，则在t时刻和(t+△t)时刻振子弹簧的长度一定相等。第Ⅱ卷（非选择题，共110分）SS二、本题共三小题。把答案填在题中的横线上或按题目要求作图11．用零点校准的螺旋测微器测量一金属球的直径，如图（B）所示，可知该金属球的直径D＝________。4分12．某同学利用单摆测重力加速度，其步骤为：A．取一细线，一端系住摆球，另一端固定在铁架台上；B．用米尺量得细线长25cm；C．将摆球拉离平衡位置，摆角约150后，让其在竖直平面内振动。D．当摆球第一次通过平衡位置时，启动秒表开始计时，当摆球第三次通过平衡位置时，止动秒表记下时间。E．将所测数据代入公式224TLg，求出g的实验值。根据上述情况，其实验中错误的是、、其更正方法应是、、。（6分）13．从高十多米的实验楼的天花板上垂一个单摆，静止时摆球离地只有几厘米。实验者只有一个满刻度为１m的刻度尺和一块秒表，用上述器材如何设计实验测出当地重力加速度的值和天花板到地面的距离？（10分）三、本题共7小题，90分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位。14．已知某人心电图记录仪的出纸速度（纸带移动的速度）是2.5cm/s，如图所示是用此仪器记录下的某人的心电图。（图中每个大格的边长0.5cm）（1）由图知此人的心率是多少次／分，它的心脏每跳动一次所需的时间是多少s。（2）如果某人的心率是75次／分，他的心脏每跳动一次大约输送8×10-5m3的血液，他的血压（可看作他的心脏跳动时压送血液的强度）的平均值是1.5×104pa，据此估算此人的心脏跳动时做功的平均功率为多少（12分）15．一竖直弹簧的下端固定在地面上，上端连着质量为M的B板，B板上放一个质量为m的物块C，如图所示，平衡时，弹簧被压缩L0，若使C随B一起沿着竖直方向做简谐运动而不分离，当C的速度达到最大时，C对B压力大小为多少？此时振动的最大振幅为多少？10分16．如图所示，一块涂有碳黑的玻璃板，质量为2kg，在拉力F的作用下，由静止开始竖直向上作匀变速运动，一个装有水平振针振动频率为5Hz的固定电动音叉在玻璃板上画出了图示曲线，量得OA=1cm，OB=4cm，OC=9cm求外力F的大小（g取10m/s2）14分17．一列波速为20m/s的简谐波沿x轴正方向传播,在某一时刻波的图像如图所示.试据此分别画出质点a、b(1)从这个时刻起的振动图像;(2)从这个时刻以后1/4周期时起的振动图像.12分18．一列简谐波在x轴上传播，在t=0和t=0.005s两个时刻的波形如图所示,求:(1)由图读出波的振幅和波长.(2)设周期大于(t2-t1),波是向右传播的,波速多大?(3)设周期小于(t2-t1),且波速为6000m/s,这列波向哪传播?12分19．蝙蝠如果每秒钟发射出50次超声波，每次发出100个频率为105Hz的波，那么在空气中形成一系列断续的波列，已知空气中声速为340m/s，求：（1）每个波列的长度及两列波间隔的长度（2）如果此声波进入水中传播，声波在水中的传播速度为1450m/s，那么波列长度及两列波的间隔长度又是多少？15分20.台北消息：1999年9月21日凌晨，台湾南投地区发生了里氏7.6级的大地震，它是由该地区两块断层受到挤压，造成剧烈上升及平行移动而形成的。已知地震波分三种：纵波（P波），速度vp=9.9km/s；横波（S波），速度vs=4.5km/s；面波（L波），速度vLvs，在浅源地震中破坏力最大。15分（1）位于震源上方的地区某中学实验室内有水平摆A和竖直摆B（如图甲），地震发生时最先剧烈振动的是哪个摆？（2）台中市地震观测台记录到的地震曲线假若如图乙所示，则由图可知a、b、c三种波形各对应于哪种地震波？若在曲线图上测得P波与S波的时间差为7.6s，则地震观测台距震源Z多远？（3）假若地震波P沿直线传播到台中市时，当地地表某标志物振动方向沿图丙中方向，测得某时刻该标志物的水平分位移x=23.1mm，竖直分位移y=0.4mm，试由此估算震源深度h？物理参考答案（八）题号12345678910序号BCBCBDBDBCBAC11．6．520mm12．BCD1m左右约50振动50次或30次13．1．如图让摆球自然下垂，用刻度尺测出摆球球心到地面的距离h1，用秒表测出单摆振动n次的t，算出周期T1=t1/n。……3分2．短摆线长度后让摆球自然下垂，重复步骤①的实验，测出距离h2和T2……3分求解：根据测量数据计算如下：,41221gLTgLT22224相减得：ghhTT12222214所以22211224TThhg)(4122221212211hhTTTgTL天花板到地面的距离：112222121)(hhhTTTH……4分14．（1）某人心电图记录仪的纸带移动速度是2.5cm/s，图上记录两次心跳的间距为4大格，每个大格的边长0.5cm，４大格的长度为2cm。他的心脏各跳一次所需的时间t=2/2.5=0.8(s)，人的心率是60/0.8=75次／分。……6分（２）心脏每跳一次大约输送血液△V=8×10-5m3心脏跳动时压送血液的压强平均值是1.5×104pa心跳一次做功W=P△V，心脏跳动时做功的平均功率为：P△V·75/60=1.5×104×8×10-5×75/60=1.5(W)……6分15题：经过平衡位置时速度最大，整体a=0……（3分）对C分析FN-mg=maFN=mgC对B的压力大小也为mg………（3分）当振动向下的加速度为g时刚好不分开，此时K（A-L0）+（M+m）g=（M+m）a解得A=L0………（4分）16题：ssfT2.0511……（3分）OB、AB、BC运动时间均为sT1.021……2分玻璃板加速度为a，smTsa/22…（5分）根据牛顿第二定律，F=mg+ma=24N…（4分）18题：①波长8m，振幅0.2m…………（4分）②smtsv/40005.02………（4分）③s=v•t=6000×0.005=30m30m=433从图可以看出向左传播。……（4分）19题：①sfT5101λ=vT=340×10-5每列波长度为L=100λ=0.34m………（4分）每秒发出50个波列，49个间隔总长度为340，每波列间距为xmLx59.64950340…（4分）②超声波进入水中频率不变，根据同样方法得到波列长为1.45m………（3分）两列波的间隔为28.11m………（4分）20题：B摆：P波、S波、L波，62.7km;1.1km（1）由题意可知,在地震时产生的三种地震波中，P波的速度最大，S波其次，因此P波最先到达南投地区，该中学实验室先发生竖直方向振动，后发生水平方向振动，帮竖直摆B先剧烈振动。………（5分）（2）波的传播速度决定曲线上的记录顺序，从地震曲线分析可知a、b、c三种波形各对应于P波，S波，L波。………（5分）设地震台与震源距离为L，则根据P波、S波在曲线图上记录的时间差可得：,6.7PsvLvL解得L=kmvvvvsPPs7.626.75.49.95.49.96.7……………（5分）