高中物理选修3-4简谐运动机械波

1、高二选修3-4 简谐运动 机械波测试姓名：_分数：_一、选择题（题型注释）1位于介质和分界面上的波源S，产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波，如图所示若在两种介质中频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2，则_Af12f2，v1v2 Bf1f2，v10.5v2Cf1f2，v12v2 Df10.5f2，v1v22关于波长，下列说法中正确的是()A在一个周期内，沿着波的传播方向，振动在介质中传播的距离是一个波长B两个相邻的、在振动过程中运动方向总是相同的质点间的距离是一个波长C一个周期内介质质点通过的路程是一个波长D两个相邻的波峰间的距离是一个波长3做简谐振动的单摆摆长不变，把摆球质量增

2、加为原来的4倍，使摆球经过平衡位置时的速度减小为原来的倍，则单摆振动的A. 周期、振幅都不变 B. 周期不变、振幅减小C. 周期改变、振幅不变 D. 周期、振幅都改变4一单摆做小角度摆动，其振动图象如图，以下说法正确的是A时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最小B时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最小C时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最小D时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最大55分）如图所示，一列沿x轴负方向传播的简谐横波，实线为t=0时刻的波形图，虚线为t=0.6s，时的波形图，波的周期T>0.6s；，则 。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错l个扣3分，

3、最低得分为0分）A.波的周期为2.4sB.波速为10m/sC.在t=0.9s时P点沿y轴正方向运动D.从t=0.6s起的0.4s内，P点经过的路程为0.4mE.在t=0.5s时，Q点到达波峰位置6如图所示为一列简谐横波的图像，波速为0.2 m/s，以下结论正确的是：A.振源振动的频率为0.4 HzB.若质点a比质点b先回到平衡位置，则波沿x轴正方向传播C.图示时刻质点a、b、c所受回复力大小之比为213D.经过0.5 s质点a、b、c通过的路程为75 cm7一列简谐横波沿x轴正方向传播，设t=0时刻波传播到x轴上的B质点，波形如图所示。从图示位置开始，A质点在t=0.6s时第二次出现在波峰位置

4、，则下列说法正确的是A、该简谐横波的周期为0.3sB、该简写横波的波速等于5m/sC、t=0.6s时，质点C在平衡位置处且向上运动D、经t=1.2s，该波传播到x轴上的质点DE、当质点E第一次出现在波峰位置时，质点B恰好出现在波谷位置8细长轻绳下端栓一小球构成单摆，在悬挂点正下方二分之一摆长处有一个能挡住摆线的钉子A，如图所示现将单摆向左方拉开一个小角度，然后无初速地释放对于以后的运动，下列说法中正确的是（ ）A单摆往返运动一次的周期比无钉子时的单摆周期小B摆球在左右两侧上升的最大高度一样C摆球在平衡位置左右两侧走过的最大弧长相等D摆线在平衡位置右侧的最大摆角是左侧的两倍9如图所示，长为L1的

5、橡皮条与长为L2的细绳的一端都固定在O点，另一端分别系两球A和B，A和B的质量相等，现将两绳都拉至水平位置，由静止释放放，摆至最低点时，橡皮条和细绳长度恰好相等，若不计橡皮条和细绳的质量，两球经最低点速度相比AA球大 BB球大 C两球一样大 D条件不足，无法比较10在张紧的绳子上挂了a、b、c、d四个单摆，摆长关系为LcLb=LdLa，如图所示，先让d摆动起来（摆角不超过5°，已知重力加速度为g），则下列说法正确的是Ab摆发生振动其余摆均不动 B所有的摆均以的周期振动C所有的摆均以相同摆角振动 Da、b、c中b摆振动幅度最大11如图所示，在平面xOy内有一沿轴x正方向传播的简谐横波，

6、波速为30m/s，频率为25Hz，A、B两点位于x轴上，相距090m。分别以A、B为平衡位置的两个质元在振动过程中，取A点的质元位于波峰时为t=0，对于B点的质元来说（ ）At=0时，加速度最大 Bt=01s时，速度为零Ct=02s时，速度方向沿y轴负方向Dt=03s时，位于波谷12如图所示，波源S从平衡位置开始上、下（沿y轴方向）振动，产生的简谐横波向右传播，经过0.1s后，沿波的传播方向上距S为2m的P点开始振动若以P点开始振动的时刻作为计时的起点，P点的振动图象，如图所示则下列说法中正确的是（ ）A波源S最初是向上振动的B该简谐波的波速为20m/sC该波的波长为m（n0,1,2，）D该波

7、通过宽度约为1m的缝隙时，不能产生明显的衍射现象13一个单摆做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力的频率f的关系）如图所示，则（ ）A此单摆的固有周期约为0.5sB此单摆的摆长约为2mC若摆长减小，单摆的固有频率增大D若摆长增大，共振曲线的峰将向左移动三、填空题（题型注释）14如图所示，半径是0.2m的圆弧状光滑轨道置于竖直面内并固定在地面上，轨道的最低点为B，在轨道的A点（弧AB所对圆心角小于5°）和弧形轨道的圆心O两处各有一个静止的小球和，若将它们同时无初速释放，先到达B点的是_球15物理课外小组研究用“单摆测重力加速度”的实验，他们依照实验直接测量的物理量应为： ， ， ，计算

8、g的公式应为： 。16一列横波在某时刻的波动图像如图所示，从此时开始d质点比e质点早0.1s到达波谷。求：y/cm1350x/m-55abcdef（1）波的传播方向和波速大小 ；（2）1.0s内b质点通过的路程 。17P、Q是一列简谐横波中的两质点，已知P离振源较近，P、Q两点的平衡位置相距15m（小于一个波长），各自的振动图象如图所示。此列波的波速为 m/s。18一列简谐横波从左向右以v=2m/s的速度传播，某时刻的波形如图所示，下列说法正确的是_。(填正确答案标号，全部选对得5分，部分选对得2分，错选得0分)AA质点再经过一个周期T将传播到D点BB点再经过回到平衡位置C该波的周期T=0.0

9、5 sDC点再经过将到达波峰的位置五、计算题（题型注释）19一列简谐横波沿x轴双向传播，波源位于原点O，振动方程为y=4sint（cm），两质点P、Q分别位于x1=-6 m和x2=2 m处，波源振动后右侧某时刻波形如图所示，求： 从波源起振后到质点P到达波谷的所有可能时间；从波刚传到质点Q开始，当Q通过的路程为44 cm时，质点P通过的路程是多少？20一列横波在t=0时刻的波形如图8中实线所示。在t=0.2s时刻的波形如图中虚线所示。若此波的周期大于0.2秒，求 (1)该波的波长是多少? (2)若该波向右传播，波速是多大? (3)若该波向左传播，波速是多大?21如图所示，均匀介质中两波源、分别

10、位于x轴上、处，质点P位于x轴上处，时刻两波源同时开始由平衡位置向y轴正方向振动，振动周期均为，传播速度均为，波源、的振幅均为，则：经过多长时间，由波源发出的波到达P点？从至内质点P通过的路程多少？22如图为某波源的振动图像，右图是该波源产生的横波在某时刻的波形图，波动图的O点表示波源，问：（1）这列波的波速多大？（2）若波向右传播，当波动图中质点Q第一次到达平衡位置且向上运动时，质点P已经经过了多少路程？试卷第5页，总6页本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。参考答案1C【解析】试题分析：从图中可得，又因为是同一个波源的产生的波，所以两列波的频率相同，即，根据公式可得，故C正确

11、考点：考查了波长，波速和频率的关系2ABD【解析】由波长的定义可知，A、B、D正确3B【解析】根据单摆周期公式可知周期只与摆长和重力加速度有关，周期不变，振幅与平衡位置的速度大小有关，B对；4CD【解析】试题分析：单摆做小角度摆动时符合简谐运动的特点，t1时刻摆球在位移最大处，回复力最大，加速度最大，速度为零，所以A项错误；t2时刻摆球的位移为零，回复力为零，加速度为零，速度达到最大，所以B项错误；t3时刻摆球在位移最大处，速度为零，向心力为零，对小球受力分析，重力的切向分力提供回复力，悬线的拉力等于重力的径向分力，此时拉力最小，所以C项正确；t4时刻摆球位移为零，回复力为零，加速度为零，速度

12、最大，向心力最大，摆球运动到悬点的正下方，悬线的拉力减去竖直向下的重力的合力提供向心力，悬线拉力最大，所以D项正确。考点：本题考查了单摆的简谐运动的特点5BDE【解析】试题分析：从实线波形图到虚线波形图需要经历个周期，而周期大于0.6s，可知，故A错误。波速，故B正确。的波形图和的波形图相同，P点沿y轴负方向运动，故C错误。经过0.4s，P完成半个周期的振动，经过的路程为，故D正确。经过，波形向x轴负方向平移5m，Q点到达波峰位置，故E正确。考点：【名师点睛】本题考查了机械波的传播规律及波形图的问题，解题时运用波形的平移法分析时间与周期的关系，得到周期，然后求解波速等基本参量；解题的关键是注意

13、机械波传播的波形的重复性；此题难度中等.6C【解析】本题考查的是对波的图像的理解问题。由图像可知：此波的波长是，题目中给出，由，可知；，A错误；.若质点a比质点b先回到平衡位置，则波源在左边，则波沿x轴负方向传播，B错误；.由可知图示时刻质点a、b、c所受回复力大小之比为213，C正确；. ，则，所以经过0.5 s质点a、b、c通过的路程分别为70cm、75 cm、75 cm.，D选项错误。7BCE【解析】试题分析：A质点在t=0时刻位于波谷，需要经过第一次到达波峰，经过，第二次到达波峰，所以有，解得，从图中可知波长为，所以波速，A错误B正确；从t=0时刻开始，需要经过到达C点，所以时C正好振

14、动了一个周期，所以与t=0.2s时的振动情况完全一致，即通过平衡位置向上振动，C正确；从时刻开始，需要经过到达D点，D错误；，两者之间的距离为半波长的奇数倍，所以两点为反相点，即振动步调完全相反，所以当质点E第一次出现在波峰位置时，质点B恰好出现在波谷位置，E正确；考点：考查了横波图像，波长、波速以及频率的关系【名师点睛】在根据波的传播方向判断质点振动方向或者根据质点振动方向判断波传播方向时，走坡法是一种重要的方法，即下坡路上，上坡路下，简谐横波在传播过程中波上的各个质点只在平衡位置附近上下振动，不会随波迁移，当两个质点相隔波长的整数倍时，则这两个点为同相点，即振动步调相同，如果两个质点相隔半

15、波长的奇数倍时，两个点为反相点，即振动步调相反8AB【解析】试题分析：无钉子时，单摆的周期，有钉子后，在半个周期内绕悬挂点摆动，半个周期内绕钉子摆动，周期，故A正确；根据机械能守恒定律，左右两侧上升的高度相同有钉子子时走过的弧长小于无钉子走过的弧长，摆角不是2倍关系；故AB正确考点：考查了单摆周期【名师点睛】无钉子时，单摆的周期，有钉子后，在半个周期内绕悬挂点摆动，半个周期内绕钉子摆动，周期根据机械能守恒定律，比较上升的高度通过几何关系比较弧长和摆角【答案】B【解析】试题分析：对A球，重力势能的减小量等于动能的增加量和弹性势能的增加量，根据能量守恒定律得， ，对于B球，重力势能的减小量等于动能

16、的增加量，根据能量守恒有： ，因为质量相等，可知重力势能减小相同，则B球的动能大于A球的动能，所以B球的速度较大，故B正确，A、C、D错误。考点：功能关系【名师点睛】解决本题的关键知道A球重力势能的减小量等于弹性势能和动能增加量之和，B球重力势能的减小量等于动能的增加量。10BD【解析】试题分析：d摆摆动起来后，通过水平绳子对a、b、c三个摆施加周期性的驱动力，使a、b、c三摆做受迫振动，a、b、c三摆做受迫振动的频率等于驱动力的周期，由于驱动力周期相同，则a、b、c三摆均以相同周期振动，据振动周期公式可知d摆的周期T=；由于b摆的固有频率与驱动力频率相同，故b摆的振幅最大，即振动的摆角不同；

17、故AC错误，BD正确；故选BD考点：受迫振动；共振【名师点睛】本题考查了受迫振动的频率问题，难度不大，是一道基础题，熟练掌握基础知识即可正确解题，此知识点注意与生活实际的结合。11B【解析】试题分析：此波的波长为，则，t=0时A点的质元位于波峰，则此时B点在平衡位置，加速最小，选项A错误；因T=04s，故t=01s时，B点的质点在最低点，此时速度为零，选项B正确；t=02s时，B点的质点在平衡位置向上振动，故速度方向沿y轴正方向，选项C错误；t=03s时，B点的质点位于波峰位置，选项D错误；故选B考点：质点的振动【名师点睛】此题考查了质点的振动及波的传播问题；对于波的传播类题目，要根据周期明确

18、各点的位置及运动方向，质点在平衡位置速度最大，在波峰和波谷位置加速度最大12B【解析】试题分析：由P质点的振动图象知P质点的起振方向向下，则波源开始振动的方向也向下，故A错误；根据，故B正确；由振动图象知，波的周期为0.4s，而=vT=20×0.4=8（m），故C错误；障碍物的尺寸小于波的波长，可以观察到明显的衍射现象，故该波通过宽度约为1m的缝隙时，能产生明显的衍射现象故D错误故选B.考点：振动图线；机械波的传播13CD【解析】试题分析：由图可知，单摆的固有频率为0.5Hz，则周期为，选项A错误；根据，可得，选项B错误；根据，若摆长减小，单摆的固有周期减小，故固有频率增大，选项C正

19、确；若摆长增大，固有周期变大，固有频率减小，共振曲线的峰将向左移动，选项D正确；故选CD.考点：共振；单摆。14球【解析】试题分析：球相当于做单摆运动，运动到B点的时间相当于周期的四分之一，球做自由落体，所以，球先落地考点：考查等效单摆运动点评：难度较小，对于弧面滚动的小球可等效为单摆运动，周期公式中绳子长度L为弧面的半径15摆线的长度；摆球的直径；摆球完成次全振动所用时间t；【解析】单摆周期计算公式，所以“单摆测重力加速度”，需要测得摆长L（摆线长度与摆球半径之和），周期T（摆球完成次全振动所用时间t，周期为），计算g的公式应为：故答案为：摆线的长度；摆球的直径；摆球完成次全振动所用时间t；1610m/s0.5m【解析】此波沿x轴正向传播（1分）波速（2分）1.0秒内b质点通过的路程是s=10A=0.5m （1分）172.5m/s【解析】试题分析：由图知，周期为，若点P离波源较近，波由P传到Q，则间的距离，得，因P、Q两点的平衡位置相距15m（小于一个波长），所以；则波速为。考点：考查了横波的图象；波长、频率和波速的关系18CD【解析】试题分析：质点不随波传播，A错；B点向上振动靠近平衡位置平均速度大，所用时间小于八分之一周期，B错；由可知周期为0.05