1、第七单元 机械振动和机械波（A）注意事项：1答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。1做简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，可能不同的物理量是()A位移 B速度 C加速度 D
2、回复力2在喜剧电影功夫中，包租婆的“狮子吼”可以将酒杯震碎。若我们用手指轻弹同样的酒杯，听到清脆的声音，并测得该声音的频率为500 Hz，已知空气中的声速为340 m/s，则包租婆的“狮子吼”声波的波长约为()A0.68 m B1.32 m C1.47 m D2.94 m3如图甲所示为挖掘机的顶部垂下一个大铁球并让它小角度的摆动，即可以用来拆卸混凝土建筑，可视为单摆模型，它对应的振动图像如图乙所示，则下列说法正确的是()A单摆振动的周期是6 sBt2 s时，摆球的速度最大C摆球的质量增大，周期越大D该单摆的摆长约为8 m4如图所示，图甲为沿x轴传播的一列简谐横波在t1 s时刻的波动图像，图乙为
3、质点P的振动图像。下列说法正确的是()A波沿x轴负方向传播，波速为2 m/sB该波可以与另一列频率为2 Hz的波发生稳定的干涉C波在传播过程中遇到100 m大小的障碍物能发生明显的衍射D某人向着波源方向奔跑，观察到的波的频率大于0.5 Hz5B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，t0时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的频率为1107 Hz，下列说法正确的是()A01.2510-7 s内质点M运动的路程为4 mmB质点M第一次位移为0.2 mm的时刻是10-7 sC超声波
4、在血管中的传播速度为1.4103 m/sDt1.510-7 s时质点N恰好处于波峰6一列波长大于3.6 m的简谐横波沿直线方向由a向b传播，a、b相距6 m，a、b两质点的振动图像如图所示。由此可知()A3 s末a、b两质点的位移相同B该波的波速为2 m/sC该波的波长为4 mD该波由a传播到b历时1.5 s7如图所示，S1、S2为两个振动情况完全一样的波源，两列波的波长都为，它们在介质中产生干涉现象，S1、S2在空间共形成了5个振动加强的区域，如图中实线所示。P是振动加强区域中的一点，则下列说法正确的是()AP点到两波源的距离差等于1.5BS1波在该区域传播速度更大CP点此时刻振动最强，过半
5、个周期后，振动变为最弱D两波源之间的距离一定在2个波长到3个波长之间8如图甲、乙分别为两列横波、的振动图像，t0时刻分别同时从图丙的A、B两点开始向四周传播，并在t2 s时恰好相遇，已知A、B相距0.8 m，C为AB中点，D距A点0.15 m，则()A直线上A、B外侧均为振动加强点B直线上A、B间（不包括A、B点）共有6个振动加强点Ct4 s内直线上C点通过的路程为零Dt3.75 s时D点经平衡位置向上振动二、多项选择题:本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9如图甲所示，女同学站立不动吹口哨，一位小女孩坐在秋千上
6、来回摆动，据图乙，下列关于小女孩的感受的说法正确的是()A小女孩从A向B运动过程中，她感觉哨声音调变高B小女孩从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变高C小女孩在点C向右运动时，她感觉哨声音调不变D小女孩在点C向左运动时，她感觉哨声音调变低10在空气中的同一区域内，两列声波波源的振动情况如图所示，可以肯定的是()Aa波源的频率为b波源频率的2倍Ba波的波长为b波波长的2倍Ca、b两列波叠加能产生干涉D通过同一狭缝，a波的衍射效果比b波明显11在用单摆测重力加速度实验中，下面说法中正确的是()A如果有两个大小相同的带孔塑料球和带孔铁球可供选择，应选用铁球作摆球B测量单摆周期时，应从摆球经过最高点时开
7、始计时C若细绳的质量不可忽略，实验中测得的重力加速度值较真实值偏大D将全振动次数n误记为(n1)，测得的重力加速度值较真实值偏大12一简谐横波沿x轴正方向传播，在tT时刻，该波的波形图如图甲所示，P、Q是介质中的两个质点。图乙表示介质中某质点的振动图象。下列说法正确的是()A质点Q的振动图象与图乙相同B在t0时刻，质点P的速率比质点Q的大C在t0时刻，质点P的加速度的大小比质点Q的大D平衡位置在坐标原点的质点的振动图象如图乙所示三、非选择题：本题共6小题，共60分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题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能得分。有数值计算的题
8、，答案中必须明确写出数值和单位。13(6分)如图甲所示，位于惠州东南部的大亚湾有着延绵曲折的黄金海岸，这里有近百个千姿百态的岛屿，呈弯月状分布，被誉为“海上小桂林”。某同学和爸爸乘船在大亚湾游玩，该同学的船停在A点，爸爸的船停在B点，如图乙所示，细心的同学发现：水波以2 m/s的速率均匀地从A点向B点传播，A、B两点相距24 m，第1个波峰经过A点至第20个波峰经过A点用时57 s，把水波看成简谐横波，则波长为_m，该同学和爸爸_（选填“能”或“不能”）同时处于波谷。14(9分)一列简谐横波沿x轴传播，振幅为10 cm。t0时刻，该波波形如图中实线所示，此时x0处的质点N沿y轴负向振动，质点M
9、此时的纵坐标为5 cm，经过t1 s(tT)波形如图中虚线所示，则此列波的传播方向沿x轴_（填“正”或“负”）方向，该简谐横波的周期是_s，t0时刻质点M的横坐标是_m。15(9分)在探究单摆运动的实验中：(1)图甲是用力传感器对单摆振动过程进行测量的装置图，图乙是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的Ft图象，根据图乙的信息可得，从t0时刻开始摆球第一次摆到最低点的时刻为_，摆长为_（取210，重力加速度大小g10 m/s2）。(2)单摆振动的回复力是_。A摆球所受的重力B摆球重力在垂直摆线方向上的分力C摆线对摆球的拉力D摆球所受重力和摆线对摆球拉力的合力16(10分)有一弹簧振子在水平方向上的
10、B、C之间做简谐运动，已知B、C间的距离为20 cm，振子在2 s内完成了10次全振动。若从某时刻振子经过平衡位置时开始计时（t0），经过周期振子有正向最大加速度。(1)求振子的振幅和周期；(2)在图中作出该振子的位移时间图像；(3)写出振子的振动方程。17(12分)如图所示为某简谐横波t0时刻的波形图，该波沿x轴正方向传播，振动周期T2 s，此时平衡位置为xp4 m质点P刚要开始振动，质点Q的平衡位置为xQ 15 m (Q点图中未画出)。求：(1)这列波的传播速度及质点P的振动方程；(2)从该时刻起，经过多长时间质点Q第二次出现波峰。18(14分)在某光滑水平面上建立xOy直角坐标系，一弹性
11、绳置于y轴正半轴，A、B是绳上的两质点，绳子的一端位于坐标原点O。现让绳子的该端以x0.2sin 5t(m)的规律做简谐运动，形成一列沿y轴正方向传播的横波。某时刻波刚传到A点，波形如图所示。已知OA的距离为1.0 m，OB的距离为4.0 m。求：(1)质点振动的周期和波传播的速度的大小；(2)绳上的B点在波峰位置的时刻。第七单元（A）答案一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。1【答案】B2【答案】A【解析】发生共振的条件是驱动力的频率等于物体的固有频率，而酒杯的固有频率为500 Hz；可知“狮子吼”的频率接近500 Hz，所以“狮子吼”的波长0.
12、68 m，故选A。3【答案】B【解析】由图像知，单摆的周期8 s，A错误；t2 s时，摆球位于平衡位置，速度最大，B正确；根据单摆周期公式T2，周期与质量无关，C错误；由T28 s，得摆长l16 m，D错误。4【答案】D【解析】从乙图可知，t1 s时刻，P质点正在平衡位置向+y方向振动，则波沿x轴正方向传播，由v，可以计算出波速为2 m/s，A错误；波的周期是2 s，频率为0.5 Hz，与其发生干涉的波的频率也为0.5 Hz，B错误；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，C错误；当波源和观察者相互靠近时，观察到的波的频率比波源的频率要高，D正确。5【答案】C【解析】由题可知
13、，质点M运动的路程，A错误；超声波在血管中的传播速度，C正确；根据传播方向可知，质点M开始振动的方向沿y轴负方向，当坐标 的质点的振动形式传到M点时，质点M第一次位移为0.2 mm，此时波向前传播，所用时间，B错误；质点N第一次到达波峰的时间，D错误。6【答案】B【解析】由图可知，3 s末a、b两质点的位移不同，一个在平衡位置，一个在波谷，故A错误；由图可知，波的周期为T4 s，质点a的振动传到b用时，则该波的波速，该波的波长，根据题意，波长大于3.6m，则n只能取0，故，v2 m/s，故B正确，CD错误。7【答案】D【解析】由题意可知，S1、S2在空间共形成5个振动加强的区域，则P点到两波源
14、的距离差等于，故A错误；S1、S2为振动情况完全相同的波源，则S1的传播速度等于S2的传播速度，故B错误；若P点此时刻振动最强，过半个周期后，振动仍为最强，故C错误；因为Sl、S2在空间共形成了5个振动加强的区域，所以波程差最大达到2个波长，但又小于3个波长，所以两波源之间的距离一定在2个波长到3个波长之间，故D正确。8【答案】C【解析】由题意知，波长为0.2 m，A、B两质点的起振方向相反，AB间距满足波长的整数倍，故A、B外侧均为减弱点，故A错误；加强点满足该点距AB的位移差为半波长的奇数倍，共有8个点，分别距A点的距离为0.05 m，0.15 m，0.25 m，0.35 m，0.45 m
15、，0.55 m，0.65 m，0.75 m，故B错误；C点距A点0.4 m，为减弱点其位移始终为零，故C正确；D点为加强点，t3.25 s时，波刚传到D点，从平衡位置向上振动，此时波已在D点振动了2.5 s，也从平衡位置向上振动。再经0.5 s，质点D经平衡位置向下振动，故D错误。二、多项选择题:本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9【答案】AD【解析】小女孩荡秋千的过程中，只要她有向右的速度，她都有靠近声源的趋势，根据多普勒效应，她都会感到哨声音调变高；反之，小女孩向左运动时，她感到音调变低。10【答案】BD【
16、解析】由两声源的振动图像可以看出，a波的周期是b波的2倍，由f可知，a波源的频率为b波源频率的倍，A错误；因为波速相等（同一介质），由波速公式v可知，a波的波长等于b波波长的2倍，B正确；两列波相干涉的条件是频率必须相等，可知a、b两列波叠加不会产生稳定的干涉，C错误；波长越长，通过同一狭缝衍射越明显，a波的衍射效果比b波明显，D正确。11【答案】ACD【解析】摆球应选择质量大些、体积小些的铁球，故A正确；测量周期时，应从摆球经过最低点时开始计时，故B错误；若细绳的质量不可忽略，摆长的测量值偏大，根据gl知重力加速度的测量值比真实值大，故C正确；将全振动次数n误记为(n1)，则周期的测量值偏小
17、，根据gl知重力加速度的测量值比真实值大，故D正确。12【答案】CD【解析】由图乙可知，在tT时刻，质点正在向y轴负方向振动，而从图甲可知，质点Q在tT正在向y轴正方向运动，故A错误；由tT的波形图推知，t0时刻，质点P正位于波谷，速率为零；质点Q正在平衡位置，故在t0时刻，质点P的速率小于质点Q，故B错误；t0时刻，质点P正位于波谷，具有沿y轴正方向最大加速度，质点Q在平衡位置，加速度为零，故C正确；t0时刻，平衡位置在坐标原点处的质点，正处于平衡位置，沿y轴正方向运动，跟乙图吻合，故D正确。三、非选择题：本题共6小题，共60分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字
18、说明、方程式和重要演算步骤，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。13(6分)【答案】6 能 (每空3分)【解析】由题意可知，波的周期，由波长公式可得，由于AB的距离恰好为波长的4倍，所以该同学和爸爸能同时处于波谷。14(9分)【答案】正 2 0.4 (每空3分)【解析】t0时刻，x0处的质点沿y轴负向振动，则此列波沿x轴正向传播；由图知，则；由图可知此波波长，则波速，根据，将代入解得，当的质点的振动情况传播到质点M时传播距离，则点M的横坐标为。15(9分)【答案】(1)0.5s 0.64m (2)B (每空3分)【解析】(1)摆到最低点时速度最大，绳上拉力最
19、大，故从t0时刻开始摆球第一次摆到最低点的时刻为0.5s。两次拉力最大的时间间隔为半个周期，可知T1.6 s，单摆的周期公式T2，代入数据可解得摆长l0.64 m。(2)单摆振动的回复力是摆球重力在垂直摆线方向上的分力，B正确。16(10分)【解析】(1)振幅A10 cm (2分)周期Ts 0.2 s。 (2分)(2)振子在周期时具有正的最大加速度，故有负向最大位移，其位移时间图像如图所示。(2分)(3)设振动方程为yAsin (t)当t0时，y0，则sin 0，得0或当再过较短时间，y为负值，所以 (2分)所以振动方程为y10sin (10t) cm。 (2分)17(12分)【解析】(1)由
20、图可知，该波的波长，则传播速度 (2分)质点P的起振方向沿y轴的正方向 (2分)波的振幅 ，则有质点P的振动方程为。 (2分)(2)振动由质点P传到质点Q的时间为 (2分)从质点P开始振动到出现第二次波峰的时间 (2分)故总时间为。 (2分)18(14分)【解析】(1)由简谐运动的表达式x0.2sin5t(m)可知5 (2分)解得T0.4 s (2分)由图可知2OA2 m，则波传播的速度大小为v m/s5 m/s。 (2分)(2)由于AB之间的距离为(41) m3 m1 (2分)该波传到B点用时t11T0.6 s (2分)则从B开始振动到处于波峰位置需要用时t2(nTT)(n0,1,2，) (2分)故B在波峰的时刻为tt1t2(0.70.4n) s(n0,1,2，) (2分)