專題檢測卷十機械振動和機械波一、選擇題(共22題,每題4分,共88分)1.(多選)一臺洗衣機的脫水桶正常工作時非常平衡,當切斷電源后,發(fā)現(xiàn)洗衣機先是振動越來越劇烈,然后振動逐漸減弱,下列說法中正確的是()A.洗衣機做的是受迫振動B.正常工作時,洗衣機脫水桶運轉(zhuǎn)的頻率比洗衣機的固有頻率大C.正常工作時,洗衣機脫水桶運轉(zhuǎn)的頻率比洗衣機的固有頻率小D.當洗衣機振動最劇烈時,脫水桶的運轉(zhuǎn)頻率恰好等于洗衣機的固有頻率2.一彈簧振子沿一直線作簡諧振動,當振子的位移為負值時,下列說法正確的是()A.其速度一定為正值,加速度一定為正值B.其速度可能為負值,加速度一定為正值C.其速度一定為負值,加速度可能為負值D.其速度一定為正值,加速度可能為正值3.(多選)如圖為某物體做簡諧運動的圖象,下列說法正確的是()A.由PQ位移在增大B.由PQ速度在增大C.由MN位移先減小后增大D.由MN位移始終減小4.(2018浙江臺州中學高三上學期第四次統(tǒng)練)置于同地點的甲、乙兩單擺的振動圖象如圖,下列說法正確的是()A.甲、乙兩擺的擺長相等,最大偏角相等B.甲擺長大于乙擺擺長,最大偏角小于乙最大偏角C.甲擺在a時刻的重力勢能小于b時刻的重力勢能D.減小擺球質(zhì)量,其周期將變小5.(多選)(2018浙江嘉興期末)如圖所示,為一質(zhì)點的振動圖象,曲線滿足正弦變化規(guī)律,則下列說法中正確的是()A.該振動為簡諧振動B.該振動的振幅為10 cmC.前0.08 s內(nèi),質(zhì)點發(fā)生的位移為20 cmD.0.04 s末,質(zhì)點的振動方向沿x軸負向6.(多選)一質(zhì)點做簡諧運動的圖象如圖所示,關于該質(zhì)點的運動,下列說法正確的是()A.質(zhì)點運動的頻率是4 HzB.質(zhì)點振動的周期為4 sC.在10 s內(nèi),質(zhì)點經(jīng)過的路程是20 cmD.第4 s末,質(zhì)點的速度是零7.(多選)(2018浙江溫州聯(lián)盟期末)如圖所示,a、b、c、d是均勻媒介中x軸上的四個質(zhì)點,相鄰兩點的間距依次為2 m、4 m和6 m,一列簡諧橫波以2 m/s的波速沿x軸正向傳播,在t=0時刻到達質(zhì)點a處,質(zhì)點a由平衡位置開始豎直向下運動,t=3 s時a第一次到達最高點。下列說法正確的是()A.在t=3 s時刻波恰好傳到質(zhì)點d處B.在t=5 s時刻質(zhì)點c恰好經(jīng)過平衡位置向上運動C.質(zhì)點b開始振動后,其振動周期為4 sD.該機械波遇到尺寸6 m的障礙物能發(fā)生明顯衍射8.(多選)(2017浙江湖州一中期末)如圖所示,兩列簡諧橫波在同一繩上傳播時某時刻的波形圖,已知甲波向左傳,乙波向右傳。下列說法正確的是()A.甲波的速度v甲比乙波的速度v乙大B.兩列波的速度一樣大C.兩列波相遇時不會發(fā)生干涉現(xiàn)象D.兩列波相遇時繩上x=0的質(zhì)點始終為振動加強點9.(多選)(2018浙江金華市十校高二上學期期末)將一條長x=16 m的均勻彈性繩沿水平拉直,M為繩的中點,兩端的波源P、Q同時開始沿豎直方向上下振動,兩波源振動0.4 s產(chǎn)生的波形如圖,A點距P點4 m,以下判斷正確的是()A.兩列波的波速均為10 m/sB.波源Q的振動頻率為5 HzC.質(zhì)點M開始振動時,速度方向豎直向下D.從兩波源開始振動經(jīng)時間1.0 s,質(zhì)點M恰好在平衡位置10.(多選)(2018浙江選考十校聯(lián)盟適應性考試)下圖為兩列沿繩傳播的(虛線表示甲波,實線表示乙波)簡諧橫波在某時刻的波形圖,M為繩上x=0.2 m處的質(zhì)點,則下列說法正確的是()A.甲波的傳播速度v1比乙波的傳播速度v2大B.這兩列波發(fā)生干涉現(xiàn)象時,質(zhì)點M的振動始終加強C.由圖示時刻開始,再經(jīng)甲波的周期,M將位于波峰D.位于原點的質(zhì)點與M點的振動方向總是相反的11.(2018浙江新高考選考物理終極適應性考試)如圖所示,S1和S2是兩個相干波源,其振幅均為A,周期均為T。實線與虛線分別表示兩列波的波峰和波谷。此刻,c是波谷與波谷的相遇點,下列說法中正確的是()A.a處質(zhì)點始終處于離平衡位置2A處B.隨著時間的推移,c處的質(zhì)點將向右移動C.從該時刻起,經(jīng)過T,c處的質(zhì)點將通過平衡位置D.若S2不動,S1沿S1b連線向b運動,則b處質(zhì)點仍然始終處于平衡位置12.(多選)(2018浙江名校協(xié)作體模擬)在均勻介質(zhì)中,一列簡諧橫波沿x軸傳播,在t=0時刻的部分波形圖如圖所示,波速為v=4 m/s,P,Q兩點平衡位置坐標分別為(1.5 m,0)(4 m,0)且O、Q兩點此時都在波谷,則下列說法正確的是()A.P、Q兩點的振動周期相等B.若該波沿x軸正方向傳播,則t=0.875 s時P點在波峰C.若該波沿x軸負方向傳播,Q點到達波峰時,P點向上振動D.若該波沿x軸正方向傳播,則x=7 m處的質(zhì)點開始振動時方向向上13.(多選)(2018浙江杭州余杭高級中學模擬)圖甲所示為一列沿x軸正方向傳播的橫波在t=0時刻的波動圖象。乙圖可能是P質(zhì)點,也可能是N質(zhì)點的振動圖象,質(zhì)點振動方程為y =10 sin 5t(cm)。則()A.該波的振幅為10 cmB.乙圖為P質(zhì)點的振動圖象C.該波的波速為10 m/sD.1 s內(nèi)質(zhì)點N通過的路程為1 m14. (多選)(2018浙江溫州普通高中選考適應性測試)長為5 m的彈性繩左端O點從t=0時刻開始做簡諧運動,形成一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波,t=0.7 s時的波形圖如圖所示,則下列說法正確的是()A.這列波的振幅為60 cm,波速為2.5 m/sB.波源O的起振方向沿y軸負方向C.t=0.7 s時刻,x=1.25 m的質(zhì)點已經(jīng)振動了0.2 sD.從t=0至t=2.1 s的時間內(nèi),x=1.25 m的質(zhì)點運動總路程為2.4 m15.(多選)(2018浙江名校新高考研究聯(lián)盟聯(lián)考)如圖所示,在一平靜水面上建立xOy坐標系,甲、乙兩波源分別在O1和O2位置先后以5 Hz的頻率上下振動,圖中A、B為某一時刻兩波剛到達的位置。波傳播過程中能量損耗不計。圖示時刻x=0.4 m處的質(zhì)點沿振動方向的位移為零,速度向下。已知水波的波速為0.5 m/s,振幅均為2 cm,兩波源起振方式相同,則下列說法正確的是()A.再經(jīng)0.5 s,兩波都到達x=0.9 m處B.波源O1比O2開始振動的時間早0.4 sC.若某點為振動加強點,則該點位移始終為4 cmD.圖示時刻x=0.46 m處的質(zhì)點振動方向向上16.(多選)(2018浙江嘉興第一中學高三上學期期末)將一根較長的彈性細繩沿x軸放置,左端記為坐標原點,將繩子拉平后,手握左端,以固定的頻率和振幅上下抖動(簡諧運動),如圖甲所示。從抖動開始計時,在t=0.3 s時的波形如圖乙所示,下列說法正確的是()A.手抖動繩的頻率為2.5 HzB.在t=0.75 s時,A點的速度方向向上C.在00.3 s的時間內(nèi),質(zhì)點B經(jīng)過的路程為6 cmD.該列波遇到寬度為6 m的障礙物時不能發(fā)生衍射17.(多選)(2017浙江湖州高三上學期期末)一簡諧橫波沿x軸傳播,如圖所示,軸上a、b兩質(zhì)點相距12 m,t=0時a質(zhì)點位于波峰,b質(zhì)點位于波谷;t=0.5 s時,a質(zhì)點位于波谷,b質(zhì)點位于波峰。下列判斷正確的是()A.波一定沿x軸正方向傳播B.波長可能是8 mC.周期可能是0.2 sD.波速一定是24 m/s18.如圖所示, P為橋墩,A為靠近橋墩浮出水面的葉片,波源S連續(xù)振動,形成水波,此時葉片A靜止不動。為使水波能帶動葉片振動,可用的方法是()A.提高波源頻率B.降低波源頻率C.增加波源距橋墩的距離D.減小波源距橋墩的距離19.(多選)(2018浙江嘉興期末)關于下列圖片中的物理現(xiàn)象,描述正確的是()A.甲圖,水波由深水區(qū)傳播至淺水區(qū),波速方向改變,屬于波的反射現(xiàn)象B.乙圖,水波穿過障礙物的小孔后,能傳播至兩側(cè)區(qū)域,屬于波的衍射現(xiàn)象C.丙圖,兩列同頻率的水波在空間疊加,部分區(qū)域振動加強,屬于波的干涉現(xiàn)象D.丁圖,竹竿舉起蜂鳴器快速轉(zhuǎn)動,聽到蜂鳴器頻率發(fā)生變化,屬于波的多普勒效應20.(多選)(2018浙江杭州期末)如圖是在兩個不同介質(zhì)中沿x軸正方向傳播的兩列波的波形圖。圖中的實線分別表示橫波甲和橫波乙在t=0時刻的波形圖,經(jīng)過0.5 s后,甲、乙的波形分別變成如圖中虛線所示。已知兩列波的周期均大于0.3 s,則下列說法中正確的是()A.t=0時刻甲中x =2 m處的質(zhì)點向上振動B.甲中x=1 m處的質(zhì)點振幅為20 cmC.波甲的周期一定等于波乙的周期D.波甲的速度可能大于波乙的速度21.(多選)(2018浙江嘉興期末)如圖所示,一列簡諧波在x軸上傳播,實線和虛線分別表示前后間隔1 s的兩個時刻的波形圖,則這列簡諧波的波速可能是()A.0.60 m/sB.0.75 m/sC.1.05 m/sD.1.15 m/s22.如圖為一大型娛樂場所內(nèi)進行“特技表演”時的俯視效果的草圖。表演者騎著摩托車在球體的內(nèi)壁以恒定的速率做飛檐走壁的表演,在離表演者很遠的觀眾席后排P點的觀眾聽到摩托聲的感覺應是()A.觀眾接收到摩托車在A點發(fā)出聲音的頻率最大B.觀眾接收到摩托車在B點發(fā)出聲音的頻率最大C.觀眾接收到摩托車在C點發(fā)出聲音的頻率最大D.觀眾接收到摩托車在C點和D點發(fā)出聲音的頻率相同二、實驗題(共3題,共12分)23.(4分)某實驗小組用單擺測重力加速度。先用游標卡尺測擺球直徑,結(jié)果如圖甲所示,則擺球的直徑為 cm。若將單擺懸掛后,用刻度尺測得擺線的長是87.00 cm,測得單擺完成40次全振動的時間如圖乙表所示,則秒表讀數(shù)是 s,單擺的擺動周期是 s,由此計算當?shù)氐闹亓铀俣葹?m/s2。(保留三位有效數(shù)字,取3.14)24.(4分)有人說礦區(qū)的重力加速度偏大,某興趣小組用單擺測定重力加速度的實驗探究該問題。(1)用刻度尺測得擺長為L,測量周期時用到了秒表,長針轉(zhuǎn)一周的時間為30 s,表盤上部的小圓共15大格,每一大格為1 min,該單擺擺動n=50次時,長短針的位置如圖所示,所用時間為t= s。(2)用以上直接測量的物理量的英文符號表示重力加速度的計算式為g=(不必代入具體數(shù)據(jù))。(3)若有一位同學在實驗時測出多組單擺的擺長l和運動周期T,作出T2-l圖象,就可以求出礦區(qū)的重力加速度。理論上T2-l圖象是一條過坐標原點的直線,該同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的圖象如圖所示。造成圖象不過坐標原點的原因最有可能是。由圖象求出的重力加速度g= m/s2(取2=9.87)。25.(4分)(1)利用單擺測定重力加速度的實驗中, 若測得的g值偏小, 可能的原因是。A.擺球在水平面上做圓周運動B.測擺長時, 僅測了線長, 未加小球半徑C.測周期時, 把n次全振動誤記為(n+1)次D.擺球上端未固定牢固,振動中出現(xiàn)松動(2)某同學在做測重力加速度實驗時,單擺完成50次全振動秒表如圖所示,則秒表的讀數(shù)為 s。線長為98.50 cm,小球直徑用游標卡尺測得如圖所示,則擺長為 cm。當?shù)刂亓铀俣葹?m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。專題檢測卷十機械振動和機械波1.ABD2.B3.AC4.BC5.AD6.BC7.BCD8.BC9.ABD10.BCD11.Ca處是波峰與波峰疊加,為振動加強點,振幅為2A,但質(zhì)點并不始終處于離平衡位置2A處,A錯誤;質(zhì)點只在平衡位置附近振動,并不隨波移動,B錯誤;從該時刻起,經(jīng)過T,c處為平衡位置與平衡位置相遇,質(zhì)點將通過平衡位置,C正確;兩列波傳到b點的振動情況一直在變化,當S2不動,S1沿S1b連線向b運動,b處質(zhì)點不可能始終處于平衡位置,D錯誤。故選C。12.ABP、Q兩點是同一波源上的兩個質(zhì)點,故兩點的振動周期與波的周期相等,故A正確;由圖可知波長=4 m,則周期T=v=44 s=1 s,若該波沿x軸正方向傳播,根據(jù)“平移法”可知,在x軸負方向離P點最近的波峰的距離為d=3.5 m,則經(jīng)過時間t質(zhì)點P在波峰,則有t=dv=3.54 s=0.875 s,故B正確;若該波沿x軸負方向傳播,Q點與P點的距離大于半個波長,故當Q點在波峰時P點應從平衡位置向下波谷運動,即P點的振動方向向下,故C錯誤;由于圖中波最前列的質(zhì)點無法確定,所以無法確定各質(zhì)點剛開始振動時的方向,故D錯誤;故選AB。13.ACD由圖象可知,該波的振幅為10 cm,選項A正確;由波形圖可知,t=0時刻質(zhì)點P在平衡位置向下振動,可知乙圖不是P質(zhì)點的振動圖象,選項B錯誤;由y=10sin 5t(cm),知=5 rad/s,則該波的周期為T=2=25 s=0.4 s,由甲圖讀出波長 =4 m,所以波速為v=T=40.4 m/s=10 m/s。故C正確。因為 t=1 s=2.5 T,所以1 s內(nèi),質(zhì)點P通過的路程為s=10 A=100 cm=1 m,故D正確。故選ACD。14.CD由波動圖象可知,這列波振幅為30 cm,A選項錯誤;機械波中的每一個質(zhì)點起振方向都相同,波形最右端的點起振方向向上,則波源O的起振方向也向上,沿y軸正方向,B錯誤;由圖可知波長=2 m,波在0.7 s內(nèi)傳播到了平衡位置等于1.75 m處,波速v=xt=1.750.7=2.5 m/s,根據(jù)公式v=得周期T=0.8 s,機械波到達x=1.25 m處時需要的時間t=1.25m2.5m/s=0.5 s,則t=0.7 s時刻,x=1.25 m處質(zhì)點已經(jīng)振動0.2 s,C選項正確;t=0.5 s前x=1.25 m處質(zhì)點未開始振動,從t=0.5 s到t=2.1 s時間內(nèi),質(zhì)點振動1.6 s,即完成兩側(cè)全振動,質(zhì)點運動總路程為4倍振幅2.4 m,D正確。15.BD再經(jīng)0.5 s,兩波傳播的距離為x=vt=0.50.5 m=0.25 m,則甲波到達0.6 m+0.25 m=0.85 m處,乙波到達0.7 m+0.25 m=0.95 m處,A錯誤;兩波已經(jīng)形成的時間分別為t甲=x甲v=0.6-0.30.5 s=0.6 s,t乙=x乙v=0.10.5 s=0.2 s。故波源O1比O2開始振動的時間早0.4 s,B正確;振動加強點,為振幅疊加,其位移也隨時間不斷變化,最大位移為4 cm,C錯誤;圖示時刻x=0.46 m處的質(zhì)點與O1的距離為x=0.46 m-0.3 m=0.16 m,而A處質(zhì)點剛起振,速度方向向下,結(jié)合波形可知,x=0.46 m處的質(zhì)點振動方向向上,D正確。16.ABC由圖可知波傳播個波長用時0.3 s,則該波的周期T=0.4 s,頻率f=2.5 Hz,故A正確。0.3 s時,A點由平衡位置向上振動,在t=0.75 s時,即再經(jīng)過0.45 s,A點的速度方向向上,故B正確;0. 2 s時,B開始振動,經(jīng)0.1 s到達波谷位置,在00.3 s的時間內(nèi),質(zhì)點B經(jīng)過的路程為一個振幅,即6 cm,故C正確;由圖可知,波長=2 m,發(fā)生明顯衍射的條件是波長跟障礙物尺寸差不多,所以該列波遇到寬度為6 m的障礙物時不會發(fā)生明顯衍射,故D錯誤。17.BC由題意可知波的傳播方向是不確定的,故A錯誤;若a點為波峰,b點為波谷,則x=12 m=(n+)(n=0、1、2、3),則得=242n+1 m,故的可能值有24 m、8 m,故B正確;同理,對應的周期可能有:t=0.5 s=(k+)T(k=0、1、2、3),T=12k+1 s,則T的可能值有1 s、s、0.2 s,故C正確;波速可能為v=T=24(2k+1)2n+1 m/s(n=0、1、2、3,k=0、1、2、3),當n=0,k=0時,v=24 m/s,波速可能是24 m/s,D錯誤。18.B葉片A之所以不動,是因為水波不能繞過橋墩傳過來,也就是說水波衍射不太明顯,而發(fā)生明顯衍射的條件是,障礙物的尺寸比波長小或差不多,所以要讓葉片A動起來方法只能是減小橋墩的尺寸或增大水波的波長,水波的速度一定,減小頻率會增大波長,增大頻率會減小波長,故A錯誤,B正確;改變波源與橋墩的距離不會讓衍射現(xiàn)象更明顯,所以C、D錯誤。19.BCD水波從深水區(qū)傳到淺水區(qū)改變傳播方向的現(xiàn)象,是波的折射現(xiàn)象,故A錯誤;乙圖,水波穿過障礙物的小孔后,能傳播至兩側(cè)區(qū)域,屬于波的衍射現(xiàn)象,故B正確;丙圖,兩列同頻率的水波在空間疊加,部分區(qū)域振動加強,屬于波的干涉現(xiàn)象,故C正確;丁圖,竹竿舉起蜂鳴器快速轉(zhuǎn)動,聽到蜂鳴器頻率發(fā)生變化,屬于波的多普勒效應,故D正確。所以BCD正確,A錯誤。20.AD根據(jù)“上下坡法”可確定甲中x =2 m處的質(zhì)點向上振動,故A正確;振幅為質(zhì)點離平衡位置最大的距離,由圖甲可知,所有質(zhì)點的振幅為10 cm,故B錯誤;由兩圖可知,兩波的周期+nT=0.5,即T=(n+1) s(n=0,1,2,),所以兩列波的周期不一定相等,故C錯誤;由兩圖可知,兩波的波長分別為甲=4 m,乙=6 m,綜合C可知,波甲的速度可能大于波乙的速度,故D正確。21.BC由圖可知波長為:=60 cm。若波沿x軸正方向,傳播的距離為:x1=n+14(n=0,1,2,),波速為:v1=x1t=n+141 m/s=0.6n+0.15 m/s(n=0,1,2,),當n=1時, v1=0.75 m/s,故B正確;若波沿x軸負方向,傳播的距離為:x2=n+34(n=0,1,2,),波速為:v2=x2t=n+341 m/s=0.6n+0.45 m/s(n=0,1,2,),當n=1時, v2=1.05 m/s,故C正確。所以選BC。22.C據(jù)多普勒效應可知,當聲源與觀察者靠近時,觀察者接收的頻率較高;當聲源與觀察者遠離時,觀察者接收的頻率較低;當聲源與觀察者距離不變時,觀察者接收的頻率不變,選項C正確。23.答案 0.9775.31.889.7624.答案 (1)100.2(2)42Ln2t2(3)測單擺擺長時漏掉了擺球的半徑9.87解析 (1)內(nèi)圈讀數(shù)為:1.5 min=90 s,外圈讀數(shù)為:10.2 s,相加得讀數(shù)為:100.2 s;(2)由單擺周期公式T=2Lg可得:g=42LT2,又T=tn,所以重力加速度表達式為:g=42Ln2t2;(3)如果測擺長l時,沒有包括擺球半徑r,則:T2=42g(l-r)=42gl-42gr,則T2是l的一次函數(shù),而不是正比例函數(shù),故函數(shù)圖象不是過原點的直線的原因最可能是擺長沒包括球的半徑;擺長單位換算成米,由圖象的斜率可得斜率為:k=4.01=4.0由42g=k得重力加速度為:g=2=9.87 m/s2。25.答案 (1)BD(2)100.199.999.9解析 (1)設擺線長為L,擺球直徑為d,則T=2L+d2g,解得:g=42T2L+d2,測得的g值偏小,可能是擺長偏小或周期偏大造成的。擺球在水平面上做圓周運動,成了圓錐擺,設擺線與豎直方向夾角為,則mgtan =m2T2L+d2sin ,解得:T=2(L+d2)cosg,即測得的周期偏小,測得的重力加速度偏大。故A項不可能。測擺長時,僅測了線長,未加小球半徑,據(jù)g=42T2L+d2可知,測得的重力加速度偏小。故B項可能。測周期時, 把n次全振動誤記為(n+1)次,測得的周期偏小,測得的重力加速度偏大。故C項不可能。D:擺球上端未固定牢固,振動中出現(xiàn)松動,擺線長度增大,測量得到的周期偏大,測得的重力加速度偏小。故D項可能。綜上,答案為BD。(2)秒表如圖所示,則秒表的讀數(shù)為1 min+40.1 s=100.1 s,單擺周期T=100.150 s2.0 s小球直徑用游標卡尺測得如圖所示,小球直徑d=29 mm+80.1 mm=29.8 mm,擺長l=L+d2=98.50 cm+29.8210-1 cm=99.99 cm,據(jù)T=2lg,解得:g9.9 m/s2。