机械振动机械波公开课.docx

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1、单元突破卷十一（机械振动机械波）本卷计算中，g均取10 m/s2一、选择题I （此题共13小题，每题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的。）1 .如下图，是物体做简谐运动的元一，图象，以下说法不正确的选项是（）A.物体振幅在-2cm到2cm之间变化B. 1s末物体速度方向沿x轴负方向1.5s时物体的位移最大加速度最大C. 2s末物体的速度最大，动能最大答案：A 解析：简谐运动的振幅是不变的，由图知振幅A=2cm,故A错误；1s末图线切线的斜率为负值，说明物体速度沿负方向，故B正确；1.5s时物体的位移为负向最大，根据简谐运动的特点：a -,可知，此刻加速度m为正向最大，故C正确；2s末物

2、体的位移为零，经过平衡位置，速度和动能都最大，故D正确。2.如下图，小球P连接着轻质弹簧，放在光滑水平面上，弹簧的另一端固定在墙上，。 点为它的平衡位置，把P拉到A点，使OA=lcm,静止释放，经0.4s小球第1次到达。点。 如果把P拉到点，使 O4=2cm,那么由静止释放后小球第一次运动到O点所需的时间 （ ）A. 0.2sB. 0.4sC. 0.6sD. 0.8s答案：B解析：将弹簧振子的振幅从1cm增大到2cm.由于弹簧振子的周期与振幅无关，所以周期不变，释放后小球第 一次运动到。点所需的时间为四分之一周期，还是0.4s,故B正确。3 . 一列沿直线传播的简谐横波，其传播速度为80m/s

3、,波 源的振动图像如下图，那么这列波的波长和频率分别为 （ ）A. 800m, 10HzC. 8m, 1Hz答案：BA. 800m, 10HzD. 8m, 1Hz答案：BB. 8m, 10HzE. 4m, 20Hz解析：由振动图线可知，此波的频率为解析：由振动图线可知，此波的频率为f = =y HzT 10x10-2 z= 10H7波长为：A = vT = 80m/ s x 0. Is = 8m ；选项 B 正确 4 .图（甲）为一列横波在/ = 0时波的图象，图（乙）为该波中x = 4m处质点P的振动图象.以下说法正确的选项是（A.波速为5 mB.波速为6 m / sC.波沿x轴正方向传播D

4、.波沿x轴负方向传播答案：D故A、B错误。由振动图象上故A、B错误。由振动图象上解析：由波动图象读出波长A=4m,由振动图象读出周期7= 1 s,那么波速u=4m/s./=0时刻读出P点的速度方向沿y轴正方向，那么由波动图象判断出波沿x 轴负方向传播.故C错误，D正确。5. 一列简谐横波沿直线由。向人传播，相距21m的q、bl).Ox lOmT两处的质点振动图象如图中QA.该波的振幅是20cmA.该波的振幅是20cmB.该波的波长可能是12mC.该波的波速可能是10 m/sD.该波由。传播至U b最短历时3.5O-10b答案：B解析：由图读出，该波的振幅为A=10cm,故A错误.由图看出，在1

5、=0时亥L质点a位于波谷，波由Q向b传播，结合波形得到：质点b经过平衡位置向上运动,间距离与波长的关系为：4八 丫 4x2184(二 0,1,2,)，得到波长为：A =m ,当 n- 时，A=12m;波4 + 3 4/1 + 3 4/1 + 3速为：v =8421=，因T (4+ 3)x4 4+ 3为整数，u不可能等于10m/s, B正确，C错误。该波由。传播到3的时间为，=( + ) T = (4 + 3) s,4（ =0,1,2,.），由于是整数，/不可能等于3.5s,故D错误。6. 一列简谐横波沿工轴传播，/=0时刻的波形如图甲所示，A、P 和。是介质中的三个质点，A的振动图象如图乙所示

6、。以下判断正 确的是（）A.该波的传播速度是2.5m/sB.该波沿轴正方向传播C.从。0.4s, P通过的路程为4mD.从，=0时刻开始，P将比。先回到平衡位置答案：C解析：由乙图知，质点的振动周期为T=0.8s,由甲图知，波长A=20m,那么波速为U = = 25m/s故A错误；由 TT 乙图知，/=0时刻，质点A向上振动，根据甲图由同侧法原理可知该波沿x轴负方向传播，B错误；t = 0.45 =, 2质点尸振动半个周期，所以通过的路程一定是振幅的2倍，即s=2A=2x2=4m.C正确；波沿x轴负方向传播, 此时尸向下振动，。位于波谷的位置，那么。比P先回到平衡位置.D错误.应选C。7 .如

7、下图，在平面砂内有一沿水平x轴正方向传播的简谐横波，波速为3.0m/s,频率 为2.5Hz,振幅为8.0x10-2 m,，=0时刻P点质点的位移为y = 4.0x 1。二m,速度沿y 轴正方向，。点在P点右方9.0xl0-i m处，对于Q处的质点来说（）A.在，=0 时，位移为 y = -4.0x10-2 m8 .在r=0时，速度沿y轴正方向C.在 l=0.1s 时，位移为 y=4.0x10-2 mD.在，=0.ls时，速度沿y轴正方向答案：CV解析：由口 = = 2/可知，波长4 = = 1.2m , pq间的距离为3A/4,由y = A sin wl可知y2 =一,那么有/2271- =2

8、71- = 71, 解得 Xp 0 123PC = 9xlO-1m=-2夕37那么。=2 + 2 = %12 46.小 x、J3 A= Asin（2一）= A ,可知Q点速度沿y轴负方向，故A、B错误；再过0.1s,可利用平移法得出此 A 2时。的位移为y=-4.0xl0-2 m,方向沿y轴的负方向，故C正确、D错误；应选C.8. 一列周期为0.4秒的简谐波在均匀介质中沿x轴传播，该波在某一时刻的波形如下图, 此时振动还只发生在。、M之间；A、B、。是介质中的三个质点，平衡位置分别位于2m、3m 6m处。此时8的速度方向为-y方向，以下说法不正确的选项是（） A.该波沿x轴正向传播，波速为20

9、m/sB. A质点比B质点晚振动0.05sB质点此时的位移为1cmD.由图示时刻经0.1s, B质点的运动路程为2cm答案：A 解析：根据机械波的传播规律可知，波向光轴负方向传播,X 8波速口 = 一 = 20m/s ，故A错误；A质点到B质T 0.42T点的距离恰为一，晚振动时间/ = = 0.05s ,故B正.71 rz V2 .确；根据质点的振动方程，此时B质点的位移y = Asin = V2x = lcm ,故c正确；o.is恰为774, B 22质点向y轴正向负方向振动，回到平衡位置用778,剩下的778继续向下振动到达-1cm处，总的路程为2cm, 故D正确；此题正确答案是A。9.

10、如下图，一列简谐横波沿x轴负向传播，从波传到无=3m的P点时开始计时，在 UO.3s时间第一次形成图示波形，此时x=Om的。点正好在波谷处。以下说法中正确 的是()A.P点的振动周期为0.4sB.P点开始振动的方向沿y轴负方向C.当M点开始振动时，P点在正最大位移处4D.这列波的传播速度是一m/s 3答案：B 解析：从波传到九二3m的尸点时开始计时，PM间第一次形成图示波形，尸点又回到了平衡位置，说明P点完M点、与P点相距半个波长,M点、与P点相距半个波长,成一个周期的振动，周期为0.3s,故A错误；PM间第一次形成图示波形，波传到了户lm处，此处起振方向由图知该波的波长为4m,那么波速由图知

11、该波的波长为4m,那么波速沿y轴负方向，那么P点开始振动的方向沿)，轴负方向，故B正确； 的时间是半个周期，当M点开始振动时，P点也在平衡位置处，故C错误;24 z 40 z为 u =一二m/s - - mis, 故D错误. T 0.33io.在水波槽里放两块挡板，当中留一窄缝，窄 =/=缝的宽度为0.5cm,所用水波的波长为5cm,那么如图 “所示的衍射图样中正确的选项是() 答案：c11. 一列简谐横波沿直线传播，该直线上的匕两点相距4.42 m.图中实、虚两条曲线分别表示平衡位置在b两点处质点的振动曲线.由此可知( )A.此列波的频率一定是10 HzB.此列波的波长一定是0.1 mC.此

12、列波的传播速度一定是34 m/sD.。点一定比。点距波源近答案：A解析：通过图象观察可知周期T=0.1S,根据周期和频率之间的关系/ = y = 10Hz ,所以A项正确；波从a传到b的时间为/ =(0.03 + 0.1,传到b的时间为/ =(0.03 + 0.1,4.42波速为v =,0.03+ 0.U(=0,1,2)，当n=时，波速为34m/s, n取不同值时，波速为不同值，所以C项错误；根据波长公式2 = 7 =4.420.3+ /?n为不同值时,波长为不同值，波长不可能为0.1m,所以B项错误；由振动图象中无法判定a、b哪点距离波源近，所以D 项错误。12.如下图，一台玩具电机的轴上安

13、有一个小皮带轮甲，通过皮带带动皮带轮乙转动（皮带不打滑），皮带轮乙上离轴心0距离2mm处安有一个圆环P. 一根细绳一端固定在圆 y/m环P上，另一端固定在对面的支架上，绳呈水平方向且绷 直.在绳上悬挂着4个单摆b、c、d.电动机的转 速是150r/min,甲、乙两皮带轮的半径之比为1 ： 5, 4个 单摆的摆长分别是100cm 80cm 60cm 40cm.电动机 匀速转动过程中，哪个单撰的振幅最大（）A.单摆， B.单摆匕 C.单摆c D.单摆d答案：A 解析：甲、乙两轮由皮带轮带动，所以U甲二U乙，即G甲/甲二G乙广乙，再由电动机的转速和甲、乙的半径之比可 计算出乙轮的频率为/乙=0.5

14、Hz,即给单摆施加的驱动力频率为0.5Hz,而、b、c、d四个单摆的固有频率可1 （JV10. V12?51 f505 一一，一 由/=J 分别求 出fa- Hz、fb- Hz、fc- 1 Hz, fd- Hz,最接近驱动 力 频率的2ttL2rIn2ti 3是a单摆，A正确。13. 单摆。完成10次全振动的时间内，单摆完成6次全振动，两摆长之差为1.6m, 那么两摆长和分别为（）A.=2.5m,0=0.9mB./f/=0.9m,=2.5mC./a=2.4m,=4.0mD./=4.0m,/=2.4m答案：B解析：设甲完成10次全振动所经历的时间为t,那么= , T.- 得到Ta： Tb=3：

15、5；又因为 61 10 b 6l7 II +1.6T = ; Tj = 27rJ =，可解得：L=0.9m Lb=2.5moa V g b Ng二、选择题n （此题共6小题，在每题列出四个备选项中，至少有一个是符合题目要求 的。）14. P、Q是一列简谐横波中的两质点，P离振源较近，P、Q两点的平衡位置相距15m （小于一个波长），各自的振动图象如下图。此列波的波速为（）A. 0.5m/s B. 2.5m/s C.5.0m/s D. 7.5m/s答案：B3解析：由图知，周期为T=8s,假设点P离波源较近，波由P传到Q,那么PQ间的距离1 = （ + ） 2 ,得4% =m（ =0,1,2,），

16、因P、Q两点的平衡位置相距15m （小于一个波长），所以A=20m;4 + 3 4/1 + 3X 20 / 一 , 那么波速为 v = = mis - 2.5m/s。T 8A、B是同频率的两水波源，如下图的实线是波峰、虚线是波谷，那么（）A.图示时刻。点速度为零，加速度也为零B.图示时刻b点速度最大，加速度为零C.图示时刻a、b、。速度最小，加速度也最大D. b之间还有很多振动加强点答案：CD 解析：图示时刻a点是谷谷相遇点，此刻的速度为零，加速度最大，选项A错误；图示时刻。点是峰峰相遇点， 此刻的速度为零，加速度为最大，选项B错误；图示时刻6、c速度最小，加速度最大，选项C正确；b. c都是

17、振动加强点，故在人、c连线上都是振动加强点，即。、人之间还有很多振动加强点，选项D正确；故 选D.16用手握住较长软绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横波。某一时刻的波形图如图所 示，绳上匕两质点均处于波锋位置。以下说法正确的选项是（）A. a、b两点之间的距离为一个波长B.* 5两点开始时刻相差半个周期C.b点完成全振动的次数比。点多L次D. b点完成全振动的次数比a点少一次答案：AD解析：a、b两点之间的距离为一个波长，故A正确；根据简谐横波传播过程中，振动在一个周期内传播一个 波长的距离，可知。两点振动开始时刻相差一个周期，B错误；简谐横波向右传播，6点完成全振动次数比 a点少一次，C错

18、误，D正确。17 .平衡位置处于坐标原点的波源S在y轴上振动，产生频率为50Hz的简谐横波向光轴正、 负两个方向传播，波速均为100m/s,平衡位置在x轴上的P、。两个质点随波源振动着， P、。的入轴坐标分别为冷=3.5m xQ = -3m ,当S位移为负且向一y方向运动时，P、Q两质点的（）A.位移方向相同、速度方向相反B.位移方向相同、速度方向相同C.位移方向相反、速度方向相反C.位移方向相反、速度方向相反D.位移方向相反、速度方向相同关为距原答案：D 解析：由题可知，该波分别向两个方向传播，根据机械波周期、频率的 系，该波的周期为0.02s,根据波长、波速和周期的关系，可知该波波长 2=

19、2m,故可确定跟原点3.5m处的P点位移为负，速度方向向上，而点-3m处的Q点位移为正，速度方向向上，两点位移方向相反，速度方向相同，D正确。18.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?=0时刻到达质点处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，U3s时第一次到达最高点。以下说法正确的选项是（）A.在r=6s时刻波恰好传到质点d处B.在，=5s时刻质点c恰好到达最高点C.质点人开始振动后，其振动周期为4sD.在4s/6s的时间间隔内质点c向上运动答案：ACD解析：ad间距离为x=12m,波在同一介质

20、中匀速传播，那么波从传到d的时间为t=x/v=6s,即在Z=6s时刻，波3恰好传到质点d处，A正确。设波的周期为T,由题可得，一T = 3s,所以丁 =4s。波从。传播到c的时间为4x 2+4、t = = 3s ,那么在t=5s时刻质点c已振动了 2s,而c起振方向向下，所以r=5s时刻质点c恰好经过平v 2衡位置向上，B错误。质点的振动周期等于的振动周期，为4s, C正确。在4sr6s的时间间隔内，质点c已经振动了 Is3s,质点。正从波谷向波峰运动，即向上运动，D正确。19.在均匀介质中，一列沿x轴正向传播的横波，其波源。在第一个周期内的振动图象,如下图，那么该波在第一个周期末的波形图是（）ABCD答案：D解析：介质中，质点起振的方向都与振源起振的方向相同，abcd由振动图象知，波源开始振动的方向为负y方向，所以第,”:一个周期末开始振动的质点，其振动方向也是负y方向。根据上下波法可判断，A、C错误。由振动图象可知，后半个周期振幅较大，根据波的传播特点，一个波长距 离处的质点开始振动时振幅较小，D正确。