1、单元综合测试十二(机械振动机械波)本试卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分，试卷满分为100分考试时间为90分钟第卷(选择题，共40分)一、选择题(本题共10小题，每题4分，共40分有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1一弹簧振子做简谐振动，周期为T，则()A若t时刻和(tt)时刻振子运动位移的大小相等、方向相同，则t一定等于T的整数倍B若t时刻和(tt)时刻振子运动的速度的大小相等、方向相反，则t一定等于T/2的整数倍C若tT，则在t时刻和(tt)时刻振子运动的加速度一定相等D若tT/2，则在t时刻和(tt)时刻弹簧的长度一定相等图1解
2、析：此题若用图象来解决将更直观、方便设弹簧振子的振动图象如图1所示B、C两点的位移大小相等、方向相同，但B、C两点的时间间隔tT，A错误；B、C两点的速度大小相等、方向相反，但tT/2，B错误；A、D两点间的位移大小和方向均相等，又是相邻的两点，所以A、D两点的时间间隔tT，A、D两点的位移大小和方向均相等，所以A、D两点的加速度一定相等，C正确；A、C两点的时间间隔tT/2，A点与C点位移大小相等、方向相反，在A点弹簧是伸长的，在C点弹簧是压缩的，所以在A、C两点弹簧的形变量大小相同，而弹簧的长度不相等，D错误答案：C2把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周给筛子一个
3、驱动力，这就做成了一个共振筛，筛子自由振动时，完成20次全振动用15 s，在某电压下，电动偏心轮转速是88 r/min，已知增大电动偏心轮的电压，可以使其转速提高；增加筛子质量，可以增大筛子的固有周期要使筛子振幅增大，下列做法中正确的有()降低输入电压提高输入电压增加筛子质量减小筛子质量ABC D解析：增大振幅，应使驱动力的频率与筛子的固有频率接近，最好相等由题意知驱动力周期：T驱 s s，筛子的固有周期：T固 s，T驱T固办法：可以减小T固，即减小筛子质量，也可以增加T驱，即减小转速，降低电压故、正确答案：B3如图2(a)是演示简谐运动图象的装置，当盛沙漏斗下面的薄木板N被匀速拉出时，摆动着
4、的漏斗中漏出的沙在板上形成的曲线显示出摆的位移随时间变化的关系，板上的直线OO代表时间轴图2(b)是两个摆中的沙在各自木板上形成的曲线，若N1和N2板拉动的速度v1和v2的关系为v22v1，则板N1、N2上曲线所代表的振动周期T1和T2的关系为()图2AT2T1 BT22T1CT24T1 DT2T1解析：图(a)是课本中演示单摆振动图线的实验装置图，由图(b)图线中可以看出，板N1、N2拉动的距离s相同，拉N1板和拉N2板所用的时间为t1和t2，则sv1t1v2t2，因为v22v1，所以t2t1/2.由图(b)知，t1T1，t22T2代入得2T2，即T2.故正确选项为D.答案：D图34如图3所
5、示，沿x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200 m/s，下列说法中正确的是()A从图示时刻开始，经过0.01 s质点a通过的路程为0.4 mB从图示时刻开始，质点b比质点a先到平衡位置C若此波遇到另一列波并产生稳定的干涉条纹，则另一列波的频率为50 HzD若该波在传播中遇到宽约3.999 m的障碍物能发生明显的衍射现象解析：由题图可判断出4 mT/v0.02 s，经过0.01 s质点a通过的路程为2个振幅即0.4 m故选项A是正确的质点b先向下振动，再向上振动，而质点a直接向下振动，所以质点b比质点a后到平衡位置，故选项B是错误的若此波遇到另一列波并产生稳定的干涉条
6、纹，则它们的频率必相等，为50 Hz，故选项C是正确的宽度3.999 m与4 m相差不多，所以能发生明显的衍射现象，故选项D是正确的答案：ACD5如图4所示，S1、S2是振幅均为A的两个水波波源，某时刻它们形成的波峰和波谷分别由实线和虚线表示则下列说法中正确的是()图4A两列波在相遇区域发生干涉B两列波在相遇区域内发生叠加C此时各点的位移是：xA0，xB2A，xC2ADA处振动始终减弱，B、C处振动始终加强解析：两列波发生干涉的条件是：频率相同，相差恒定从图上可知122，则2f1f2，这两列波不是相干波，故不能产生干涉现象两列机械波在相遇区域发生叠加，这是波的基本特征之一其结果是：任何一个质点
7、的总位移，都等于这两列波引起的位移的矢量和所以B、C选项正确由于频率不同，叠加情况会发生变化如C处此时两波峰相遇，但经，S2在C处是波谷，S1则不是，故C处不能始终加强，D错答案：BC6(2009重庆高考)同一音叉发出的声波同时在水和空气中传播，某时刻的波形曲线见图5，以下说法正确的是()图5A声波在水中波长较大，b是水中声波的波形曲线B声波在空气中波长较大，b是空气中声波的波形曲线C水中质点振动频率较高，a是水中声波的波形曲线D空气中质点振动频率较高，a是空气中声波的波形曲线解析：本题考查波在不同的介质中传播时波长、频率和波速之间的关系，以及波的图象等知识，意在考查考生对机械波的掌握情况因声
8、波的波速在水中较空气中快，而波的频率等于振源的振动频率，则声波在水和空气中传播的频率相同，再由vf知，声波在水中传播的波长长答案：A7(2009浙江高考)一列波长大于1 m的横波沿着x轴正方向传播，处在x11 m和x22 m的两质点A、B的振动图象如图6所示由此可知()A波长为 mB波速为1 m/sC3 s末A、B两质点的位移相同D1 s末A点的振动速度大于B点的振动速度图6解析：本题考查振动图象和波的知识，意在考查考生理解振动图象的含义及与波的知识由振动图象可知，振动的周期为4 s，3 s末质点A的位移为2 cm，质点B的位移为零，C错；1 s末质点A的振动速度为零，质点B的振动速度最大，D
9、错；由图可知AB两点相距为，所以其波长为 m，波速为 m/s，A正确，B错答案：A8(2009全国卷)下列关于简谐运动和简谐波的说法，正确的是()A媒质中质点振动的周期一定和相应的波的周期相等B媒质中质点振动的速度一定和相应的波的波速相等C波的传播方向一定和媒质中质点振动的方向一致D横波的波峰与波谷在振动方向上的距离一定是质点振幅的两倍解析：媒质中质点振动的速度周期性变化，而简谐波的波速不变，两者不相等，故B选项错；横波中波的传播方向和媒质中质点振动方向垂直，C选项错答案：AD图79(2010全国卷)一简谐横波以4m/s的波速沿x轴正方向传播已知t0时的波形如图7所示，则()A波的周期为1sB
10、x0处的质点在t0时向y轴负向运动Cx0处的质点在ts时速度为0Dx0处的质点在ts时速度值最大解析：根据题图可知，波长4 m，则周期T/v1 s，选项A正确；波沿x轴正方向传播，则x0处的质点在t0时向y轴负向运动，选项B正确；x0处的质点经过 s(T/4)到达平衡位置下方但没有达到负向最大位移处，因而选项C、D均错答案：AB图810一列简谐横波以1 m/s的速度沿绳子由A向B传播质点A、B间的水平距离x3 m，如图8所示若t0时质点A刚从平衡位置开始向上振动，其振动方程为y2sint cm.则B点的振动图象为下图中的()解析：T4 s，vT4 m，从A传到B需3 s，且B点起振动方向向上，
11、B对答案：B第卷(非选择题，共60分)二、填空题(本题共2小题，每题8分，共16分)11单摆测定重力加速度的实验中图9(1)实验时用20分度的游标卡尺测量摆球直径，示数如图9甲所示，该摆球的直径d_ mm.(2)接着测量了摆线的长度为l0，实验时用拉力传感器测得摆线的拉力F随时间t变化的图象如图乙所示，则重力加速度的表达式g_(用题目中的物理量表示)(3)某小组改变摆线长度l0，测量了多组数据在进行数据处理时，甲同学把摆线长l0作为摆长，直接利用公式求出各组重力加速度值再求出平均值；乙同学作出T2l0图象后求出斜率，然后算出重力加速度两同学处理数据的方法对结果的影响是：甲_，乙_(填“偏大”、
12、“偏小”或“无影响”)解析：(1)从游标卡尺上读出摆球直径d14.15 mm.(2)由Ft图象，单摆周期T4t0，摆长ll0根据T2，g(3)实际摆长为l0d，故甲同学测量结果偏小，而乙同学处理数据的方法对测量结果无影响答案：(1)14.15(2)(3)偏小无影响12两个同学做“利用单摆测重力加速度”的实验：(1)甲同学测得g值偏小，其可能原因是()A测摆线长时，摆线拉得过紧B摆线未系牢，摆动中松弛了C实验中误将49次全振动数计为50次D实验中误将51次全振动数计为50次(2)乙同学做实验时，一时找不到摆球，就用重锤代替摆球，两次分别用不同的摆长做实验，测摆长时只测摆线长，其长度分别为l1和l
13、2，并相应测出其周期为T1和T2，要用上述测量的数据正确计算出g值，那么他计算重力加速度的表达式应为：g_.解析：(1)由g.若g偏小，则l测量值比真实值小或T测量值比真实值大，故B，D选项正确(2)设重锤的等效半径为r，由g，得g，g.由以上两式解得g.答案：(1)BD(2)三、计算题(本题共4小题，13、14题各10分，15、16题各12分，共44分，计算时必须有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)图1013如图10所示，质量为m的物体在竖直弹簧上做简谐运动，当振幅为A时，木块对弹簧压力的最大值为木块重力的1.5倍，求：(1)木块对弹簧压力的最小值为多少？(2)欲使木块不脱离
14、弹簧，其振幅不能超过多少？解析：因为木块在竖直方向上做简谐运动，依题意木块在最低点时对弹簧的压力最大，在最高点对弹簧的压力最小(1)在最低点根据牛顿第二定律有FNmgma，代入数据解得a0.5 g由最高点和最低点相对平衡位置对称，加速度大小等值反向，所以最高点的加速度大小为a0.5 g，在最高点根据牛顿第二定律有mgFNma，故FNmgma0.5 mg.(2)要使木块不脱离弹簧，设其振幅不能超过A，此时木块振到最高点恰在弹簧原长处，此时的最大加速度为g，由ax知，当振幅为A时，在最低点有0.5 gA；当振幅为A时，在最高点有gA，由此可得A2A.答案：(1)0.5 mg(2)2A14一列横波如
15、图11所示，波长8 m，实线表示t10时刻的波形图，虚线表示t20.005 s时刻的波形图则：图11(1)波速多大？(2)若2Tt2t1T，波速又为多大？(3)若Tt2t1，并且波速为3600 m/s，则波向哪个方向传播？解析：(1)若波沿x轴正方向传播t2t1nT，得：T s波速v400(4n1) m/s(n0,1,2，)；若波沿x轴负方向传播，t2t1TnT得：T s波速v400(4n3) m/s(n0,1,2，)(2)若波沿x轴正方向传播t2t1T，T0.004 s所以波速v2000 m/s；若波沿x轴负方向传播t2t1T，T s所以速度v2800 m/s.(3)令v400(4n1) m
16、/s3600 m/s得n2，所以波速3600 m/s，符合沿x轴正方向传播的情况若令v400(4n3) m/s3600 m/s则n不为整数值，所以波只能沿x轴正方向传播答案：(1)400(4n1) m/s(n0,1,2，)400(4n3) m/s(n0,1,2，)(2)2000 m/s2800 m/s(3)沿x轴正方向传播15有一种沙漠蝎子既没有眼睛，也没有耳朵它捕食猎物靠的是一种地震仪式的本领它有八条腿，趴伏时大致对称地放置在躯体四周(如图12所示)不远处的小虫一有骚动，就会在沙面上引起一阵地震波蝎子从哪只腿先感到地震波就能判断小虫所在的方向，并从P波和S波到达的时间差就可以“算出”小虫到它
17、的距离方位和距离都知道了，它就能扑上去捕获小虫了已知P波速度为150 m/s，S波速度为50 m/s.如果两波到达沙漠蝎子的时间差为3.5103 s，则小虫离它的距离多大？图12解析：从P波和S波到达沙漠蝎子的时间差及其波速即可确定小虫与沙漠蝎子间的距离，根据xvt，结合题意有：t，即：3.5103 s，解得：x0.2625 m26 cm.答案：26 cm16(2010山东高考)渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位已知某超声波频率为1.0105 Hz，某时刻该超声波在水中传播的波动图象如图13所示图13 从该时刻开始计时，画出x7.5103m处质点做简谐运动的振动图象(至少一个周期)现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4s，求鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动)解析：如图14所示图14由波形图读出波长15103 m由波速公式得vf鱼群与渔船的距离为xvt联立式，代入数据得x3000 m答案：如解析图14所示3000 m.w。w-w*k&s%5￥u高考资源网w。w-w*k&s%5￥u
