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1、机械振动、机械波单元测试题一、选择题 ( 共 12 小题，每小题 4 分，共48 分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4 分，选不全的得 2 分，有选错或不答的得0 分 )1关于简谐振动，以下说法中正确的是()A回复力总指向平衡位置B加速度、速度方向永远一致C在平衡位置加速度、速度均达到最大值D 在平衡位置速度达到最大值，而加速度为零2如图 ,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8 Hz，乙弹簧振子的固有频率为 72 Hz ，当支架在受到竖直方向且频率为9 Hz 的驱动力作用做受迫振动时，两个弹簧振子的
2、振动情况是()A 甲的振幅较大，且振动频率为8 HzB甲的振幅较大，且振动频率为 9 HzC乙的振幅较大，且振动频率为9 HzD乙的振幅较大，且振动频率为 72 Hz3如图所示，一个弹簧振子在A、B 间做简谐运动，“ 0”是平衡位置，以某时刻为计时零点 ( t= 0) ，经过 1/4 周期，振子具有正向的最大加速度，那么图中四个振动图线，哪一个能正确地反映振子的振动情况( )4如图所示，位于介质和分界面上的波源S，产生两列分别沿x 轴负方向与正方向传播的机械波若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f1、 f2 和 v1、 v2，则 ()A f 2f ， vv2B f f ， v 0.5v2Cf
3、 f ， v 2v2D f 0.5f ，v v21211211211215. 一简谐机械波沿x 轴正方向传播， 周期为T ，波长为 .若在x=0处质点的振动图像如右图所示，则该波在t=T/2时刻的波形曲线为（）6.质点以坐标原点O为中心位置在y 轴上做简谐运动, 其振动图象如图所示, 振动在介质中产生的简谐横波沿x 轴正方向传播, 波速为1.0m/s .0.3s 后, 此质点立即停止运动, 再经过 0.1s 后的波形图为()7. 一列波长大于1m 的横波沿着x 轴正方向传播， 处在 x11m 和 x22m 的两质点 A 、 B的振动图像如图所示。由此可知（）4A 波长为mB 波速为 1m /
4、s3C 3s 末 A 、 B 两质点的位移相同D 1s 末 A 点的振动速度大于 B 点的振动速度8. 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 0.8m/s, 则下列说法正确的是 ( )A. 这列波的波长是14 cmB. 这列波的周期是0.125 sC. 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9. 一列沿 +x 方向传播的简谐横波， 其振幅为 A，波长为 ，某一时刻的波形图象如图所示，在该时刻， 质点 P 的坐标为 （，0），则经过
5、四分之一周期后，该质点的坐标为（）A， AB， AC 5 ,0D5 , A4410如图所示是观察水面波衍射的实验装置，AC 和 BD 是两块挡板， AB 是一个孔， 0 是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹( 图中曲线 ) 之间距离表示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下列描述中正确的是( )A此时能明显观察到波的衍射现象B挡板前后波纹间距离相等C如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象D如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显观察到衍射现象11如图，两列简谐横波分别沿x 轴正方向和负 101 m 处，两列波的波速均为 v=0.4m/s，两波源的振幅均为 A=2
6、cm 。图示为 t=0 时刻两列波的图象（传播方向如图） ，此刻平衡位置处于 x=0.2m 和 0.8m 的 P、 Q 两质点刚开始振动。质点M 的平衡位置处于 x=0.5m 处，关于各质点运动情况判断正确的是（）A 质点 P、 Q 都首先沿 y 轴正向运动B t=0.75s 时刻，质点 P、 Q 都运动到 M 点C t=1s 时刻，质点 M 的位移为 +4cmD t=1s 时刻，质点 M 的位移为 4cm12图甲是利用沙摆演示简谐运动图象的装置当盛沙的漏斗下面的薄木板被水平匀速拉出时，做简谐运动的漏斗漏出的沙在板上显示出沙摆的振动位移随时间变化的关系曲线已知木板被水平拉动的速度为0.20 m
7、/s，图乙所示的一段木板的长度为0.60 m ，则这次实验沙摆2)的摆长大约为 (取 g )(A 0.56 mB 0.65 mC 1.00 mD 2.25 m二、填空与实验题( 本题包括3 小题，共 20 分把答案填在相应的横线上或按题目要求作答)13. (6 分 ) 一列波正沿 X轴正方向传播 , 波长为 , 波的振幅为 A，波速为 v 某时刻波形如图所示，经过t 5时,质点 P完成了次全振动 , 此时正向4方向运动 , 这段时间质点 P运动的路程为.14(8 分) 一列沿着 x 轴正方向传播的横波，在 t0 时刻的波形如图甲所示图甲中某质点的振动图象如图乙所示质点 N 的振幅是 _m，振动
8、周期为 _s，图乙表示质点_ (从质点 K 、L、 M、 N 中选填 )的振动图象该波的波速为_m/s.15. (6 分 ) (1)甲、乙两同学做“用单摆测重力加速度”实验，甲同学用秒表测量单摆的周期：当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为0，单摆每次经过最低点计一次数，当数到n 60 时秒表的示数如图甲所示，则该单摆的周期是 _s(结果保留三位有效数字)；乙同学用游标卡尺测量摆球的直径如图乙所示，则游标卡尺的读数是_cm.(2) 在做实验时，可能导致重力加速度的测量结果偏大的有_A 振幅偏小B 在未悬挂摆球之前先测定好摆长C摆球做圆锥摆运动D 将摆线长和球的直径之和当成了摆长三、计算题
9、(6 小题，共52 分 )16如图所示，一个竖直弹簧连着一个质量为M 的薄板，板上放一木块，木块质量为m.现使整个装置在竖直方向上做简谐运动，振幅为A.(1) 若要求在整个过程中小木块m 恰好不脱离薄板，则弹簧的劲度系数k 应为多少？(2) 求出木块和薄板在弹簧最短时，木块对薄板的压力17如图所示，光滑圆弧轨道的半径为R，圆弧底部中点为O，两个相同的小球分别在O正上方 h 处的 A 点和离 O 很近的轨道B 点，现同时释放两球，使两球正好在O 点相碰。问h应为多高？18. 一列横波波速 v 40 cm/s，在某一时刻的波形如图所示，在这一时刻质点A 振动的速度方向沿 y 轴正方向求：(1)这列
10、波的频率、周期和传播方向(2)从这一时刻起在 0.5 s 内质点 B 运动的路程和位移；(3)画出再经过 0.75 s 时的波形图19.一列简谐波沿直线传播，刚好位于波谷，已知波长大于A、 B、 C 是直线上的三点，如图所示，某时刻波传到3 m 小于 5 m ， AB 5 m ，周期 T 0.1 s，振幅B 点， A A 5 cm，再经过 0.5 s，C 第一次到达波谷，则A、 C 相距多远？到此时为止，A 点运动的路程为多大？20如图所示，为一列沿s 正方向传播的简谐横波在t= O时刻的波的图象已知这列波在P 点出现两次波峰的最短时间间隔是O.4 s，则这列波的波速是多少?再经过多长时间质点
11、R才能第一次达到波峰，这段时间里R 通过的路程是多少?21.利用超声波遇到物体发生反射，可测定物体运动的有关参量图甲中仪器A 和 B 通过电缆线连接， B 为超声波发射与接收一体化装置，而仪器 A 为 B 提供超声波信号源而且能将B接收到的超声波信号进行处理并在屏幕上显示其波形现固定装 置 B，并将它对准匀速行驶的小车C，使每隔固定时间T0 发射一短促的超声波脉冲 (如图乙中幅度大的波形)，而 B 接收到的由小车C 反射回的超声波经仪器A 处理后显示如图乙中幅度较小的波形反射波滞后的时间已在下图中标出，其中T 和 T为已知量另外还知道该测定条件下声波在空气中的速度为v0，根据所给信息，试判断小
12、车的运动方向和速度大小一.选择题123456789101112ADBBCACADAABCDA二.填空题13. 5/4,y轴负方向 ,5A/414. 0.84L0.515. (1)2.241.560(2)CD三.计算题16. 解析： (1) 小木块恰好不脱离薄板， 说明弹簧振子向上运动到弹簧原长处，速度恰为零，M m即弹簧在平衡位置时形变量为A，则有： kA ( Mm) g， kA g.(2) 由简谐运动的对称性，在弹簧最短时，物体加速度与在最高点加速度等大、反向，即在最低点，木块与薄板加速度a g，方向向上对木块有： N mg ma即 Nmg mg，N 2 mg. 由牛顿第三定律，木块对薄板的
13、压力为2mg.答案： (1)M m(2)2A gmg17. 解析：对 A 球，它做自由落体运动，自h 高度下落至 O点对 B 球振动周期到达 O点的时间为18. 解析： (1)从图中可得出波长 8 cm.这列波的频率和周期分别是v1f 5 Hz，T f 0.2 s A点此刻振动的速度方向向上，说明波沿x 轴负方向传播(2) 质点 B 原来位于平衡位置，速度方向沿y 轴负方向 .0.5s 即 2.5 个周期后质点又回到平衡位置，速度方向变为竖直向上则B 点在 0.5 s 内的位移等于零通过的路程为s2.5 40.1 m 1 m.(3) 波形如图中虚线所示答案： (1)5 Hz0.2 s沿 x 轴
14、负方向传播(2)1 m0(3) 略119. 解析： (1) 若 AB 5 m ( n4) 5201 m4n 1 mn 4由于 3 m 5 m所以 n 1， 4 m， v T 40 m/sAC vt 24 m320 m若 AB 5 m ( n 4) ， 4n 3此时无解50.5 s 4T(2) A点运动路程x4A 1.25 m.0.1 s答案：24 m1.25 m20. 解析：T O.4 s, 4m波速 :v T 10 m/s质点到波峰时间: t x/ v O.7 s质点经过路程 : x 3A O.15 m21. 解析：由屏幕上显示的波形可以看出，反射波滞后于发射波的时间越来越长，说明小车离信号源的距离越来越远，小车向右运动由题中乙图可得，小车相邻两次反射超声波脉冲的时间t 01() 1 01T2TT 2T T2TT小车在此时间内前进的距离为s v0 2 s0小车的速度为v Tvt2T0 T0答案：向右vT2T0T