人教版高中物理选修34《机械振动》《机械波》综合检测题.docx

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人教版高中物理选修34《机械振动》《机械波》综合检测题

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《机械振动》《机械波》综合检测题

一、选择题（本题共17小题，每小题3分，共51分．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）

1．关于做简谐运动的物体完成一次全振动的意义有以下说法，其中正确的是（　　）

A．回复力第一次恢复原来的大小和方向所经历的过程

B．速度第一次恢复原来的大小和方向所经历的过程

C．动能或势能第一次恢复原来的大小和方向所经历的过程

D．速度和加速度第一次同时恢复原来的大小和方向所经历的过程

2．如图所示，虚线和实线分别为甲、乙两个弹簧振子做简谐运动的图象．已知甲、乙两个振子质量相等，则（　　）

A．甲、乙两振子的振幅分别为2cm、1cm

B．甲、乙两个振子的相位差总为π

C．前2秒内甲、乙两振子的加速度均为正值

D．第2秒末甲的速度最大，乙的加速度最大

3．如图所示，一质点做简谐运动，先后以相同的速度依次通过M、N两点，历时1s，质点通过N点后再经过1s又第2次通过N点，在这2s内质点通过的总路程为12cm.则质点的振动周期和振幅分别为（　　）

A．3s,6cmB．4s,6cm

C．4s,9cmD．2s,8cm

4．做简谐振动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的1/2，则单摆振动的（　　）

A．频率、振幅都不变B．频率、振幅都改变

C．频率不变，振幅改变D．频率改变，振幅不变

C．1∶2D．3∶2

5．某振动系统的固有频率为f0，在周期性驱动力的作用下做受迫振动，驱动力的频率为f.若驱动力的振幅保持不变，下列说法正确的是（　　）

A．当f＜f0时，该振动系统的振幅随f增大而减小

B．当f＞f0时，该振动系统的振幅随f减小而增大

C．该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f0

D．该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f

6．一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4Hz

B．在10s内质点经过的路程是20cm

C．第4s末质点的速度是零

D．在t＝1s和t＝3s两时刻，质点位移大小相等、方向相同

7．做简谐运动的弹簧振子在某段时间内速度越来越大，则这段时间内（　　）

A．振子的位移越来越大

B．振子正向平衡位置运动

C．振子的速度与位移同向

D．振子的速度与位移反向

8．下列说法正确的是（　　）

A．要让放在河中的纸船逐渐靠近河岸，可向比纸船更远处掷石子形成水波

B．两个在水中潜泳并且靠得较近的运动员也能利用语言交流，是声波在液体中传播的应用

C．宇航员在宇宙飞船里，击打船壁引起机械振动，不能在飞船体外形成波

D．以上说法全错

9．如图所示表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷．设两列波的振幅均为5cm，且在图示的范围内振幅不变，波速和波长分别为1m/s和0.5m.C点是BE连线的中点，下列说法不正确的是（　　）

A．C、E两点都保持静止不动

B．图示时刻A、B两点的竖直高度差为20cm

C．图示时刻C点正处在平衡位置且向水面运动

D．从图示的时刻起经0.25s后，B点通过的路程为20cm

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）处质点的振动图象如图所示（a），在下列4幅图中能够正确表示t＝0.15s时的波形的图是（　　）

11．在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点的距离均为L，如图甲所示．一列横波沿该直线向右传播，t＝0时到达质点1，质点1开始向下运动，经过时间Δt第一次出现如图乙所示的波形，则该波的（　　）

A．周期为Δt，波长为8L

B．周期为Δt，波长为8L

C．周期为Δt，波速为

D．周期为Δt，波速为

12．一列简谐横波沿直线传播，该直线上的a、b两点相距4.42m，图中实、虚两条曲线分别表示平衡位置在a、b两点处质点的振动曲线．从图示可知（　　）

A．此列波的频率一定是10Hz

B．此列波的波长一定是0.1m

C．此列波的传播速度可能是34m/s

D．a点一定比b点距波源近

13．一列简谐横波以1m/s的速率沿绳子由A向B传播，质点A、B间的水平距离x＝3m，如图甲所示．若t＝0时，质点A刚从平衡位置开始向上振动，其振动图如图乙所示．则B点的振动图象为下面四个图中的（　　）

14．一个波源在绳的左端发出半个波①：

频率为f1，振幅为A1；同时另一个波源在绳的右端发出半个波②：

频率为f2，振幅为A2.P为两波源的中点，由图可知，下列说法中不正确的是（　　）

A．两列波同时到达两波源的中点P

B．两列波相遇后，P点波峰值可达A1＋A2

C．两列波相遇后，各自仍保持原来的波形独立传播

D．两列波相遇时，绳上波峰可达A1＋A2的点只有一点

15．一列简谐横波t＝0时刻的波形如图中的实线所示，t＝0.02s时刻的波形如图中虚线所示．若该波的周期T＞0.02s，则该波的传播速度可能是（　　）

A．2m/sB．3m/s

C．4m/sD．5m/s

16．一列横波沿x轴正向传播，a、b、c、d为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置．某时刻的波形如图甲所示，此后，若经过周期开始计时，则图乙描述的是（　　）

A．a处质点的振动图象B．b处质点的振动图象

C．c处质点的振动图象D．d处质点的振动图象

17．在O点有一波源，t＝0时刻开始向上振动，形成向右传播的一列横波．t1＝4s时，距离O点为3m的A点第一次达到波峰；t2＝7s时，距离O点为4m的B点第一次达到波谷．则以下说法正确的是（　　）

A．该横波的波长为2m

B．该横波的周期为4s

C．该横波的波速为1m/s

D．距离O点为5m的质点第一次开始向上振动的时刻为6s末

二、填空题（本题共3小题，每空3分，共21分．）

18．某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中：

（1）用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图所示，则该摆球的直径为________cm.

（2）小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是________．（填选项前的字母）

A．把单摆从平衡位置拉开30°的摆角，并在释放摆球的同时开始计时

B．测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为

C．用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大

D．选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小

19．

（1）在“用单摆测重力加速度”的实验中，下列措施中可以提高实验精度的是________．

A．选细线做为摆线

B．单摆摆动时保持摆线在同一竖直平面内

C．拴好摆球后，令其自然下垂时测量摆长

D．计时起止时刻，选在最大摆角处

（2）如果测得的g值偏小，可能的原因是________.

A．测摆线长时摆线拉得过紧

B．摆线上端悬点末固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了

C．开始计时时，秒表过迟按下

D．实验中误将49次全振动记为50次

（3）为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长l并测出相应的周期T，从而得出一组对应的l与T的数据，再以l为横坐标，T2为纵坐标，将所得数据连成直线如图所示，并求得该直线的斜率为k，则重力加速度g＝________（用k表示）．

20．如图是一列沿x正向传播的简谐横波在传播方向上相距3m的两质点P和Q的振动图象，其实线是P点的振动图象，虚线是Q点的振动图象，若P质点离波源比Q质点近，则该波的最大波长为________m，若Q质点离波源比P点近，则该波的最大波长是________m.

三、计算题（本题共5小题，共48分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

21．在心电图仪、地震仪等仪器工作过程中，要进行振动记录，如图甲所示是一个常用的记录方法，在弹簧振子的小球上安装一支记录用笔P，在下面放一条白纸带．当小球振动时，匀速拉动纸带（纸带运动方向与振子振动方向垂直），笔就在纸带上画出一条曲线，如图乙所示．

（1）若匀速拉动纸带的速度为1m/s，则由图中数据算出振子的振动周期为多少？

（2）作出P的振动图象．

（3）若拉动纸带做匀加速运动，且振子振动周期与原来相同，由图丙中的数据求纸带的加速度大小．

22．“嫦娥二号”载人飞船的成功发射，标志着我国航天技术新的突破．如果宇航员将在地面上校准的摆钟拿到月球上去．

（1）若此钟在月球上记录的时间是1h，那么实际的时间是多少？

（2）若要在月球上使该钟与在地面上时一样准，摆长应如何调节？

（已知g月＝）

23．如图所示，质量为m＝0.5kg的物体放在质量为M＝4.5kg的平台上，随平台上、下做简谐运动．设在简谐运动过程中，二者始终保持相对静止．已知弹簧的劲度系数为k＝400N/m，振幅为A＝0.1m.试求：

（1）二者一起运动到最低点时，物体对平台的压力大小；

（2）二者一起运动最高点时，物体对平台的压力大小．（取g＝10m/s）

24．图中的实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线．经0.2s后，其波形如图中虚线所示．设该波的周期T大于0.2s，求：

（1）由图中读出波的振幅和波长；

（2）如果波向右传播，波速是多大？

波的周期是多大？

（3）如果波向左传播，波速是多大、波的周期是多大？

25．如图所示，甲图为某波源的振动图象，乙图是该波源产生的横波在某时刻的波形图，波动图的O点表示波源．问：

（1）这列波的波速多大？

（2）若波向右传播，当波动图中质点Q第一次到达平衡位置且向上运动时，质点P已经经过了多少路程？

仙桃中学高二物理综合检测《机械振动、机械波》答题卡

一．选择题（本题共17小题，每小题3分，共51分。

在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分．）

题号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

答案

二、填空题（本题共3小题，共21分．把答案填在题中的横线上或按题目要求作答．）

18.

（1）

（2）19。

（1）

（2）（3）20。

（1）

（2）

三、计算题（解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

21．

.

22．

23．

24．

25．

仙桃中学高二物理综合检测《机械振动、机械波》参考答案

一．选择题（本题共17小题，每小题3分，共51分。

在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分．）

题号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

答案

D

AD

B

C

BD

B

BD

BC

A

A

BC

AC

B

B

B

B

BC

二、填空题（本题共3小题，共21分．把答案填在题中的横线上或按题目要求作答．）

18.

（1）0.97　

（2）C19。

（1）ABC

（2）　B（3）20。

（1）4

（2）12

三、计算题（解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

21.解析：

（1）由题图乙可知，当纸带匀速前进20cm时，弹簧振子恰好完成一次全振动，由v＝，可得t＝＝s，

所以T＝0.2s；

（2）由题图乙可以看出P的振幅为2cm，振动图象如图所示；

（3）当纸带做匀加速直线运动时，振子振动周期仍为0.2s，由丙图可知，两相邻0.2s时间内，纸带运动的距离分别为0.21m、0.25m，由Δx＝aT2，得

a＝m/s2＝1.0m/s2.

答案：

（1）0.2s　

（2）见解析　（3）1.0m/s2

22.解析：

（1）设在地球上该钟的周期为T0，在月球上该钟的周期为T，设在月球上指示的时间为t，则在月球上该钟在时间t内振动的次数N＝.设在地面上振动次数N时所指示的时间为t0，则有N＝，所以＝

又T＝2π

所以t0＝·t＝·t＝×1h＝h

所以地面上的实际时间为h.

（2）要使其与在地面上时走得一样准应使T＝T0，即＝，

l月＝·l地＝l地．应将摆长调为原来的.

答案：

（1）h　

（2）调为原来的

23.【解析】　

（1）在平衡位置，设弹簧压缩量为x，有（M＋m）g＝kx，解得x＝0.125m

在最低点，设物体对平台压力大小为F1，由牛顿第三定律可知，平台对物体的支持力大小也为F1，对整体

k（x＋A）－（M＋m）g＝（M＋m）a1

对m　F1－mg＝ma1，解得a1＝8m/s2，F1＝9N.

（2）在最高点，设物体对平台压力大小为F2，对整体（M＋m）g－k（x－A）＝（M＋m）a2

对m　mg－F2＝ma2

解得a2＝8m/s2，F2＝1N.

【答案】　

（1）9N　

（2）1N

24.答案：

（1）10cm；0.24cm　

（2）0.9m/s；0.27s（3）0.3m/s；0.8s

解析：

（1）振幅A＝10cm；波长λ＝0.24cm

（2）波向右传播：

波速v1＝＝m/s＝0.9m/s

T1＝t，周期T1＝t＝×0.2s≈0.27s

（3）波向左传播：

速度v2＝＝m/s＝0.3m/s

T2＝t，周期T2＝4t＝4×0.2s＝0.8s

25.解析：

（1）由振动图象可知周期T＝0.2s，由波动图象可知波长λ＝0.2m

则由波速公式可得

v＝＝m/s＝1m/s.

（2）t1＝＝s＝0.4s

在此之前P点已经振动了＝0.1s，

所以P点一共振动了0.4s＋0.1s＝0.5s＝5×＝

可得P点经过的路程为

5×2A＝5×2×0.05m＝0.5m.

答案：

（1）1m/s　

（2）0.5m

1.解析：

选D.物体完成一次全振动，是一次完整的振动过程．物体回到原位置，位移、速度、回复力的大小和方向与原来的大小和方向都相同．因此D正确．

2.解析：

选AD.两振子的振幅A甲＝2cm，A乙＝1cm，A对；两振子的频率不相等，相位差为一变量，B错；前2s内，甲的加速度为负值，乙的加速度为正值，C错；第2s末甲在平衡位置，速度最大，乙在最大位移处加速度最大，D对．

3.解析：

选B.因质点通过M、N两点时速度相同，说明M、N两点关于平衡位置对称，由时间的对称性可知，质点由N到最大位移，与由M到最大位移的时间相等，即t1＝0.5s，则＝tMN＋2t1＝2s，即T＝4s，由过程的对称性可知：

质点在这2s内通过的路程恰为2A，即2A＝12cm，A＝6cm，故B正确．

4.解析：

选C.由单摆周期公式T＝2π知周期只与l、g有关，与m和v无关，周期不变频率不变．又因为没改变质量前，设单摆最低点与最高点高度差为h，最低点速度为v，mgh＝mv2.质量改变后：

4mgh′＝·4m·（）2，可知h′≠h，振幅改变．故选C.

5.解析：

选BD.受迫振动的频率总等于驱动力的频率，D正确；驱动力频率越接近固有频率，受迫振动的振幅越大，B正确．

6.解析：

选B.读图可知，该简谐运动的周期为4s，频率为0.25Hz，在10s内质点经过的路程是2.5×4A＝20cm.第4s末的速度最大．在t＝1s和t＝3s两时刻，质点位移大小相等、方向相反．

7.解析：

选BD.速度越来越大，说明振子正在向平衡位置运动，位移变小，A错B对；速度与位移反向，C错D对．

8.答案：

BC

解析：

在波的传播过程中，介质不随波迁移，A错；由于声波不仅能在气体中传播，也能在液体及固体中传播，B正确；太空为真空，因而飞船外不传播声波，C正确．

9.答案：

A

10.答案：

A

解析：

λ＝vT＝1.6m

由振动图象知在t＝0.15s时刻，质点处于平衡位置上方且正在向下运动，结合机械波沿x负方向传播可得A选项正确．

11.答案：

BC

解析：

因质点开始振动方向向下，故经Δt时间第一次出现图示波形时，质点1和质点9之间恰好是一个波长，说明波由质点1传播到质点9需要一个周期的时间，但质点9刚开始振动的方向是向下振动，而波形图中质点9是向上振动的，说明波传播到质点9后又振动了半个周期，故有T＝Δt，T＝Δt，由图知，λ＝8L，由v＝得，v＝，故BC正确．

12．答案：

AC

解析：

由振动曲线知T＝0.1s，故f＝＝10Hz，A正确．若波经a→b，则Δt1＝0.1k＋0.03.若波经b→a，则Δt2＝0.1k＋0.07.由v1·Δt1＝sab和v2·Δt2＝sab，取k＝0,1,2……可知C正确，B、D错．

13.答案：

B

解析：

该波由A传到B所需时间为t＝＝3s，所以质点B在t＝3s时才开始振动，

14.解析：

选B.波的传播遵守独立传播原理和叠加原理，两波由于波的传播速率一样，和P点的距离一样，所以同时到达P点；两波相遇后，绳上某点最大位移可以达到A1＋A2，但并不是P点，因为两波相遇时，波峰到P点的距离不同．

15.解析：

选B.由于周期大于0.02s，当波沿x轴正向传播时，波传播的距离为x1＝0.02m，波速v1＝＝m/s＝1m/s；当波沿x轴负向传播时，波传播的距离为x2＝0.06m，波速v2＝＝m/s＝3m/s，故B选项正确．

16.解析：

选B.由波在某时刻的波形图知，a质点经周期处在波谷，与图乙不符；c质点经周期处在波峰，也与图乙不符；d质点经周期处于平衡位置，但接着向上振动，不符合图乙；只有b质点经周期后处于平衡位置且向下振动．

17.解析：

选BC.由于波源的起振方向向上，经到达波峰，经T到达波谷．

因此有

解得T＝4s，v＝1m/s，B、C选项正确．

而λ＝vT＝4m，A错．由t＝可知，D选项不正确．

情况重复质点A的振动，即振动方向为由平衡位置向上振动．故选B.

18.解析：

（1）游标卡尺读数为0.9cm＋7×0.1mm＝0.97cm

（2）单摆符合简谐运动的条件是最大偏角不超过10°，并从平衡位置计时，故A错误；若第一次过平衡位置计为“0”则周期T＝，若第一次过平衡位置计为“1”则周期T＝，B错误；由T＝2π得g＝，其中l为摆长，即悬线长加摆球半径，若为悬线长加摆球直径，由公式知g偏大，故C正确；为了能将摆球视为质点和减少空气阻力引起的相对误差，应选密度较大体积较小的摆球，故D错误．

答案：

（1）0.97　

（2）C

19.答案：

（1）ABC　

（2）B　（3）

20.答案：

4m　12m

解析：

由同一时刻P、Q两点的位移，画出P、Q间的波形图．由图可知t＝0时，P在正向最大位移处，Q在平衡位置且向负向运动．若P质点离波源近，则P、Q间的波形如图1所示，有λ＝3，λ＝4m；若Q质点离波源近，则P、Q间的波形如图2所示，则有λ＝3，λ＝12m.

21.解析：

（1）由题图乙可知，当纸带匀速前进20cm时，弹簧振子恰好完成一次全振动，由v＝，可得t＝＝s，

所以T＝0.2s；

（2）由题图乙可以看出P的振幅为2cm，振动图象如图所示；

（3）当纸带做匀加速直线运动时，振子振动周期仍为0.2s，由丙图可知，两个相邻0.2s时间内，纸带运动的距离分别为0.21m、0.25m，由Δx＝aT2，得

a＝m/s2＝1.0m/s2.

答案：

（1）0.2s　

（2）见解析　（3）1.0m/s2

22.解析：

（1）设在地球上该钟的周期为T0，在月球上该钟的周期为T，设在月球上指示的时间为t，则在月球上该钟在时间t内振动的次数N＝.设在地面上振动次数N时所指示的时间为t0，则有N＝，所以＝

又T＝2π

所以t0＝·t＝·t＝×1h＝h

所以地面上的实际时间为h.

（2）要使其与在地面上时走得一样准应使T＝T0，即＝，

l月＝·l地＝l地．应将摆长调为原来的.

答案：

（1）h　

（2）调为原来的

23.【解析】　

（1）在平衡位置，设弹簧压缩量为x，有（M＋m）g＝kx，解得x＝0.125m

在最低点，设物体对平台压力大小为F1，由牛顿第三定律可知，平台对物体的支持力大小也为F1，对整体

k（x＋A）－（M＋m）g＝（M＋m）a1

对m　F1－mg＝ma1，解得a1＝8m/s2，F1＝9N.

（2）在最高点，设物体对平台压力大小为F2，对整体（M＋m）g－k（x－A）＝（M＋m）a2

对m　mg－F2＝ma2

解得a2＝8m/s2，F2＝1N.

【答案】　

（1）9N　

（2）1N

24.答案：

（1）10cm；0.24cm　

（2）0.9m/s；0.27s

（3）0.3m/s；0.8s

解析：

（1）振幅A＝10cm；波长λ＝0.24cm

（2）波向右传播：

波速v1＝＝m/s＝0.9m/s

T1＝t，周期T1＝t＝×0.2s≈0.27s

（3）波向左传播：

速度v2＝＝m/s＝0.3m/s

T2＝t，周期T2＝4t＝4×0.2s＝0.8s

25.解析：

（1）由振动图象可知周期T＝0.2s，由波动图象可知波长λ＝0.2m

则由波速公式可得

v＝＝m/s＝1m/s.

（2）t1＝＝s＝0.4s

在此之前P点已经振动了＝0.1s，

所以P点一共振动了0.4s＋0.1s＝0.5s＝5×＝

可得P点经过的路程为

5×2A＝5×2×0.05m＝0.5m.

答案：

（1）1m/s　

（2）0.5m