机械振动机械波试题(附答案全解)
专题十九、机械振动机械波专题十九、机械振动机械波 1.如图,t0 时刻,波源在坐标原点从平衡位置沿y 轴正方向开始振动,振动周期为0.4s, 在同一均匀介质中形成沿 x 轴正、负两方向传播的简谐横波。下图中能够正确表示 t0.6 时波形的图是 答案C解析波源振动在同一均匀介质中形成沿x 轴正、负两方向传播的简谐横波。 t0.6 时沿 x 轴正、负两方向各传播1.5 个波长,能够正确表示 t0.6 时波形的图是 C。 2.做简谐振动的物体,当它每次经过同一位置时,可能不同的物理量是 A位移B速度C加速度D回复力 答案B解析做简谐振动的物体,当它每次经过同一位置时,位移相同,加速度 相同,位移相同,可能不同的物理量是速度,选项B 正确。 3. 一列横波沿水平绳传播, 绳的一端在t=0 时开始做周期为T的简谐运动, 经过时间t 3 T 4 <t<T,绳上某点位于平衡位置上方的最大位移处。 则在 2t时,该点位于平衡位置的 A上方,且向上运动 C下方,且向上运动 B上方,且向下运动 D下方,且向下运动 答案B 解析由于再经过 T 时间,该点才能位于平衡位置上方的最大位移处,所以 在 2t时,该点位于平衡位置的上方,且向上运动,选项B 正确。 4.在学校运动场上50 m 直跑道的两端,分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬 声器。两个扬声器连续发出波长为5 m 的声波。一同学从该跑道的中点出发,向某一端点缓 慢行进 10 m。在此过程中,他听到扬声器声音由强变弱的次数为() A.2 B.4 C.6 D.8 答案B解析向某一端点每缓慢行进2.5m,他距离两波源的路程差为5m,听到扬声 器声音强,缓慢行进 10 m,他听到扬声器声音由强变弱的次数为4 次,选项 B 正确。 5. 如图,a. b, c. d 是均匀媒质中 x 轴上的四个质点.相邻两点的间距依次为2m、4m 和 6m 一列简谐横波以 2m/s 的波速沿 x 轴正向传播,在 t0 时刻到达质点 a 处,质点 a 由平衡位 置开始竖直向下运动,t3s 时 a 第一次到达最高点。下列说法正确的是 填正确答 案标号。选对I 个得 3 分,选对2 个得 4 分,选对3 个得 6 分。每选错I 个扣 3 分,最低得 分为 0 分 A.在 t6s 时刻波恰好传到质点 d 处 B.在 t5s 时刻质点 c 恰好到达最高点 C..质点 b 开始振动后,其振动周期为4s D..在 4st6s 的时间间隔内质点 c 向上运动 E..当质点 d 向下运动时,质点 b 一定向上运动 答案ACD 解析根据题述“在 t0 时刻到达质点 a 处,质点 a 由平衡位置开始竖直向下运动,t3s 时 a 第一次到达最高点”可知周期为 T4s。波长λvT24m8m。在 t6s 时刻 波恰好传到质点 d 处,选项 A 正确。在 t3s 时刻波传播到质点 C,在 t5s 时刻 质点 c 恰好回到平衡位置,在 t6s 时刻到达最高点,选项 B 错误。质点 b 开始振 动后, 其振动周期为 4s, 选项 C 正确。 在 4st” 、 “ ” 、 “ ”或 “” ) , 34.(1)3 分 2 分 【命题意图】 本题考查弹簧振子的机械振动及其相关知识点, 意在考 查考生灵活应用知识分析问题的能力。 【解题思路】小球通过平衡位置时弹性势能为零,动能最大。向右通过平衡位置, a 由于受 到弹簧弹力做减速运动,b 做匀速运动。小物块 a 与弹簧组成的系统机械能小于原来系统, 所以小物块 a 的振幅减小,AA0,周期减小, TT0。 【快速解题】根据系统能量减小得到振幅减小, 根据振子质量减小可知加速度增大, 周期减 小,从而快速解题。 10.根据单摆周期公式T 2 1 ,可以通过实验测量当地的重力加速度。如图1 所示,将 g 细线的上端固定在铁架台上,下端系一小钢球,就做成了单摆。 (1)用游标卡尺测量小钢球直径,求数如图2 所示,读数为_______mm。 (2)以下是实验过程中的一些做法,其中正确的有_______。 a.摆线要选择细些的、伸缩性小些的,并且尽可能长一些 b.摆球尽量选择质量大些、体积小些的 c.为了使摆的周期大一些,以方便测量,开始时拉开摆球,使摆线相距平衡位 置有较大的角度 d.拉开摆球,使摆线偏离平衡位置大于5 度,在释放摆球的同时开始计时,当 摆球回到开始位置时停止计时,此时间间隔△t 即为单摆周期 T e.拉开摆球,使摆线偏离平衡位置不大于5 度,释放摆球,当摆球振动稳定后, 从平衡位置开始计时,记下摆球做 50 次全振动所用的时间△t,则单摆周期 T Vt 50 【答案】18.6mm abe 【 解析】(1) 根据游标卡尺读数规则, 游标卡尺的读数 18mm0.16mm18.6mm; (2)abe 摆线要选择细些可减小阻力;伸缩性小些的,保证摆长不变;并且尽 可能长一些,在合适的振幅下,摆角小。所以摆线要选择细些的、伸缩性小些 的,并且尽可能长一些,选项 a 正确。摆球尽量选择质量大些、体积小些的, 可减小空气阻力的影响,选项 b 正确。为了使摆的周期大一些,以方便测量, 可增大摆长。开始时拉开摆球,使摆线相距平衡位置有较大的角度,可能导致 摆角大于 10,使误差增大,选项c 错误。拉开摆球,使摆线偏离平衡位置小 于 5 度, 在摆球通过平衡位置的同时开始计时, 测量单摆运动 50 个周期的时间 t,则单摆周期 Tt/50,选项 d 错误 e 正确。 11 . 一列沿 x 轴正方向传播的简谐机械横波,波速为4m/s。某时刻波形如图所示,下列说 法正确的是 A. 这列波的振幅为 4cm B. 这列波的周期为 1s C. 此时 x4m 处质点沿 y 轴负方向运动 D. 此时 x4m 处质点的加速度为 0 答案D 解析这列波的振幅为 2cm,波长λ8cm,这列波的周期为 Tλ/v2s,选项 AB 错误。 此时 x4m 处质点沿 y 轴正方向运动,加速度为零,选项C 错误 D 正确。 12.图 1 是一列简谐横波在 t1.25s 时的波形图,已知 c 位置的质点比 a 位置的晚 0.5s 起 振。则图 2 所示振动图像对应的质点可能位于 A.a x b C.c x d 12.D 12.D B.b x c D.d x e 解析根据题述“解析根据题述“C 位置的质点比 a 位置的晚 0.5s 起振”可知波动”可知波动 周期为周期为 1s1s,波沿,波沿 x x 轴正方向传播。画出轴正方向传播。画出 t0t0 时的波形图如图。时的波形图如图。则图 2 所示振动图像对应的 质点可能位于d x e,选项 D 正确。 13 如图甲所示,在某一均匀介质中,AB 是振动情况完全相同的两个波源,其简谐运动表达 式均为 x0.1sin20πtm,介质中P 点与 A、B 两波源间的距离分别为 4m 和 5m。两波源形 成的简谐横波分别