期末专题复习：机械振动机械波 专项训练-2024-2025学年高二物理下学期人教版（2019）

期末复习——机械振动机械波篇（教师版） 核心考点 考点一：简谐运动的五大特征 受力特征 回复力F＝－kx，F(或a)的大小与x的大小成正比，方向相反 运动特征 靠近平衡位置时，a、F、x都减小，v增大；远离平衡位置时，a、F、x都增大，v减小 能量特征 振幅越大，能量越大．在运动过程中，系统的动能和势能相互转化，机械能守恒 周期性特征 质点的位移、回复力、加速度和速度随时间做周期性变化，变化周期就是简谐运动的周期T；动能和势能也随时间做周期性变化，其变化周期为 对称性特征 关于平衡位置O对称的两点，速度的大小、动能、势能相等，相对平衡位置的位移大小相等；由对称点到平衡位置O用时相等 考点二：弄明三个问题 1、波的传播问题 ①沿波的传播方向上各质点的起振方向与波源的起振方向一致。 ②介质中各质点随波振动，但并不随波迁移。 ③沿波的传播方向上波每个周期传播一个波长的距离。 ④在波的传播过程中，同一时刻如果一个质点处于波峰，而另一质点处于波谷，则这两个质点一定是反相点。 2、波的叠加问题 ①两个振动情况相同的波源形成的波，在空间某点振动加强的条件为Δx＝nλ，振动减弱的条件为Δx＝nλ＋。两个振动情况相反的波源形成的波，在空间某点振动加强的条件为Δx＝nλ＋，振动减弱的条件为Δx＝nλ。 ②振动加强点的位移随时间而改变，振幅最大。 3、波的多解问题 由于波的周期性、波传播方向的双向性，波的传播问题易出现多解现象。 考点三：波振图像综合应用 1、振动与波两种图象综合问题的处理思路 ①定位：依据已知条件明确波的图象对应的时刻，依据质点振动图象找出该时刻质点振动的位移及振动方向。再根据此位移及振动方向，在波的图象中找出该质点，则所有问题将解决。 ②定时：依据已知条件找到波的图象中对应的质点，读出该质点的位移并判断其振动方向，依据位移在振动图象中确定该质点处在此位移对应的时刻。 2、巧解波动图象与振动图象综合问题的基本方法 求解波动图象与振动图象综合类问题可采用“一分、一看、二找”的方法： 实战演练 一、单选题 1．某弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其位移随时间变化的关系为，振动图像如图所示，下列说法正确的是（    ） A．简谐运动的圆频率是 B．任意2s内振子经过的路程均为 C．从第1s末到第3s末，振子的位移方向不变 D．弹簧振子在第3s末与第5s末的加速度相同 【答案】C 【难度】0.85 【知识点】简谐运动x-t的图象及其信息读取 【详解】A．由题图可知，简谐运动的圆频率为 故A错误； B．由于 则只有从平衡位置或最大位移处开始计时，在2s内振子经过的路程才为，故B错误； C．由图像可知，从第1s末到第3s末，振子的位移一直为正方向，故C正确； D．由图像可知，弹簧振子在第3s末与第5s末的位移方向相反，则加速度方向相反，故D错误。 故选C。 2．如图所示为一质点做简谐运动的振动图像，在t1、t2时刻这个质点的（    ） A．加速度相同 B．位移相同 C．动量相同 D．动能相同 【答案】D 【难度】0.85 【知识点】简谐运动x-t的图象及其信息读取 【详解】A．加速度的方向总是指向平衡位置的，所以在t1、t2时刻这个质点的加速度大小相等、方向相反，加速度不相同，A错误； B．位移的方向总是背离平衡位置的，所以在t1、t2时刻这个质点的位移大小相等、方向相反，位移不相同，B错误； C．在t1、t2时刻这个质点的动量大小相等，在t1时刻动量向下，在t2时刻动量向上，动量不相同，C错误； D．动能是标量，没有方向，在t1、t2时刻这个质点的速度大小相等，所以，动能相同，D正确。 故选D。 3．某弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其位移x随时间t变化的关系为，振动图像如图所示，下列说法正确的是（    ）    A．弹簧振子在第1s末与第3s末的速度相同 B．简谐运动的圆频率是 C．第3s末振子的位移大小为 D．从第3s末到第5s末，振子的加速度方向不变 【答案】C 【难度】0.65 【知识点】根据振动图象判断振子的运动状态和受力情况 【详解】A．根据对称性可知，弹簧振子在第1s末与第3s末的速度大小相等，方向相反，故A错误； B．由题图知，振子振动的周期T=8s，则圆频率 故B错误； C．位移x随时间t变化的函数关系式为 第3s末振子的位移大小为 故C正确； D．加速度方向总是指向平衡位置的，从第3s末到第5s末，振子的加速度方向先是负方向，后是正方向，故D错误。 故选C。 4．如图甲所示为以O点为平衡位置，在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图像，由图可知，下列说法正确的是（    ） A．该简谐运动的振幅是10.0cm B．在时，弹簧振子的回复力为最大值，且指向x轴的正方向 C．从到时间内，弹簧振子做加速度减小的加速运动 D．在与两个时刻，弹簧振子的速度相同 【答案】C 【难度】0.65 【知识点】弹簧振子在一个周期内运动的定性规律、根据振动图象判断振子的运动状态和受力情况 【详解】A．由图可知，位移最大值为5.0cm，故振幅是5.0cm，A错误； B．在时，弹簧振子的位移为正向最大值，而弹簧振子的回复力大小与位移大小成正比，方向与位移方向相反，B错误； C．从到时间内，弹簧振子从负向最大位移处向平衡位置运动，位移逐渐减小，加速度逐渐减小，加速度方向与速度方向相同，弹簧振子做加速度减小的加速运动，C正确； D．在与两个时刻，振子在同一位移处，但速度等大反向，D错误。 故选C。 5．如图所示，一个轻质弹簧下端挂一小球，小球静止。现将小球向下拉动距离A由静止释放并开始计时，小球在竖直方向做简谐运动，周期为。下列说法正确的是（    ） A．该弹簧振子的振幅为 B．经时间，小球向上运动的距离等于 C．时刻，小球的动能最大 D．如果A少量增大，周期也将减小 【答案】C 【难度】0.65 【知识点】弹簧振子在一个周期内运动的定性规律、影响弹簧振子周期的物理量、周期公式 【详解】A．该弹簧振子的振幅为A。故A错误； B．0~内小球的平均速度小于的平均速度，故经时间小球向上运动的距离小于。故B错误； C．时刻，小球位于平衡位置，速度最大，动能最大。故C正确； D．弹簧振子的周期与振幅无关，所以如果A少量增大，周期T不变。故D错误。 故选C。 6．两个相同的单摆静止于平衡位置，使摆球分别以水平初速度v1、v2（v1<v2）在竖直平面内做小角度摆动，它们的频率与振幅分别为f1、f2和A1、A2，则（　　） A．f1<f2，A1<A2 B．f1=f2，A1<A2 C．f1<f2，A1=A2 D．f1=f2，A1=A2 【答案】B 【难度】0.85 【知识点】单摆周期公式的简单应用 【详解】根据 可知它们的频率相同 f1=f2 因为在平衡位置的速度v1<v2，则振幅 A1<A2 故选B。 7．如图甲所示，一单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图乙所示。不计空气阻力，对于这个单摆的振动过程，下列说法正确的是（　　） A．若仅将摆球质量变大，单摆周期变大 B．单摆的位移x随时间t变化的关系式为 C．从t=0.5s到t=1.0s的过程中，摆球的重力势能逐渐增大 D．从t=1.0s到t=1.5s的过程中，摆球所受回复力逐渐减小 【答案】B 【难度】0.85 【知识点】单摆的回复力、分析单摆运动过程中速度、加速度和位移的变化、单摆的振动图像及其表达式、影响单摆周期的因素、单摆周期公式 【详解】A．根据单摆周期公式 可知仅将摆球质量变大，单摆周期不变，故A错误； B．由图乙可知单摆的位移x随时间t变化的关系式为 故B正确； C．由图乙可知，从t=0.5s到t=1.0s的过程中，摆球从最高点摆动最低点，摆球的重力势能逐渐减小，故C错误； D．由图乙可知，从t=1.0s到t=1.5s的过程中，摆球的位移大小逐渐增大，摆球所受回复力逐渐增大，故D错误。 故选B。 8．一单摆做简谐振动，如图为摆绳对摆球的拉力大小F随时间t变化的图像，关于该单摆的情况，下列说法正确的是（重力加速度g取10m/s2）（　　） A．单摆振动周期 B．单摆振动周期 C．单摆的摆长为 D．单摆的摆长为 【答案】B 【难度】0.85 【知识点】单摆的振动图像及其表达式、单摆周期公式的简单应用 【详解】AB．由图像可知，连续两次摆线拉力最大时的时间间隔为0.4，对于单摆，当摆球运动到平衡位置时，摆线上拉力最大，每经过半个周期摆线上拉力达到最大，所以单摆的周期 T=0.8 A错误，B正确； CD．由单摆的周期公式得 解得 L=1.6m CD错误。 故选B。 9．某振动系统的共振曲线如图所示，则下列说法正确的是（　　）    A．该振动系统的固有频率为0.3Hz B．该振动系统的固有周期为0.3s C．该振动系统做受迫振动时频率一定为0.3Hz D．受迫振动的振幅只由驱动力的大小决定 【答案】A 【难度】0.65 【知识点】共振曲线及其应用 【详解】AB．根据共振原理，当驱动力的频率等于固有频率时，出现共振现象，振幅最大，则由图像可知该振动系统的固有频率为 f=0.3Hz 固有周期为 选项A正确，B错误； C．该振动系统做受迫振动时频率等于驱动力的频率，不一定为0.3Hz，选项C错误； D．根据共振原理，当驱动力的频率等于固有频率时，出现共振现象，振幅最大，所以受迫振动的振幅由驱动力的频率和固有频率共同决定，选项D错误。 故选A。 10．如下图所示为一列简谐波在t=0时刻的图象，这列波刚好传到Q点，已知t=0.6s时，P点第三次出现波峰，下列说法中正确的是（　　）    A．这列波的传播速度为500m/s B．当t=0.4s时，这列波传播到M点 C．当t=0.48s时，M点第一次出现波峰 D．当t=0.36s时，M点第一次出现波峰 【答案】A 【难度】0.65 【知识点】机械波相关物理量的计算、波形图的物理意义及信息读取 【详解】A．波向左传播，t=0时刻P点位于波谷，t=0.6s时，P点第三次出现波峰，有 由图可知 则波速 故A正确； B．当t=0.4s时，这列波向前传播 则这列波传播到x=380m处，故B错误； CD．由图可知，t=0时刻，x=150m处质点位于波峰，则 t=T=0.24s 时，M点第一次出现波峰，故CD错误。 故选A。 11．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，其振幅为A，波长为λ，波源的振动周期为T，某一时刻的波形图如图所示，在该时刻，某质点的坐标为（λ，0），则经后，该质点的坐标为（　　） A．（5λ，0） B． C．（λ，A） D．（λ，-A） 【答案】D 【难度】0.65 【知识点】波形图的物理意义及信息读取 【详解】由于波沿x轴正方向传播，根据“上下坡”法可知，坐标为（λ，0）的质点应向下振动，经过后，质点到达波谷，所以质点的坐标为（λ，-A）。 故选D。 12．B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射。探头接收到的超声波信号形成B超图像。如图为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像， 时刻波恰好传到M质点。已知此超声波的周期为，下列说法正确的是（　　）    A．质点开始振动的方向沿y轴正方向 B．内质点M运动的位移为0.4mm C．超声波在血管中的传播速度为340m/s D．时质点N恰好处于波峰 【答案】D 【难度】0.85 【知识点】机械波中质点振动的特点、波长、频率和波速的关系、波形图的物理意义及信息读取、波形图中某质点的速度方向与传播方向的关系 【详解】A．根据同侧法可知，质点开始振动的方向沿轴负方向，故A错误； B．由题可知，质点M运动了，因此M的位移为，故B错误； C．根据图像读出波长为 根据波长与波速的关系 解得 故C错误； D．由图可知，M左侧的波峰与N之间的距离为 则波峰传播到N的时间为 可知在2.0×10-7s时质点N恰好处于波峰，故D正确。 故选D。 13．如图所示，图甲为沿轴传播的一列简谐机械波在时刻的波动图像，图乙为质点的振动图像，下列说法正确的是（    ） A．波沿轴负方向传播，波速为 B．质点再经将沿轴正方向移动到处 C．该波与另一列频率为的波相遇时，可以发生干涉 D．某人向着静止的波源方向运动时观测到的频率小于 【答案】A 【难度】0.65 【知识点】多普勒效应、振动图像与波形图的结合、波发生稳定干涉的条件 【详解】A．由图甲可知，该波的波长为4m。由图乙可知，该波的周期为2s，且时刻质点向y轴的负方向振动，则波沿轴负方向传播，该波的波速为 故A正确； B．机械波传播的是质点的振动形式与能量，质点在其平衡位置振动，质点并不随波迁移，则质点再经仍在处，故B错误； C．根据图乙可知，该波的频率为 根据干涉的条件可知，该波与另一列频率为2Hz的波相遇时，不能够发生干涉，故C错误； D．根据多普勒效应可知，某人向着静止的波源方向运动时，两者间距相对靠近，则观测到的频率大于0.5Hz，故D错误。 故选A。 14．图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为和，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．质点a在时速度为零 B．质点a经过4s振动的路程为4m C．此时刻质点a的速度沿方向 D．该波沿方向传播，波速为1m/s 【答案】A 【难度】0.65 【知识点】振动图像与波形图的结合 【详解】D．由图乙可知此时质点b沿轴正方向振动，根据波形平移法可知，该波沿方向传播，根据图甲和图乙可知，，则波速为 故D错误； AC．由于该波沿方向传播，可知此时质点a沿轴负方向振动，则时质点a处于波谷位置，速度为零，故A正确，C错误； B．由于 可知质点a经过4s振动的路程为 故B错误。 故选A。 15．10月6日，杭州第19届亚运会艺术体操个人全能资格赛暨个人团体决赛在黄龙体育中心体育馆举行。中国队以总分313.400获团体铜牌。下图为中国队选手赵樾进行带操比赛。某段过程中彩带的运动可简化为沿x轴方向传播的简谐横波，时的波形图如图甲所示，质点Q的振动图像如图乙所示。下列判断正确的是（　　） A．简谐波沿x轴负方向传播 B．该时刻P点的位移为 C．再经过0.25s，P点到达平衡位置 D．质点Q的振动方程为 【答案】C 【难度】0.65 【知识点】振动图像与波形图的结合 【详解】A．时，Q点在平衡位置沿y轴正方向振动，根据“上下坡法”可知简谐波沿x轴正方向传播。故A错误； B．由图乙可知，质点振幅，周期，由图甲可知波的波长为，从该时刻开始计时P点的振动方程为 时P点的位移为 故B错误； C．当时，P点的位移为 即P点到达平衡位置。故C正确； D．时刻质点Q从平衡位置向下振动，故质点Q的振动方程为 故D错误。 故选C。 16．如图所示，一列简谐横波向右传播，P、Q两质点平衡位置相距0.15m。当P运动到平衡位置上方最大位移处时，Q刚好运动到平衡位置下方最大位移处，已知波长大于0.15m。则这列波的波长是（　　） A．0.60m B．0.40m C．0.30m D．0.15m 【答案】C 【难度】0.65 【知识点】求波长的多解问题 【详解】当P运动到平衡位置上方最大位移处时，Q刚好运动到平衡位置下方最大位移处，可得 （n=0、1、2） 解得 当n=0时， 当n=1时， 故选C。 17．一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距9m的a、b两质点的振动图像如右图所示，则在A、B、C、D图中描述该波的图像不可能出现的是（　　）    A．   B．   C．   D．   【答案】B 【难度】0.65 【知识点】振动图像与波形图的结合、求波长的多解问题 【详解】t=0时刻，a质点在波峰，b质点在平衡位置，且向下振动。若波由a传到b，则a、b间距 (n=0，1，2，3，⋯) 解得 (n=0，1，2，3，⋯) 当n=0 当n=1 当n=2 ⋯ 若波由b传到a，则a、b间距 (n=0，1，2，3，⋯) 解得 (n=0，1，2，3，⋯) 当n=0 当n=1 当n=2 ⋯ 可知ACD可能出现，不符合题意，B不可能出现，符合题意。 故选B。 18．同种介质中分别沿x轴正方向和负方向传播的两列简谐横波，振幅均为时波刚好传到两点，如图1所示。在x轴上的坐标分别为。平衡位置在P处的质点振动图像如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．沿x轴正方向传播的波的波速为，沿负方向传播的波的波速无法确定 B．时，平衡位置在P处的质点刚好运动到M点 C．M处质点的起振方向沿y轴正方向 D．时，平衡位置在N处的质点位移为- 【答案】D 【难度】0.65 【知识点】振动图像与波形图的结合 【详解】A．沿x轴正方向传播的波的波速为 同种介质中波速相同，则沿负方向传播的波的波速也是1m/s。故A错误； B．波动图中，质点不随波迁移。故B错误； C．由图甲可知，左边的波先到M处，则质点的起振方向沿y轴负方向。故C错误； D．P、Q到N点距离一样，则两波同时到达N点，用时 由于两波到N点的振动方向相同，则N点为振动加强点，振幅为10cm。 则N点振动了，所以平衡位置在N处的质点位移为-。故D正确。 故选D。 19．如图所示为两列完全相同的水波某时刻在同一区域相遇的干涉图样，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，两列波的振幅为A，波长为，周期为T，a、b、c、d为两列波相遇区域中的四个位置。下列说法正确的是（　　） A．振动激烈的区域在水面上的位置稳定不变 B．c位置与两列波波源的距离之差为波长的整数倍 C．图示时刻b位置为两列波相遇的加强点，再经过半个周期该位置将变为减弱点 D．d位置始终为振动减弱点 【答案】A 【难度】0.85 【知识点】波的干涉图样、判断干涉加强和减弱区 【详解】A．两列水波发生干涉时，振动激烈的区域在水面上的位置稳定不变，故A正确； B．c位置为两列波相遇振动的减弱点，则c位置与两列波波源的距离之差为的奇数倍，故B错误； C．图示时刻b位置为两列波相遇的加强点，始终为振动加强点，故C错误； D．由图可知，d位置处于振动加强区的同一直线上，所以d位置为振动加强点，故D错误。 故选A。 20．如图所示是利用水波槽观察到的水波衍射图象，从图象可知（　　） A．B侧波是衍射波 B．减小挡板间距离，衍射波的波长不变 C．A侧波速比B侧波速大 D．增大挡板间距离，衍射现象将更明显 【答案】B 【难度】0.85 【知识点】波的衍射概念及产生明显衍射的条件 【详解】A．挡板左边是衍射波的波源，故A错误； B．减小挡板间距离，衍射现象会更明显，但是衍射波的波速不变，频率不变,故波长不变,故B正确； C．在同种介质水中，机械波的波速相等，故C错误； D．在波长没改变的情况下，若增大挡板间距，衍射现象将没有原来的明显，故D错误。 故选B。 二、多选题 21．一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图所示，此时波传播到的c质点处；时刻，质点c第一次到达波峰。下列说法正确的是（　　） A．质点d起振的方向沿y轴负方向 B．质点a振动的周期为0.4s C．波传播的速度大小为5m/s D．从图示时刻起，质点b比质点a先回到平衡位置 【答案】BD 【难度】0.65 【知识点】波形图的物理意义及信息读取、波形图中某质点的速度方向与传播方向的关系 【详解】A．质点d起振的方向与质点c的起振方向相同，均沿y轴正方向，A错误； B．由题意可知，从时刻到时刻，波传播的时间为 解得 B正确； C．波传播的速度大小为 C错误； D．在图示时刻，质点a、b均沿y轴正向运动，因此质点b先回到平衡位置，D正确。 故选BD。 22．如图所示为某弹簧振子在0~5s时间内的振动图像，由图可知，下列说法中正确的有（　　）    A．振动周期为5s，振幅为8cm B．第2s末振子的速度为零，加速度为正向 C．在时刻，振子的速度为0 D．从到的时间内，振子的速度减小，加速度增大 【答案】BD 【难度】0.65 【知识点】简谐运动x-t的图象及其信息读取 【详解】A．由振动图像可知，振动周期为4s，振幅为8cm，故A错误； B．第2s末振子在负方向最大位移处，速度为零，加速度为正向的最大值，故B正确； C．第3s末振子在平衡位置，速度最大，动能最大，位移为零，故C错误； D．从第1s末到第2s末振子的位移增加，速度减小，加速度增大，故D正确。 故选BD。 23．将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力，如图a所示点O为单摆的悬点，将传感器接在摆线与点O之间，现将小球拉到点A，此时细线处于张紧状态，释放摆球，则摆球在竖直平面内的ABC之间来回摆动，其中点B为运动最低位置，摆角a小于5°且是未知量。如图b所示是由计算得到细线对摆球的拉力大小F随时间变化的图像，且图中t=0时刻为摆球从点A开始运动的时刻，取g=10m/s2，由图中和题中信息可知，下列说法正确的是（　　） A．该单摆的周期为0.2πs B．该单摆的摆长为0.4m C．只增大摆球质量，周期将变大 D．摆球质量与拉力极值的关系可表示为 【答案】BD 【难度】0.65 【知识点】机械能与曲线运动结合问题、单摆周期公式的简单应用 【详解】A．小球在一个周期内两次经过最低点，根据该规律，可知，A错误； B．由单摆的周期公式得 B正确； C．根据单摆的周期公式可得，周期与摆球的质量无关，C错误； D．在最高点A，有 在最低点B 从A到B，滑块机械能守恒，有 求得 D正确。 故选BD。 24．甲、乙两位同学利用假期分别在两个地方做“用单摆测重力加速度”的实验，回来后共同绘制了-L图像，如图甲中A、B所示，此外甲同学还顺便利用其实验的单摆探究了受迫振动，并绘制了单摆的共振曲线，如图乙所示，那么下列说法正确的是（　　）    A．单摆的固有周期由摆长和摆球质量决定 B．A图线所对应的地点重力加速度较小 C．若将单摆放入绕地球稳定飞行的宇宙飞船中，则无法利用单摆测出飞船轨道处的重力加速度 D．如果甲同学减小摆长，他得到的共振曲线的峰将向右移动 【答案】BCD 【难度】0.65 【知识点】影响单摆周期的因素、单摆周期公式、用单摆测重力加速度的实验步骤和数据处理、共振曲线及其应用 【详解】A．单摆的固有周期公式为 L为摆长，g为当地重力加速度，故单摆的固有周期与摆球质量没有关系，故A错误； B．根据 可得 所以T2L图像的斜率为 图甲中A图线的斜率大于B图线的斜率，故A图线对应的地点重力加速度较小，故B正确； C．若将单摆放入绕地球稳定飞行的宇宙飞船中，摆球处于完全失重状态，不能在竖直平面内来回摆动，故C正确； D．根据 可知在同一地点减小摆长，则单摆固有周期减小，固有频率增大，则发生共振时的驱动力频率变大，共振曲线的峰向右移动，故D正确。 故选BCD。 25．取一条较长的软绳，用手握住一端拉平后连续周期性地向上、向下抖动，可以看到在绳上产生一列波，a、b、c为绳上的质点，某时刻波刚好传播到质点c，绳上形成的波形如图所示，下列说法正确的是（    ） A．手开始抖动时运动方向向下 B．质点a比质点b先回到平衡位置 C．该时刻质点a的速度比质点b的速度大 D．图中为波源开始振动后1.5个周期时的波形 【答案】AC 【难度】0.65 【知识点】波形图的物理意义及信息读取、波形图中某质点的速度方向与传播方向的关系 【详解】A．手是振源，波向右传播，c点向下振动，所以手开始抖动时运动方向向下，A正确； B．波向右传播，质点a向下振动，质点b向上振动，质点a比质点b后回到平衡位置，B错误； C．距离平衡位置越近速度越大，该时刻质点a的速度比质点b的速度大，C正确； D．图中振源到c点的距离为个波长，波源开始振动后个周期时的波形，D错误。 故选AC。 26．如图所示，图甲为沿x轴传播的一列简谐横波在时刻的波形图像，图乙为质点 A的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．该波沿x轴正方向传播，波速为20m/s B．该波可以与另一列频率为5Hz的波发生稳定的干涉 C．观察者向着波源方向奔跑，观察者接收到的频率大于2.5Hz D．波在传播过程中遇到160m大小的障碍物能发生明显的衍射 【答案】AC 【难度】0.65 【知识点】多普勒效应、振动图像与波形图的结合、波的衍射概念及产生明显衍射的条件、波发生稳定干涉的条件 【详解】A．由图乙可知，周期为，且时，质点A沿轴正方向振动，结合图甲由同侧法可知，波长为，该波沿x轴正方向传播，波速为 故A正确； BC．该波的频率为 与其发生稳定的干涉的波的频率也为，由多普勒效应可知，当波源和观察者相互靠近时，观察者接收到的频率比波源的频率要高，即大于2.5Hz，故B错误，C正确； D．发生明显衍射的条件是障碍物或小孔的尺寸比波长短或相差不多，波在传播过程中遇到160m大小的障碍物不能发生明显的衍射，故D错误。 故选AC。 27．如图所示，甲图是一列沿轴正方向传播的简谐横波在时的波形，乙图是该波传播方向上介质中处的质点从时刻起的振动图像，、是介质中平衡位置为和的两个质点。下列说法正确的是（  ） A．该波的波速是 B．2.5s时刻，质点位于平衡位置 C．处的观察者沿轴负方向运动时，接收到该波的频率一定为0.25Hz D．从开始，质点比质点先回到平衡位置 【答案】AB 【难度】0.65 【知识点】振动图像与波形图的结合 【详解】A．由甲图知，波长 由乙图知，周期 则波速 故A正确； B．由甲图知，时处的质点处于平衡位置，再过即2.5s时刻，处的质点处于波谷，、质点的平衡位置之间的距离恰好等于，可知2.5s时刻质点处于平衡位置，故B正确； C．波源的振动频率为 根据多普勒效应，处的观察者沿轴负方向运动时，接收到该波的频率大于0.25Hz，故C错误； D．波沿x轴正方向传播，所以从开始，a向上振动，b向下振动，因此质点a先回到平衡位置，故D错误。 故选AB。 28．图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为xa=2m和xb=6m，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．t=1s时，质点a的位移沿y轴负向 B．t=1s时，质点a的加速度方向与速度方向相同 C．质点a经过4s振动的路程为1m D．该波沿x轴的负方向传播，波速为0.5m/s 【答案】AC 【难度】0.65 【知识点】机械波中质点振动的特点、波长、频率和波速的关系、振动图像与波形图的结合 【详解】D．根据质点b从该时刻开始计时的振动图像可知，t=0时刻质点b在平衡位置向上振动，结合波形图可知，波沿x轴负向传播，波速为 选项D错误； AB．因t=0时刻质点a从平衡位置向下振动，可知t=1s时，质点a在平衡位置与最低点之间向下振动，此时质点a的位移沿y轴负向，加速度方向向上，速度方向向下，即t=1s时，质点a的加速度方向与速度方向相反，选项A正确，B错误； C．质点a经过4s=0.5T振动的路程为2A=1m，选项C正确。 故选AC。 29．如图所示，在一条直线上有三点S、M、N，S为波源，距M点为12m，距N点为21m，由于波源S的振动在直线上形成一列横波，其波长为8m，波速为4m/s，下列说法中正确的有（　　） A．M点与N点振动时间相差2.25s，但振动周期都为2s B．M点在最高点时，N点在平衡位置以上向下振动 C．M点在最高点时，N点在平衡位置以上向上振动 D．振动过程中M、N两点的位移有可能在某时刻相同 【答案】ACD 【难度】0.65 【知识点】机械波相关物理量的计算 【详解】A．根据题意可得 由于S为波源，波向右传播，根据 即波由M匀速传到N的时间为2.25s，故A正确； BC．M、N两点间相距9m，则N点的振动与M点右侧相距1m的质点的振动完全相同，当M点在最高点时，M点右侧相距1m的质点已过了平衡位置向最高点运动，则N点也在平衡位置上方向上振动，故B错误，C正确； D．实际振动过程中任意两点的位移都有可能在某时刻相同，因为当这两点的中间点处于最大位移时，这两点的位移就相同，故D正确。 故选ACD。 30．一列简谐横波，时刻的波形如图中实线所示，时刻的波形如图中的虚线所示，已知周期，则（　　） A．t=0时刻质点P的运动方向可能向右 B．该横波的传播方向可能沿x轴的负方向 C．波的传播速度可能为90m/s D．波的周期一定为0.8s 【答案】BC 【难度】0.65 【知识点】求波速的多解问题 【详解】A．介质中的质点在自己的平衡位置上下振动，不会随波迁移，故A错误； BCD．若波沿x轴正方向传播，则 解得 ， 若波沿x轴负方向传播，则 解得 ， 故BC正确，D错误。 故选BC。 31．一列横波沿着x轴正方向传播，处在和的两质点A、B的振动图像如图所示，则以下说法正确的是（　　）    A．末A、B两质点的速度相同 B．末A、B两质点的位移不同 C．该波的波长可能为 D．该波的波速可能为 【答案】AD 【难度】0.65 【知识点】振动图像与波形图的结合 【详解】A．由图可知，末A、B两质点都在向y轴负方向振动，且处两曲线的切线斜率相同，所以末A、B两质点的速度相同，故A正确； B．由图可知，末A、B两质点的位移相同，故B错误； C．由图可知，波从A点传到B点用时，其中n=0、1、2……A、B两点相距3m，所以波长为 故C错误； D．由图可知，该波的周期，所以波速 当n=2时，，故D正确。 故选AD。 32．一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻的波形如图中实线所示，时刻的波形如图中虚线所示，P是传播介质中的一个质点。则以下说法中正确的是（    ）    A．质点P的振幅为0.1m B．时刻质点P的振动方向沿y轴负方向 C．波的频率可能为2.5Hz D．波的传播速度可能为30m/s 【答案】AC 【难度】0.65 【知识点】求波速的多解问题 【详解】A．质点P的振幅为0.1m，A正确； B．简谐横波沿x轴正方向传播，时刻质点P的振动方向沿y轴正方向，B错误； C．根据题意得 （ ） 波的频率为 解得 （） 当 时 C正确； D．波的传播速度为 解得     根据上式，波的传播速度不可能为30m/s，D错误。 故选AC。 33．如图所示，实线是简谐横波在时刻的波形图，虚线是在时刻的波形图。下列说法正确的是（　　）    A．在到时间内，m处的质点可能沿x轴正方向运动了1m B．这列波的周期可能为s C．若波速为25m/s，则波沿x轴正方向传播 D．若波速为65m/s，则处的质点N在t1时刻沿y轴负方向振动 【答案】BCD 【难度】0.65 【知识点】求波速的多解问题、求周期的多解问题、机械波中质点振动的特点 【详解】A．质点只能在自己平衡位置附近上下振动，但不随波迁移，选项A错误； B．若波沿x轴正向传播，则 （n=0，1，2，3…..） 若波沿x轴负向传播，则 （n=0，1，2，3…..） 当n=0时 即这列波的周期可能为s，选项B正确； C．若波速为25m/s，则周期 即表达式中的n=1，即波沿x轴正方向传播，选项C正确； D．若波速为65m/s，则周期 即表达式中的n=3，即波沿x轴正方向传播，则处的质点N在t1时刻沿y轴负方向振动，选项D正确。 故选BCD。 三、实验题 34．某学习小组利用如图甲所示的装置测量当地的重力加速度。 (1)测量小球直径时游标卡尺如图乙所示，其读数为 mm； (2)实验中，测出不同摆长l对应的周期T，作出图像，如图丙所示，图线的斜率为k，进而求出 ； (3)某同学利用周期公式测定的g值比当地公认值偏小，造成的原因可能是_______。 A．开始计时时，过早按下秒表 B．实验时误将49次全振动记为50次 C．测摆长时摆线拉得过紧 D．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了 【答案】(1)12.0 (2) (3)AD 【难度】0.65 【知识点】用单摆测重力加速度的实验步骤和数据处理、用单摆测重力加速度的注意事项和误差分析 【详解】（1）游标卡尺的读数为 （2）根据单摆周期公式 可得 可知图像的斜率为 可得 （3）根据单摆周期公式可得 A．开始计时时，过早按下秒表，则周期测量值偏大，使得重力加速度测量值偏小，故A正确； B．实验时误将49次全振动记为50次，则周期测量值偏小，使得重力加速度测量值偏大，故B错误； C．测摆长时摆线拉得过紧，则摆长测量值偏大，使得重力加速度测量值偏大，故C错误； D．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了，则摆长测量值偏小，使得重力加速度测量值偏小，故D正确。 故选AD。 35．用单摆测定重力加速度的实验装置如图甲所示。 (1)他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，这样做的目的是___________（填字母代号）。 A．保证摆动过程中摆长不变 B．可使周期测量更加准确 C．需要改变摆长时便于调节 D．保证摆球在同一竖直平面内摆动 (2)他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最底端的长度，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图乙所示，则该摆球的直径D为 mm。 (3)若某次实验中测得n次全振动的时间为t，则重力加速度g可表示为 （用题中字母l，D，n，t来表示） (4)下列振动图像真实地描述了对摆长约为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程。图中横坐标原点表示计时开始，A、B、C均为30次全振动的图像，已知，，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是___________（填字母代号）。 A． B． C． D． 【答案】(1)AC (2)11.4 (3) (4)A 【难度】0.65 【知识点】用单摆测重力加速度的实验目的、原理、器材、用单摆测重力加速度的实验步骤和数据处理、用单摆测重力加速度的注意事项和误差分析 【详解】（1）组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，这样做的目的既是为了保证摆动过程中摆长不变，也是为了需要改变摆长时便于调节。 故选AC。 （2）如图乙所示，则该摆球的直径D为 （3）若某次实验中测得n次全振动的时间为t，则周期为 由周期公式可得 又有 联立解得 （4）由于单摆的周期公式是近似公式，由它算出的周期与精确值之间的差别随着偏角的增大而增加。当偏角为时两者相差0.01%，时相差0.5%。摆角与振幅A和摆长的关系满足 所以C、D选项中的摆角均大于，A、B选项中的摆角均小于。另外，实验时应从摆球通过最低位置时开始计时，测量周期时要让小球做次全振动，求平均值，综上所述可知，A图像对应的操作过程合乎实验要求且误差最小。 故选A。 36．在“用单摆测重力加速度”的实验中 (1)下列器材和操作最合理的是__________；（图中的球均较小） A． B． C． D． (2)实验过程中，下列做法正确的是__________； A．用刻度尺量出从悬点到摆球间细线长的距离，作为单摆摆长 B．用秒表测量单摆完成一次全振动所用时间并作为单摆的周期 C．单摆偏离平衡位置的角度越大越好 D．为了减小误差，应该在摆球经过最低点时开始计时 (3)实验测得的重力加速度数值小于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能是__________。（选填字母序号）。 A．开始摆动时振幅较小，其他操作与计算均正确 B．小球的质量较大，其他操作与计算均正确 C．开始计时时，过早按下秒表，其他操作与计算均正确 D．测量周期时，误将摆球次全振动的时间记为次全振动的时间，其他操作与计算均正确 (4)某同学为了提高实验精度，多次改变摆线长（记为）并测出相应的周期，他根据实验数据在坐标纸上绘制出的图线如图所示则当地的重力加速度 。（用和及表示） 【答案】(1)D (2)D (3)C (4) 【难度】0.85 【知识点】用单摆测重力加速度的实验步骤和数据处理、用单摆测重力加速度的注意事项和误差分析 【详解】（1）为了保证小球摆动过程摆线长度保持不变，摆线应选用细丝线，摆线上端用铁夹固定；为了减小空气阻力的影响，摆球应选择密度较大的铁球。 故选D。 （2）A．用刻度尺量出从悬点到摆球间细线长的距离，再加上小球半径作为单摆摆长，故A错误； B．为了减小误差，应用秒表测量单摆完成次全振动所用时间，然后求出单摆的周期 故B错误； C．为了保证小球摆动做简谐运动，单摆偏离平衡位置的角度应小于，故C错误； D．为了减小误差，应该在摆球经过最低点时开始计时，故D正确。 故选D。 （3）实验测得的重力加速度数值小于当地的重力加速度的实际值，根据单摆周期公式 可得 A．开始摆动时振幅较小，其他操作与计算均正确，不影响重力加速度的测量，故A错误； B．小球的质量较大，其他操作与计算均正确，不影响重力加速度的测量，故B错误； C．开始计时时，过早按下秒表，其他操作与计算均正确，则周期测量值偏大，使得重力加速度测量值偏小，故C正确； D．测量周期时，误将摆球次全振动的时间记为次全振动的时间，其他操作与计算均正确，则周期测量值偏小，使得重力加速度测量值偏大，故D错误。 故选C。 （4）设小球半径为，根据单摆周期公式 可得 可知图像的斜率为 解得重力加速度为 37．用如图1所示的装置进行“用单摆测量重力加速度的大小”的实验。 (1)图2中器材和操作最合理的是 。 (2)用秒表记录的时间如图3所示，则秒表的示数为 s。 (3)选择好器材，将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，在实验过程中以下操作正确的是_______。 A．摆长一定的情况下，摆角应大一些，以便于观察 B．单摆摆动稳定后，在摆球经过最高点时开始计时 C．用秒表测量单摆完成30次全振动所用时间为，则单摆的周期为 (4)甲同学利用实验中测得的数据求本地的重力加速度，他在实验中测得：摆线长为L，摆球的直径为d，单摆振动的周期为T，则重力加速度的计算式 。 (5)北京和广州的两位同学，分别探究单摆的周期T与摆长的关系，通过网络交流，将两地的实验数据绘制在同一图像中，如图4所示。其中用北京的同学所测实验数据绘制的图像是图线 （选填“A”或“B”） 【答案】(1)D (2)96.8 (3)C (4) (5)B 【难度】0.65 【知识点】用单摆测重力加速度的实验目的、原理、器材、用单摆测重力加速度的实验步骤和数据处理、用单摆测重力加速度的注意事项和误差分析 【详解】（1）实验中应选用密度较大、体积较小的铁球和不可伸缩的轻质细线进行实验，同时为了保证实验过程中摆长不变，所以细线应用夹子固定。 故选D。 （2）同学用秒表记录的时间为 t=1min＋36.8s=96.8s （3）A．摆长一定的情况下，摆角不能大于5°，故A错误； B．单摆摆动稳定后，在摆球经过最低点时开始计时，故B错误； C．用秒表测量单摆完成30次全振动所用时间ts，单摆的周期为 s 故C正确。 故选C。 （4）由题意得 得 （5） 根据 解得 图像的斜率 则图像的斜率越小，重力加速度越大，由于北京的重力加速度大于广州的重力加速度，因此在北京所做实验做出的图像的斜率较小，对应的图线是B。 38．小明同学想用单摆来测重力加速度，设计的实验装置如图甲所示，在摆球的平衡位置处安放一个光电门，连接数字计时器，记录小球经过光悬点电门的次数。 (1)下列说法中正确的是______ A．在释放摆球的同时开始计时 B．质量相同的铁球和软木球，应选用铁球作为摆球 C．可将摆球从平衡位置拉开一个较大角度然后释放摆球 D．摆长就是绳子的长度 (2)在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺测得从悬点至摆球顶端的长度为L，再用螺旋测微器测量摆球直径，则摆球直径d= mm； (3)将摆球从平衡位置拉开一个合适的角度，静止释放摆球，摆球在竖直平面内稳定摆动后，启动数字计时器，摆球通过平衡位置时从1开始计数，同时开始计时，当摆球第n次（n为大于3的奇数）通过光电门时停止计时，记录的时间为t，此单摆的周期T= （用t、n表示），重力加速度的大小为 （用L、d和T表示）。 【答案】(1)B (2)7.882/7.883/7.884 (3) 【难度】0.65 【知识点】用单摆测重力加速度的实验目的、原理、器材、用单摆测重力加速度的实验步骤和数据处理、用单摆测重力加速度的注意事项和误差分析 【详解】（1）A．在摆球摆到最低点时开始计时，选项A错误； B．质量相同的铁球和软木球，应选用铁球作为摆球，以减小阻力的影响，选项B正确； C．摆角应不超过5°，否则就不是简谐振动，选项C错误； D．摆长是摆球半径与绳子的长度之和，选项D错误。 故选B。 （2）摆球直径 d=7.5mm+0.01mm×38.3=7.883mm （3）[1]单摆的周期 [2]根据 其中 解得重力加速度的大小为 四、解答题 39．一列简谐横波在x轴上传播，P为平衡位置为x=8m处的质点，在t1=0和t2=0.05s时，该波形图分别用如图所示的实线和虚线表示，求： （1）这列波传播时P质点的振动周期T； （2）当波速为600m/s时，波的传播方向如何？此时图中x=8m处的质点P从平衡位置运动至波谷所需的最短时间是多少？ 【答案】（1）（n=0，1，2，3…）或（n=0，1，2，3…）；（2）波沿x轴负向传播，0.01s 【难度】0.65 【知识点】求周期的多解问题、波形图的物理意义及信息读取、波长、频率和波速的关系、机械波中质点振动的特点 【详解】（1）对波形图分析可知，该波波长=8m； 若波沿x轴正向传播，则 解得 （n=0，1，2，3…） 若波沿x轴负向传播，则 解得 （n=0，1，2，3…） （2）当波速为600m/s时，由可得周期T s 代入（1）中的答案，可得符合条件，可解得n=3，所以波沿x轴负向传播； 由此可判断P将向上振动，所以它从平衡位置运动至波谷所需的最短时间是 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 期末复习——机械振动机械波篇（学生版） 核心考点 考点一：简谐运动的五大特征 受力特征 回复力F＝－kx，F(或a)的大小与x的大小成正比，方向相反 运动特征 靠近平衡位置时，a、F、x都减小，v增大；远离平衡位置时，a、F、x都增大，v减小 能量特征 振幅越大，能量越大．在运动过程中，系统的动能和势能相互转化，机械能守恒 周期性特征 质点的位移、回复力、加速度和速度随时间做周期性变化，变化周期就是简谐运动的周期T；动能和势能也随时间做周期性变化，其变化周期为 对称性特征 关于平衡位置O对称的两点，速度的大小、动能、势能相等，相对平衡位置的位移大小相等；由对称点到平衡位置O用时相等 考点二：弄明三个问题 1、波的传播问题 ①沿波的传播方向上各质点的起振方向与波源的起振方向一致。 ②介质中各质点随波振动，但并不随波迁移。 ③沿波的传播方向上波每个周期传播一个波长的距离。 ④在波的传播过程中，同一时刻如果一个质点处于波峰，而另一质点处于波谷，则这两个质点一定是反相点。 2、波的叠加问题 ①两个振动情况相同的波源形成的波，在空间某点振动加强的条件为Δx＝nλ，振动减弱的条件为Δx＝nλ＋。两个振动情况相反的波源形成的波，在空间某点振动加强的条件为Δx＝nλ＋，振动减弱的条件为Δx＝nλ。 ②振动加强点的位移随时间而改变，振幅最大。 3、波的多解问题 由于波的周期性、波传播方向的双向性，波的传播问题易出现多解现象。 考点三：波振图像综合应用 1、振动与波两种图象综合问题的处理思路 ①定位：依据已知条件明确波的图象对应的时刻，依据质点振动图象找出该时刻质点振动的位移及振动方向。再根据此位移及振动方向，在波的图象中找出该质点，则所有问题将解决。 ②定时：依据已知条件找到波的图象中对应的质点，读出该质点的位移并判断其振动方向，依据位移在振动图象中确定该质点处在此位移对应的时刻。 2、巧解波动图象与振动图象综合问题的基本方法 求解波动图象与振动图象综合类问题可采用“一分、一看、二找”的方法： 实战演练 一、单选题 1．某弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其位移随时间变化的关系为，振动图像如图所示，下列说法正确的是（    ） A．简谐运动的圆频率是 B．任意2s内振子经过的路程均为 C．从第1s末到第3s末，振子的位移方向不变 D．弹簧振子在第3s末与第5s末的加速度相同 2．如图所示为一质点做简谐运动的振动图像，在t1、t2时刻这个质点的（    ） A．加速度相同 B．位移相同 C．动量相同 D．动能相同 3．某弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其位移x随时间t变化的关系为，振动图像如图所示，下列说法正确的是（    ）    A．弹簧振子在第1s末与第3s末的速度相同 B．简谐运动的圆频率是 C．第3s末振子的位移大小为 D．从第3s末到第5s末，振子的加速度方向不变 4．如图甲所示为以O点为平衡位置，在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图像，由图可知，下列说法正确的是（    ） A．该简谐运动的振幅是10.0cm B．在时，弹簧振子的回复力为最大值，且指向x轴的正方向 C．从到时间内，弹簧振子做加速度减小的加速运动 D．在与两个时刻，弹簧振子的速度相同 5．如图所示，一个轻质弹簧下端挂一小球，小球静止。现将小球向下拉动距离A由静止释放并开始计时，小球在竖直方向做简谐运动，周期为。下列说法正确的是（    ） A．该弹簧振子的振幅为 B．经时间，小球向上运动的距离等于 C．时刻，小球的动能最大 D．如果A少量增大，周期也将减小 6．两个相同的单摆静止于平衡位置，使摆球分别以水平初速度v1、v2（v1<v2）在竖直平面内做小角度摆动，它们的频率与振幅分别为f1、f2和A1、A2，则（　　） A．f1<f2，A1<A2 B．f1=f2，A1<A2 C．f1<f2，A1=A2 D．f1=f2，A1=A2 7．如图甲所示，一单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图乙所示。不计空气阻力，对于这个单摆的振动过程，下列说法正确的是（　　） A．若仅将摆球质量变大，单摆周期变大 B．单摆的位移x随时间t变化的关系式为 C．从t=0.5s到t=1.0s的过程中，摆球的重力势能逐渐增大 D．从t=1.0s到t=1.5s的过程中，摆球所受回复力逐渐减小 8．一单摆做简谐振动，如图为摆绳对摆球的拉力大小F随时间t变化的图像，关于该单摆的情况，下列说法正确的是（重力加速度g取10m/s2）（　　） A．单摆振动周期 B．单摆振动周期 C．单摆的摆长为 D．单摆的摆长为 9．某振动系统的共振曲线如图所示，则下列说法正确的是（　　）    A．该振动系统的固有频率为0.3Hz B．该振动系统的固有周期为0.3s C．该振动系统做受迫振动时频率一定为0.3Hz D．受迫振动的振幅只由驱动力的大小决定 10．如下图所示为一列简谐波在t=0时刻的图象，这列波刚好传到Q点，已知t=0.6s时，P点第三次出现波峰，下列说法中正确的是（　　）    A．这列波的传播速度为500m/s B．当t=0.4s时，这列波传播到M点 C．当t=0.48s时，M点第一次出现波峰 D．当t=0.36s时，M点第一次出现波峰 11．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，其振幅为A，波长为λ，波源的振动周期为T，某一时刻的波形图如图所示，在该时刻，某质点的坐标为（λ，0），则经后，该质点的坐标为（　　） A．（5λ，0） B． C．（λ，A） D．（λ，-A） 12．B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射。探头接收到的超声波信号形成B超图像。如图为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像， 时刻波恰好传到M质点。已知此超声波的周期为，下列说法正确的是（　　）    A．质点开始振动的方向沿y轴正方向 B．内质点M运动的位移为0.4mm C．超声波在血管中的传播速度为340m/s D．时质点N恰好处于波峰 13．如图所示，图甲为沿轴传播的一列简谐机械波在时刻的波动图像，图乙为质点的振动图像，下列说法正确的是（    ） A．波沿轴负方向传播，波速为 B．质点再经将沿轴正方向移动到处 C．该波与另一列频率为的波相遇时，可以发生干涉 D．某人向着静止的波源方向运动时观测到的频率小于 14．图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为和，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．质点a在时速度为零 B．质点a经过4s振动的路程为4m C．此时刻质点a的速度沿方向 D．该波沿方向传播，波速为1m/s 15．10月6日，杭州第19届亚运会艺术体操个人全能资格赛暨个人团体决赛在黄龙体育中心体育馆举行。中国队以总分313.400获团体铜牌。下图为中国队选手赵樾进行带操比赛。某段过程中彩带的运动可简化为沿x轴方向传播的简谐横波，时的波形图如图甲所示，质点Q的振动图像如图乙所示。下列判断正确的是（　　） A．简谐波沿x轴负方向传播 B．该时刻P点的位移为 C．再经过0.25s，P点到达平衡位置 D．质点Q的振动方程为 16．如图所示，一列简谐横波向右传播，P、Q两质点平衡位置相距0.15m。当P运动到平衡位置上方最大位移处时，Q刚好运动到平衡位置下方最大位移处，已知波长大于0.15m。则这列波的波长是（　　） A．0.60m B．0.40m C．0.30m D．0.15m 17．一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距9m的a、b两质点的振动图像如右图所示，则在A、B、C、D图中描述该波的图像不可能出现的是（　　）    A．   B．   C．   D．   18．同种介质中分别沿x轴正方向和负方向传播的两列简谐横波，振幅均为时波刚好传到两点，如图1所示。在x轴上的坐标分别为。平衡位置在P处的质点振动图像如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．沿x轴正方向传播的波的波速为，沿负方向传播的波的波速无法确定 B．时，平衡位置在P处的质点刚好运动到M点 C．M处质点的起振方向沿y轴正方向 D．时，平衡位置在N处的质点位移为- 19．如图所示为两列完全相同的水波某时刻在同一区域相遇的干涉图样，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，两列波的振幅为A，波长为，周期为T，a、b、c、d为两列波相遇区域中的四个位置。下列说法正确的是（　　） A．振动激烈的区域在水面上的位置稳定不变 B．c位置与两列波波源的距离之差为波长的整数倍 C．图示时刻b位置为两列波相遇的加强点，再经过半个周期该位置将变为减弱点 D．d位置始终为振动减弱点 20．如图所示是利用水波槽观察到的水波衍射图象，从图象可知（　　） A．B侧波是衍射波 B．减小挡板间距离，衍射波的波长不变 C．A侧波速比B侧波速大 D．增大挡板间距离，衍射现象将更明显 二、多选题 21．一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图所示，此时波传播到的c质点处；时刻，质点c第一次到达波峰。下列说法正确的是（　　） A．质点d起振的方向沿y轴负方向 B．质点a振动的周期为0.4s C．波传播的速度大小为5m/s D．从图示时刻起，质点b比质点a先回到平衡位置 22．如图所示为某弹簧振子在0~5s时间内的振动图像，由图可知，下列说法中正确的有（　　）    A．振动周期为5s，振幅为8cm B．第2s末振子的速度为零，加速度为正向 C．在时刻，振子的速度为0 D．从到的时间内，振子的速度减小，加速度增大 23．将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力，如图a所示点O为单摆的悬点，将传感器接在摆线与点O之间，现将小球拉到点A，此时细线处于张紧状态，释放摆球，则摆球在竖直平面内的ABC之间来回摆动，其中点B为运动最低位置，摆角a小于5°且是未知量。如图b所示是由计算得到细线对摆球的拉力大小F随时间变化的图像，且图中t=0时刻为摆球从点A开始运动的时刻，取g=10m/s2，由图中和题中信息可知，下列说法正确的是（　　） A．该单摆的周期为0.2πs B．该单摆的摆长为0.4m C．只增大摆球质量，周期将变大 D．摆球质量与拉力极值的关系可表示为 24．甲、乙两位同学利用假期分别在两个地方做“用单摆测重力加速度”的实验，回来后共同绘制了-L图像，如图甲中A、B所示，此外甲同学还顺便利用其实验的单摆探究了受迫振动，并绘制了单摆的共振曲线，如图乙所示，那么下列说法正确的是（　　）    A．单摆的固有周期由摆长和摆球质量决定 B．A图线所对应的地点重力加速度较小 C．若将单摆放入绕地球稳定飞行的宇宙飞船中，则无法利用单摆测出飞船轨道处的重力加速度 D．如果甲同学减小摆长，他得到的共振曲线的峰将向右移动 25．取一条较长的软绳，用手握住一端拉平后连续周期性地向上、向下抖动，可以看到在绳上产生一列波，a、b、c为绳上的质点，某时刻波刚好传播到质点c，绳上形成的波形如图所示，下列说法正确的是（    ） A．手开始抖动时运动方向向下 B．质点a比质点b先回到平衡位置 C．该时刻质点a的速度比质点b的速度大 D．图中为波源开始振动后1.5个周期时的波形 26．如图所示，图甲为沿x轴传播的一列简谐横波在时刻的波形图像，图乙为质点 A的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．该波沿x轴正方向传播，波速为20m/s B．该波可以与另一列频率为5Hz的波发生稳定的干涉 C．观察者向着波源方向奔跑，观察者接收到的频率大于2.5Hz D．波在传播过程中遇到160m大小的障碍物能发生明显的衍射 27．如图所示，甲图是一列沿轴正方向传播的简谐横波在时的波形，乙图是该波传播方向上介质中处的质点从时刻起的振动图像，、是介质中平衡位置为和的两个质点。下列说法正确的是（  ） A．该波的波速是 B．2.5s时刻，质点位于平衡位置 C．处的观察者沿轴负方向运动时，接收到该波的频率一定为0.25Hz D．从开始，质点比质点先回到平衡位置 28．图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为xa=2m和xb=6m，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．t=1s时，质点a的位移沿y轴负向 B．t=1s时，质点a的加速度方向与速度方向相同 C．质点a经过4s振动的路程为1m D．该波沿x轴的负方向传播，波速为0.5m/s 29．如图所示，在一条直线上有三点S、M、N，S为波源，距M点为12m，距N点为21m，由于波源S的振动在直线上形成一列横波，其波长为8m，波速为4m/s，下列说法中正确的有（　　） A．M点与N点振动时间相差2.25s，但振动周期都为2s B．M点在最高点时，N点在平衡位置以上向下振动 C．M点在最高点时，N点在平衡位置以上向上振动 D．振动过程中M、N两点的位移有可能在某时刻相同 30．一列简谐横波，时刻的波形如图中实线所示，时刻的波形如图中的虚线所示，已知周期，则（　　） A．t=0时刻质点P的运动方向可能向右 B．该横波的传播方向可能沿x轴的负方向 C．波的传播速度可能为90m/s D．波的周期一定为0.8s 31．一列横波沿着x轴正方向传播，处在和的两质点A、B的振动图像如图所示，则以下说法正确的是（　　）    A．末A、B两质点的速度相同 B．末A、B两质点的位移不同 C．该波的波长可能为 D．该波的波速可能为 32．一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻的波形如图中实线所示，时刻的波形如图中虚线所示，P是传播介质中的一个质点。则以下说法中正确的是（    ）    A．质点P的振幅为0.1m B．时刻质点P的振动方向沿y轴负方向 C．波的频率可能为2.5Hz D．波的传播速度可能为30m/s 33．如图所示，实线是简谐横波在时刻的波形图，虚线是在时刻的波形图。下列说法正确的是（　　）    A．在到时间内，m处的质点可能沿x轴正方向运动了1m B．这列波的周期可能为s C．若波速为25m/s，则波沿x轴正方向传播 D．若波速为65m/s，则处的质点N在t1时刻沿y轴负方向振动 三、实验题 34．某学习小组利用如图甲所示的装置测量当地的重力加速度。 (1)测量小球直径时游标卡尺如图乙所示，其读数为 mm； (2)实验中，测出不同摆长l对应的周期T，作出图像，如图丙所示，图线的斜率为k，进而求出 ； (3)某同学利用周期公式测定的g值比当地公认值偏小，造成的原因可能是_______。 A．开始计时时，过早按下秒表 B．实验时误将49次全振动记为50次 C．测摆长时摆线拉得过紧 D．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了 35．用单摆测定重力加速度的实验装置如图甲所示。 (1)他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，这样做的目的是___________（填字母代号）。 A．保证摆动过程中摆长不变 B．可使周期测量更加准确 C．需要改变摆长时便于调节 D．保证摆球在同一竖直平面内摆动 (2)他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最底端的长度，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图乙所示，则该摆球的直径D为 mm。 (3)若某次实验中测得n次全振动的时间为t，则重力加速度g可表示为 （用题中字母l，D，n，t来表示） (4)下列振动图像真实地描述了对摆长约为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程。图中横坐标原点表示计时开始，A、B、C均为30次全振动的图像，已知，，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是___________（填字母代号）。 A． B． C． D． 36．在“用单摆测重力加速度”的实验中 (1)下列器材和操作最合理的是__________；（图中的球均较小） A． B． C． D． (2)实验过程中，下列做法正确的是__________； A．用刻度尺量出从悬点到摆球间细线长的距离，作为单摆摆长 B．用秒表测量单摆完成一次全振动所用时间并作为单摆的周期 C．单摆偏离平衡位置的角度越大越好 D．为了减小误差，应该在摆球经过最低点时开始计时 (3)实验测得的重力加速度数值小于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能是__________。（选填字母序号）。 A．开始摆动时振幅较小，其他操作与计算均正确 B．小球的质量较大，其他操作与计算均正确 C．开始计时时，过早按下秒表，其他操作与计算均正确 D．测量周期时，误将摆球次全振动的时间记为次全振动的时间，其他操作与计算均正确 (4)某同学为了提高实验精度，多次改变摆线长（记为）并测出相应的周期，他根据实验数据在坐标纸上绘制出的图线如图所示则当地的重力加速度 。（用和及表示） 37．用如图1所示的装置进行“用单摆测量重力加速度的大小”的实验。 (1)图2中器材和操作最合理的是 。 (2)用秒表记录的时间如图3所示，则秒表的示数为 s。 (3)选择好器材，将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，在实验过程中以下操作正确的是_______。 A．摆长一定的情况下，摆角应大一些，以便于观察 B．单摆摆动稳定后，在摆球经过最高点时开始计时 C．用秒表测量单摆完成30次全振动所用时间为，则单摆的周期为 (4)甲同学利用实验中测得的数据求本地的重力加速度，他在实验中测得：摆线长为L，摆球的直径为d，单摆振动的周期为T，则重力加速度的计算式 。 (5)北京和广州的两位同学，分别探究单摆的周期T与摆长的关系，通过网络交流，将两地的实验数据绘制在同一图像中，如图4所示。其中用北京的同学所测实验数据绘制的图像是图线 （选填“A”或“B”） 38．小明同学想用单摆来测重力加速度，设计的实验装置如图甲所示，在摆球的平衡位置处安放一个光电门，连接数字计时器，记录小球经过光悬点电门的次数。 (1)下列说法中正确的是______ A．在释放摆球的同时开始计时 B．质量相同的铁球和软木球，应选用铁球作为摆球 C．可将摆球从平衡位置拉开一个较大角度然后释放摆球 D．摆长就是绳子的长度 (2)在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺测得从悬点至摆球顶端的长度为L，再用螺旋测微器测量摆球直径，则摆球直径d= mm； (3)将摆球从平衡位置拉开一个合适的角度，静止释放摆球，摆球在竖直平面内稳定摆动后，启动数字计时器，摆球通过平衡位置时从1开始计数，同时开始计时，当摆球第n次（n为大于3的奇数）通过光电门时停止计时，记录的时间为t，此单摆的周期T= （用t、n表示），重力加速度的大小为 （用L、d和T表示）。 四、解答题 39．一列简谐横波在x轴上传播，P为平衡位置为x=8m处的质点，在t1=0和t2=0.05s时，该波形图分别用如图所示的实线和虚线表示，求： （1）这列波传播时P质点的振动周期T； （2）当波速为600m/s时，波的传播方向如何？此时图中x=8m处的质点P从平衡位置运动至波谷所需的最短时间是多少？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $$