高二物理机械振动和机械波练习题Word文档格式.docx
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D.振幅大小是OB长度
7.一质点做简谐运动,振幅是4cm、频率是2.5Hz,该质点从平衡位置起向正方向运动,经2.5s质点的位移和路程分别是(选初始运动方向为正方向)(D)
A.4cm,24cmB.-4cm,100cm
C.0,100cmD.4cm,100cm
8.一弹簧振子沿水平方向的x轴做简谐运动,原点O为平衡位置,在运动中某一时刻有可能出现的情况是(A)
A.位移与速度均为正值,加速度为负值
B.位移、速度与加速度均为正值
C.位移与加速度均为正值,而速度为负值
D.位移、速度、加速度均为负值
9.图2所示为质点P在0~4s内的运动图象,下列叙述正确的是(d)()
A.再过1s,该质点的位移是负的最大
B.再过1s,该质点的速度沿正方向
C.再过1s,该质点的加速度沿正方向D.再过1s,该质点加速度最大
10.甲、乙两弹簧振子,振动图象如图3所示,则可知(C)
A.两弹簧振子完全相同
B.两弹簧振子所受回复力最大值之比F甲∶F乙=2∶1
C.振子甲速度为零时,振子乙速度最大
11.一个弹簧振子在做简谐运动,若把它的振幅A增加为1.2A.则下列说法不正确的是(A)
A.其周期也将增加为原来的1.2倍B.其频率将保持不变
C.回复力的最大值将增为原来的1.2倍D.加速度的最大值将增为原来的1.2倍
12.做简谐运动的弹簧振子,质量为m,最大速率为v.从某时刻算起,在半个周期内(B)
①弹力做的功一定为零
②弹力做的功可能是零到mv2/2之间的某一值
③弹力的冲量大小可能是零到2mv之间的某一值
④弹力的冲量大小一定不为零
A.①②B.①③
C.②③D.②④
13.在水平方向上做简谐运动的质点,其振动图线如图4所示.假设向右的方向为正方向,则物体加速度向右且速度向右的时间是(D)
A.0到1s内
B.1s到2s内
C.2s到3s内
D.3s到4s内
14.卡车在水平道路上行驶,货物随车厢上、下做简谐运动而不脱离底板,设向上为正方向,其振动图象如图5所示,由图可知,货物对底板压力小于货物重量的时刻是(B)
A.时刻t1B.时刻t2C.时刻t3D.时刻t4
15.若单摆的摆长不变,摆球的质量增加为原来的4倍,摆球经过平衡位置时的速度减为原来的1/2,则 单摆振动的(D)
A.频率不变,振幅不变
B.频率改变,振幅变大
C.频率改变,振幅不变
D.频率不变,振幅变小
16.一列波在不同介质中传播,保持不变的物理量是 (C)
A.波长 B.波速 C.频率 D.振幅
17.下列运动情况为简谐运动是:
(BC)
A.在一V字形光滑槽的一端释放一小球
B.单股音叉振动时音叉上各点的运动
C.摆动的钟摆摆锤上的各点的运动
D.一个人来回踱步时所做的运动
18、将秒摆(2s)的周期变为1s,下列措施可行的是(D)
A、将摆球的质量减半B、振幅减半
C、摆长减半D、摆长减为原来四分之一
19、单摆在一次全振动中,最大势能转化为最大动能的次数为(C)
A、4次B、3次C、2次D、1次
20、做受迫振动的物体(B)
A、频率与驱动力的频率无关
B、频率与它的固有频率无关
C、振幅与驱动力的频率无关
D、振幅与它的固有频率无关
21、关于振动与波的关系,下列说法中正确的是(A)
A、有机械波必有振动B、有机械振动必有波
C、离波源远的质点振动得慢D、波源停止振动时,介质中的波立即停止
22、以下关于机械波说法中正确的是(ACD)
A、要产生机械波,必须同时具有波源和传播振动的介质
B、波传播过程中,也是介质质点由近及远传播的过程
C、波源的振动形式和能量随波传递
D、在波的传播过程中,各质点振动的频率相同
23、关于波长的下列说法中,正确的是(AC)
A、在一个周期内振动在介质中传播的距离等于波长
B、在一个周期内介质的质点所走过的路程等于波长
C、波长等于在波的传播方向上两相邻的对平衡位置的位移始终相同的质点的距离
D、波长等于横波的传播方向中峰与峰(或谷与谷)之间的距离
24、关于波的频率,以下说法中正确的是(AB)
A、波的频率由波源决定,与介质无关
B、波的频率与波速无直接关系
C、波由一种介质传到另一种介质时,频率要发生变化
D、由公式f=v/λ,可知频率与波速成反比,与波长成反比
25、关于波速的说法正确的是(C)
A、反映了振动在介质中的传播的快慢B、反映了介质中质点振动的快慢
C、波速由介质决定与波源无关D、反映了介质中质点随波迁移的快慢
26、在机械波中有(ABC)
A、各质点都在自己的平衡位置附近振动
B、相邻质点有相互作用力
C、前一质点的振动带动相邻后一质点振动,后一质点的振动必定落后于前一质点
D、质点的振动速度和波的传播速度相同
27.一列波由波源向周围扩展开去,下列说法不正确的是(A)
A.介质中各质点由近及远地传播开去
B.介质中的振动形式由近及远传播开去
C.介质点振动的能量由近及远传播开去
D.介质点只是振动而没有迁移
28.关于波的频率,下列说法中正确的是(A )
A.波的频率由波源决定,与介质无关
B.波的频率有时与波速有关
C.波由一种介质传到另一种介质时,频率变大
D.以上说法均不正确
29.关于波速,下列说法中正确的是( A)
A.反映了振动在介质中传播的快慢
B.反映了介质中质点振动的快慢
C.波速由介质和波源决定
D.反映了介质中质点迁移的快慢
30.图3所示是一列向右传播的横波在t=0时刻的波形图,已知此波的波速为2.4m/s,则此波传播的过程中,坐标为(0.9,0)的质点到t=1s时,所通过的路程为(C)
A.2.56m B.2.4m C.0.16m D.0.02m
31、图2所示是一列横波在某一时刻的波形图,波沿x轴正向传播,波速是18m/s,那么( B )
A.波长是6cm,频率是(1/3)Hz
B.波长是8m,频率是(9/4)Hz
C.波长是10cm,频率是1.8Hz
D.波长是8cm,频率是(4/9)Hz
32.随着电信业的发展,手机是常用的通信工具,当来电话时,它可以用振动来提示人们。
振动原理很简单:
是一个微型电动机带动转轴上的叶片转动。
当叶片转动后,电动机就跟着振动起来。
其中叶片的形状你认为是下图中的(A)
33.右图中的曲线是一列简谐横波在某一时刻的图象.根据这个图可以确定(B)
A.周期.B.波长.C频率.D.波速.
34.如图所示,沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线,其波速为200m/s,下列说法中错误的是(A)
A.图示时刻质点b的加速度将减小
B.从图示时刻开始,经过0.01s,质点
a通过的路程为0.4m
C.若此波遇到另一列波并发生稳定干涉现象,则另一列波的频率为50Hz
D.若该波传播中遇到宽约4m的障碍物能发生明显的衍射现象
35.关于机械波的概念,下列说法中错误的是(C)
A.质点振动的方向不一定垂直于波传播的方向;
B.简谐波沿长绳传播,绳上相距半个波长的两质点振动位移的大小相等;
C.任一振动质点每经过一个周期沿波的传播方向移动一个波长;
D.相隔一个周期的两时刻,简谐波的图像相同.
36.一列简谐波某时刻的波形如图中实线所示。
经过0.5s后的波形如图中的虚线所示。
已知波的周期为T,且0.25s<
T<
0.5s,则(AC)
A.当波向+x方向传播时,波速等于10m/s
B.不论波向x轴哪一方向传播,在这0.5s
内,x=1m处的质点M通过的路程都相等
C.当波沿+x方向传播时,x=1m处的质点
M和x=2.5m处的质点N在这0.5s内通过的路程不相等
D.当波沿-x方向传播时,经过0.1s时,质点M的位移一定为零
37.有一个简谐运动的振动曲线如图甲所示,对乙图中的下列判断正确的是(C)
A.图
(1)可作为v—t图象
B.图
(2)可作为F—t图象
C.图(3)可作为F—t图象
D.图(4)可作为a—t图象
38、在波的传播方向上,任意时刻位移都相同的两个质点是:
(AC)
A.相距半波长偶数倍的两质点;
B.相距半波长奇数倍的两质点;
C.相距波长奇数倍的两质点;
D.相距半波长整数倍的两质点。
39、一列声波在均匀介质甲中波长为λ1,均匀介质乙中波长为λ2,若λ1=2λ2,则声波在甲、乙两介质中波速之比为:
(C)
A.1∶1B.1∶2C.2∶1D.1∶4
40、一根弹簧原长为L0,挂一质量为m的物体时伸长量为x;
把它们共同套在一根水平光滑水平杆上组成弹簧振子,当其振幅为A时,物体振动的最大加速度是:
(B)
A.Ag/L0B.Ag/xC.xg/AD.L0g/A.
y
41、在xy平面内有一沿x轴正向传播的简谐横波,波速1米/秒,振幅4厘米,频率2.5赫兹.在t=0时刻,P点位于其平衡位置上方最大位移处.则距P点为0.2米的Q点:
(BD)
A.在0.1秒时的位移是4厘米;
Q
P
x
B.在0.1秒时的速度最大;
C.在0.1秒时的速度向下;
D.在0到0.1秒时间内的路程是4厘米.
42.如图为一波形图象,波沿x轴负方向传播,就标明的质点而言,速度方向和加速度方向相同的质点是:
A.PB.QC.R
D.S
43.一列简谐横波沿x轴正方向传播在t=0的波形如图。
已知这列波在P点处依次出现两个波峰的时间间隔 为0.4s。
以下说法正确的是(AB) A.这列波的波长是5m
B.这列波的波速是10m/s
C.质点Q需要再经过0.7s,才能第一次到达波峰处
D.质点Q达到波峰时,质点P也恰好到达波峰处
44如图所示,是两列频率相同的相干水波于某时刻的叠加情况,图中的实线和虚线分别表示波峰和波谷,此时(AD)
A.a、b连线中点振动加强
B.a、b连线中点速度为零
C.再经过1/4周期c、d两点振动加强
D.再经过1/2周期c、d两点振动仍然减弱
二、填空题(14分)
45.一弹簧振子分别拉离平衡位置5cm和lcm处放手,使它们都做简谐运动,则前后两次振幅之比为_______,周期之比为_______,回复力的最大值之比为_______.
46.甲、乙两个做简谐运动的弹簧振子,在甲振动20次时间里,乙振动了40次,则甲、乙振动周期之比为_______;
若甲的振幅加倍而乙的不变,则甲、乙振动频率之比为_______.
47.一质点在O点附近做简谐运动,它离开O向M点运动,3s末第一次到达M点,又经过2s第二次到达M点,再经过_______s它将第三次到达M点.若该质点由O出发在8s内走过8cm的路程,该质点的振幅为_______cm.
48.图8表示某质点简谐运动的图象,则振动的振幅是_______cm,0~4s内质点通过的路程是_______cm,t=6s时质点的位移是_______cm.
49.某质点从平衡位置向右做简谐运动,经0.1s速率第一次减小到0.5m/s,又经0.2s速率第二次出现0.5m/s.再经_______s速率第三次出现0.5m/s.则该质点的振动频率是_______Hz.
50、回复力是使物体回到 的力,它是按力的 命名的,方向总是指向 ,在平衡位置处回复力等于 。
51、弹簧振子从距平衡位置5cm处由静止释放,全振动10次所用时间为8s,那么振子的振幅为 ,周期为 ,8s内位移的大小为 ,8s内的路程为 。
52、简谐运动的总能量与 有关,任意时刻的 能和 能的和就是振动系统的总机械能,在平衡位置时动能最 ,势能最 ,总机械能在振动过程中保持 。
53、振动图象的物理意义是描述
波动图象的物理意义是描述 。
54、在一列简谐横波的传播路径上有一质点A,从该质点第一次到达波峰到它第十三次到达波峰经历的时间是20秒,已知两相邻的波峰间的距离是1.2m,则该波的频率为 ,波速是 。
55.在x轴上传播的简谐波在t1=0和t2=2s时的波形图如图所示.若已知波的传播方向是-x方向.周期T>
2s,则此波的周期T= s;
若波沿x轴正方向传播,周期T>
2s,则T= s.
56.在“用单摆测定重力加速度”的实验中:
(1)单摆的摆长是从悬点到球心的距离。
用 测出摆线长为L0,用 测出摆球的直径为d,则摆长为。
(2)摆线的偏角应满足的条件是。
(3)计时开始时,摆球位置应在 。
用 测得单摆完成n次全振动的时间为t,则此单摆的周期T=。
(4)用以上这些量表示重力加速度为g=。
(5)如果摆球不均匀,一个学生设计了一种测量方法:
先不计摆球半径,第一次测的悬长为L1,周期为T1;
第二次测的悬长为L2,周期为T2,由此可算出g=。
(6)以摆长L为纵轴,以T2为为横轴作出L—T2图像为一条过坐标原点的直线,若该直线的倾角为,则重力加速度为。
三、计算题
57.如图9所示,竖立在水平地面上的轻弹簧劲度系数为k,弹簧上端连接一轻薄板P。
质量为m的物块B原先静止在P的上表面.今用力竖直向下压B,松开后,B和P一起上下振动而不脱离.求B的最大振幅.
58.如图10所示,一块涂有碳黑的玻璃板,质量为2kg,在拉力F的作用下,由静止开始竖直向上做匀加速运动.一个装有水平振针的振动频率为5Hz的固定电动音叉在玻璃板上画出了图示曲线,量得OA=1cm,OB=4cm,OC=9cm。
求外力F的大小.(g=10m/s2)
59.弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点之间做简谐运动.B、C相距20cm.某时刻振子处于B点.经过0.5s,振子首次到达C点.求:
(1)振动的周期和频率;
(2)振子在5s内通过的路程及位移大小;
(3)振子在B点的加速度大小跟它距O点4cm处P点的加速度大小的比值.
60.一质点在平衡位置O附近做简谐运动,从它经过平衡位置起开始计时,经0.13s质点第一次通过M点,再经0.1s第二次通过M点,则质点振动周期的可能值为多大?
61.一列波沿+x轴方向传播,当x1=10m的A点位于波峰时,x2=140m的B点位于波谷,在A、B之间有6个波峰,振源的振动周期为0.2s,求:
(1)波的速度;
(2)B点从波谷开始经多少时间位于波峰?
62.一列简谐横波沿直线传播,在波的传播方向上有相距20m的A、B两点.当A完成了8次全振动时,B完成了3次全振动,已知波速为12m/s,试求波源的振动周期.(保留两位小数)
63.一列横波的波源在图7中的坐标原点O处,经过0.4s,振动从O点向右传播20cm,P点离O点的距离是80cm.求:
(1)P点起振时的速度方向如何?
(2)该波从原点向右传播时开始计时,经多长时间质点P第一次到达波峰?
(保留一位小 数)
64.横波如图8所示,t1时刻波形为图中实线所示;
t2时刻波形如图中虚线所示.已知Δt=t2-t1=0.5s,且3T<t2-t1<4T,问:
(1)如果波向右传播,波速多大?
(2)如果波向左传播,波速多大?
答案:
45.5∶1;
1∶1;
5∶1
46.2∶1;
1∶2
47.14;
4
48.4;
8;
-4
49.0.2;
1.25
50、回到平衡位置,作用效果,平衡位置,0
51、5CM,0.8s,5cm,200cm
52、振幅,势,动,大,小,不变
53、振子位移随时间变化规律,同一时刻各个质点离开平衡位置的位移
54、0.6Hz、0.72m/s
55.8/3,8
56
(1)刻度尺、游标卡尺、L0+(d/2)
(2)小于50(3)平衡位置、秒表T=t/n(4)g=42(L0+d/2)n2/t2。
(5)g=42(L1L2)/(T12T22)。
(6)42tg
57.
当B达最高点所受回复力kA恰等于重力mg时,B和P恰没有脱离,此时振幅A为最大.kA=mg,所以A=mg/k.
58.设板竖直向上的加速度为a,则有:
sBA-sAO=aT2①
sCB-sBA=aT2②
由牛顿第二定律得F-mg=ma③
解①②③式可求得F=24N.
59.
(1)设振幅为A,由题意BC=2A=20cm,所以A=10cm.
振子从B到C所用时间t=0.5s,为周期T的一半,所以T=1.0s;
f=
=1.0Hz.
(2)振子在1个周期内通过的路程为4A,故在t′=5s=5T内通过的路程s=
×
4A=200cm.
5s内振子振动了5个周期,5s末振子仍处在B点,所以它偏离平衡位置的位移大小为10cm.
(3)振子加速度a=-
x,a∝x.所以aB∶aP=xB∶xP=10∶4=5∶2.
60.画出具体化的图景如图11—1所示.设质点从平衡位置O向右运动到M点,那么质点从O到M运动时间为0.13s,再由M经最右端A返回M经历时间为0.1s;
如11—2图所示.
另有一种可能就是M点在O点左方,如图11—3所示,质点由O点经最右方A点后向左经过O点到达M点历时0.13s,再由M点向左经最左端A′点返回M点历时0.1s.
根据以上分析,质点振动周期共存在两种可能性.
如图11—2所示,可以看出O→M→A历时0.18s,根据简谐运动的对称性,可得到
T1=4×
0.18s=0.72s
另一种可能如图11—3所示,由O→A→M历时t1=0.13s,由M→A′历时t2=0.05s.设M→O历时t,则4(t+t2)=t1+2t2+t.解得t=0.01s,则T2=4(t+t2)=0.24s.
所以周期的可能值为0.72s和0.24s.
61、
(1)100m/s
(2)0.1s+0.2ns(n=0,1……)
62.0.33s
63.
(1)向下
(2)1.9s
64.
(1)52m/s
(2)60m/s
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