第11、12章 機械振動 機械波 單元測試12(人教版選修3-4)_第1頁
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文檔簡介

1、第11、12章 機械振動 機械波 單元測試121.某地區(qū)地震波中的橫波和縱波傳播速率分別約為4 km/s和9 km/s.一種簡易地震儀由豎直彈簧振子P和水平彈簧振子H組成(如圖所示).在一次地震中,震源在地震儀下方,觀察到兩振子相差5 s開始振動,則()A.P先開始振動,震源距地震儀約36 kmB.P先開始振動,震源距地震儀約25 kmC.H先開始振動,震源距地震儀約36 kmD.H先開始振動,震源距地震儀約25 km解析:地震波豎直向上傳播時,從振源傳過來的縱波激起振子P的振動,且波傳過來所需的時間tP;從振源傳過來的橫波激起振子H的振動,且波傳過來所需的時間tH;由于v橫v縱,可知tPtH

2、,所以P先振動.又ttHtP5 s,可知s36 km,故選A.答案:A2.一列橫波在x軸上傳播,在x0與x1 cm的兩點的振動圖象分別如圖中實線與虛線所示.由此可以得出()A.波長一定是4 cmB.波的周期一定是4 sC.波的振幅一定是2 cmD.波的傳播速度一定是1 cm/s解析:由圖象可知波的周期T4 s,振幅A2 cm,兩點起振的時間間隔tnTT,即x(n)解得:,v m/s.答案:BC3.一列簡諧橫波沿直線傳播,該直線上的a、b兩點相距4.42 m.圖中實、虛兩條曲線分別表示平衡位置在a、b兩點處質(zhì)點的振動曲線,從圖示可知()A.此列波的頻率一定是10 HzB.此列波的波長一定是0.1

3、 mC.此列波的傳播速度可能是34 m/sD.a點一定比b點距波源近解析:由圖象可知:T0.1 s,f10 Hz,A正確.若波從a到b,t0.03 snT(n0,1,2,),由v m/s m/s (n0,1,2,);當(dāng)n1時,v34 m/s,C正確.由于波的傳播方向未確定及波的多解性,所以B、D錯誤.答案:AC4.下列關(guān)于簡諧振動和簡諧機械波的說法中,正確的是()A.彈簧振子的周期與振幅有關(guān)B.橫波在介質(zhì)中的傳播速度由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定C.在波傳播方向上的某個質(zhì)點的振動速度就是波的傳播速度D.單位時間內(nèi)經(jīng)過媒質(zhì)中一點的完全波的個數(shù)就是這列簡諧波的頻率解析:彈簧振子的周期與振幅無關(guān),A錯誤.機械

4、波的波速與介質(zhì)有關(guān),則B正確.波傳播過程中質(zhì)點的振動速度不同于波的傳播速度,兩者無任何關(guān)系,則C錯誤.單位時間內(nèi)經(jīng)過某一個質(zhì)點的完全波的個數(shù)即是該質(zhì)點全振動的次數(shù),等于振動的頻率即簡諧波的頻率,所以D正確.答案:BD5.圖甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖象,圖乙為質(zhì)點P以此時刻為計時起點的振動圖象.從此時刻起 ()A.經(jīng)過0.35 s時,質(zhì)點Q距平衡位置的距離小于質(zhì)點P距平衡位置的距離B.經(jīng)過0.25 s時,質(zhì)點Q的加速度大于質(zhì)點P的加速度C.經(jīng)過0.15 s,波沿x軸的正方向傳播了3 mD.經(jīng)過0.1 s時,質(zhì)點Q的運動方向沿y軸正方向 甲 乙解析:由圖乙知P點在t0時刻向下振動,可得簡諧

5、波向右傳播.t10.35 s1T時刻,P點處于波峰,Q點的位移為00.2 m之間的某值,A正確;t20.25 s1T 時刻,P點處于波谷,加速度最大,故B錯誤;經(jīng)過t30.15 sT時,波向正方向傳播了s33 m,故C正確;t40.1 sT時刻,Q點的位移為正,速度方向為y軸負(fù)方向,D錯誤.答案:AC6.一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波,周期為0.50 s.某一時刻,離開平衡位置的位移都相等的各質(zhì)元依次為P1、P2、P3已知P1和P2之間的距離為20 cm,P2和P3之間的距離為 80 cm,則P1的振動傳到P2所需的時間為() s s s s解析:由題意知,P1和P3間的距離為一個波長,即10

6、0 cm,可求出波速v200 cm/s,因此P1的振動傳到P2所需的時間t s0.10 s.答案:C7.一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,振幅為A.t0時平衡位置在x0處的質(zhì)元位于y0處, 且向y軸負(fù)方向運動;此時,平衡位置在x0.15 m處的質(zhì)元位于yA處.該波的波長可能等于()A.0.60 m B.0.20 m C.0.12 m D.0.086 m解析:因為波沿正方向傳播,且x0處質(zhì)點經(jīng)平衡位置向y軸負(fù)方向運動,故此時波形圖為正弦函數(shù)圖像,則x0.15 m(n),當(dāng)n0時,0.60 m,A項正確;當(dāng)n1時,0.12 m,C項正確;當(dāng)n3時,0.066 m,B、D項錯.答案:AC8.一列簡諧橫波

7、沿直線由a向b傳播,相距10.5 m的a、b兩處的質(zhì)點振動圖象如圖中a、b所示,則()A.該波的振幅可能是20 cmB.該波的波長可能是8.4 mC.該波的波速可能是10.5 m/sD.該波由a傳播到b可能歷時7 s解析:題目中給出了兩個質(zhì)點的振動圖象,從圖中直接可以看出振動的振幅為10 cm,周期為4 s,A錯誤,因為波是沿著a向b傳播,所以從振動形式可以看出,b比a至少晚振動個周期,滿足t(n)T4n3s,(n0,1,2),再利用v ,可得B、C錯,D正確.答案:D9.光滑的水平面上放有質(zhì)量分別為m、的兩木塊,下面的木塊與一系度系數(shù)為k的彈簧相連,彈簧的另一端固定在墻上,如圖所示.已知兩木

8、塊之間的最大靜摩擦力為f,為使這兩個木塊組成的系統(tǒng)像一個整體一樣地振動,系統(tǒng)的最大振幅為 ()A.B.C.D.解析:當(dāng)兩木塊之間的靜摩擦力達(dá)最大值f時,系統(tǒng)的振幅最大,設(shè)為A.對上面的木塊有:最大加速度a對系統(tǒng)有:kAma可解得:A.答案:C10.一列簡諧橫波沿x軸傳播,周期為T,t0時刻的波形如圖所示.此時平衡位置位于x3 m處的質(zhì)點正在向上運動,若a、b兩質(zhì)點平衡位置的坐標(biāo)分別為xa2.5 m, xb5.5 m,則()A.當(dāng)a質(zhì)點處在波峰時,b質(zhì)點恰在波谷B.t時,a質(zhì)點正在向y軸負(fù)方向運動C.t時,b質(zhì)點正在向y軸負(fù)方向運動D.在某一時刻,a、b兩質(zhì)點的位移和速度可能相同解析:由圖可得出

9、此波的波長為4 m,t0時刻x3 m 處的質(zhì)點向上振動,可得該波向左傳播.將整個波形圖向左平移1.5 m時,a質(zhì)點到達(dá)波峰,此時b質(zhì)點正好在平衡位置,與t0時刻平衡位置在7 m處的質(zhì)點振動狀態(tài)一樣,故a質(zhì)點到達(dá)波峰時,b質(zhì)點正在平衡位置并向上振動,A錯誤;將圖象整體向左平移1 m,即波傳播時,a的振動狀態(tài)與t0時刻平衡位置在3.5 m處的質(zhì)點振動狀態(tài)一樣,即處在平衡位置上方并向y軸正方向運動,B錯誤;將圖線整體向左平移3 m,即波傳播時,b的振動狀態(tài)與t0時刻平衡位置在8.5 m處的質(zhì)點振動狀態(tài)一樣,即處在平衡位置上方并向y軸負(fù)方向運動,C正確;只有平衡位置相距波長整數(shù)倍的質(zhì)點才可能速度、位移

10、都相同(而且總是相同).D錯誤.答案:C11.一列沿著x軸正方向傳播的橫波,在t0時刻的波形如圖甲所示,圖甲中某質(zhì)點的振動圖象如圖乙所示.質(zhì)點N的振幅是m,振動周期為s,圖乙表示質(zhì)點(從質(zhì)點K、L、M、N中選填)的振動圖象.該波的波速為m/s.甲乙解析:從甲、乙圖可得出此波的波長2.0 m,周期T4 s,振幅A0.8 m;乙圖中顯示t0時刻該質(zhì)點處于平衡位置向上振動,甲圖波形中,波向x軸正方向傳播,則L質(zhì)點正在平衡位置且向上振動,波速v0.5 m/s.答案:0.84L0.512.某同學(xué)利用單擺測定當(dāng)?shù)刂亓铀俣?,發(fā)現(xiàn)單擺靜止時擺球重心在球心的正下方,他仍將從懸點到球心的距離當(dāng)作擺長L,通過改變

11、擺線的長度,測得6組L和對應(yīng)的周期T,畫出LT2圖線,然后在圖線上選取A、B兩個點,坐標(biāo)如圖所示.他采用恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理方法,則計算重力加速度的表達(dá)式應(yīng)為g.請你判斷該同學(xué)得到的實驗結(jié)果與擺球重心就在球心處的情況相比,將.(填“偏大”、“偏小”或“相同”)解析:設(shè)A、B的擺線長為LA和LB,擺線到重心的距離為L,所以A、B的兩處的擺長分別為LAL和LBL.根據(jù)周期公式T2得:l,則LALLBL得:LBLAg從式子中可以看出,最終的結(jié)果與重心的位置無關(guān),所以不影響g值的測量.答案:相同13.在“用單擺測定重力加速度”的實驗中,(1)某同學(xué)的操作步驟如下:a.取一根細(xì)線,下端系住直徑為d的金屬小球,上端固定在鐵架臺上b.用米尺量得細(xì)線長度lc.在擺線偏離豎直方向5位置釋放小球d.用秒表記錄小球完成n次全振動的總時間t,得到周期Te.用公式g計算重力加速度按上述方法得出的重力加速度值與實際值相比.(填“偏大”、“相同”或“偏小”)(2)已知單擺在任意擺角時的周期公式可近似為TT01asin2(),式中T0為擺角趨近于0時的周期,a為常數(shù).

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