单元素养评价(八)

单元素养评价(八)机械振动与机械波一、单项选择题(本题共7小题，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1．[2023·新课标卷]船上的人和水下的潜水员都能听见轮船的鸣笛声．声波在空气中和在水中传播时的()A．波速和波长均不同B．频率和波速均不同C．波长和周期均不同D．周期和频率均不同2．某同学将一根不可伸长的轻绳一端系上摆球，另一端系在力传感器上，测得轻绳的拉力大小F随时间t变化的图像如图所示，若已经测得摆长为L，结合图中信息可以推测出当地重力加速度为()A．eq\f(4π2L,T2)B．eq\f(π2L,T2)C．eq\f(π2L,4T2)D．eq\f(π2L,16T2)3．一列简谐横波在t＝1s时刻的波形如图所示，a、b、c三质点的横坐标分别为xa＝1m、xb＝1.5m、xc＝4m，若随后5s内质点a振动的路程为10cm，则下列说法正确的是()A．该简谐波的传播速度为2m/sB．该简谐波一定向右传播C．随后5s内质点b振动的路程可能大于10cmD．该时刻质点c的振动方向沿y轴负方向4．[2024·上海统考模拟]如图所示，有一周期为T、沿x轴正方向传播的波，当t＝0时波恰好传到B点，则t＝8T时，CD段的波形图为()5．[2023·浙江1月]主动降噪耳机能收集周围环境中的噪声信号，并产生相应的抵消声波．某一噪声信号传到耳膜的振动图像如图所示，取得最好降噪效果的抵消声波(声音在空气中的传播速度为340m/s)()A．振幅为2AB．频率为100HzC．波长应为1.7m的奇数倍D．在耳膜中产生的振动与图中所示的振动同相6．[2024·辽宁省教研联盟一模]一根柔软轻绳水平静止，A、B、C、D、E为绳上标记的5个点，彼此间隔1米排成一条直线，如图甲所示．现使标记点A在竖直方向上做简谐运动，运动图像如图乙所示，2s时AE间第一次形成如图丙所示的波形，由此可判断()A．此时B点的振动方向向下B．A点振动频率为1HzC．此后B、D两点运动状态始终相同D．绳上波的传播速度为2m/s7．在一次实验中，某简谐横波在t＝0时刻的波形图像如图甲所示，图乙为在该波的传播方向上某质点的振动图像．下列说法中正确的是()A．该波的波长为3mB．若图乙是质点Q的振动图像，则该波一定沿x轴负方向传播C．若图乙是质点P的振动图像，则在t＝0.35s时刻，质点Q的坐标为(2m，－4cm)D．若图乙是质点Q的振动图像，则在t＝0.35s时刻，质点P的坐标为(4.5m，－4cm)二、多项选择题(本题共4小题，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求)8．[2024·全国模拟预测]如图所示，一个轻质弹簧一端固定，另一端连接一个小球，整个装置穿在一个光滑的水平固定横杆上，O点是弹簧原长位置，拉离平衡位置一段距离，小球会在O点两侧振动，其中aa′两点是运动过程在O点两侧对称的两点(不是最大位移处)，则关于小球经过aa′两点的物理量的比较，下列说法正确的是()A．经过两点的速度可能相同B．经过两点的加速度一定相同C．从a点运动到a′点的时间可能等于振动周期T的一半D．相对于O点的位移一定相同9．[2024·云南昆明模拟]一简谐横波沿x轴传播，a、b为平衡位置相距12m的两个质点，如图所示．t＝0时刻a、b均位于平衡位置，质点a正向上运动，质点b正向下运动，此时a、b之间有且只有一个波峰；再经0.5s，质点a第一次位于波峰．若该波波长小于20m，下列说法正确的是()A．该波向x轴正方向传播B．该波波源的频率为2HzC．该波的波长为12mD．该波的波速大小为4m/s10．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t＝0时刻波源从坐标原点开始振动，如图甲所示是简谐横波在t＝0.6s时的部分波动图像，如图乙所示是这列波上x＝0.7m处的质点从t＝0.7s时刻开始振动的图像，下列说法正确的是()A．波源的起振方向向上B．t＝0.6s时，x＝0.1m处的质点在波谷处C．波的振动频率为f＝0.5HzD．波源的振动方程为y＝－15sin5πt(cm)11．[2024·福建厦门二模]如图甲所示，在同种均匀介质中有两个质点P和Q，其振动图像分别如图乙中实线、虚线所示，它们形成的波沿两者之间的连线相向传播，则()A．P、Q形成的两列波的波速之比为2∶1B．P、Q形成的两列波的波长之比为2∶1C．t＝1.2s时，P和Q振动的加速度方向相反D.两列简谐波相遇时会发生干涉现象三、非选择题(本题共6小题，按要求答题)12．[2024·广东江门一模]某同学做“用单摆测重力加速度”的实验，实验装置如图甲所示，在摆球的平衡位置处安放一个光电门，连接数字计时器，记录小球经过光电门的次数．(1)下列说法中正确的是________；A．测出摆球做一次全振动的时间作为周期的测量值B．质量相同的铁球和软木球，应选用铁球作为摆球C.可将摆球从平衡位置拉开一个任意角度然后释放摆球D．可以选择有弹性的细绳作为摆线(2)在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺测得从悬点至摆球顶端的长度为L，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图乙所示，则摆球直径d＝________cm；(3)将摆球从平衡位置拉开一个合适的角度，静止释放摆球，摆球在竖直平面内稳定摆动后，启动数字计时器，摆球通过平衡位置时从1开始计数，同时开始计时，当摆球第n次(为大于3的奇数)通过光电门时停止计时，记录的时间为t，此单摆的周期T＝______(用t、n表示)，重力加速度的大小为________________(用L、d和T表示)；(4)实验中该同学测得的重力加速度值经查证明显大于当地的重力加速度值，下列原因可能的是________．A．摆线上端未牢固地系于悬点，实验过程中出现松动，使摆线长度增加了B．计算时用L＋d作为单摆的摆长C．摆球的振幅偏小D．把n当作单摆全振动的次数13．智能自带许多传感器，某同学想到使用其中的磁感应强度传感器，结合单摆原理测量当地的重力加速度．具体操作如下：(1)用游标卡尺测量小钢球的直径d，测得结果如图甲所示，其读数d＝________mm；(2)将细绳一端固定在O点，另一端系一小钢球，用毫米刻度尺测量出细绳的长度L；(3)如图乙所示，将强磁铁吸附于小钢球下侧，在单摆的正下方放置一，打开中测量磁感应强度的应用软件；(4)使单摆小角度摆动，每当钢球经过时，磁传感器会采集到一个磁感应强度的峰值．采集到磁感应强度随时间变化的图像如图丙，由图得单摆的周期T＝__________s(保留两位有效数字)；(5)若该同学把O点到钢球中心的距离作为单摆摆长，则重力加速度的表达式可表示为__________(用L、d、T进行表示)；(6)根据以上操作，该同学实验得出重力加速度值与当地重力加速度相比会________(填“偏大”“偏小”或“相等”).14.U型池轮滑的比赛场地如图所示，该场地是一个半径R＝10m的圆弧，可视为质点、质量m＝60kg的运动员在圆弧内的同一竖直面内运动，若运动员始终在圆弧最低点附近运动(视为简谐运动)，不计一切摩擦及空气阻力，取重力加速度大小g＝10m/s2，π＝3.14.(1)求运动员从最高点运动到最低点所用的最短时间t；(2)若运动员从距最低点的高度h＝0.8m处由静止开始下滑，求运动员在最低点受到的赛场的支持力的大小F.15．[2024·河南顶尖名校联考]一列沿x轴负方向传播的简谐横波，在t＝0时刻的波形图如图所示，此时坐标为(1，0)的质点刚好开始振动，P质点的坐标为(3，0).在t1＝0.6s时刻，P质点第二次位于波峰位置，Q质点的坐标是(－3，0).求：(1)这列波的传播速度大小；(2)t2＝1.5s时质点Q的位移．16．[2024·湖南怀化高三模拟]如图甲所示，质量为m的小球悬挂在一根劲度系数为k的轻质弹簧下端，静止后小球所在的位置为O点．取O点为坐标原点，竖直向下为x轴正方向建立坐标系．现将小球从O点向下拉一小段距离A，然后释放．已知重力加速度为g，小球在运动过程中弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力．(1)请证明：小球做简谐运动．(2)从小球在位移A处释放开始计时，请在图乙坐标系中定性画出小球在一个周期内的位移－时间图像．(3)求小球在做简谐运动过程中的加速度a与位移x的表达式，并在图丙中画出小球的a­x图像．[2