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智达高三一轮试卷七 第七单元 机械振动和机械波 （时间60分钟，满分100分）第卷 （选择题 共48分）一、选择题（本题共12小题，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。全部选对的得4分，选对但不全得2分，不选或有选错的得0分。）1关于机械波下列说法正确的是（ ）A产生多普勒效应的原因是波源与接受者之间发生相对运动使接受到的频率发生了变化B超声波比次声波更易发生干涉、衍射现象C两列波发生干涉时振动加强点位移最大，振动减弱点位移最小D机械波的传播必须需要介质，电磁波可以在真空中传播2一单摆做小角度摆动，其振动图象如图，以下说法正确的是 （ ）At1时刻悬线对它的拉力最小，重力的功率为零Bt2时刻悬线对它的拉力最小，重力的功率最大Ct3时刻悬线对它的拉力最大，重力的功率最大Dt4时刻悬线对它的拉力最大，重力的功率为零3一个质点的平衡位置O点附近做简谐运动，若从O点开始计时，经过3s质点第一次经过M点，如图所示。再继续运动，又经过2s它第二次经点M点。则该质点第三次经过M点还需的时间是（ ）A8s B4s C14s Ds4一弹簧振子做简谐运动，周期为8s，振幅为4cm ，已知在t2s和t6s时刻，振子正好位于其平衡位置，则下列叙述中正确的是 ( ) A在t0s，振子的速度为零B在t15s时，振子的位移大小是2cmC在t20s时，振子的动能最大D在t25s时，振子的加速度达到最大数值，系统势能最大5如图所示，质点S为振源，做上下振动，形成向右、向左传播的简谐波，振动的频率为20Hz，波速为16m/s，已知PS=15.8m，QS=14.6m，经历足够长的时间，某时刻当质点P恰在波峰处，此时刻振源S和Q质点（ ）AS在波峰Q在波谷 BS在平衡位置向上振动Q在波谷 CS在波谷Q在波峰 DS在平衡位置向下振动Q在波谷6如图所示，S为波源，M、N是两块挡板，其中M板固定，N板可左右移动，两板中间有一狭缝，此时观察不到A点振动，为了使A点能发生振动，可采用的方法是 （ ）A减小波源的频率 B增大波源的频率C将N板向左移 D将N板向右移7在原点的波源S产生一列沿x轴正方向传播的波,波速为=400m/s,已知t=0时波已经传播到x1=40m处,如图所示,在x2=400m处有一接受器A(图中未标出)，则下列说法正确的是（ ）A波源的起振方向向上Bx1=40m的质点在t=0.5s时位移为最大C接受器在t=1s时才能接受到此波D若波源向x轴负方向移动，则接受器A接收到的波的频率将变小8图1所示为一列简谐横波在t21秒时的波动图象，图2是这列波中P点的振动图象，那么该波的传播速度和传播方向是（ ）Av50cm/s，向左传播 Bv25cm/s，向左传播Cv50cm/s，向右传播 Dv25cm/s，向右传播9一列简谐机械波沿x轴正向传播，在某时刻的波形图如图所示，其波速为100m/s，下列说法中正确的是（ ）A从图示时刻开始，经过0.1s，质点a通过的路程为2.5mB质点b正在做加速运动，质点c正在做减速运动，且b点的加速度大于c点的加速度C质点b正在做减速运动，质点c正在做加速运动，且b点的加速度大于c点的加速度D若该波遇到另一列频率为25Hz的简谐机械波，将产生稳定的干涉现象10如图所示为一列绳波，B点刚开始振动。图中数据都是以m为单位。已知绳波传播的速度为10m/s。下列说法正确的是（ ） AA开始振动到形成如图波形，经过的时间为1.6sBA开始振动时的速度方向为向上C此后再经过0.2s，A到达波峰D从M点开始运动到如图所示时刻，M点通过的路程为0.5m11在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点的距离均为L，如图(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，经过时间t第一次出现如图（b）所示的波形则该波的（ ） A周期为t，波长为8L B周期为，波长为8LC周期为，波速为12L /t D周期为t，波速为8L/t12单摆的绝缘线长l，摆球带正电，空间有匀强电场和匀强磁场，方向如图所示。若不计空气阻力，以下选项中正确的是（ ）A摆球摆动过程中机械能守恒B摆球向右运动经过最低点时，绳的拉力最大C若磁场消失，仅存在电场，则摆球周期D若电场消失，仅存在磁场，且保证摆球正常摆动，则T将改变答 题 栏题号123456789101112答案第卷 （非选择题 共52分）二、实验题（共两个小题，共18分）13（1）用单摆测定重力加速度的实验中，下列措施中必要的或做法正确的是 。A为了便于计时观察，单摆的摆角应尽量大些B摆线长应远远大于摆球直径C摆球应选择密度较大的实心金属小球D用秒表测量周期时，应测量单摆2030次全振动的时间，然后计算周期，而不能把只测一次全振动时间当作周期E将摆球和摆线平放在桌面上，拉直后用米尺测出摆球球心到摆线某点O间的长度作为摆长，然后将O点作为悬点（2）一组同学在做“用单摆测定重加速度”的实验中，用正确的操作方法，测定了6组摆长L和周期T的对应值。为了求出当地的重力加速度g，4位同学提出了下列4种不同的处理方法。其中错误的是 ，其余正确方法中，偶然误差最小的是 。A从测定的6组对应值中任意选取1组，用公式求出作为测量值B先分别求出6个L值的平均值 和6个T值的平均值，再用公式出g作为测量值C先分别用6组L、T的对应值，用公式求出6个对应的g值，再求这6个的平均值作为测量值D在坐标纸上作出T2L图象，从图中计算出图线的斜率k，根据求出g作为测量值（3）在利用单摆侧定重力加速度的实验中，某同学测出了多组摆长和运动周期，根据实验数据，作出T2l的关系图像如下图所示。该同学实验中出现的错误可能是_虽然实验中出现了错误，但根据图象中的数据，仍可算出准确的重力加速度，其值为_m/s2. 三、计算题（本题共三个小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不给分，有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位）14（10分）一列沿x轴正向传播的简谐横波，在x1=10m和x2=100m处两质点的振动图象如图所示，试求该波的波长和波速。15（12分）将一个力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力。图甲中O点为单摆的固定悬点，现将质量为m0.05 kg的小摆球（可视为质点）拉至A点，此时细线处于张紧状态，释放摆球，则摆球将在竖直平面内的A、C之间来回摆动，其中B点为运动中的最低位置，AOBCOBq，q小于5且是未知量。由计算机得到的细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线如图乙所示，且图中t0时刻为摆球从A点开始运动的时刻。试根据力学规律和题中所给的信求：（1）单摆的振动周期和摆长；（2）摆球运动过程中的最大速度；（3）细线对摆球拉力的最小值。（取g=10m/s2）16(12分)一根弹性绳沿x轴方向放置，左端在原点O，用手握住绳的左端使其沿y轴方向做周期为1s的简谐运动，于是在绳上形成一列简谐波求：若从波传到平衡位置在x=1处的M质点时开始计时，那么经过的时间t等于多少时，平衡位置在x=4.5处的N质点恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置？在图中准确画出当时弹性绳上的波形。从绳的左端点开始做简谐运动起，当它通过的总路程为88cm时，N质点振动通过的总路程是多少？智达高三一轮试卷四 详解答案与评分细则第七单元 机械振动和机械波1 AD 2BD 【考点解析】 t1、t3时刻摆球在最大位移处，摆球的速度均为零，摆线拉力最小，重力的功率为零。t2、t4时刻摆球在平衡位置处，速度最大，摆线拉力最大，但重力方向与速度方向垂直，故此刻重力的功率为零。【走出误区】 摆球在平衡位置时虽然速度最大，但重力方向与速度方向垂直，重力的瞬时功率为零。t1到t2重力的瞬时功率先增大后减小。3CD 【考点解析】若质点开始由O点向右运动经M点，则运动的周期为，第三次经过M所需的时间为，故C对。若质点开始从O点向左运动经M点，运动的周期为T，有，第三次经过M所需的时间为，故D对。【走出误区】题干中没有指出质点开始从O向左还是向右运动，容易漏掉开始向左运动的情况而漏选D。4AD 【考点解析】由于振子的简谐运动具有周期性，当t=2+4n(n=1、2、3、4)时，振子在平衡位置，位移为零，速度最大，合外力、加速度为零，动能最大，势能最小。当t=4n(n=1、2、3、4)时，振子在最大位移处，速度为零，合外力、加速度最大，动能最小，势能最大。故AD对，C错。因为振子的位移随时间按正(余)规律变化，所以当t=15s时位移大小不是振幅的一半，而是振幅的倍，故B错。【走出误区】对简谐运动的周期性认识不深刻。没有注意到振子的位移随时间按正(余)规律变化。5B【考点解析】波长，。据“去整存零”可知S在平衡位置，由于波是由S向左传向P，向右传向Q知，S向上振动，此时Q正好在波谷位置。【走出误区】没有注意到波源在S点。不会“去整存零”。6AC【考点解析】 发生明显衍射的条件是障碍物或小孔的尺寸小于波长或与波长接近，又据，当波源频率减小时，波长会变大，障碍物或孔的尺寸越小，波长越长越易发生衍射，故选AC。7D 【考点解析】由于波沿x轴正方向传播，从波动图象可以看出x1点开始向下振动，所以波源起振方向向下，故A错。由图象，而，所以x1=40m的质点在t=0.5s时位移为零，故B错。，所以接受器在t=0.8s时才能接受到此波，故C错。据多普勒效应知D对。【走出误区】审题不细，没有注意到波传播到x1=40m时开始计时而误选C。8C【考点解析】 从图1得，由图2得T=2s，。由图2，据振动的周期性知t=21s时P点在平衡位置向下振动，由图1的波动图象可知波向右传播。故C对。【走出误区】此题主要考查波动和振动的图像。不能根据振动图象得出t=21s时P点在平衡位置向下振动，而错误按t=0时刻P点在平衡位置向上振动，而错选A。9CD【考点解析】从波形图得，A=0.2m，则，所以质点a在0.1s内通过的路程为，故A错。波沿x轴正向传播，此刻b向下振动，远离平衡位置，减速。c向下振动,向平衡位置运动，加速。由于b的位移大于c的位移，据简谐运动合外力（加速度）与位移成正比得B错C对。25Hz的简谐机械波是相干波，会产生稳定的干涉，故D对。【走出误区】对波动中每个质点都在自己的平衡位置附近做简谐运动认识不深刻。10AB【考点解析】 B刚开始振动，振动方向向上，故B对。波由A传到B用时间，故A对。从波形图得，此刻A向下振动，经才到达波峰，故C错。从M点开始振动到此刻经历的时间为，所以M点通过的路程为，故D错。【走出误区】对波传播的振动的形式和能量认识不深，对公式掌握不熟。错误的判断A点振动方向而胡乱的选择C对。11.BC【考点解析】从图（b）得，此刻第9个质点向上运动，而波向右传播且质点开始应向下运动，说明此刻波不是正好传播到第9个质点，所以周期不等于t。又因为经过时间t第一次出现如图的波形，说明波此刻正好传播到第13个质点（因为第13个质点从平衡位置向上运动）， ，故BC对。【走出误区】不注意此刻第9个质点向上运动，误认为t=T。而错选AD。12BC【考点解析】 摆球摆动过程中，除重力做功外，电场力也对摆球做功，故摆球机械能不守恒，A错。摆球向右摆动时受向下与速度方向垂直的洛仑兹力，过最低点时洛仑兹力最大，此时绳的拉力也最大，B对。若磁场消失，仅存在电场，则摆球摆动时处于超重状态，等效加速度大于g，所以周期，故C对。若电场消失，仅存在磁场，且保证摆球正常摆动，由于洛仑兹力方向沿绳方向，不提供回复力，所以周期不变，故D错。【走出误区】不能判断出只存在电场时处于超重状态，错误的认为周期不变。仅存在磁场时，想不到洛仑兹力在振动方向上分量为零不提供回复力。13（1）BCD (2) B，D。（3）测摆长时多加摆球的半径 9.86。【解析】可由知，（其中）作出T2l图线，是一条过原点的直线，k为图线的斜率。求出k后，则可求得当地重力加速度：，当漏测r时，相当于以线长l为摆长l，这时T2 = k（lr），从数学知识可知，这时的图线的斜率不变（这也是上面求g=9. 86m/s2的依据），如下图可将原图线a向右平移r,就得漏测r后的图线b，其横截距的物理意义，即为半径r。同理，当多加r时，图线为c，因此该同学实验中出现的错误是测摆长时多加摆球的半径。14【解析】从振动图象可以看出：T=4s。1分 当x1质点在正向最大位移时，x2质点在平衡位置，由于波沿x轴正向传播，所以x2向y轴正向运动。1分据波的传播的周期性有:3分.(n=1、2、3)1分. (n=1、2、3) 4分【走出误区】不注意波的传播的周期性，只计算出特解。15【解析】（1）由图可知 T0.4 s2分，由T2得：l0.4 m2分（2）在B点拉力的最大值为Fmax0.502 N，Fmaxmg2分，解得vmax0.126 m/s1分。（3）由机械能守恒，即mgl（1cos）mv22分，解得：cos0.9981分，在A、C两点有Fminmg cos，解得 Fmin0.499 N2分。16【解析】（1）从图中得A=8cm，1分。所以波速，1分。M质点开始振动时方向向下，N点开始向下运动的时间为，2分。当N质点恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置，还需半个周期即0.5s，故。2分（2）设从绳的左端点开始做简谐运动起，当它通过的总路程为88cm时用时为n个周期则有88cm=4nA，则，2分而波从最左端传播到N点用的时间为，所以从绳的左端点开始做简谐运动起，当它通过的总路程为88cm时，N点振动，2分N质点振动通过的总路程为。2分题号题