1、振动和波单元.测.试本试卷分为第卷(选择题)和第卷(非选择题)，共120分，考试时间90分钟。第卷(选择题，共48分)一、本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，有一个或多个选项是正确的，请将正确的答案选出，对而不全得2分，选项中有错误的得0分。1下述关于机械波的说法中，正确的是 A产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化 B发生干涉现象时，介质中振动加强的点，振动能量最大，减弱点振动能量可能为零 C振动图象和波的图象中，纵坐标所反应的物理意义是相同的 D超声波比次声波更容易发生衍射现象2正在运转的洗衣机，当其脱水桶转得很快时，机身的振动并不强烈，切断电源，转动逐步减慢
2、下来，到某一时刻t，机器反而会发生强烈的振动，此后脱水桶转动继续变慢，机身的振动也随之减弱，这种现象说明 A.在t时刻脱水桶的惯性最大 B.在t时刻脱水桶的转动频率最大 C.在t时刻脱水桶的转动频率与机身的固有频率相等发生共振 D.纯属偶然现象3根据多普勒效应我们知道当波源与观察者相互接近时，观察者接收到的频率增大；如果二者远离，观察者接收到的频率减小由实验知道遥远的星系所生成的光谱都呈现“红移”，光谱线都向红色部分移动了一段距离，由此现象可知（） A.宇宙在膨胀 B.宇宙在收缩 C.宇宙部分静止不动 D.宇宙只发出红光光谱4弹簧振子作等幅振动，振子各次经过同一位置时，不一定相等的物理量是()
3、A速度B加速度C动能D弹性势能5.如图所示是沿x轴传播的一列简谐波在某时刻的波形图已知波的传播速度为4 m/s，从此时起，图中所标的P 质点比Q 质点先回到自己的平衡位置那么下列说法中正确的是A.这列波一定沿x轴正向传播B.这列波的周期是0.5 sC.从此时起0.25s末P质点的速度和加速度都沿Y轴正向D.从此时起0.25 s末Q质点的速度和加速度都沿Y轴负向6如图，表示两列同频率相干水波在t=0时刻的叠加情况，图中实线表示波谷，已知两列波的振幅均为2cm（且在图示范围内振幅不变）。波速为2m/s，波长为0.4m，E点是BD连线和AC连线的交点，下列说法正确的是（ ）A、A、C两点是振动减弱点
4、B、E点是振动加强点C、B、D两点在该时刻的竖直高度差4cmD、t=0.05s时，E点离平衡位置的位移大小2cm7如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，从波传到x=5m的M点时开始计时，已知P点相继出现两个波峰的时间间隔为0.4s，下面说法中正确的是 A这列波的波长是4mB这列波的传播速度是10m/sC质点Q（x=9m）经过0.5s才第一次到达波峰DM点以后各质点开始振动时的方向都是向下8图A是一列横波在t0时刻的波形图，图B是波的传播方向上某个质点从时刻t0开始的振动图线下列说法中正确的是A若横波沿x轴正向传播，则图B能描述质点b的振动情况B若横波沿x轴负向传播，则图B能描述质点d的振动情
5、况C图B可以描述t0时刻处于平衡位置的所有质点的振动情况 D图B可以描述质点a和c的振动情况9某质点在坐标原点O处做简谐运动，其振幅是0.05m，振动周期为0.4s，振动在介质中沿轴正方向直线传播，传播速度为1m/s，已知它在平衡位置O向上开始振动，振动0.2s后立即停止振动，则停止振动后经过0.2s时间的波是图5-4中的（ ）10如图所示，放在光滑水平面上的弹簧振子，振子质量为m，振子以O为平衡位置，在B和C之间振动，设振子经平衡位置时的速率为v，则它在由OBOC的整个运动过程中，弹簧弹力对振子所做功的大小为()A2mv 2Bmv2C3mv 2Dmv211如图，沿波的传播方向上有间距均为1m
6、的六个质点a、b、c、d、e、f均静止在各自的平衡位置，一列简谐横波以2m/s的速度水平向左传播，t0时到达质点a，质点a开始由平衡位置向上运动t1s时，质点a第一次到达最高点则在4st5s这段时间内()a b c d e f A质点d的加速度逐渐增大 B质点b的速度逐渐增大C质点f向下运动D质点c保持静止12如图所示，固定在水平面上的竖直轻弹簧上端与质量为M的物块A相连，静止时物块A位于P处另有一质量为m的物块B，从A的正上方Q处自由下落，与A发生碰撞立即具有相同的速度，然后A、B一起向下运动，将弹簧继续压缩后，物块A、B被反弹下面是有关的几个结论：DA、B反弹过程中，在P处物块B与A相分离
7、A、B反弹过程中，在P处物块B与A仍未分离B可能回到Q处B不可能回到Q处其中正确的是A B C D题号123456789101112答案第卷(非选择题，共72分)二、实验题，本题20分13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。 (1)该同学实验中出现的错误可能是_ (2)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. 14在用“单摆测定重力加速度”的实验中，若摆球的质量分布不均匀，请设计一种简易地测定重力加速度的方法。写出简要步骤和计算结果。三、本题共4小题，共52分，解答应写出必
8、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得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。15（10分）如图为一半径R45m的圆周，在圆心O和圆周上一点A各有一个声源，均发出波长为10m的声波，人在B点听不到声音，若人由B点出发沿逆时针方向沿圆周走去，达到A点以前，有几次听不到声音。16（12分）某地摆长为L1的摆钟在某一段时间内快了ts。同一地点而摆长变为L2时摆钟在同一时间内慢了ts，则走时准的摆钟的摆长L应该是多少？17（14分）一列简谐横波沿直线传播，在此直线传播方向上有相距6m的A、B两点，某时刻A点在正位移最大值处，而B点恰在平衡位置，从这一时刻起经t5103s后的
9、时刻，A点恰好回到平衡位置，而B点恰达负位移最大值，已知该简谐波长6m且Tt2T试求这列波的波长、频率f的速度v18（16分）如图所示的水平轨道AB，在B点处与半径R300m的光滑圆弧形轨道BC吻接，一质量M0.99Kg的木块静止于B处。现有一颗质量m10g的子弹以V0500m/s的水平速度从左边射入木块且未穿出。已知木块和水平面间摩擦系数0.5，BC面光滑，g10m/s2，则子弹射入木块后，木块需多长时间停止？(cos50.996)振动和波单元测试答案1BC多普勒效应产生的原因是波源和观察者之间的相对运动，故A错误介质中振动质点的能量与振幅有关振动加强的质点振幅最大，能量最大；两列波振幅相等
10、时，振动减弱点振幅为零，振动能量为零，故B正确振动图象与波动图象中，纵坐标均表示质点偏离平衡位置的位移，故C正确超声波波长比次声波波长短，故次声波比超声波更易发生 衍射现象，故D错误2C 解析:质量是惯性大小的量度，脱水桶转动过程中，质量不变，惯性不变；脱水桶的转动频率与转速成正比，因此在转动逐渐减慢下来的t时刻振幅不是最大；到某一时刻t，机器反而会发生强烈的振动。此后，脱水桶转动继续变慢，机身的振动也随之减弱，这种现象说明在t时刻脱水捅的转动频率与洗衣机的固有频率相等，发生了共振，因此振幅最大。3A 因为遥远的星系所生成的光谱都呈现红移”，光谱线都向红色部分移动了一段距离，即表示实验室接收到
11、的频率减小了，据多普勒效应可知正确答案为A.4A解析：振子经过某一点速度具有双向可能性，每次经过同一点，速度大小一定相同，但方向可能不同5. BC 由于P比Q先回到平衡位置，故此时P向y轴负方向运动，Q向y轴正方向运动，波应向x釉负方向传播，故答案A错误；由T=，可得T=0.5s，所以B正确；从此时刻经0.25 s（即半个周期后），P质点一定会运动至现在的对称位置，并与现在振动情况恰好相反，故C正确；同理可知此时P的加速度应沿y轴正方向，所以D错误6A解析：A、C两点均波峰与波谷叠加，使振动减弱，故A正确。E点为AC与BD连线的交点，它到波峰CD及波谷BC距离相等，因两列波传播速率相等，故将同
12、一时刻在E点叠加，故E点振动减弱，B错；B、D两点均为加强点其振幅均为4cm，故此时两点的高度差8cm，C错。波的周期T=0.2s，t=0.05s=T/4，t=0时，E点处于平衡位置，经T/4周期，其位移大小为4cm，故D错。应选A。7ABD 解析：从图上可以看出波长为4m，选A。实际上“相继出现两个波峰”应理解为，出现第一波峰与出现第二个波峰之间的时间间隔。因为在一个周期内，质点完成一次全振动，而一次全振动应表现为“相继出现两个波峰”，即T=0.4s。则v= 10m/s，故B对。质点Q（x=9m）经过0.4s开始振动，而波是沿x轴正方向传播，即介质中的每一个质点都被它左侧的质点所带动，从波向
13、前传播的波形图可以看出，0.4s波传到Q时，其左侧质点在它下方，所以Q点在0.5s时处于波谷。再经过0.2ss即总共经过0.7s才第一次到达波峰，所以选项C错了。从波的向前传播原理可以知道，M以后的每个质点都是先向下振动的。所以选项D是对的。8AB 解析：由图B的振动图象可知，质点在t0时刻处于平衡位置，且正向上振动。若图A所示横波沿x轴正向传播，则质点b处于平衡位置且正向上振动符合图B。若图A所示横波沿x轴负向传播，则质点a处于平衡位置且正向上振动符合图B。故AB正确。9B 解析：由题意得，振动在介质中沿轴正向直线传播，且开始振动时方向向上，由此可知介质中各质点的起振方向均向上，由于振动周期
14、为0.4S，而振源振动0.2S后立即停止振动，所以形成的是半个波长的脉冲，波形一定在轴上方，振源停止振动后经过0.2S，波形沿轴正方向平移半个波长即0.2m，波形不变，故选B。10B解析：此过程中只有弹簧弹力做功，由动能定理可知此过程弹力做负功，大小为mv211C解析：周期T4s，波传到f点所需的时间t2.5s波传到f点，f点应由平衡位置上振动，3.5s末到达最高点，则在4st5s这段时间内，质点f向下运动因此C正确12D 解析：A、B反弹过程中，分离时其相互作用力为零，且恰具有相同的速度和加速度，因此，当弹簧恢复原长时，A、B将分离结论正确；由于A、B碰撞过程中有机械能损失，故B不可能回到Q
15、处，结论正确13。（1）测摆长时多加摆球的半径(2)9.6614解析：可由知, kl（其中k）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. 66m/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实验分两步；第一次量得线长为L1时的周期T1，第二次量得线长为L2时的周期T2。设球的重心位置离摆球上端距离
16、为h。(L1L2)由实验原理可知： g，g 消去h可得g三、本题共5小题，共60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得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。15。8处 解析：根据人在B处听不到声音可知两声源振动情况完全相同，当人走到圆周上C点时满足|ACOC|(K)10K5(K0，1，2 )且|ACOC|45可知一共有8处。16 解析：设摆长为L1的钟，其周期为T1，摆长为L2的钟，周期为T2，标准钟的周期为T。 在时间t内摆长为L1的钟摆动次，指示时间T。 由于它快了ts，故有Ttt 同理时对摆长为L2钟，有Ttt 将周期公式代入、解得L17解析
17、：由于在传播方向两质点间距离小于一个波长，那么在A、B间所画出的波形不是一个完整的波形，则在t0时刻，A、B间波形有两种可能如图中甲、乙所示(1)对甲图的情况有：6，8m考虑到简谐波传播的双向性：若波向右传播，则B点向下振动由振动时间限制条件：Tt2T，则有t1，T14103s，f1250Hz，v1/T12103(m/s)若波向左传播，则点B向上振动且由Tt2T条件，质点B需经T时间才能达负位移最大处，即t1，有T2102s，f2350Hz，v2f22.8103(m/s)(2)对乙图的情况有：6，24m同样考虑波的传播的双向性：若波向右传播，则B向上振动，由振动时间条件的限制，质点B经1T时间
18、到达负位移的最大值处，故有t1T3，有T3102s，f31/T3350Hz，v3/T3f38.4103(m/s)若波向左传播，则B向下振动，由同样的时间限制条件，质点B经1时间到达负位移的最大处，故有：t1，则有T44103s，有f41/T4250Hz，v4/T4f46103(m/s)综上所述，本题有关波的参量情况可能是：若波向右传播若波向右传播1818.2s 解析：设子弹射入木块后共同速度为V，沿BC面上滑到最高点时半径与竖直方向的夹角，故有 mV0(mM)V (Mm)V2(Mm)gR(1cos) 代入数值得 V5m/s cos0.996 5 子弹与木块组成的整体的运动时间是由在BC面上的等效单摆运动时间t1和在AB面上减速运动t2组成。 t117.2(s) t21(s) tt1t217.2118.2(s)