资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
章末巩固(七)　机械振动　机械波
说明：单选题每小题4分；多选题每小题6分；本试卷共48分。
一、单选题
1．(2025·贵州贵阳模拟)如图甲所示，弹簧振子在光滑水平地面上M、N两点之间做简谐运动，规定O点为平衡位置，以向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化图像如图乙所示，下列说法正确的是(　　)
A．0.4～0.8 s内，振子向正方向运动
B．t＝0.2 s时和t＝0.6 s时振子的速度相同
C．t＝0.6 s时和t＝1.0 s时振子的势能不同
D．t＝1.0 s时振子的动能大于t＝1.3 s时的动能
2．(2025·河南信阳模拟)如图甲所示，蜻蜓在水面点水，激起一圈圈波纹。将此波视为简谐横波，以点水处为坐标原点O，沿水面建立坐标系xOy。某时刻观察到的波形示意图如图乙所示，实线圆、虚线圆分别表示此刻相邻的波峰和波谷。已知从开始点水到波纹传出去5 m远共用时20 s，则(　　)
A．该波的波长为0.8 cm
B．该波的频率为0.064 Hz
C．图乙所示时刻O点的振动方向竖直向上
D．图乙所示时刻P点的振动方向竖直向上
3．(2024·江西卷)如图(a)所示，利用超声波可以检测飞机机翼内部缺陷。在某次检测实验中，入射波为连续的正弦信号，探头先后探测到机翼表面和缺陷表面的反射信号，分别如图(b)、(c)所示。已知超声波在机翼材料中的波速为6 300 m/s。关于这两个反射信号在探头处的叠加效果和缺陷深度d，下列选项正确的是(　　)
A．振动减弱；d＝4.725 mm
B．振动加强；d＝4.725 mm
C．振动减弱；d＝9.45 mm
D．振动加强；d＝9.45 mm
4．(2025·湖北恩施模拟)在x轴有两个持续振动的波源，激起甲、乙两列简谐横波分别沿x轴正、负方向传播，t＝0时刻两列波在相遇区域各自独立的波形如图所示。已知波在介质中的传播速度为v＝4 m/s，下列关于叠加区域质点的描述正确的是(　　)
A．叠加区域实际波形每隔6 s重复一次
B．两列波源的振动频率相同
C．两波会发生稳定干涉，且x＝0的质点振动减弱
D．x＝12 m的质点此刻正在沿＋y方向振动
二、多选题
5．(2025·重庆卷)一浮筒(视为质点)在池塘水面以频率f上下振动，水面泛起圆形的涟漪(视为简谐波)。用实线表示波峰位置，某时刻第1圈实线的半径为r，第3圈实线的半径为9r，如图所示，则(　　)
A．该波的波长为4r
B．该波的波速为2rf
C．此时浮筒在最低点
D．再经过，浮筒将在最低点
6．(2025·广东深圳三模)某机械波在t＝0时刻的波形如图甲所示，P是平衡位置在x＝0处的质点，Q是平衡位置在x＝0.5 m的质点，以此时刻作为计时起点，质点Q的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是(　　)
A．该机械波沿x轴负方向传播
B．该机械波的波长为1.2 m
C．t＝3 s时，质点Q的加速度最大
D．0～5 s内，质点P运动的路程为10 cm
三、非选择题
7．(8分)(2025·上海一模)如图(a)，某同学用单摆测当地重力加速度，绳子上端为力传感器，可测摆绳上的张力F。
(1)图(b)为F随时间t变化的图像，在0～1 s内，摆球在最低点的时刻为________s，该单摆的周期T＝________s。
(2)该同学测量了摆线长度L，通过改变L，测得6组对应的周期T。描点，作出T2-L图线，如图(c)，图线的横、纵截距为－p和q。在图线上选取A、B两点，坐标为(LA，)和(LB，)，则重力加速度g＝__________；摆球的直径d＝______。
8．(12分)(2025·广西卷)某乐器发出频率为两倍关系的两个纯音(简谐声波)，其波形叠加后呈现一种周期性变化。图甲和图乙分别为同一时刻两列简谐声波单独沿x轴正方向传播的波形图，图中的坐标原点位于同一质点处，声速为340 m/s。
(1)从图中读出这两列波的波长；
(2)该时刻这两列波叠加，分别求x＝0和x＝0.375 m处的质点在该时刻偏离平衡位置的位移；
(3)求这两列波叠加后的周期。
章末巩固(七)
1．D　[x-t图像的斜率代表速度，0.4～0.8 s内，振子向负方向运动，故A错误；t＝0.2 s时和t＝0.6 s时振子的速度大小相等、方向相反，速度不同，故B错误；t＝0.6 s时和t＝1.0 s时振子的位移大小相等，根据对称性可知，势能相同，故C错误；振子在t＝1.0 s时比t＝1.3 s时更衡位置，速度更大，所以t＝1.0 s时振子的动能大于t＝1.3 s时振子的动能，故D正确。]
2．C　[相邻波峰与波谷间距为，由题图乙可知＝(1.8－1.0) cm＝0.8 cm，则λ＝1.6 cm，A错误；波速v＝＝0.25 m/s，频率f＝＝15.625 Hz，B错误；根据 “上下坡法”，此时O点振动方向竖直向上，C正确；P点在波峰与波谷间，根据 “上下坡法”，P点振动方向竖直向下，D错误。故选C。]
3．A　[根据反射信号图像可知，超声波的传播周期T＝2×10-7 s，又波速v＝6 300 m/s，则超声波在机翼材料中的波长λ＝vT＝1.26×10-3 m，结合题图(b)和题图(c)可知，两个反射信号传播到探头处的时间差为Δt＝1.5×10-6 s，故两个反射信号的路程差2d＝vΔt＝9.45×10-3 m＝λ，解得d＝4.725×10-3 m，且两个反射信号在探头处振动减弱，A正确。]
4．A　[由题图可知，两波的波长分别为λ甲＝12 m，λ乙＝8 m，则两波的周期分别为T甲＝ s＝3 s，T乙＝ s＝2 s，可知两波周期的最小公倍数对应的时间为6 s，则叠加区域实际波形每隔6 s重复一次，故A正确；由于两波的周期不同，所以两列波源的振动频率不同，两波不会发生稳定干涉，故B、C错误；根据微平移法可知，x＝12 m的质点此刻正在沿y轴负方向振动，故D错误。故选A。]
5．AD　[根据题意，某时刻第1圈实线的半径为r，第3圈实线的半径为9r，故可得2λ＝9r－r，即λ＝4r，故A正确；该波的波速为v＝λf＝4rf，故B错误；由λ＝4r，根据某时刻第1圈实线的半径为r＝λ，可得此时浮筒处于平衡位置，由于波向外传播，根据同侧法可知此时浮筒处于平衡位置向下振动，故再经过＝T，浮筒将在最低点，故C错误，D正确。故选AD。]
6．BC　[对质点Q结合题图乙，由同侧法可知该机械波沿x轴正方向传播，故A错误；由题图甲可知，该机械波的波长满足0.5 m＝λ－λ，解得λ＝1.2 m，故B正确；由题图乙可知t＝3 s时质点Q位于波峰处，该位置回复力最大，加速度最大，故C正确；由题图甲可知波的振幅A为2 cm，因为Δt＝5 s＝T，若质点从平衡位置、波峰或波谷位置开始振动，其路程一定为s＝×4A＝10 cm，而质点P是从非特殊位置振动，其路程一定不等于10 cm，故D错误。故选BC。]
7．解析：(1)小球在最低点时绳子上的力最大，故在0～1 s内，摆球在最低点的时刻为0.7 s；小球在最高点时绳子上的力最小，相邻最高点和最低点的时间间隔t＝0.7 s－0.3 s＝0.4 s＝T，可得T＝1.6 s。
(2)由单摆周期公式有T＝2π
变形得T2＝L＋d
所以T2-L图像的斜率为k＝＝
整理有g＝
又由纵截距q＝d
综合解得摆球的直径d＝2p。
答案：(1)0.7　1.6　(2)　2p
8．解析：(1)由题图甲可知
4λ甲＝2.0 m
解得λ甲＝0.5 m
由题图乙可知
2λ乙＝2.0 m
解得λ乙＝1.0 m。
(2)该时刻，甲波在x＝0处偏离平衡位置的位移为1.0 μm
乙波在x＝0处偏离平衡位置的位移也为1.0 μm
因此这两列波叠加后在x＝0处的质点在该时刻偏离平衡位置的位移为x0＝2 μm
该时刻，甲波在x＝0.375 m＝λ甲处偏离平衡位置的位移为0
乙波在x＝0.375 m＝λ乙处偏离平衡位置的位移为－ μm
因此这两列波叠加后在x＝0.375 m处的质点在该时刻偏离平衡位置的位移为x0.375＝－ μm。
(3)这两列波叠加后的波长λ＝1.0 m
根据波长、波速与周期的关系有λ＝vT
其中v＝340 m/s
代入数据解得T＝ s。
答案：(1)0.5 m　1.0 m　(2)2 μm　－ μm　(3) s
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑