高中物理机械振动和机械波单元试题.doc

（机械振动和机械波）单元检测题（五)
学号________. 姓名________.

第Ⅰ卷（选择题）
一．选择题 （请将你认为正确的答案代号填在Ⅱ卷的答题栏中，本题共10小题）
1. 一质点做简谐运动，其相对于平衡位置的位移x与时间t的关系图线如图所示，由图可知
t/s
x/cm
O
2.0
-2.0
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
Ａ.质点振动的频率为1.6Hz
Ｂ.质点振动的振幅为4.0cm
Ｃ.在0.3s和0.5s两时刻，质点的速度方向相同
Ｄ.在0.3s和0.5s两时刻，质点的加速度方向相同
2. 甲
乙
如图所示，把两个弹簧振子悬挂在同一支架上，已知甲弹簧振子的固有频率为8Hz，乙弹簧振子的固有周期为72Hz，当支架在受到竖直方向且频率为9Hz的驱动力作用下做受迫振动时，则两个弹簧振子的振动情况是
Ａ.甲的振幅较大，且振动频率为8Hz
Ｂ.甲的振幅较大，且振动频率为9Hz
Ｃ.乙的振幅较大，且振动频率为9Hz
Ｄ.乙的振幅较大，且振动频率为72Hz
3. 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5所示。图中所示的各个质点中，振动情况始终与原点的左方的质元P的振动情况相同的是
y
x
P
a
b
c
d
O
图2
A.a点 B.b点 C.c点 D.d点
4.
如图所示，波源S1在绳的左端发出频率为f1、振幅为A1的半个波形a，同时另一个波源S2在绳的右端发出频率为f2、振幅为A2的半个波形b，f1A2
C.a的波峰到达S2时，b的波峰还没有到达S1
D.两列波相遇时，绳上位移可达A1+A2的点只有一个，此点在P点的左侧
5. 一列横波沿x轴传播，某时刻的波形如图所示，质点A 的平衡位置与坐标原点O 相距0.5m ，此时质点A 沿y 轴正方向运动，经过0 . 02s第一次达最大位移。由此可知
A .这列波的波长为2m
B.这列波的频率为50Hz
A
x
y
O
C.这列波的波速为25m /s
D.这列波沿x 轴正方向传播
6. 一列简谐横波沿x轴传播，某时刻的波形如图所示。关于波的传播方向与质点a、b、c、d、e的运动情况，下列说法正确的是
A.若波形沿x轴正方向传播，则质点a运动的速度将减小

B.若质点e比质点d先回到平衡位置，则波沿x轴正方向传播
C.若波形沿x轴负方向传播，则质点c向下运动
D.若波形沿x轴正方向传播，再经过半个周期质点b将运动到质点d现在的位置
7. 家用洗衣机在正常脱水时较平稳，切断电源后，洗衣机的振动先是变得越来越剧烈，然后逐渐减弱。对这一现象，下列说法正确的是
A.正常脱水时，洗衣机脱水缸的运转频率比洗衣机的固有频率大
B.正常脱水时，洗衣机脱水缸的运转频率比洗衣机的固有频率小
C.正常脱水时，洗衣机脱水缸的运转频率等于洗衣机的固有频率
D.当洗衣机的振动最剧烈时，脱水缸的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率
8. V
c
b
a
如图所示，一列横波向右传播，波上有a、b、c三个质点，每个质点经过一定时间之后都要回到平衡位置，它们回到平衡位置的先后顺序是
A.c、b、a B.b、c、a
C.a、b、c D.a、c、b
9. 生活中有这样一个现象，当游行队伍敲锣打鼓的走近你时，先传入你耳朵的一定是低沉浑厚的大鼓声，等一会儿才能听到清脆高亢的锣号声，这说明声音在空气中传播时：
A.频率越高，传得越远； B.频率越低，传得越远；
C.频率越高，传得越快； D.频率越低，传得越远；
10. 一列沿x轴正向传播的横波在某时刻的波形图如图（甲）所示，a、b、c、d为介质中沿波的传播方向上四个质点的平衡位置，若从该时刻开始计时，则图（乙）是下面哪个质点在经过3个周期后的振动图象

A.a处质点 B.b处质点 C.c处质点 D.d处质点
第Ⅱ卷（非选择题 共3道简答题1道实验题2道计算题
请将你认为正确的答案代号填在下表中
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

二.简答题 （共3小题）
11. 123456789
t/s
x/m
O
A
-A
a
b
图9
如图9所示为一弹簧振子在竖直方向作简谐运动的图象。规定向上为正方向，则振动的频率为_____HZ；振子在图象中a处对应点所受弹力为Fa，在b处对应点所受弹力为Fb，则两处所受弹力的大小关系为Fa _____ Fb。（填大于、等于或小于）
12. y/cm
x/cm
0
5
10
-10
-5
1
2
-2
-1
一列振幅是2.0cm、频率是40Hz的简谐横波，以3.2m/s的速率沿x轴的正方向传播,在某时刻x坐标为-7.0cm处的介质质点正好经过平衡位置且向y轴正向运动,试在右面的坐标中画出此时的波形图(要求至少画出两个波长)。
13. 某同学在做“用单摆测重力加速度”的实验时，测量5种不同摆长情况下单摆的振动周期，记录数据如下：
摆长L/m
0.5000
0.8000
0.9000
1.0000
1.2000
周期T/s
1.42
1.79
1.90
2.00
2.20
T2/s2
2.02
3.20
3.61
4.00
4.84
（1）以摆长L为横坐标，周期的平方T2为纵坐标，根据以上数据在图中画出T2—L的图线。
（2）由此图像求出重力加速度g= m/s。（结果保留到小数点后二位）
（3）在“用单摆测定重力加速度”的实验中，若测得的g值比当地的标准值偏小，可能是因为
A.摆球的质量偏大
B.摆动的偏角偏小
C.计算摆长时，把悬线长l’当作了摆长l
D.测量周期时，将n次全振动误记成了（n＋1）次全振动

三.实验题 （共1小题）
14. 一同学利用单摆来测定重力加速度，他是这样做的：
①取一根丝线，一端穿过球心的小孔，然后打一个结，另一端缠绕在铁架台上细杆上，如图所示；
②用米尺量得丝线长为10cm作为摆长；
③为了使实验看得更清楚，将摆球向一侧偏离200后放开小球；
④在放下摆球的同时开始计时；
⑤记下摆球完成一次全振动的时间即为周期T；
⑥把所测数据代入算式g=4，就求得当地重力加速度.
指出这个学生在实验中的错误或不妥之处并写出正确的做法.
(1)____________________________________________________________________
(2)____________________________________________________________________
(3)____________________________________________________________________
(4)________________
(5)____________________________________________________________________
(6)____________________________________________________________________
四.计算题 （共2小题）
15. k
m
L
有一轻质刚性杆，长为L，可绕上端的水平轴自由转动，下端固结着质量为m的质点，构成单摆，质点通过一根劲度系数为K的水平弹簧拴到墙上。当摆竖直下垂时弹簧处于松弛状态。求此系统小幅度振动的周期。

16. 如图所示，一轻弹簧竖直放置在地面上，轻弹簧下端与地面固定，上端连接一质量为M的水平钢板，处于静止状态。现有一质量为 m 的小球从距钢板 h=5m的高处自由下落并与钢板发生碰撞，碰撞时间极短且无机械能损失。己知 M = 3m ，不计空气阻力， g ＝10m / s2 。
( l ）求小球与钢板第一次碰撞后瞬间，小球的速度 v1和钢板的速度 v2 。
( 2 ）如果钢板作简谐运动的周期为 2 . 0s，以小球自由下落的瞬间为计时起点，以向下方向为正方向，在下图中画出小球的速度 v 随时间 t 变化的v－ t 图线。要求至少画出小球与钢板发生四次碰撞之前的图线。（不要求写出计算过程，只按画出的图线给分）

（机械振动和机械波）单元检测题（五)参考答案（仅供参考）

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
C
B
A
D
D
C
AD
B
B
C
4. 由波的传播速度决定介质，两列波将同时到达P点，所以A错、C错.而由波的叠加原理知D正确
二.简答题答案:
11. 0.125，小于
12. y/cm
x/cm
0
5
10
-10
-5
1
2
-2
-1
在下图中建立图象
13. （1）图线略（过圆心的一条斜线）；
（2）由图线的斜率k求得重力加速度g=4π2/k=4π2/4=9.86m/s2（学生只填数即可）
三.实验题答案:
14. (1)线不应缠绕在铁杆上，这样会使悬点不固定，摆长变化.
(2)摆线过短，要求L》d(摆球直径)，一般取1m左右.
(3)偏角太大，一般不超过10°.
(4)应从摆球通过平衡位置开始计时，以减小误差.
(5)应取全振动30次左右的时间t，由求周期.
(6)重复几次实验，求g的平均值.
四.计算题答案:
15. 设质点向右微小移量x，则质点受到的合外力
由于是微小量，
则
质点做简谐运动
周期
16. ( 1 ）设小球刚落到钢板时速度为 v0，则小球下落过程中，机械能守恒，有：mgh =mv02（ 2 分）
碰撞过程中，动量守恒，有： mv0= mv1+Mv2 ( 3 分）
碰撞过程中，无机械能损失mv02= mv12+ Mv22( 3 分）
由以上三式，可得： v0==10m / s , v=－v0=－5m / s , v2=v0=5m / s（另一组解舍去）
即小球与钢板第一次碰撞后，小球的速度 v1为 5m/s，方向向上；钢板的速度v2为 5m/ s 方向向下。（ 2 分，未指明速度方向扣 2 分）
( 2 ) ( 10 分）如下图所示（小球与钢板第二次碰撞后，小球的速度为 10m/s，方向向上；钢板的速度为零）

（图象分段给分： 0 ~ 1s 图线， 2 分； 1s ~ 2s 图线， 2 分； 3s ~ 4s 图线， 4 分； 4s ~ 5s 图线 2 分）