机械振动和机械波综合测试题.doc

机械振动和机械波综合测试题
二年级理综 物理
一、选择题（每题至少有一个答案是正确的，每题4分，共40分）
1．下列各种运动中，属于简谐运动的是（ ）
A．拍皮球时球的往复运动
B.将轻弹簧上端固定,下端挂一砝码,砝码在竖直方向上来回运动
C.水平光滑平面上,一端固定的轻弹簧组成弹簧振子的往复运动
D.孩子用力荡秋千,秋千来回运动
2. 关于机械波，下面的说法正确的是（ ）
A．由于声源的振动，在空气中形成的声波是纵波
B．抖动绳子的一端，在绳上形成的波是纵波
C．只有横波才能产生干涉现象
D．只有纵波才能产生干涉现象
3．频率一定的声源在空气中向着静止的接收器匀速运动。以u表示声源的速度，V表示声波的速度（u＜V），v表示接收器接收到的频率。若u增大，则 （ ）
A v增大，V增大 B v增大，V不变
C v不变，V增大 D v减少，V不变
4．如图所示，s是波源，M、N是两块挡板，其中M板固定，N板可左右自由移动，两板中间有一狭缝，此时A点无明显振动。为使A点能发生明显振动，要采取的办法是( )
A．增大波源振动频率 B．减小波源振动频率
C．将N板向右平移一些 D．将N板向左平移一些
5. 一列简谐横波沿x轴方向传播，波速v=100m/s，某时刻波形如图所示，则（ ）
A．这列波的波长为25m B.质点p的振幅是1cm
C．质点p此时刻的速度方向沿y轴负方向
D.质点p振动的周期为4s
6．一列简谐横波沿x轴正方向传播，振幅为A。t = 0时，平衡位置在x=0处的质元位于y=0处，且向y轴负方向运动；此时，平衡位置在x＝0.15m处的质元位于y＝A处。该波的波长可能等于（ ）
A．0.60 m 　　 B．0.20 m　　 C．0.12m　　　 D．0.086m
7．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t=0时刻的波形如图中实线所示，t=0.2s时刻的波形如图中的虚线所示，（ ）
Ａ．质点P的运动方向向右
Ｂ．波的周期可能为0.27s
Ｃ．波的频率可能为1.25Hz
Ｄ．波的传播速度可能为20m/s

8、 如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，从波传到x=5m的M点时开始计时，已知P点相继出现两个波峰的时间间隔为0.4s，下面说法中正确的是（ ）
A. 波的波长是4m
B．这列波的传播速度是10m/s
C．质点Q（x=9m）经过0.5s才第一次到达波峰　　
D．M点以后各质点开始振动时的方向都是向下
9. 如图9-1所示为一列简谐横波在t=2.0s时的波形图，图9-2是这列波中p点
的振动图像。那么，该波的传播速度和传播方向是（ ）
A．v=25cm/s，向左传播 　　　　
B. v=50cm/s，向左传播
C．v=25cm/s，向右传播 　　　
D. v=50cm/s，向右传播
10．一列简谐横波沿x轴负方向传播，波速为v=4m/s。已知坐标原点（x=0）处质点的振动图像如图所示（a），在下列4幅图中能够正确表示t=0.15s时波形的图是（ ）

二、填空题（第11、13题，每题4分；第12、14题每题6分，共20分）
11、如图所示，固定圆弧轨道弧AB所含度数小于5 °，末端切线水平。两个相同的小球a、b分别从轨道的顶端和正中由静止开始下滑，比较它们到达轨道底端所用的时间和动能：ta ______tb，Ea _______2Eb（填“>”、“=”或“<”）。
12、一列横波t时刻的波形图如图所示，己知质点c出现波谷的时间比b质点落后2秒，a、b、c间的水平距离ab=bc=0.5m，b离开平衡位置的距离为0.2m，那么这列波的波速为_________m/s，波的传播方向为_________．以t时刻为计时起点，在图中作出质点b的至少一个周期的振动图象．

3、 如图表示两个单摆m、M悬挂到一根钢丝上，摆长分别为l和L，原来它们都静止。今使m偏离平衡位置一个角度，释放后m作简谐运动的方向在垂直于纸面的竖直平面里，对M以后的具体运动情况：
14、某同学在家里做用单摆测定重力加速度的实验，但没有合适的摆球，他找到了一块大小为3cm左右，外形不规则的大理石块代替小球。他设计的实验步骤是：
A 将石块用细尼龙线系好，结点为M，将尼龙线的上端固定于O点
B 用刻度尺测量OM间尼龙线的长度L作为摆长
C 将石块拉开一个大约α=30º的角度，然后由静止释放
D 从摆球摆到最高点时开始计时测出30次全振动的总时间t，由T=t /30得出周期
E 改变OM间尼龙线的长度再做几次实验，记下相应的L和T
F 求出多次实验中测得的L和T的平均值，作为计算时使用的数据，带入公式测出重力加速度g
(1)你认为该同学以上实验步骤中有错误的有几项(写出三项即可)，应该如何操作？
________ ________________________；
________ ________________________；
________ ________________________。
(2)该同学用OM的长作为摆长，这样做引起的系统误差将使重力加速度的测量值与真实值相比________(填“偏大”或“偏小”)。你认为用什么方法可以解决摆长无法准确测量的困难？

四、计算题（每题10分，共30分）
15、有一单摆，当它的摆长增加2m时，周期变为原来的2倍。求它原来的周期是多少？

16、如图所示，一列在x轴上传播的简谐波t0时刻的图线用实线表示。经过t=0.2s，其图线用虚线表示。已知波长为2m，求：
(1)若波向左传播，则最大周期为多少？
(2)若波向右传播，则最小波速是多少？
(3)若波速为19m/s,则此波向什么方向传播？

17、已知一列简谐横波在t=0时刻的波动图像如图所示，再经过1.1 s时，P点第3次出现波峰.求
(1)波速v=?
(2)由图示时刻起，Q点再经过多长时间第一次出现波峰?

18、（15分）如图16所示为一列简谐波在t1=0时刻的图象。此时波中质点M的运动方向沿y轴负方向，且到t2=0.55s质点M恰好第3次到达y轴正方向最大位移处。试求：
（1）此波向什么方向传播？
（2）波速是多大？
（3）从t1=0至t3=1.2s，波中质点N运动的路程和相对于平衡位置的位移分别是多少？

参考答案
一、 选择题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
BC
A
B
BD
C
AC
C
ABD
B
A
二、填空题
11、ta= tb（2分），Ea>2Eb（2分）
12、 0.25（2分）
向右（2分）
振动图象如图（2分）．
13、M将受迫振动（2分），周期为（2分）
14、(1)B 摆长应为悬点O到大理石质心的距离；
C 摆角太大，不能看做是简谐运动，α≤5º；
D 测量周期时应该从最低点开始计时；
F 应先求出L和T所对应的g 值，再求出g的平均值 （3分）
　　(2) 偏小 ；（1分）
可分别求出两个摆长L1 和L2分别对应的周期T1和T2，根据质心到M点的距离不变，可得出公式，这样就可以解决摆长无法准确测量的困难了。（2分）
三、计算题
15、解：设该单摆原来的摆长为L0，振动周期为T0；则摆长增加2m后，摆长变为
L=（l0+2）m，周期变为T=2T0。由单摆周期公式，有
T0=（2分）
T0=（2分）
联立上述两式，可得
L0=m （2分）
T0=1.64s　（2分）
16、解：（1）由公式v=λ/T可知，当波长λ一定，周期T最大时，波速v最小，在一定时间传播的距离最短。若波向左传播，最小速度
Vmax===9m/s（1分）
最大周期Tmax= =0.22m（2分）
（2）波向右传播的最小距离
Smin’=0.2m　（1分）
最小波速Vmin’= =1m/s（2分）
(3)当v=19m/s时，波传播的距离S=Vt=19×0.2=3.8m　（2分）
而S=nλ+△S
当n=1时，△S=1.8m，所以波向左传播。（2分）
17、解析：本题为波传播过程中各质点振动过程的分析问题.
①由传播方向可以判断P点在t=0时刻振动的方向向下.需经2个周期第3次达波峰位置，即（3分）
2T＝1.1ｓ（1分）
∴Ｔ＝×1.1 ｓ＝0.40 ｓ（1分）
∴ｖ＝=１０．０ m/s.（1分）
②波峰由x１＝２ ｍ处传播至x２＝６ ｍ处的Q点，Δｘ＝ｘ２－ｘ１＝４ ｍ.所求时间Δｔ＝ｓ＝０．４ｓ.（4分）
18、解：（1）此波向x轴负向传播。（2分）
（2）在t1=0到t2=0.55s这段时间里，质点M恰好第3次到达y正方向最大位移处，则有：（2+）T =0.55s （2分）
得T =0.2s （1分）
由图象得简谐波的波长为=0.4m （1分）
则波速=2m/s （2分）
（3）在t1=0至t3=1.2s这段时间，波中质点N经过了6个周期，即质点N回到始点，所以走过的路程为L=6×5×4=120cm （2分）
相对与平衡位置的位移为2.5cm。 （2分）