2012高中物理第十二章机械波18单元测试新人教版选修3-4

用心爱心专心1机械振动与机械波单元测试一、选择题1.已知在单摆a完成10次全振动的时间内，单摆b完成6次振动，两摆长之差为1.6m，则两单摆摆长la与lb分别为A．la=2.5m，lb=0.9mB．la=0.9m，lb=2.5mC．la=2.4m，lb=4.0mD．la=4.0m，lb=2.4m2.一列横波沿直线传播，某时刻的波形如图-2所示，质点A的平衡位置与坐标原点O相距0.5M，此时质点A沿正方向运动，再经0.02S第一次到达最大位移。由此可知：A、这列波的波长为1MB、这列波的频率为100HZC、这列波的波速为25M/SD、这列波向右传播3.一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，如图7–1–2a所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7–1–2b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7–1–2c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（）图7–1–2A.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很小用心爱心专心24.如图7–1–7a为演示简谐运动图像的装置，当盛沙漏斗下面的薄木板N被匀速拉动时，摆动着漏斗中漏出的沙在板上形成的曲线显示摆的位移随时间变化的关系，板上的OO＇代表时间轴，图7–1–7b是两个摆各自在木板上形成的曲线，若拉板N1和N2的速度关系为1v=22v，则板上曲线所代表的振动周期T1和T2关系（）A.2T2=T1B.T2=2T1C.T2=4T1D.T2=T15.类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率。在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处。某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正确．．．的是A．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用B．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象C．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播D．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波6.一列简谐横波在某一时刻的波形图如图1所示，图中P、Q两质点的横坐标分别为x=1.5m和x=4.5m。P点的振动图像如图2所示。在下列四幅图中，Q点的振动图像可能是7.下列关于简谐振动和简谐波的说法，正确的是A．媒质中质点振动的周期一定和相应的波的周期相等B．媒质中质点振动的速度一定和相应的波的波速相等C．波的传播方向一定和媒质中质点振动的方向一致用心爱心专心3D．横波的波峰与波谷在振动方向上的距离一定是质点振幅的两倍8.做简谐振动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的1/2，则单摆振动的A．频率、振幅都不变B．频率、振幅都改变C．频率不变、振幅改变D．频率改变、振幅不变9.一个做简谐运动的弹簧振子，周期为T，振幅为A，设振子A．t1＝t2B．t1＜t2C．t1＞t2D．无法判断二、非选择题10．如图所示，质点沿直线做简谐运动平衡位置在O点，某时刻质点通过P点向右运动，径1s再次回到P点，再经1s到达O点，若OP=2cm，则：质点运动的周期T=_________s；质点运动的振幅为A=_______cm，11.弹性绳沿x轴放置，左端位于坐标原点，用手握住绳的左端，当t＝0时使其开始沿y轴做振幅为8cm的简谐振动，在t＝0.25s时，绳上形成如图所示的波形，则该波的波速为___________cm/s，t＝___________时，位于x2＝45cm的质点N恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置。12.图为声波干涉演示仪的原理图。两个U形管A和B套在一起，A管两侧各有一小孔。OP用心爱心专心4声波从左侧小孔传入管内，被分成两列频率的波。当声波分别通过A、B传播到右侧小孔时，若两列波传播的路程相差半个波长，则此处声波的振幅；若传播的路程相差一个波长，则此处声波的振幅。13.一机车汽笛频率为650HZ，机车以V=15M/S的速度观察者驶来，设空气中的声速是V=340M/S，观察者听到的声音频率为多少？14.如图实线是某时刻的波形图象，虚线是经过0.2s时的波形图象。求：①波传播的可能距离②可能的周期（频率）③可能的波速④若波速是35m/s，求波的传播方向⑤若0.2s小于一个周期时，传播的距离、周期（频率）、波速。15.有一种示波器可以同时显示两列波形。对于这两列波，显示屏上横向每格代表的时间间隔相同。利用此中示波器可以测量液体中的声速，实验装置的一部分如图1所示：管内盛满液体，音频信号发生器所产生的脉冲信号由置于液体内的发射器发出，被接受器所接受。图2为示波器的显示屏。屏上所显示的上、下两列波形分别为发射信号与接受信号。若已知发射的脉冲信号频率为2000fHz，发射器与接收器的距离为1.30sm，求管内液体中的声速。（已知所测声速应在1300~1600m/s之间，结果保留两位有效数字。）4x/my0用心爱心专心516.如图所示，一个三角形物块固定在水平桌面上，其光滑斜面的倾角为θ＝30°。物体A的质量为mA＝0.5㎏，物体B的质量为mB＝1.0㎏（A、B均可视为质点），物体A、B并列在斜面上且压着一劲度系数为k＝125N/m的轻弹簧，弹簧的下端固定，上端拴在A物体上，物体A、B处于静止状态。（g取10m/s2）（1）求此时弹簧的压缩量是多大？（2）将物体B迅速移开，物体A将作周期为0.4s的简谐振动，若以沿斜面向上的方向为正方向，请你在所给的坐标系中作出物体A相对平衡位置的位移随时间的变化曲线图，并在图中标明振幅的大小。（3）将物体B迅速移开，试证明物体A在斜面上作简谐运动。参考答案1.B2.AD3.AC4.D5.D6.C7.AD8.C9.B10．6，34311.20.512.相等，等于零，等于原振幅的二倍13．解析：机车静止时，汽笛声的波长为，由于机车（波源）向观察者运动，波长应减小VT，则单位时间内通过观察者的波数变为)Hz(68065015340340f.vVV'f即观察者听到的声音频率变大了，音调变高了。规律总结：由于波源与观察者间的相对运动，θABx/cmt/s0.10.20.30.40.50.60.70.80▲▲▲▲▲用心爱心专心6使得单位时间内观察者所感受到的完整波形的个数发生变化，这就使得感受到的频率发生变化14.解析：①题中没给出波的传播方向，所以有两种可能：向左传播或向右传播。向左传播时，传播的距离为x=nλ+3λ/4=（4n+3）m（n=0、1、2…）向右传播时，传播的距离为x=nλ+λ/4=（4n+1）m（n=0、1、2…）②向左传播时，传播的时间为t=nT+3T/4得：T=4t/（4n+3）=0.8/（4n+3）（n=0、1、2…）向右传播时，传播的时间为t=nT+T/4得：T=4t/（4n+1）=0.8/（4n+1）（n=0、1、2…）③计算波速，有两种方法。v=x/t或v=λ/T向左传播时，v=x/t=（4n+3）/0.2=（20n+15）m/s.或v=λ/T=4（4n+3）/0.8=（20n+15）m/s.（n=0、1、2…）向右传播时，v=x/t=（4n+1）/0.2=（20n+5）m/s.或v=λ/T=4（4n+1）/0.8=（20n+5）m/s.（n=0、1、2…）④若波速是35m/s，则波在0.2s内传播的距离为x=vt=35×0.2m=7m=143λ，所以波向左传播。⑤若0.2s小于一个周期，说明波在0.2s内传播的距离小于一个波长则：向左传播时，传播的距离x=3λ/4=3m；传播的时间t=3T/4得：周期T=0.267s；波速v=15m/s.向右传播时，传播的距离为λ/4=1m；传播的时间t=T/4得：周期T=0.8s；波速v=5m/s.15.解析：设脉冲信号的周期为T，从显示的波形可以看出，图2中横向每一分度（即两条长竖线间的距离）所表示的时间间隔为2Tt其中1Tf对比图2中上、下两列波形，可知信号在液体中从发射器传播只接受器所用的时间为()(21.6)ttn其中0,1,2,n，用心爱心专心7液体中的声速为svt联立①②③④式，代入已知条件并考虑到所测声速应在1300～1600m/s之间，得31.410m/sv评分参考：本题7分。①式2分，②式1分，③式2分，④⑤式各1分。得31.510m/sv的，也同样给分。16.解：（1）物体A、B在斜面上处于平衡状态，所受外力平衡，设压缩量为X则有mkgmmXkXgmmBABA06.030sin)(,30sin)(（2）将物体B移开后，物体A作简谐运动的振幅为mkgmAB04.030sin已知系统的振动周期为T=0.4s，振动的位移随时间的变化关系曲线如下图（3）设物体A在平衡位置时弹簧的压缩量为x0，则有0sinkxgmA，当物体A经过平衡位置下方的某一位置时，对平衡位置的位移的大小为x，则：sin0gmxxkFA回由以上两式得：kxF回且位移的方向与F回的方向相反。即物体A作简谐运动。