第11、12章 機(jī)械振動(dòng) 機(jī)械波 單元測(cè)試12(人教版選修3-4)

1、第11、12章 機(jī)械振動(dòng) 機(jī)械波 單元測(cè)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(jiǎn)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(kāi)始振動(dòng)，則()A.P先開(kāi)始振動(dòng)，震源距地震儀約36 kmB.P先開(kāi)始振動(dòng)，震源距地震儀約25 kmC.H先開(kāi)始振動(dòng)，震源距地震儀約36 kmD.H先開(kāi)始振動(dòng)，震源距地震儀約25 km解析：地震波豎直向上傳播時(shí)，從振源傳過(guò)來(lái)的縱波激起振子P的振動(dòng)，且波傳過(guò)來(lái)所需的時(shí)間tP；從振源傳過(guò)來(lái)的橫波激起振子H的振動(dòng)，且波傳過(guò)來(lái)所需的時(shí)間tH；由于v橫v縱，可知tPtH

2、，所以P先振動(dòng).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(diǎn)的振動(dòng)圖象分別如圖中實(shí)線與虛線所示.由此可以得出()A.波長(zhǎng)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(diǎn)起振的時(shí)間間隔tnTT，即x(n)解得：，v m/s.答案：BC3.一列簡(jiǎn)諧橫波沿直線傳播，該直線上的a、b兩點(diǎn)相距4.42 m.圖中實(shí)、虛兩條曲線分別表示平衡位置在a、b兩點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)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(zhǎng)一定是0.1

3、 mC.此列波的傳播速度可能是34 m/sD.a點(diǎn)一定比b點(diǎn)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(shí)，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(cuò)誤.答案：AC4.下列關(guān)于簡(jiǎn)諧振動(dòng)和簡(jiǎn)諧機(jī)械波的說(shuō)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(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度就是波的傳播速度D.單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過(guò)媒質(zhì)中一點(diǎn)的完全波的個(gè)數(shù)就是這列簡(jiǎn)諧波的頻率解析：彈簧振子的周期與振幅無(wú)關(guān)，A錯(cuò)誤.機(jī)械

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

5、波向右傳播.t10.35 s1T時(shí)刻，P點(diǎn)處于波峰，Q點(diǎn)的位移為00.2 m之間的某值，A正確；t20.25 s1T 時(shí)刻，P點(diǎn)處于波谷，加速度最大，故B錯(cuò)誤；經(jīng)過(guò)t30.15 sT時(shí)，波向正方向傳播了s33 m，故C正確；t40.1 sT時(shí)刻，Q點(diǎn)的位移為正，速度方向?yàn)閥軸負(fù)方向，D錯(cuò)誤.答案：AC6.一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，周期為0.50 s.某一時(shí)刻，離開(kāi)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(dòng)傳到P2所需的時(shí)間為() s s s s解析：由題意知，P1和P3間的距離為一個(gè)波長(zhǎng)，即10

6、0 cm，可求出波速v200 cm/s，因此P1的振動(dòng)傳到P2所需的時(shí)間t s0.10 s.答案：C7.一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，振幅為A.t0時(shí)平衡位置在x0處的質(zhì)元位于y0處， 且向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)；此時(shí)，平衡位置在x0.15 m處的質(zhì)元位于yA處.該波的波長(zhǎng)可能等于()A.0.60 m B.0.20 m C.0.12 m D.0.086 m解析：因?yàn)椴ㄑ卣较騻鞑?，且x0處質(zhì)點(diǎn)經(jīng)平衡位置向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，故此時(shí)波形圖為正弦函數(shù)圖像，則x0.15 m(n)，當(dāng)n0時(shí)，0.60 m，A項(xiàng)正確；當(dāng)n1時(shí)，0.12 m，C項(xiàng)正確；當(dāng)n3時(shí)，0.066 m，B、D項(xiàng)錯(cuò).答案：AC8.一列簡(jiǎn)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(diǎn)振動(dòng)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(zhǎng)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(shí)7 s解析：題目中給出了兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，從圖中直接可以看出振動(dòng)的振幅為10 cm，周期為4 s，A錯(cuò)誤，因?yàn)椴ㄊ茄刂鴄向b傳播，所以從振動(dòng)形式可以看出，b比a至少晚振動(dòng)個(gè)周期，滿足t(n)T4n3s，(n0,1，2)，再利用v ，可得B、C錯(cuò)，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(gè)木塊組成的系統(tǒng)像一個(gè)整體一樣地振動(dòng)，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(shí)，系統(tǒng)的振幅最大，設(shè)為A.對(duì)上面的木塊有：最大加速度a對(duì)系統(tǒng)有：kAma可解得：A.答案：C10.一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，周期為T，t0時(shí)刻的波形如圖所示.此時(shí)平衡位置位于x3 m處的質(zhì)點(diǎn)正在向上運(yùn)動(dòng)，若a、b兩質(zhì)點(diǎn)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(diǎn)處在波峰時(shí)，b質(zhì)點(diǎn)恰在波谷B.t時(shí)，a質(zhì)點(diǎn)正在向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)C.t時(shí)，b質(zhì)點(diǎn)正在向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)D.在某一時(shí)刻，a、b兩質(zhì)點(diǎn)的位移和速度可能相同解析：由圖可得出

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

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

11、擺線的長(zhǎng)度，測(cè)得6組L和對(duì)應(yīng)的周期T，畫出LT2圖線，然后在圖線上選取A、B兩個(gè)點(diǎn)，坐標(biāo)如圖所示.他采用恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理方法，則計(jì)算重力加速度的表達(dá)式應(yīng)為g.請(qǐng)你判斷該同學(xué)得到的實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)為L(zhǎng)A和LB，擺線到重心的距離為L(zhǎng)，所以A、B的兩處的擺長(zhǎng)分別為L(zhǎng)AL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(wú)關(guān)，所以不影響g值的測(cè)量.答案：相同13.在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)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(tái)上b.用米尺量得細(xì)線長(zhǎng)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(dòng)的總時(shí)間t，得到周期Te.用公式g計(jì)算重力加速度按上述方法得出的重力加速度值與實(shí)際值相比.(填“偏大”、“相同”或“偏小”)(2)已知單擺在任意擺角時(shí)的周期公式可近似為TT01asin2()，式中T0為擺角趨近于0時(shí)的周期，a為常數(shù).