2022年机械振动和机械波练习 .docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 机械振动和机械波练习 一、挑选题1.对单摆在竖直面内的振动,下面说法中正确选项C A. 摆球所受向心力到处相同 B.摆球的回复力是它所受的合力 C.摆球经过平稳位置时所受回复力为零 D.摆球经过平稳位置时所受合外力为零 2.一弹簧振子作简谐运动,以下说法正确选项（D）A. 如位移为负值,就速度肯定为正值,加速度也肯定为正值 B.振子通过平稳位置时,速度为零,加速度最大 C.振子每次通过平稳位置时,加速度相同,速度也肯定相同 D.振子每次通过同一位置时,其速度不肯定相同,但加速度肯定相同3.如单摆的摆长不变,摆球的质量增加为原先的小为原先的1/2

2、,就单摆振动的（B）4 倍,摆球经过平稳位置时的速度减A. 频率不变,振幅不变 B.频率不变,振幅转变C.频率转变,振幅转变 D.频率转变,振幅不变4.一列波由一种介质进入另一种介质中连续传播,就（B）A. 传播方向肯定转变 B.其频率不变C.如波速增大,频率也会增大 D.如波长变小,频率也会变小5.关于波长,以下说法正确选项（A ）A. 波长等于一个周期内振动在介质中传播的距离 B.波长等于一个周期内振动质点通过的距离 C.两个振动情形完全相同的质点间的距离等于一个波长 D.同一时刻两个波峰间的距离等于一个波长6. 振源 A 带动细绳振动,某时刻形成的横波如图甲所示,A xP t就在波传播到

3、细绳上一点P 时开头计时,以下图乙的四个图形中能表示P 点振动图象的是（A）图甲xxxtD A tB tC 图乙7. 一列横波在x 轴上传播, ts与 t+o.4 s 在 x 轴上 -3 m3m -2-1 O y/m x/m 的区间内的波形如图中同一条图线所示,由图可知该波最大速度为10m/ s0.4 s-31 2 3 质点振动周期的最大值为在 t+o.2 s 时, x=3m 的质点位移为零 如波沿 x 轴正方向传播,各质点刚开头振动时的方向向上 上述说法中正确选项（B ）A . B. C. D. 8. 如图为一列在匀称介质中传播的简谐横波在t=4s 时刻的波形图,如已知振源在坐标名师归纳总结

4、 原点 O 处,波速为2m/ s,就（D ）5y/cm 3 P5678x/m 第 1 页,共 5 页A . 振源 O 开头振动时的方向沿y 轴正方向B. P 点振幅比 Q 点振幅小O 1 2 4 C. 再经过t=4s,质点 P 将向右移动8m-5Q - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - D. 再经过t=4s,质点 Q 通过的路程是0.4m9. 振源 O 起振方向沿 +y 方向,从振源 O 起振时开头计时,经 t=0.9 s,x 轴上 0 至 12m范畴第一次显现图示简谐波,就（BC）A . 此列波的波速约为 13.3 m/ s y/cm B. t=0.9

5、s 时, x 轴上 6m 处的质点振动方向向下C. 波的周期肯定是 0.4 s O 2 4 6 8 10 12 x/m D. 波的周期 T .3 6 s n 可取 0,1,2,3 4 n 110. 如下列图,一简谐横波在 x 轴上传播,轴上 a、b 两点相距 12m. t=0 时 a 点为波峰, b 点为波谷； t=0.5 s时 a 点为波谷, b 点为波峰,就以下判定只正确选项（B）A. 波肯定沿 x 轴正方向传播B. 波长可能是8m0 a b x C. 周期可能是0.5 sD. 波速肯定是24m/ s 解读 : 由波的周期性可知 : 12 m n 1 2.0 5 s k 1 T（n=0,1

6、,2, 3 ）2波的传播方向不确定 . 由式得 : 24 m,当 n=1 时, =8m.2 n 1由式得 T 1 s,T 0.5 s 2 k 1（n=0,1, 2,3, ）由公式vT知波速不确定 . 故正确选项为B. t1 时刻和 t2时刻的波形图,已知 y/cm11. 一简谐横波在图中x 轴上传播,实线和虚线分别是t2- t1=1.0 s. 由图判定以下哪一个波速是不行能的（ D）A.1 m/s B.3 m/s -2-1O 12345x/mC.5 m/s D . 10m/s解读 : 据图可知波长 =4m,由于不知道波的传播方向,因此有两种可能,所以波的周期 : T 1 4 s 或 T 2 4

7、 s（ n=0,1,2,3, ）4 n 1 4 n 3就波速 v 1 4 n 1 m / s,（ n=0,1,2,3, ）,可能值为 1,5, 9,T 1v 2 4 n 3 m / s,（ n=0,1,2,3, ）,可能值为 3,7, 11,T 2就波速不行能为 10m/s,故正确选项为 D.12. 一平台沿竖直方向做简谐运动 , 一物体置于振动平台上随平台一起运动 . 当振动平台处于什么位置时 , 物体对台面的正压力最大 C m A. 当振动平台运动到最高点时B. 当振动平台向下运动过振动中心点时名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 5 页精选学习资料 - - - - -

8、- - - - C. 当振动平台运动到最低点时 D. 当振动平台向上运动过振动中心点时 13. 以下关于波的衍射的说法正确选项（BD）A. 衍射是一切机械波的特有的现象 B. 对同一列波,缝、孔的宽度越小,障碍物越小衍射现象越明显 C. 只有横波才能发生衍射现象,纵波不能发生衍射现象 D. 声波简单发生衍射现象是由于声波波长较大14. 在水波槽的衍射试验中,如打击水面的振子振动的频率是5 Hz ,水波在水波槽中的传播速度为0.05 m/s ,为观看到显著的衍射现象,小孔直径d 应为（ D）A.10 cm B.5 m C.d 1 cmD.d 1 cm 15. 关于两列波的稳固干涉现象,以下说法正

9、确选项（BD）A. 任意两列波都能产生稳固干涉现象 B. 发生稳固干涉现象的两列波,它们的频率肯定相同C. 在振动减弱的区域,各质点都处于波谷 D. 在振动加强的区域,有时质点的位移等于零16.如下列图, S1、S2是两个相干波源,它们振动同步S1 a b c S2 且振幅相同 .实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷.关于图中所标的a、b、c、d 四点,以下d 说法中正确的有（BC）A. 该时刻 a 质点振动最弱,b、c 质点振动最强,d 质点振动既不是最强也不是最弱B.该时刻 a 质点振动最弱,b、c、d 质点振动都最强C.a 质点的振动始终是最弱的, b、c、d 质点的振

10、动始终是最强的D.再过 T/4 后的时刻 a、b、c 三个质点都将处于各自的平稳位置,因此振动最弱解：该时刻a 质点振动最弱,b、c 质点振动最强,这不难懂得；但是d 既不是波峰和波峰叠加,又不是波谷和波谷叠加,如何判定其振动强弱？这就要用到充要条件：“ 到两波源的路程之差是波长的整数倍” 时振动最强,从图中可以看出,d 是 S1、 S2 连线的中垂线上的一点,到S1、S2 的距离相等,所以必定为振动最强点. 描述振动强弱的物理量是振幅,而振幅不是位移.每个质点在振动过程中的位移是不断转变的,但振幅是保持不变的,所以振动最强的点无论处于波峰仍是波谷,振动始终是最 强的 .此题答案应选 B、C

11、二、填空题17. 固定圆弧轨道弧AB 所含度数小于5 ,末端切线水平. B A 两个相同的小球a、b 分别从轨道的顶端和正中由静止开头下滑,比较它们到达轨道底端所用的时间和动能：ta tb,Ea 2Eb.18. 如下列图是演示沙摆振动图象的试验装 置,沙摆的运动可看作简谐运动如用手向外 拉 木 板 的 速 度 是 0.20m/s , 木 板 的 长 度 是0.60m , 那 么 这 次实 验 所用 的 沙 摆的 摆 长为名师归纳总结 0.56 m （答案保留2 位有效数字,运算时可O第 3 页,共 5 页取2=g）19. 如下列图,有四列简谐波同时沿x 轴正方向传播,波速分别是v、2v、3v

12、和 4v,a、b 是 x 轴上所给定的两点,且ab=l . 在 t 时刻 a、b 两点间的4 列波的波形分别如图所avbxaB2vbxaC3vbxaD4vbxA- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 示,就由该时刻起a 点显现波峰的先后次序依次是图BDCA ；频率由高到低的先后次序依次是 DBCA .20. 下图是不同频率的水波通过相同的 小孔所能到达区域的示意图, C 情形中水 波的频率最大, A 情形中水波的频率最小 . 三、运算题 21. 如下列图,质量为 m 的木块放在弹簧上,与弹簧一起在竖直方向上做简谐运动；当振幅为A 时,物体对弹簧的最大压力是物

13、体重力的1.5倍,就物体对弹簧的最小弹力是多大？要使物体在振动中不离开弹簧,振幅不能超过多大？解: 当木块运动到最低点时,对弹簧弹力最大,此时由牛顿其次定律得：m Fmax-mg=ma,由于 Fmax=1.5 mg,所以 a=0.5 g. 当木块运动到最高点时,对弹簧弹力最小,此时由牛顿其次定律得：mg- Fmin=ma,由运动的对称性知,最高点与最低点的加速度大小相等,即a=0.5 g,代入求得 Fmin=mg/2. 在最高点或最低点 : kA=ma= 1 mg,所以弹簧的劲度系数 k= mg . 2 2 A物体在平稳位置下方处于超重状态,不行能离开弹簧,只有在平稳位置上方可能离开弹簧 .

14、要使物体在振动过程中恰好不离开弹簧,物体在最高点的加速度 a=g 此时弹簧的弹力为零 . 如振幅再大,物体便会脱离弹簧. 物体在最高点刚好不离开弹簧时,回复力为重力,所以 : mg=KA/,就振幅 A / =mg =2A. kt1=0 时刻的波形图,虚线表示t2=0.005s 时刻22. 一列横波的波形如下列图,实线表示的波形图,求：1 如 2T t2-t1T,波速可能为多大？（T 为周期）2 如 T t2-t 1,并且波速为3600m/s,就波向哪个方向传播？y/cm5 O 2 4 6 8 10 12 x/m5 速v 1解:1 由图象可知：如波向右传播,就在t=0.005s 内波传播的距离为

15、 x=10m,就波x10m/s2000 m/st0 . 005内 波 传 播 的 距 离 为 x=14m , 就 波 速如 波 向 左 传 播 , 就 在 t=0.005sv2x14m/s2800 m/st0 . 0052 由图象可知 : 波长 =8m 在 t=0.005s 内波传播的距离为 x=v t=3600 0.005 m=18m名师归纳总结 就x1821,所以波向右传播. 第 4 页,共 5 页84- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 例 10. 如下列图,声源S 和观看者A 都沿 x 轴正方向运动,相对于地面的速度分别为vS和 vA,空气中声音传

16、播的速率为 vP,设 vSvP,vAvP,空气相对于地面没有流淌 . 1 如声源相继发出两个声音信号,时间间隔为t. 请依据发出的这两个声信号从声源传播到观看者的过程,确定观看者接收到这两个声音信号的时间间隔t ；2 利用 1 的结果,推导此情形下观看者接收到的声波频率和声源放出的声波频率间的关系式 . vSA vAx 解:1 设声源发出第一个声音信号时声源与观看者间的S : 距离为 L,第一个声音信号放出后经过t1 的时间被观看者接收到,就vP t1 vA t1 = L设其次个声音信号发出后经过t2的时间被观看者接收到,就 : vP t2 vA t2 = L - vS - vA t就观看者接收到这两个声音信号的时间间隔t = t + t2 - t1由式得 : t v P v S tv P v A2 设声源放出的声波的周期和频率分别为T 和 f,观看者接收到的声音的周期和频率名师归纳总结 分别为 T 和 f ,就 :TtvPvA. 所以,fTfvPvSf. 第 5 页,共 5 页PSvPvATtvvT- - - - - - -