【经典试题集】高二物理选修3-4单元测试卷——机械振动和机械波.doc

福州二中高二物理选修3-4单元测试
班级 姓名 座号 成绩
一、 单项选择题
1． 下列关于简谐振动和简谐机械波的说法正确的是（ ）
A．简谐振动的平衡位置一定是物体所受合外力为零的位置。
B．横波在介质中的传播速度由波源本身的性质决定。
C．当人向一个固定的声源跑去，人听到的音调变低了。
D．当声波从空气进入水中时，声波的频率不变，波长变长。
2． 如图所示,在张紧的绳上挂了a、b、c、d四个单摆,四个单摆的摆长关系为lc＞lb=ld＞la,
先让d摆摆动起来(摆角不超过5°),则下列说法中正确的是 ( )．
A．b摆发生振动,其余摆均不动
B．所有摆均以相同摆角振动
C．摆动过程中，b摆的振幅最大
D．摆动过程中，c摆的周期最大
3． 某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x＝5sin（cm），则下列关于质点运动的说法中正确的是 ( )
A．质点做简谐运动的振幅为10cm B．质点做简谐运动的周期为4s
C．在t = 4 s时质点的速度最大 D．在t = 4 s时质点的加速度最大
4． 一质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是 (　　)
A．质点振动频率是4 Hz
B．在10 s内质点经过的路程是20 cm
C．第4 s末质点的速度是零
D．在t＝1 s和t＝3 s两时刻，
质点位移大小相等、方向相同
5． 摆长为L的单摆做简谐运动，若从某时刻开始计时(取t＝0)，当振动至t＝ 时，摆球具有负向最大速度，则单摆的振动图象是图中的 (　 C 　)

6．一列简谐横波在某时刻的波形曲线如图所示，并已知该时刻d质点的振动方向向上。
b
a e
d
c
从该时刻起，图中a、b、c、d、e各质点到达波谷的先后次序是 （ ）
A．ecbda B．aedcb
C．bcdea D．ecadb

P
A
A
B
C
D
t
x
O
t
x
O
t
x
O
t
x
O
7． 振源A带动细绳上各点上下做简谐运动，t = 0时刻绳上形成的波形如图所示。规定绳上质点向上运动的方向为x轴的正方向，则P点的振动图象是（ ）
8．振源以原点O为平衡位置,沿y轴方向做简谐运动,它激发的简谐波在x轴上沿正、负两个方向传播，在某一时刻沿x轴正向传播的波形如图所示，x轴负方向的波形未画出。在原点的左方有一质元P，从图示波形时刻开始，经过1/8周期,质元P所在的位置以及振动方向为 ( )
A．x轴下方,向上运动 B．x轴下方,向下运动
C．x轴上方,向上运动 D．x轴上方,向下运动

9．一列简谐横波沿x轴负方向传播，图甲是t＝1 s时的波形图，图乙是波中某振动质点位移随时间变化的振动图线(两图用同一时间起点)．则图乙可能是图甲中哪个质点的振动图线 (　 　)
A．x＝0处的质点
B．x＝1 m处的质点
C．x＝2 m处的质点
D．x＝3 m处的质点
10．如图所示,实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图,虚线是这列波在t=0．2 s时刻的波形图．已知该波的波速是0．8 m/s,则下列说法正确的是 ( )
A．这列波的波长是14 cm
B．这列波的周期是0．125 s
C．这列波可能是沿x轴正方向传播的
D．t=0时,x=4 cm处的质点速度沿y轴负方向
一、 单项选择题（每题5分，共50分）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

二、 实验题（每空2分，共20分）
11．某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中测量了一些数据，其中的一组数据如下所示。
（1）用毫米刻度尺测量摆线的长时，将摆线平放，如图 (A)所示，刻度尺读数是 99.00 cm
用游标卡尺测量摆球直径，卡尺游标位置如图(B)所示，可知摆球直径是_ 1.940 __cm，
（B）
0
2
3
4
5
6
7
8
1

如图所示测出的摆长 （偏大，偏小），正确的测量方法是 将带小球的摆线悬挂后测量

（2）该同学用秒表记录了单摆振动30次全振动所用的时间如图C所示，则秒表所示读数
为　 56.9 s。单摆的周期是 1.90 s（保留三位有效数字）
（3）为了提高实验精度，在试验中可改变几次摆长L，测出相应的周期Ｔ，从而得出一组对应的L与T的数值，再以l为横坐标 为纵坐标，将所得数据连成直线如图D所示，与L的关系式=__4Lπ2/g__，利用图线可求出图线的斜率k=__4___，再由k可求出g=__9.86 _ m/s2 __。
0
31
2
33
4
35
6
37
8
39
41
10
43
12
14
45
16
47
18
49
20
51
22
53
24
26
55
57
28
59
0
1
2
6
7
8
9
10
11
3
4
5
12
13
14
图C

1
4
3
2
0.8
0.5
0
l/m
T2/s2
图D

(4) 如果他测得的g值偏小，可能的原因是（ ）
A．未挂小球就测量绳长，然后与小球半径相加作为摆长
B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了
C．开始计时，秒表过迟按下 D．实验中误将29次全振动数记为30次
三、 计算题（每题各15分，共30分）
12．简谐横波某时刻的波形如图甲所示，从该时刻开始计时，波上A质点的振动图象如图乙所示．
(1)若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则该波所遇到的波的频率为多少？
(2)若该波能发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物尺寸应满足什么条件？
(3)从该时刻起，再经过Δt＝0．4 s，P质点通过的路程和波传播的距离分别为多少？
(4)若t＝0时振动刚刚传到A点，从该时刻起再经多长时间图甲中横坐标为45 m的质点(未画出)第二次位于波峰？
解析：(1)由振动图象可以看出，此波的周期为0.8 s，所以频率为1.25 Hz.因为发生稳
定干涉的条件是两列波的频率相等，所以另一列波的频率为1.25 Hz.
(2)由波动图象可以看出，此波的波长为20 m，当障碍物的尺寸小于或等于20 m时能
够发生明显的衍射现象．
(3)因为Δt＝0.4 s＝，
所以质点P通过的路程为4 cm.
在内波传播的距离为＝10 m.
(4)由A点t＝0时刻向上振动知，波沿x轴正方向传播，波速v＝＝ m/s＝25 m/s.
x＝45 m处的质点第一次到达波峰的时间
t1＝ s＝1 s
此质点第二次位于波峰的时间t＝t1＋T＝1.8 s.
答案：(1)1.25 Hz　(2)小于或等于20 m
(3)4 cm,10 m　(4)1.8 s
13．如图所示,实线为简谐波在t时刻的图线,虚线为波在(t+0．01)s时刻的图线
（1）若波向左传播，求它可能传播的距离？
（2）若波向右传播，求它的最大周期？
（3）若波速为500 m／s，指出简谐波的传播方向
（1）向左传播时，△X1=3+4n （n=0，1，2……）
（2）向右传播时，T=0.04/(4n+1) （n=0，1，2……）
当n=0时，T有最大值0.04s
（3）向右传播时，△X2=4n+1 （n=0，1，2……）
X=vt=5 m ，当n=1时满足。故波向右传播