1、第七章机械振动和机械波章末自测时间：90分钟满分：100分第卷选择题一、选择题(本题包括10小题，共40分，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不选的得0分)1人体内部器官的固有频率为412 Hz.1986年，法国次声波实验室次声波泄漏，造成30多名农民在田间突然死亡出现这一现象的主要原因是()A次声波传播的速度快B次声波频率和人体内部器官固有频率相同，由于共振造成器官受损而死亡C人们感觉不到次声波，次声波可不知不觉地杀死人D次声波穿透能力强，穿过人体时造成伤害解析：次声波的频率低于20 Hz，当与人体内部器官的固有频率
2、相同时，发生共振现象，造成器官受损而死亡答案：B2如图1所示，位于介质和分界面上的波源S，产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2，则()图1Af12f2，v1v2Bf1f2，v10.5v2Cf1f2，v12v2Df10.5f2，v1v2解析：同一波源的振动频率相同，f1f2，由图知L132，再由vf可知v12v2.答案：C图23一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t10时波传播到x轴上的质点B，在它左边的质点A恰好位于负最大位移处，如图2所示在t20.6 s时，质点A第二次出现在正的最大位移处，则()A该简谐波的波速等于10 m/s
3、Bt20.6 s时，质点C在平衡位置处且向下运动Ct20.6 s时，质点C在平衡位置处且向上运动D当质点D第一次出现在正最大位移处时，质点B恰好在平衡位置且向下运动解析：质点A第二次出现正的最大位移所需时间t0.6 sT，解得周期T0.4 s，则波速v m/s5 m/s，A错波传到C点需要0.2 s，此时C点重复质点B的运动，在平衡位置处且向上运动，再经t(0.60.2) s0.4 sT，质点C的运动状态跟0.2 s时相同，B错，C对质点D第一次出现正的最大位移时，即x1.5 m处质点的运动传播到D，需要0.7 s1 T.此时质点B处在负最大位移处答案：C4一列平面简谐波，波速为20 m/s，
4、沿x轴正方向传播，在某一时刻这列波的图象如图3所示由图可知()图3A这列波的周期是0.2 sB质点P、Q此时刻的运动方向都沿y轴正方向C质点P、R在任意时刻的位移都相同D质点P、S在任意时刻的速度都相同解析：由图象可知4 m，据vT可知T/v4/20 s0.2 s，故A正确据波的传播方向与质点的振动方向的关系可判断出，此时刻P、Q的运动方向都沿y轴正方向，故B正确由于P、S两个质点的平衡位置间的距离等于一个波长，故P、S振动完全相同，故D正确，C错答案：ABD5下列说法中正确的是()A将单摆从地球赤道移到南(北)极，振动频率将变大B将单摆从地面移至距地面高度为地球半径的高度时，则其振动周期将变
5、到原来的2倍C将单摆移至绕地球运转的人造卫星中，其振动频率将不变D在摆角很小的情况下，将单摆的振幅增大或减小，单摆的振动周期保持不变解析：单摆周期T2.南(北)极处的重力加速度比赤道处大，周期变小，频率变大，选项A正确；由mgG知，从地面移至距地面高度为地球半径的高度时，重力加速度将变为原来的，则周期变为原来的2倍，选项B正确；人造卫星中的物体处于完全失重状态，单摆不会摆动，故选项C错误；单摆的周期与振幅无关，选项D正确答案：ABD图46位于坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为400 m/s.已知t0时，波刚好传播到x40 m处，如图4所示，在x400 m处有一接收器(图中
6、未画出)，则下列说法正确的是()A波源开始振动时方向沿y轴正方向B波源的振动周期为T0.05 sC若波源向x轴负方向运动，则接收器接收到的波的频率小于波源的频率D该简谐横波在传播过程中只有遇到尺寸小于或等于20 m的障碍物时才会发生明显的衍射现象解析：由图象知，波源开始振动的方向沿y轴负方向，A错20 m，则T s0.05 s，B正确据多普勒效应，接收器接收到的波的频率小于波源的频率，C正确据波发生明显衍射现象的条件知D错答案：BC7图5甲是利用沙摆演示简谐运动图象的装置当盛沙的漏斗下面的薄木板被水平匀速拉出时，做简谐运动的漏斗漏出的沙在板上显示出沙摆的振动位移随时间变化的关系曲线已知木板被水
7、平拉动的速度为0.20 m/s，图乙所示的一段木板的长度为0.60 m，则这次实验沙摆的摆长大约为(取g2)()图5A0.56 mB0.65 mC1.00 m D2.25 m解析：由于木板匀速拉动，据svt，则t s3 s，显然t2T，则T1.5 s，据T2，可计算出摆长L大约为0.56 m故A正确答案：A8图6甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图象从该时刻起()图6A经过0.35 s时，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离B经过0.25 s，质点Q的加速度大于质点P的加速度C经过0.15 s，波沿x轴的正方向传播了3 mD经过0.1 s时，质
8、点Q的运动方向沿y轴正方向解析：由图乙知T0.2 s，t0 s时，P点沿y轴负方向运动，由此可知波沿x轴正方向传播 ，当t0.35 s(t1T)时，P点在波峰处，Q点在平衡位置和波谷间，故A对当t0.25 s(t1T)时，P点在波谷，加速度a最大，B错当t0.15 s(tT)时，波沿x轴正方向传播了x，由甲图知4 m，所以x3 m，C对当t0.1 s(tT)时，由对称性可知，Q点在平衡位置上方沿y轴负方向运动，D错答案：AC9(2009年四川成都高三一检)如图7甲所示，同一水平直线上相距6 m的A、B两处各有一个振源，C为A、B连线的中点在t00时刻，A、B两处的质点以相同的振幅同时开始做垂直
9、于直线AB的上下振动，且都只振动了一个周期，它们的振动图象分别为图乙和图丙若A处振源向右传播的波与B处振源向左传播的波在t10.3 s时刻于C点相遇，则()图7A两列波在A、B间的传播速度均为10 m/sB两列波的波长都是4 mC在两列波相遇的过程中，中点C为振动加强点D在t20.7 s时刻，B处质点经过平衡位置且振动方向向下解析：根据题意可知：两列波的传播速度均为v m/s10 m/s，A正确；由振动图象知两列波周期均为0.2 s，vT100.2 m2 m，B错误；中点C与两波源的路程差为0，但两波源的起始振动方向相反，故C为振动减弱点，C错误；因A波经过0.6 s传播至B处质点，故0.7
10、s时B处质点的振动情况和0.1 s时A处质点的振动情况相同，0.1 s时A处质点正经地平衡位置向下运动，故D正确答案：AD图810一简谐横波在x轴上传播，波源振动周期T0.1 s，在某一时刻的波形如图8所示，且此时a点向下运动则()A波速为20 m/s，波沿x轴正向传播B波速为20 m/s，波沿x轴负向传播C波速为10 m/s，波沿x轴负向传播D波速为10 m/s，波沿x轴正向传播解析：由图象知波长2 m，则波速v20 m/s.根据“上坡质点向下动，下坡质点向上动”的规律，由a点向下运动得出波沿x方向传播，B正确答案：B第卷非选择题二、填空与实验题(本题包括2小题，共20分把答案填在相应的横线
11、上或按题目要求作答)11一列沿着x轴正方向传播的横波，在t0时刻的波形如图9甲所示图甲中某质点的振动图象如图乙所示图9质点N的振幅是_m，振动周期为_s，图乙表示质点_(从质点K、L、M、N中选填)的振动图象该波的波速为_m/s.解析：由图甲可知，振幅为0.8 m由图乙可知，振动周期T4 s由图乙可知该质点在t0时，正由平衡位置向y轴正方向振动，故它表示质点L的振动图象由vT可得，v m/s0.5 m/s.答案：0.84L0.512(2009年湖北八校一联)(1)甲、乙两同学做“用单摆测重力加速度”实验，甲同学用秒表测量单摆的周期：当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为0，单摆每次经过最低
12、点计一次数，当数到n60时秒表的示数如图甲所示，则该单摆的周期是_s(结果保留三位有效数字)；乙同学用游标卡尺测量摆球的直径如图乙所示，则游标卡尺的读数是_cm.图10(2)在做实验时，可能导致重力加速度的测量结果偏大的有_A振幅偏小B在未悬挂摆球之前先测定好摆长C摆球做圆锥摆运动D将摆线长和球的直径之和当成了摆长解析：(1)单摆每一个周期通过最低点两次，所以数60次的时间为30个周期，从秒表中读数为67.2 s(或67.3 s)，周期为T2.24 s游标卡尺主尺读数为15 mm，游标尺第12条刻度与主尺刻度对齐，L15 mm0.05 mm1215.60 mm1.560 cm.(2)根据单摆周
13、期公式T2可得g，所以重力加速度测量值与振幅无关，A错；未悬挂摆球前测定摆长，l值偏小，g值偏小，B错误；摆球做圆锥摆运动周期变短，g值偏大，摆线长加摆球直径作为摆长，摆长偏大，g值偏大，CD正确答案：(1)2.241.560(2)CD三、计算题(4小题，共40分)图1113一列横波波速v40 cm/s，在某一时刻的波形如图11所示，在这一时刻质点A振动的速度方向沿y轴正方向求：(1)这列波的频率、周期和传播方向；(2)从这一时刻起在0.5 s内质点B运动的路程和位移；(3)画出再经过0.75 s时的波形图解析：(1)从图中可得出波长8 cm.这列波的频率和周期分别是f5 Hz，T0.2 sA
14、点此刻振动的速度方向向上，说明波沿x轴负方向传播(2)质点B原来位于平衡位置，速度方向沿y轴负方向.0.5 s即2.5个周期后质点又回到平衡位置，速度方向变为竖直向上则B点在0.5 s内的位移等于零通过的路程为s2.540.1 m1 m.(3)波形如图12中虚线所示图12答案：(1)5 Hz0.2 s沿x轴负方向传播(2)1 m0(3)略14如图13所示，在某介质中波源A、B相距d20 m，t0时两者开始上下振动，A只振动了半个周期，B连续振动，所形成的波传播速度v1.0 m/s，开始阶段两波源的振动图象如图14所示图13图14_图15(1)在图15中定性画出t14.3 s时A波所达位置一定区
15、域内的实际波形(2)求时间t16 s内从A发出的半波前进过程中所遇到的波峰个数解析：(1)波形图如图16所示图16(2)16 s内两列波相对运动过的长度为llAlBd2vtd12 mA波宽度为av0.2 mB波波长为BvTB2 m可知A波经过了6个波峰答案：(1)略(2)6个15一列简谐波沿直线传播，A、B、C是直线上的三点，如图17所示，某时刻波传到B点，A刚好位于波谷，已知波长大于3 m小于5 m，AB5 m，周期T0.1 s，振幅A5 cm，再经过0.5 s，C第一次到达波谷，则A、C相距多远？到此时为止，A点运动的路程为多大？图17解析：(1)若AB5 m(n) m m由于3 m5 m
16、所以n1，4 m，v40 m/sACvt24 m若AB5 m(n)，此时无解(2)A点运动路程s4A1.25 m.答案：24 m1.25 m16有两列简谐横波a、b在同一媒质中沿x轴正方向传播，波速均为v2.5 m/s.在t0时两列波的波峰正好在x2.5 m处重合，如图18所示图18(1)求两列波的周期Ta和Tb.(2)求t0时两列波的波峰重合处的所有位置(3)辨析题：分析并判断在t0时是否存在两列波的波谷重合处某同学分析如下：既然两列波的波峰与波峰存在重合处，那么波谷与波谷重合处也一定存在只要找到这两列波半波长的最小公倍数，即可得到波谷与波谷重合处的所有位置你认为该同学的分析正确吗？若正确，
17、求出这些点的位置若不正确，指出错误处并通过计算说明理由解析：(1)从图中可以看出两列波的波长分别为a2.5 m、b4.0 m，因此它们的周期分别为Ta s1 sTb s1.6 s.(2)两列波波长的最小公倍数为s20 mt0时，两列波的波峰重合处的所有位置为x(2.520k)m(k0,1,2,3，)(3)该同学的分析不正确要找两列波的波谷与波谷重合处，必须从波峰重合处出发，找到这两列波半波长的整数倍恰好相等的位置设距离x2.5 m为L处两列波的波谷与波谷相遇，并设L(2m1)，L(2n1)，式中m、n均为正整数只要找到相应的m、n即可将a2.5 m，b4.0 m代入并整理，得由于上式中m、n在整数范围内无解，所以不存在波谷与波谷重合处答案：(1)1 s1.6 s(2)2.520k(k0,1,2,3，)(3)该同学的分析不正确
