高二物理理科机械振动和机械波综合检测卷

机械振动和机械波综合检测卷一、选择题：1、声呐（水声测位仪）向水中发出的超声波，遇到障碍物（如鱼群、潜艇、礁石等）后被反射，测出从发出超声波到接收到反射波的时间及方向，即可测算出障碍物的方位；雷达则向空中发射电磁波，遇到障碍物后被反射，同样根据发射电磁波到接收到反射波的时间及方向，即可测算出障碍物的方位。超声波与电磁波相比较，下列说法中正确的有A．超声波与电磁波传播时，都向外传递了能量B．这两种波都既可以在介质中传播，也可以在真空中传播C．在空气中传播的速度与其它介质中传播的速度相比较，这两种波在空气中传播时均具有较大的传播速度D．这两种波传播时，在一个周期内均向前传播了一个波长2、简谐机械波在给定的媒质中传播时，下列说法中正确的是（）A．振幅越大，则波传播的速度越快B．振幅越大，则波传播的速度越慢C．在一个周期内，振动质元走过的路程等于一个波长D．振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越短3、一列简谐波沿x轴正方向传播，t=0时波形如图所示.已知在0.6s末，A点恰第四次(图中为第一次)出现在波峰，则下列说法正确的是（）A．波的周期是0.2sB．波传播到P点需要1.5sC．P点开始振动时速度方向是向上的D．P点在0.35s末第一次出现在波谷底部4、下列关于多普勒效应的说法正确的是（）A．若声源向观察者靠近，则声源发出声波的频率变小B．若声源向观察者靠近，则观察者接收到声波的频率变大C．观察者远离波源，则波源发出声波的频率变小D．若波源与观察者相互靠近，则观察者接收到声波的频率变小5、如所示，在均匀介质中S1和S2是同时起振（起振方向相同）、频率相同的两个机械波源，它们发出的简谐波相向传播。在介质中S1和S2平衡位置的连线上有a、b、c三点，已知S1a=ab=bc=cS2=λ/2（λ为波长），则下列说法中正确的是（）A．b点的振动总是最强，a、c两点的振动总是最弱P012.345.x/mAB．b点的振动总是最弱，a、c两点的振动总是最强C．a、b、c三点的振动都总是最强D．a、b、c三点的振动都是有时最强有时最弱6、如图所示，S为在水面上振动的波源，M、N为在水面上的两块挡板，其中N板可以上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得A处水没有振动。为使A处水也能发生振动，可采用的方法是（）A．使波源的频率增大B．使波源的频率减小C．移动N使狭缝的距离减小D．移动N使狭缝的距离增大7、一简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻其波形如图所示。下列说法正确的是（）A．由波形图可知该波的波长B．由波形图可知该波的周期C．经41周期后质元P运动到Q点D．经41周期后质元R的速度变为零8、如图甲中，波源S从平衡位置y=0开始振动，运动方向竖直向上(y轴的正方向)，振动周期T=0.01s，产生的简谐波向左、右两个方向传播，波速均为v=80m/s．经过一段时间后，P、Q两点开始振动，已知距离SP=1.2m、SQ=2.6m．若以Q点开始振动的时刻作为计时的零点，则在图乙的振动图象中，能正确描述P、Q两点振动情况的是（）A.甲为Q点振动图象B.乙为Q点振动图象C.丙为P点振动图象D.丁为P点振动图象9、一列简谐横波沿x轴负方向传播，图1是t=1s时的波形图，图2是波中某振动质元位移随时间变化的振动图线（两图用同一时间起点），则图2可能是图1中哪个质元的振动图线？图甲PQSvv甲丁2TTyt2TTyt乙丙2T2TTTytytoooo图乙QPR2345x/cm10y6A．x=0处的质元B．x=1m处的质元C．x=2m处的质元D．x=3m处的质元10、一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，图1所示的装置可用于研究该弹簧振子的受迫振动。匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做受迫振动。把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期。若保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图线如图2所示。当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图线如图3所示。若用T0表示弹簧振子的固有周期，T表示驱动力的周期，y表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅，则（）A.由图线可知T0=4sB.由图线可知T0=8sC.当T在4s附近时，y显著增大；当T比4s小得多或大得多时，y很小D.当T在8s附近时，y显著增大；当T比8s小得多或大得多时，y很小二、实验题：11、在“用单摆测重力加速度”的实验中，下列说法正确的是（）A．要求摆线长度适当，在摆动过程中不会伸缩，且质量很小B．用秒表测出单摆完成一次全振动的时间，这就是单摆振动的周期；反复测三次，在算出测得周期的平均值C．用刻度尺测量摆长时，摆长下端应从球心算起，量到悬点处D．测量周期T时，从摆球经过平衡位置时开始记时t/sy/cm42－2081216261014－11图3图2y/cm24－404681357－22t/s图112、如图所示，固定圆弧轨道弧AB所含度数小于5°，末端切线水平。两个相同的小球a、b分别从轨道的顶端和正中由静止开始下滑，比较它们到达轨道底端所用的时间和动能：ta______tb，Ea_______2Eb（填“”、“=”或“”）。13、某同学在家里做用单摆测定重力加速度的实验，但没有合适的摆球，他找到了一块大小为3cm左右，外形不规则的大理石块代替小球（如图）。他设计的实验步骤是：A.将石块用细尼龙线系好，结点为M，将尼龙线的上端固定于O点B.用刻度尺测量OM间尼龙线的长度L作为摆长C.将石块拉开一个大约α=30°的角度，然后由静止释放D.从摆球摆到最高点时开始计时，测出30次全振动的总时间t，，由T=t/30得出周期E.改变OM间尼龙线的长度再做几次实验，记下相应的L和TF.求出多次实验中测得的L和T的平均值作为计算时使用的数据，带入公式LTg22求出重力加速度g（1）你认为该同学以上实验步骤中有错误或操作方法不当的是（并说明原因）________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（2）该同学用OM的长作为摆长，这样做引起的系统误差将使重力加速度的测量值比真实值偏大还是偏小?________。你认为用什么方法可以解决摆长无法准确测量的困难?答：____________________________________________________________________。14、甲乙两人先后观察同一弹簧振子在竖直方向上的振动情况。（1）甲开始观察时，振子正好在平衡位置并向下运动。试在图1中画出甲观察到的弹簧振子的振动图象。已知经过1s后振子第一次回到平衡位置。振子振幅为5cm（设平衡位置向上方为正方向，时间轴上每格代表0.5s）αOM图1图2（2）乙在甲观察3.5s后，开始观察并记录时间，试在图2上画出乙观察到的弹簧振子的振动图象。（只要求画出图象，不必写出解答过程）三、计算题：15、已知一列简谐横波在t=0时刻的波动图像如图所示，再经过1.1s时，P点第3次出现波峰.求①波速v=?②由图示时刻起，Q点再经过多长时间第一次出现波峰?16、一列简谐横波沿直线传播，在这条直线上相距d=1.8m的A、B两点振动图像分别如图中的(甲)、(乙)所示.已知波长λ符合0.5m＜λ＜１．０ｍ.求这列波的波速v.17、一列横波的波形如图所示，实线表示t1=0时刻的波形图，虚线表示t2=0.005s时刻的波形图，求：(1)若2Tt2-t1T，波速可能为多大？（T为周期）(2)若Tt2-t1，并且波速为3600m/s，则波向哪个方向传播？5－5O24681012x/my/cm18、如图所示，一根紧张的水平弹性绳上的a、b两点，相距14m，b点在a的右方，当一列简谐横波沿此绳向右传播时，若a点的位移位于正向最大时，b点的位移恰好为零，且向下运动，经过1s后，a点的位移为零，且向下运动，而b点的位移恰好达到负向最大位移，则这列简谐波的波速可能为多少？19、16．（15分）如图16所示为一列简谐波在t1=0时刻的图象。此时波中质点M的运动方向沿y轴负方向，且到t2=0.55s质点M恰好第3次到达y轴正方向最大位移处。试求：（1）此波向什么方向传播？（2）波速是多大？（3）从t1=0至t3=1.2s，波中质点N运动的路程和相对于平衡位置的位移分别是多少？图16答案一、选择题：1、AD2、D3、AD4、B5、C6、BD7、AD8、AD9、A10、AC二、实验题：11、12、ta=tb（3分），Ea2Eb（3分）13、⑴（4分）B（摆长应从悬点到大理石块的质心）、C（摆角太大，不能看作简谐运动）、D、应该从平衡位置开始记时F（必须先分别求和各组L和T值对应的g，再取所求得的各个g的平均值）。⑵（5分）小。（2分）设两次实验中摆线长分别为L1、L2，对应周期分别为T1、T2，石块质心到M点距离为x，由gxLT112和gxLT222解得22212124TTLLg（3分）14、（1）画出的甲观察到的振子振动图象如图（1）所示。（5分）（2）画出的乙观察到的振子的振动图象如图（2）所示。（5分）图（1）图（2）15、解析：本题为波传播过程中各质点振动过程的分析问题.①由传播方向可以判断P点在t=0时刻振动的方向向下.需经243个周期第3次达波峰243T＝1.1∴Ｔ＝114×1.1ｓ＝0.40∴ｖ＝s40.0m4T=１０．０m/s.②波峰由x１＝２ｍ处传播至x２＝６ｍ处的Q点，Δｘ＝ｘ２－ｘ１＝４ｍ.所求时间Δｔ＝104vxｓ＝０．４ｓ.16、解析：由振动图像知A、Bd=2＋ｎλ（ｎ＝１、２、３……）根据条件0.5m＜λ＜１．０ｍ联立①、②解得n=2,n=3,所以λ１＝122nd=52×1.8ｍ＝0.72λ2＝72122nd×1.8ｍ＝0.51ｍ.再由振动图像知，周期T＝1.0ｓ，根据v=T得v１＝0.72ｍ/s，ｖ２＝０.５１ｍ/s.17、解:(1)由图象可知：若波向右传播，则在△t=0.005s内波传播的距离为Δx=10m，则波速smsmtxv/2000/005.0101若波向左传播，则在△t=0.005s内波传播的距离为Δx=14m，则波速smsmtxv/2800/005.0142(2)由图象可知:波长λ=8m在△t=0.005s内波传播的距离为Δx=v△t=3600×0.005m=18m则412818x，所以波向右传播.18、解：设简谐横波的波长、周期分别为和T由已知条件有)43(nsab①（3分）Tmt)41(②（3分）简谐波的波速Tv③（2分）将0.14absm和1ts代入①②③解得34)14(14nmvm/s（其中n=0、1、2、3………，m=0、1、2、3………）（4分）19、解：（1）此波向x轴负向传播。（3分）（2）在t1=0到t2=0.55s这段时间里，质点M恰好第3次到达y正方向最大位移处，则有：（2+43）T=0.55s（3分）得T=0.2s（1分）由图象得简谐波的波长为=0.4m（1分）则波速Tv=2m/s（2分）（3）在t1=0至t3=1.2s这段时间，波中质点N经过了6个周期，即质点N回到始点，所以走过的路程为L=6×5×4=120cm（2分）相对与平衡位置的位移为2.5cm。（3分）