专题08 机械振动和机械波-2027届高考物理高三一轮复习专题训练

**基本信息** 聚焦机械振动与机械波核心考点，通过多题型梯度设计构建从概念理解到综合应用的逻辑体系，强化物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |机械振动|单选4、6、7；多选8、10；解答14|振动图像分析、单摆周期计算、简谐运动规律应用|从弹簧振子/单摆模型建构，到振动图像物理量提取，再到周期公式推导与能量转化分析| |机械波|单选1、2、3、5；多选9；解答13、15、16|波的传播特性、干涉衍射现象、多普勒效应、波形图绘制|以波速公式为核心，串联波长频率关系、振动与波动关联，结合干涉条件与衍射现象解释| |实验探究|填空11、12|双线摆/单摆测重力加速度，涉及仪器使用、数据处理与误差分析|通过实验原理理解（单摆周期公式）→操作规范→数据处理（图像法）→误差评估的探究流程|

知识考点专题：专题08 机械振动和机械波 专题训练（解析版） 一、单项选择题（共计7题，每小题4分，共计28分） 1.如图所示,一束激光射入肥皂泡后(入射激光束未在图中标出),肥皂膜内出现一亮环。肥皂膜内的激光(　　) A 波长等于亮环的周长 B 频率比在真空中的大 C 在肥皂膜与空气的界面上发生衍射 D 在肥皂膜与空气的界面上发生全反射 【答案】 D　 【解析】 激光在不同的介质中传播时,频率相同,波长不同,激光波长与亮环周长无关,A、B错误;在肥皂泡内出现一个亮环,是因为激光在空气与肥皂膜界面处发生了全反射,C错误,D正确。 2.我国研制的复兴号动车组首次实现了速度350 km/h的自动驾驶,此时多普勒效应会影响无线通信系统稳定,这要求通信基站能分析误差并及时校正。如图,一辆行驶的动车组发出一频率为f0、持续时间为Δt0的通信信号,与动车组行驶方向在同一直线上的通信基站A、B接收到信号的频率和持续时间分别为fA、ΔtA和fB、ΔtB。下列判断正确的是(　　) A.fA>f0,ΔtA<Δt0　　 B.fA<f0,ΔtA>Δt0 C.fB>f0,ΔtB>Δt0 D.fB<f0,ΔtB<Δt0 答案:A 解析:根据多普勒效应,远离波源的接收者接到的频率变小,靠近波源的接收者接收到的频率变大,则fA>f0,fB<f0,故TA<T0,TB>T0,所以ΔtA<Δt0,ΔtB>Δt0,故选A。 3.渔船常用回声探测器发射的声波探测水下鱼群与障碍物。声波在水中传播速度为1 500 m/s,若探测器发出频率为1.5×106 Hz的声波,下列说法正确的是(　　) A.两列声波相遇时一定会发生干涉 B.声波由水中传播到空气中,波长会改变 C.该声波遇到尺寸约为1 m的被探测物时会发生明显衍射 D.探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度无关 【答案】 B 【解析】 两列声波发生干涉的条件是频率相等、相位差恒定、振动方向相同,所以两列声波相遇时不一定发生干涉,故A错误;声波由水中传播到空气中时,声波的波速发生变化,波长会发生改变,故B正确;根据波长的计算公式可得λ==m=1×10-3 m,当遇到尺寸约1 m的被探测物时不会发生明显衍射,故C错误;根据多普勒效应可知,探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度有关,故D错误。 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，以向右为正方向，由图可知下列说法中正确的是(　　) A.在t＝0.2 s时刻，弹簧振子运动到O位置 B.在t＝0.1 s与t＝0.3 s两个时刻，弹簧振子的速度相同 C.从t＝0到t＝0.2 s的时间内，弹簧振子的动能持续地减小 D.在t＝0.2 s与t＝0.6 s两个时刻，弹簧振子的加速度相同 答案　C 解析　由题图知，t＝0时，弹簧振子位于平衡位置，在t＝0.2 s时刻，弹簧振子运动到B位置，故A错误；在t＝0.1 s与t＝0.3 s 两个时刻，弹簧振子的速度大小相等，方向相反，故B错误；从t＝0到t＝0.2 s的时间内，弹簧振子的位移越来越大，弹簧的弹性势能越来越大，弹簧振子的动能越来越小，故C正确；在t＝0.2 s与t＝0.6 s两个时刻，弹簧振子的加速度大小相等，方向相反，故D错误。 5.如图所示，S1、S2是两个步调完全相同的相干波源，其中实线表示波峰，虚线表示波谷。若两列波的振幅均保持5 cm不变，关于图中所标的b、c、d三点，下列说法正确的是(　　) A.d点始终保持静止不动 B.图示时刻c点的位移为零 C.b点振动始终加强，c点振动始终减弱 D.图示时刻，b、c两点的竖直高度差为10 cm 答案　A 解析　d点是波峰与波谷相遇，振动减弱，振幅为零，故保持静止，故A正确；b点是波峰与波峰相遇，c点是波谷与波谷相遇，它们均属于振动加强点，由于每列波的振幅是5 cm，则b点相对平衡位置高10 cm，c点相对平衡位置低10 cm，所以b、c两点的竖直高度差为20 cm，故B、C、D错误。 6.如图为某单摆的振动图像,重力加速度g取10 m/s2。下列说法正确的是(　　) A.摆长为1.6 m,起始时刻速度最大 B.摆长为2.5 m,起始时刻速度为零 C.摆长为1.6 m,A、C点的速度相同 D.摆长为2.5 m,A、B点的速度相同 [答案]　C [解析]　由单摆的振动图像可知该单摆的振动周期为T=0.8π s,由单摆的周期公式T=2π得摆长为l==1.6 m,x-t图像中图线的斜率代表速度,故起始时刻速度为零,A、C点的速度相同,A、B点的速度大小相同,方向不同。综上所述,C正确。 7.如图甲,在光滑绝缘水平桌面内建立直角坐标系Oxy,空间内存在与桌面垂直的匀强磁场。一质量为m、带电荷量为q的小球在桌面内做圆周运动。平行光沿x轴正方向照射,垂直光照方向放置的接收器记录小球不同时刻的投影位置。投影坐标y随时间t的变化曲线如图乙所示,则(　　) A.磁感应强度大小为 B.投影的速度最大值为 C. 2t0～3t0时间内,投影做匀速直线运动 D. 3t0～4t0时间内,投影的位移大小为y0 【答案】 D 【解析】 由题图乙知,T=6t0=,得B=,故A错误;2R=4y0,得R=2y0=,得v=,故B错误;yt图像的斜率大小表示速度大小,故C错误;3t0～4t0时间内,小球运动个圆周,位移为R=2y0,则投影的位移大小为2y0cos 60°=y0,故D正确。 二、多项选择题（共计3题，每小题5分，选对但不全得3分，错选不得分，共计15分） 8.如图,一玻璃瓶的瓶塞中竖直插有一根两端开口的细长玻璃管,管中一光滑小球将瓶中气体密封,且小球处于静止状态,装置的密封性、绝热性良好。对小球施加向下的力使其偏离平衡位置,在t=0时由静止释放,小球的运动可视为简谐运动,周期为T。规定竖直向上为正方向,则小球在t=1.5T时刻(　　) A位移最大,方向为正 B速度最大,方向为正 C加速度最大,方向为负 D受到的回复力大小为零 【答案】 AC 【解析】 由题意可知,t=0时,小球位于最低点,经过t=1.5T,小球运动到最高点,即位移最大,方向向上,为正方向,速度为零,A正确,B错误;小球在最高点,所受回复力最大,方向向下,由牛顿第二定律可知小球的加速度最大,方向向下,为负方向,C正确,D错误。 9.一个波源在绳的左端发出一个凸起①，频率为f1，振幅为A1；同时另一波源在绳的右端发出一个凸起②，频率为f2，振幅为A2。且f1<f2，P为两波源连线的中点，如图所示，已知机械波在介质中传播的速度只由介质本身的性质决定。下列说法正确的是(　　) A.两列波同时到达两波源的中点P B.两列波相遇时，P点的波峰值可达A1＋A2 C.两列波相遇时，绳上波峰值可达A1＋A2的点只有一个，此点在P点左侧 D.两列波相遇后，各自仍保持原来的波形独立传播 答案　ACD 解析　波的传播具有独立性，两列波同时传到P点，使P点开始振动，但并非波峰同时传播到P点，如图所示，因波速相同，而两列波的波长不同，波传播到P点时，两波峰距P点的距离并不相同，波长较小的波的波峰先到达P点，而两波峰同时到达的位置在该时刻两波峰的中间(图中的O点)，故B错误，A、C、D正确。 10.如图所示,水平弹簧振子沿x轴在M、N间做简谐运动,坐标原点O为振子的平衡位置,其振动方程为x=5sin(10πt+)cm。下列说法正确的是(　　) A.M、N间的距离为5 cm B.振子的运动周期是0.2 s C.t=0时,振子位于N点 D.t=0.05 s时,振子具有最大加速度 [答案]　BC [解析]　M、N间的距离为2A=10 cm,故A错误;因ω=10π rad/s,则振子的运动周期是T== s=0.2 s,故B正确;由x=5sin(10πt+)cm可知t=0时,x=5 cm,即振子位于N点,故C正确;由x=5sin(10πt+)cm可知t=0.05 s时,x=0,此时振子在O点,振子加速度为零,故D错误。 三、填空题（共计2题，第11题6分，第12题9分，共计15分） 11.某实验小组利用图甲所示的双线摆来测量当地的重力加速度。已知图甲中细线长度均为L=100.00 cm,与水平方向夹角均为θ=53°(sin 53°=0.8)。 (1)关于本实验,下列说法正确的是　　　　。  A.摆线上端直接绕在水平杆上即可 B.为便于观察摆球的运动,摆球应选择质量和体积都大些的球 C.为便于测量振动周期,应使摆球从摆角较大的位置释放 D.测量周期时应从摆球通过最低点时开始计时,并记录多次全振动所用的总时间 (2)小组成员先用游标卡尺测得摆球的直径如图乙所示,则该摆球的直径d=　　　　cm,他们再将摆球沿垂直纸面向外拉开一个较小角度后释放,用秒表测出30次全振动的总时间t=54.6 s,则双线摆的振动周期T=　　　　s。  (3)实验中,他们同时改变两根细线的长度,测出多组双线摆的摆长l和对应振动周期T,作出l-T2图像如图丙所示,图像不过坐标原点,则重力加速度的测量值　　　　(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。  答案:(1)D　(2)2.200　1.82　(3)不变 解析:(1)摆线上端直接绕在水平杆上,这样摆球在摆动时,摆线的长度会产生变化,实验误差会增大,因此摆线的上端应固定在悬点上,故A错误;为减小实验误差,摆球应选择质量大些和体积小些的球,故B错误;为减小实验误差,应使摆球从摆角较小的位置释放,故C错误;测量周期时应从摆球通过最低点时开始计时,并记录多次全振动所用的总时间,故D正确。 (2)由题图乙可知,该摆球的直径d=22 mm+0×0.05 mm=22.00 mm=2.200 cm。 由题知,周期为T== s=1.82 s。 (3)由题可知,单摆的实际摆长为l+,则由单摆的周期公式得T=2π,整理可得l=T2-,图像的斜率为k=,可知g=4π2k,可见重力加速度的测量值只与直线的斜率有关,与是否过原点无关,只要斜率不变,重力加速度的测量值就保持不变。 12.在利用单摆实验测量重力加速度时,某同学想改变传统秒表计时的方式,改为使用霍尔元件和单片机进行计时。按图乙方式将霍尔元件置于磁性摆球静止时的正下方,当小球做单摆运动经过最低点时,霍尔传感器产生脉冲信号并发送给单片机,单片机接收信号并计时,并将数据传输给电脑和手机,实时显示测量结果并分析处理和存储数据。 (1)实验前,用刻度尺测出绳长为L,用游标尺上有20个小格的游标卡尺测量摆球的直径,结果如图甲所示,可读出摆球的直径d=　　　　cm。  (2)电脑将单片机传输的计时数据处理后得到电压的脉冲信号随时间t的变化图线如图丙所示,则该单摆的周期为　　　　。  (3)最后根据测量得到单摆的摆长和运动周期,计算出重力加速度,其表达式为g=　　　　(用本题中涉及的符号表示)。  (4)若某次实验找不到磁性小球,只有一个不规则的小磁铁,将小磁铁用细绳悬挂起来做成单摆,取不同摆长L1、L2、…、Ln进行n次测量,得周期T1、T2、…、Tn,以测得的绳长L为横坐标,T2为纵坐标,作出的T2-L图线应是如图丁的直线　　　　(选填“a”“b”或“c”)。使用图像法处理数据测重力加速度,不规则小磁铁的重心不确定,这对测量结果是否有影响?　　　　(选填“是”或“否”)。  [答案]　(1)0.810　(2)2t0　(3)　(4)a　否 [解析]　(1)由题图甲可读出摆球的直径是 d=8 mm+2×0.05 mm=8.10 mm=0.810 cm。 (2)由题意可知,当小球做单摆运动经过最低点时,霍尔传感器产生脉冲信号,因此相邻两个电压脉冲之间的时间间隔为半个周期,则由图丙可知该单摆的周期为2t0。 (3)由题可知绳长为L,摆球的直径为d,则摆长为L'=L+,由单摆的周期公式可得g==。 (4)以测得的绳长L为横坐标,T2为纵坐标,设小磁铁的重心到固定小磁铁悬线最低点的距离为d',可知单摆的摆长为L+d',由单摆的周期公式可得T2=L+ 由此可知T2-L图线应为图线a。 使用图像法处理数据测重力加速度,不规则小磁铁的重心不确定,由T2=L+可知T2-L图线的斜率不变,则测量值g不变,因此这对测量结果没有影响。 四、解答题（共计4题，第13题10分，第14题10分，第15题10分，第15题12分，共计42分） 13.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，其波源的平衡位置在坐标原点，波源在0～ 4 s内的振动图像如图(a)所示，已知波的传播速度为0.5 m/s。 (1)求这列横波的波长； (2)求波源在4 s内通过的路程； (3)在图(b)中画出t＝4 s时刻的波形图。 答案　(1)2 m　(2)16 cm　(3)见解析图 解析　(1)由题知图(a)为波源振动图像，则可知A＝4 cm，T＝4 s 由于波的传播速度为0.5 m/s，根据波长与波速关系有λ＝ vT＝2 m。 (2)由(1)可知波源的振动周期为4 s，则4 s内波源通过的路程为s＝4A＝16 cm。 (3)由题图可知在t＝0时波源的起振方向沿y轴正方向，由于波速为0.5 m/s，则在4 s 时根据x＝vt＝2 m，可知该波刚好传到位置为2 m的质点处，且波源刚好回到平衡位置，且该波沿x轴正方向传播，则根据“上下坡法”可绘制出t＝4 s时刻的波形图如图所示。 14.如图所示，一个轻弹簧与一个质量为m＝0.5 kg 的小球所构成的弹簧振子穿在光滑水平金属杆上，已知该弹簧的劲度系数k＝200 N/m，O点是弹簧振子静止时的位置，今将振子缓慢向右拉10 cm到A点，此时外力对弹簧振子做功为1 J，然后由静止释放，则它在A、B之间运动，不计其他阻力，求： (1)振子在哪点的速度最大？最大速度为多少？ (2)振子在A点的位移； (3)振子在B点的加速度。 答案　(1)O点　2 m/s (2)10 cm，方向由O指向A (3)40 m/s2，方向由B指向O 解析　(1)由简谐运动的特点知，振子在平衡位置O点速度最大，由于弹簧振子在运动过程中系统机械能守恒，由题意知，外力做功增加了系统的弹性势能，振子从A向O运动的过程中，该势能全部转化为振子的动能，即W＝mv2 解得v＝＝ m/s＝2 m/s。 (2)振子在A点的位移大小为x＝10 cm，方向由O指向A。 (3)由于振动的振幅为10 cm，故在B点的位移大小是10 cm，即弹簧压缩了10 cm 此时回复力的大小F＝kx＝200×0.1 N＝20 N 即振子所受到的合外力大小为20 N 由牛顿第二定律得 a＝＝ m/s2＝40 m/s2 方向由B指向O。 15地震波既有纵波(P波)也有横波(S波),纵波是推进波,横波是剪切波,地震波的纵波和横波频率相等。距离震源30 km的监测人员先感觉到上下颠簸,Δt=3 s后感觉到左右摇晃,监测人员在左右摇晃时监测到了一列沿x轴负方向传播的地震横波。t1=0时刻x轴上在0~4.5 km区间内的波形如图中实线所示,t2=0.6 s时刻的波形如图中虚线所示,已知该地震横波的周期T>0.5 s。求: (1)该地震横波传播速度的大小; (2)该地震纵波的波长。 答案:(1)3.75 km/s　(2)4.8 km 解析:(1)由波形图可知地震横波的波长λS=3 km 由题意可得t2-t1=(n+)T(n=0,1,2,…) 又T>0.5 s,可得n=0,即T=0.6 s 解得T=0.8 s 地震横波传播速度为vS= 解得vS=3.75 km/s。 (2)由题意得Δt=-,解得vP=6 km/s 又vP=,解得λP=4.8 km。 16.如图所示,一列简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时刻为一个完整波形。质点Q的横坐标为4 m,t=5 s时质点Q第2次到达波峰。求: (1)波的传播速度大小; (2)x=10 m处的质点在t=7 s时的位移; (3)从t=0时刻开始计时,写出质点Q的振动方程。 【答案】 (1)2 m/s　(2)0 (3)xQ=40sin t cm 【解析】 (1)由题图可知,波长λ=8 m,此时质点Q沿y轴正方向运动,当质点Q第2次到达波峰时,有T=5 s, 解得周期T=4 s, 由波长、速度和周期的关系有λ=vT, 解得v=2 m/s。 (2)若经t1时间波传到x=10 m处,则t1==1 s, 此后该质点振动了Δt=t-t1=6 s即1.5个周期而处于平衡位置,可知7 s时该质点的位移x=0。 (3)设质点Q的振动方程xQ=Asin (ωt+),其中A=40 cm,ω= rad/s。 由于t=0时xQ=0, 且速度正向最大,得=0, 即振动方程为xQ=40sin t cm。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 知识考点专题：专题08 机械振动和机械波 专题训练（试卷） 考试时间： 75分钟 试卷分值：100分 姓名： 班级： 考号： 题型 单项选择题 多项选择题 填空题 解答题 合计 得分 一、单项选择题（共计7题，每小题4分，共计28分） 1.如图所示,一束激光射入肥皂泡后(入射激光束未在图中标出),肥皂膜内出现一亮环。肥皂膜内的激光(　　) A 波长等于亮环的周长 B 频率比在真空中的大 C 在肥皂膜与空气的界面上发生衍射 D 在肥皂膜与空气的界面上发生全反射 2.我国研制的复兴号动车组首次实现了速度350 km/h的自动驾驶,此时多普勒效应会影响无线通信系统稳定,这要求通信基站能分析误差并及时校正。如图,一辆行驶的动车组发出一频率为f0、持续时间为Δt0的通信信号,与动车组行驶方向在同一直线上的通信基站A、B接收到信号的频率和持续时间分别为fA、ΔtA和fB、ΔtB。下列判断正确的是(　　) A.fA>f0,ΔtA<Δt0　　 B.fA<f0,ΔtA>Δt0 C.fB>f0,ΔtB>Δt0 D.fB<f0,ΔtB<Δt0 3.渔船常用回声探测器发射的声波探测水下鱼群与障碍物。声波在水中传播速度为1 500 m/s,若探测器发出频率为1.5×106 Hz的声波,下列说法正确的是(　　) A.两列声波相遇时一定会发生干涉 B.声波由水中传播到空气中,波长会改变 C.该声波遇到尺寸约为1 m的被探测物时会发生明显衍射 D.探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度无关 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，以向右为正方向，由图可知下列说法中正确的是(　　) A.在t＝0.2 s时刻，弹簧振子运动到O位置 B.在t＝0.1 s与t＝0.3 s两个时刻，弹簧振子的速度相同 C.从t＝0到t＝0.2 s的时间内，弹簧振子的动能持续地减小 D.在t＝0.2 s与t＝0.6 s两个时刻，弹簧振子的加速度相同 5.如图所示，S1、S2是两个步调完全相同的相干波源，其中实线表示波峰，虚线表示波谷。若两列波的振幅均保持5 cm不变，关于图中所标的b、c、d三点，下列说法正确的是(　　) A.d点始终保持静止不动 B.图示时刻c点的位移为零 C.b点振动始终加强，c点振动始终减弱 D.图示时刻，b、c两点的竖直高度差为10 cm 6.如图为某单摆的振动图像,重力加速度g取10 m/s2。下列说法正确的是(　　) A.摆长为1.6 m,起始时刻速度最大 B.摆长为2.5 m,起始时刻速度为零 C.摆长为1.6 m,A、C点的速度相同 D.摆长为2.5 m,A、B点的速度相同 7.如图甲,在光滑绝缘水平桌面内建立直角坐标系Oxy,空间内存在与桌面垂直的匀强磁场。一质量为m、带电荷量为q的小球在桌面内做圆周运动。平行光沿x轴正方向照射,垂直光照方向放置的接收器记录小球不同时刻的投影位置。投影坐标y随时间t的变化曲线如图乙所示,则(　　) A.磁感应强度大小为 B.投影的速度最大值为 C. 2t0～3t0时间内,投影做匀速直线运动 D. 3t0～4t0时间内,投影的位移大小为y0 二、多项选择题（共计3题，每小题5分，选对但不全得3分，错选不得分，共计15分） 8.如图,一玻璃瓶的瓶塞中竖直插有一根两端开口的细长玻璃管,管中一光滑小球将瓶中气体密封,且小球处于静止状态,装置的密封性、绝热性良好。对小球施加向下的力使其偏离平衡位置,在t=0时由静止释放,小球的运动可视为简谐运动,周期为T。规定竖直向上为正方向,则小球在t=1.5T时刻(　　) A位移最大,方向为正 B速度最大,方向为正 C加速度最大,方向为负 D受到的回复力大小为零 9.一个波源在绳的左端发出一个凸起①，频率为f1，振幅为A1；同时另一波源在绳的右端发出一个凸起②，频率为f2，振幅为A2。且f1<f2，P为两波源连线的中点，如图所示，已知机械波在介质中传播的速度只由介质本身的性质决定。下列说法正确的是(　　) A.两列波同时到达两波源的中点P B.两列波相遇时，P点的波峰值可达A1＋A2 C.两列波相遇时，绳上波峰值可达A1＋A2的点只有一个，此点在P点左侧 D.两列波相遇后，各自仍保持原来的波形独立传播 10.如图所示,水平弹簧振子沿x轴在M、N间做简谐运动,坐标原点O为振子的平衡位置,其振动方程为x=5sin(10πt+)cm。下列说法正确的是(　　) A.M、N间的距离为5 cm B.振子的运动周期是0.2 s C.t=0时,振子位于N点 D.t=0.05 s时,振子具有最大加速度 三、填空题（共计2题，第11题6分，第12题9分，共计15分） 11.某实验小组利用图甲所示的双线摆来测量当地的重力加速度。已知图甲中细线长度均为L=100.00 cm,与水平方向夹角均为θ=53°(sin 53°=0.8)。 (1)关于本实验,下列说法正确的是　　　　。  A.摆线上端直接绕在水平杆上即可 B.为便于观察摆球的运动,摆球应选择质量和体积都大些的球 C.为便于测量振动周期,应使摆球从摆角较大的位置释放 D.测量周期时应从摆球通过最低点时开始计时,并记录多次全振动所用的总时间 (2)小组成员先用游标卡尺测得摆球的直径如图乙所示,则该摆球的直径d=　　　　cm,他们再将摆球沿垂直纸面向外拉开一个较小角度后释放,用秒表测出30次全振动的总时间t=54.6 s,则双线摆的振动周期T=　　　　s。  (3)实验中,他们同时改变两根细线的长度,测出多组双线摆的摆长l和对应振动周期T,作出l-T2图像如图丙所示,图像不过坐标原点,则重力加速度的测量值　　　　(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。  12.在利用单摆实验测量重力加速度时,某同学想改变传统秒表计时的方式,改为使用霍尔元件和单片机进行计时。按图乙方式将霍尔元件置于磁性摆球静止时的正下方,当小球做单摆运动经过最低点时,霍尔传感器产生脉冲信号并发送给单片机,单片机接收信号并计时,并将数据传输给电脑和手机,实时显示测量结果并分析处理和存储数据。 (1)实验前,用刻度尺测出绳长为L,用游标尺上有20个小格的游标卡尺测量摆球的直径,结果如图甲所示,可读出摆球的直径d=　　　　cm。  (2)电脑将单片机传输的计时数据处理后得到电压的脉冲信号随时间t的变化图线如图丙所示,则该单摆的周期为　　　　。  (3)最后根据测量得到单摆的摆长和运动周期,计算出重力加速度,其表达式为g=　　　　(用本题中涉及的符号表示)。  (4)若某次实验找不到磁性小球,只有一个不规则的小磁铁,将小磁铁用细绳悬挂起来做成单摆,取不同摆长L1、L2、…、Ln进行n次测量,得周期T1、T2、…、Tn,以测得的绳长L为横坐标,T2为纵坐标,作出的T2-L图线应是如图丁的直线　　　　(选填“a”“b”或“c”)。使用图像法处理数据测重力加速度,不规则小磁铁的重心不确定,这对测量结果是否有影响?　　　　(选填“是”或“否”)。  四、解答题（共计4题，第13题10分，第14题10分，第15题10分，第16题12分，共计42分） 13.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，其波源的平衡位置在坐标原点，波源在0～ 4 s内的振动图像如图(a)所示，已知波的传播速度为0.5 m/s。 (1)求这列横波的波长； (2)求波源在4 s内通过的路程； (3)在图(b)中画出t＝4 s时刻的波形图。 14.如图所示，一个轻弹簧与一个质量为m＝0.5 kg 的小球所构成的弹簧振子穿在光滑水平金属杆上，已知该弹簧的劲度系数k＝200 N/m，O点是弹簧振子静止时的位置，今将振子缓慢向右拉10 cm到A点，此时外力对弹簧振子做功为1 J，然后由静止释放，则它在A、B之间运动，不计其他阻力，求： (1)振子在哪点的速度最大？最大速度为多少？ (2)振子在A点的位移； (3)振子在B点的加速度。 15地震波既有纵波(P波)也有横波(S波),纵波是推进波,横波是剪切波,地震波的纵波和横波频率相等。距离震源30 km的监测人员先感觉到上下颠簸,Δt=3 s后感觉到左右摇晃,监测人员在左右摇晃时监测到了一列沿x轴负方向传播的地震横波。t1=0时刻x轴上在0~4.5 km区间内的波形如图中实线所示,t2=0.6 s时刻的波形如图中虚线所示,已知该地震横波的周期T>0.5 s。求: (1)该地震横波传播速度的大小; (2)该地震纵波的波长。 16.如图所示,一列简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时刻为一个完整波形。质点Q的横坐标为4 m,t=5 s时质点Q第2次到达波峰。求: (1)波的传播速度大小; (2)x=10 m处的质点在t=7 s时的位移; (3)从t=0时刻开始计时,写出质点Q的振动方程。 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 知识考点专题：专题08 机械振动和机械波 专题训练（答题卡） ( 条形码 粘贴 区 域 ) 学校： 试卷类型：A B 缺考标记(考生禁止填涂) 班级： ( ) 姓名： 考号： ( 注 意 事 项 1 、答题前，考生须准确填写自己 的 姓名、准考证号，并认真核准条形码上的姓名、 准考证号。 2 、 第一部分选择题必须使用2B铅笔填涂，第二部分非选择题必须用0.5毫米黑色 墨水签字笔书写，涂写要工整、清晰。 3、按照题号在对应的答题区域内作答，超出各题答题区域的答案无效，在草稿纸、 试卷上作答无效。 4、保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破。 填 涂 样 例 正确填涂 ■ ) ( 选择题 1 [A] [B] [C] [D] 6 [A] [B] [C] [D] 2 [A] [B] [C] [D] 7 [A] [B] [C] [D] 3 [A] [B] [C] [D] 8 [A] [B] [C] [D] 4 [A] [B] [C] [D] 9 [A] [B] [C] [D] 5 [A] [B] [C] [D] 10 [A] [B] [C] [D] 非选择题 11. 12. ) ( 请在各题目的答题区域内作答 ， 超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 ) ( 请在各题目的答题区域内作答 ， 超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 ) ( 13 （1 0 分） 14.（ 1 0分） 15.（ 1 0分） 16.（ 1 2分） ) ( 请在各题目的答题区域内作答 ， 超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 ) 学科网（北京）股份有限公司 $